APC Smart UPS远程集中监控系统的设计与实现
2017-10-13文四名高昌保文远静袁良韩福泉程鹏中国石油塔里木油田分公司新疆库尔勒841000
文四名 高昌保 文远静 袁良 韩福泉 程鹏(中国石油塔里木油田分公司， 新疆 库尔勒 841000)
APC Smart UPS远程集中监控系统的设计与实现
文四名 高昌保 文远静 袁良 韩福泉 程鹏(中国石油塔里木油田分公司， 新疆 库尔勒 841000)
本文介绍了通过使用VB6.0作为开发设计语言进行APC Smart UPS远程集中监控系统的设计方法以及多台UPS与上位机数据通讯的硬件连接形式。UPS远程集中监控系统实现了全天候实时在线监测UPS各项参数，缩短了反应处理时间，避免了误关井事件发生，保障了正常的安全生产。该系统运行稳定，数据传输准确，参数报警灵敏，提升了UPS设备管理水平。
VB6.0;APC;Smart;UPS;远程集中监控系统
UPS电源为井口RTU系统提供不间断的电力供应，可以保护RTU设备免受市电断电、电压波动、冲击的影响。由于UPS可靠平稳运行对油气井场安全生产起到了关键性作用，因此实现对UPS电源的集中监控、数据报警等功能是改善设备管理模式、提高工作效率的最好方式。
1 UPS通讯接口
1.1 通讯协议
APC Smart UPS主机的通讯接口为9针RS232串口，其针脚定义为：1-Rx，2-Tx，9-GND，与标准的9针RS232串口针脚连接对应方式为：2-2、1-3、9-5。主机数据通讯为全双工模式，协议为：2400bit/s波特率，1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验。
1.2 通讯命令
APC Smart UPS数据通讯命令包括连接UPS通讯命令、UPS状态命令、电池参数命令、UPS输出信息命令4类命令。通讯命令码制为ASCII码，所有UPS返回信息都加上回车换行符(0d 0a)作为结束符。UPS数据通讯命令及含义见表1。
2 集中监控思路
单台APC Smart UPS只能以RS232协议与上位机通讯，属于点对点通讯。若要多台UPS实现集中监控功能，可以采用串口服务器映射虚拟串口来实现。每口单井安装一台设置有位于同一网段内且IP地址固定的串口服务器，并将该IP地址分别映射为不同的虚拟串口。
UPS数据通讯依次按照打开串口1、发送访问命令、返回访问数据、关闭串口1；打开串口2、发送访问命令、返回访问数据、关闭串口2的方式进行。直至访问完所有的有效串口再进行下一个循环。数据集中监控流程如图1所示。
3 硬件设计
单台APC Smart UPS只能以RS232协议与上位机通讯，通讯距离短。由于单井井场位置分散，距离监控室最远距离可达十几公里。若要实现各单井UPS的集中远程监控，则需将RS232协议数据进行转换。通过串口服务器则可将RS232信号转换为网络信号，再通过光纤即可实现数据远传。串口服务器选用ADAM4571模块。
硬件系统构成方式：使用串口线连接UPS与ADAM4571的串口端，使用网线连接ADAM4571与光端机的网口端。通过光纤将各UPS数据信号远程传输到监控室，将各单井光端机的网口端用网线汇总连接至多口交换机上，再将交换机连接至监控上位机。如图2所示。
4 监控系统设计
4.1开发工具
UPS监控系统采用VB 6.0作为开发设计语言进行程序编写。以Microsoft Access 2007作为存储数据库。该系统可运行于Windows 2007及以上操作系统平台，有利于系统的推广应用。监控系统主界面如图3所示。
4.2 系统功能
表1 APC Smart UPS数据通讯命令及含义
图1 数据集中监控流程
UPS远程集中监控系统包括有UPS参数监测显示及报警、通讯参数设置、报警参数设置、通讯连接测试、参数实时趋势查看、参数历史曲线查看6项功能。每项功能都有相应的操作界面，通过菜单栏和工具栏中的快捷方式可以直接打开。系统主要设计功能如下：
图2 硬件连接方式
图3 监控系统主界面
(1)参数监测显示及报警 系统主界面窗口用于显示UPS的工作参数及状态。包括UPS电源名称、串口服务器IP地址、通讯状态、UPS内部温度、电池电压、电池容量、负载电流、负载功率、市电输入电压、输入最小电压、输入最大电压、UPS输出电压、输出电压频率以及UPS工作方式。报警信息显示窗口用于显示参数报警信息，点击“清除报警信息”按钮可清除报警信息窗口中的报警信息，点击“报警消音”按钮可停止报警声音。
(2)通讯参数设置 用于设置UPS与监控上位机的通讯参数。包括UPS电源名称、串口服务器IP地址、通讯串口号。设置后，点击“添加”按钮可开始通讯。在第二列之后，点击“删除”按钮可停止相应UPS的通讯。
(3)报警参数设置 用于设置UPS内部温度上限、电池电压下限、电池容量下限、负载电流上限、负载功率上限五个参数的报警值。
(4)通讯连接测试 用于测试串口服务器的网络通讯是否正常。单击左侧列表中的UPS电源名称，IP地址栏中就显示对应串口服务器的IP地址。点击“开始测试”按钮，通讯测试结果显示在下方窗口中。
5 结语
远程集中监控的设计方法以及多台UPS与上位机数据通讯的硬件连接,实现了全天候实时在线监测UPS各项参数,避免了误关井事件发生，保障了正常的安全生产.
[1]李建国.UPS远程监控系统的设计与实现[J].电气应用,2008.
[2]李小慧.利用VB编写串口通信程序[J].唐山师范学院学报,2004.
