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。
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。
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。
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。
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。
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。
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:
(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。
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.
摘要：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。
关键词：VB6.0,APC,Smart,UPS,远程集中监控系统
[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.
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