APC Smart UPS遠程集中監控系統的設計與實現

文四名 高昌保 文遠靜 袁良 韓福泉 程鵬(中國石油塔里木油田分公司， 新疆 庫爾勒 841000)

APC Smart UPS遠程集中監控系統的設計與實現

文四名 高昌保 文遠靜 袁良 韓福泉 程鵬(中國石油塔里木油田分公司， 新疆 庫爾勒 841000)

本文介紹了通過使用VB6.0作為開發設計語言進行APC Smart UPS遠程集中監控系統的設計方法以及多臺UPS與上位機數據通訊的硬件連接形式。UPS遠程集中監控系統實現了全天候實時在線監測UPS各項參數，縮短了反應處理時間，避免了誤關井事件發生，保障了正常的安全生產。該系統運行穩定，數據傳輸準確，參數報警靈敏，提升了UPS設備管理水平。

VB6.0;APC;Smart;UPS;遠程集中監控系統

UPS電源為井口RTU系統提供不間斷的電力供應，可以保護RTU設備免受市電斷電、電壓波動、沖擊的影響。由于UPS可靠平穩運行對油氣井場安全生產起到了關鍵性作用，因此實現對UPS電源的集中監控、數據報警等功能是改善設備管理模式、提高工作效率的最好方式。

1 UPS通訊接口

1.1 通訊協議

APC Smart UPS主機的通訊接口為9針RS232串口，其針腳定義為：1-Rx，2-Tx，9-GND，與標準的9針RS232串口針腳連接對應方式為：2-2、1-3、9-5。主機數據通訊為全雙工模式，協議為：2400bit/s波特率，1位起始位，8位數據位，1位停止位，無奇偶校驗。

1.2 通訊命令

APC Smart UPS數據通訊命令包括連接UPS通訊命令、UPS狀態命令、電池參數命令、UPS輸出信息命令4類命令。通訊命令碼制為ASCII碼，所有UPS返回信息都加上回車換行符(0d 0a)作為結束符。UPS數據通訊命令及含義見表1。

2 集中監控思路

單臺APC Smart UPS只能以RS232協議與上位機通訊，屬于點對點通訊。若要多臺UPS實現集中監控功能，可以采用串口服務器映射虛擬串口來實現。每口單井安裝一臺設置有位于同一網段內且IP地址固定的串口服務器，并將該IP地址分別映射為不同的虛擬串口。

UPS數據通訊依次按照打開串口1、發送訪問命令、返回訪問數據、關閉串口1；打開串口2、發送訪問命令、返回訪問數據、關閉串口2的方式進行。直至訪問完所有的有效串口再進行下一個循環。數據集中監控流程如圖1所示。

3 硬件設計

單臺APC Smart UPS只能以RS232協議與上位機通訊，通訊距離短。由于單井井場位置分散，距離監控室最遠距離可達十幾公里。若要實現各單井UPS的集中遠程監控，則需將RS232協議數據進行轉換。通過串口服務器則可將RS232信號轉換為網絡信號，再通過光纖即可實現數據遠傳。串口服務器選用ADAM4571模塊。

硬件系統構成方式：使用串口線連接UPS與ADAM4571的串口端，使用網線連接ADAM4571與光端機的網口端。通過光纖將各UPS數據信號遠程傳輸到監控室，將各單井光端機的網口端用網線匯總連接至多口交換機上，再將交換機連接至監控上位機。如圖2所示。

4 監控系統設計

4.1開發工具

UPS監控系統采用VB 6.0作為開發設計語言進行程序編寫。以Microsoft Access 2007作為存儲數據庫。該系統可運行于Windows 2007及以上操作系統平臺，有利于系統的推廣應用。監控系統主界面如圖3所示。

4.2 系統功能

表1 APC Smart UPS數據通訊命令及含義

圖1 數據集中監控流程

UPS遠程集中監控系統包括有UPS參數監測顯示及報警、通訊參數設置、報警參數設置、通訊連接測試、參數實時趨勢查看、參數歷史曲線查看6項功能。每項功能都有相應的操作界面，通過菜單欄和工具欄中的快捷方式可以直接打開。系統主要設計功能如下：

圖2 硬件連接方式

圖3 監控系統主界面

(1)參數監測顯示及報警 系統主界面窗口用于顯示UPS的工作參數及狀態。包括UPS電源名稱、串口服務器IP地址、通訊狀態、UPS內部溫度、電池電壓、電池容量、負載電流、負載功率、市電輸入電壓、輸入最小電壓、輸入最大電壓、UPS輸出電壓、輸出電壓頻率以及UPS工作方式。報警信息顯示窗口用于顯示參數報警信息，點擊“清除報警信息”按鈕可清除報警信息窗口中的報警信息，點擊“報警消音”按鈕可停止報警聲音。

(2)通訊參數設置 用于設置UPS與監控上位機的通訊參數。包括UPS電源名稱、串口服務器IP地址、通訊串口號。設置后，點擊“添加”按鈕可開始通訊。在第二列之后，點擊“刪除”按鈕可停止相應UPS的通訊。

(3)報警參數設置 用于設置UPS內部溫度上限、電池電壓下限、電池容量下限、負載電流上限、負載功率上限五個參數的報警值。

(4)通訊連接測試 用于測試串口服務器的網絡通訊是否正常。單擊左側列表中的UPS電源名稱，IP地址欄中就顯示對應串口服務器的IP地址。點擊“開始測試”按鈕，通訊測試結果顯示在下方窗口中。

5 結語

遠程集中監控的設計方法以及多臺UPS與上位機數據通訊的硬件連接,實現了全天候實時在線監測UPS各項參數,避免了誤關井事件發生，保障了正常的安全生產.

[1]李建國.UPS遠程監控系統的設計與實現[J].電氣應用,2008.

[2]李小慧.利用VB編寫串口通信程序[J].唐山師范學院學報,2004.