3 задачи для инструментов измерения энергопотребления в современном ИБП

Предназначение источников бесперебойного питания (ИБП) — защищать важное оборудование во время отключения основного энергоснабжения за счёт резервного питания от батарей. При этом функция измерения энергопотребления — всего лишь одна из многих имеющихся у современного ИБП корпоративного класса.

Почему она заслуживает отдельной статьи? Давайте разберёмся — и выясним, как много аварийных ситуаций можно предотвратить, если постоянно измерять энергопотребление каждой розетки ИБП.

Результаты измерения: на экране, в локальной сети и облаке

Для начала уточним, каким образом пользователи, — а в организациях это инженер по эксплуатации или системный администратор, — могут считывать показания нагрузки на розетках ИБП.

Источник может показать эти значения пользователю тремя способами: вывести на встроенный монитор (все ИБП корпоративного класса снабжены небольшими служебными мониторами), передать по локальной сети или показать на специальном сайте фирмы-производителя ИБП. Последнее называется облачным мониторингом.

Первый способ используются довольно редко — разве что в момент первичного подключения нагрузки к ИБП: подключили компьютер, принтер, сетевое оборудование и т. п., взглянули на монитор — если энергопотребление в норме, пошли дальше по своим делам.

На фото: пример экранов удалённого мониторинга ИБП на десктопе и мобильных устройствах. Источник: Eaton

Далее задача по мониторингу энергопотребления нагрузки переходит к специальному программному обеспечению (ПО), которое автоматически сообщает о критических событиях с электропитанием с помощью имейл-, СМС- или пуш-сообщений. Для этого ИБП оборудуют сетевой картой и подключают к локальной сети предприятия.

В качестве примера такого ПО назовём Intelligent Power Manager компании Eaton. К слову, программные средства удалённого мониторинга энергопотребления имеют практически все производители ИБП, и такое ПО доступно на рынке более десятка лет.

В числе же новинок, которые принесла пандемия в 2020 году, стоит назвать облачный мониторинг энергопотребления и состояния всех ИБП в корпоративной сети.

Идея проста: сисадмин на удалёнке не может ходить по предприятию и проверять мониторы ИБП — и даже приехать в свой офис без крайней нужды зачастую не может. Зато используя технологию интернета вещей (IoT), можно выводить показания ИБП на специальный веб-сайт, куда сисадмин может заглянуть в любой момент с компьютера или смартфона (или посмотреть эту информацию через мобильное приложение).

ПО для облачного мониторинга, помимо демонстрации показаний с ИБП, датчиков температуры и иных «умных» устройств, умеет рассылать срочные сообщения о неисправностях и авариях, а также показывать развитую аналитику данных — о состоянии батарей всех ИБП, общем электропотреблении, напряжении в энергосети, температуре внутри ИБП и в офисном помещении и т. д.

Облачный мониторинг предоставляют пока только лидирующие производители ИБП корпоративного класса — в качестве примера можно назвать PredictPulse от Eaton и APC SmartConnect от Schneider Electric.

Теперь перейдём непосредственно к задачам, которые решаются при непрерывном измерении энергопотребления на нагрузках ИБП.

Задача №1: подсчёт времени резервирования питания

Если вы водите автомобиль, вам наверняка знаком такой параметр на панели приборов, как прогнозируемое расстояние, которое можно проехать на оставшемся в баке топливе. Иногда эти цифры имеют критически важное значение — скажем, если надо добраться до заправки в местности с редко расположенными АЗС.

Аналогичную задачу выполняет и функция измерения потребления электроэнергии ИБП — она суммирует нагрузку на каждой розетке и сообщает пользователю, сколько времени при ситуации отключения внешнего электроснабжения сможет проработать от батареи подключённый к ИБП компьютер или, к примеру, медицинское или производственное оборудование. Причём этот расчёт будет сделан максимально точно, исходя из текущего уровня заряда батареи ИБП.

Время работы ИБП от батареи напрямую зависит от энергопотребления нагрузки. В общем случае при снижении нагрузки в два раза время работы увеличивается втрое.

Многие ИБП корпоративного класса позволяют подключать к устройству блоки дополнительных батарей, но тут есть важная особенность: добавление батарей к ИБП может увеличить время работы нагрузки от батарей, но не увеличивает номинальную мощность ИБП — она задаётся характеристиками его электронных блоков, а не ёмкостью батарей.

Чаще всего в ИБП используют батареи типа VRLA (свинцово-кислотные с регулирующими клапанами), также известные как необслуживаемые. Производители рекомендуют так подбирать мощность ИБП под нагрузку, чтобы он будет загружен по мощности не более, чем на 75%.

Батареи стареют и со временем теряют ёмкость, а облачный мониторинг (как и мониторинг по локальной сети) позволяют вовремя заметить, что ёмкость батарей снизилась до недопустимо низкого уровня. ПО мониторинга автоматически отслеживает такие случаи и заранее сообщает о приближающихся сроках замены батарей.

Это важно для электропитания серверов, в которых отключение с корректным завершением всех программ требует как минимум нескольких минут. Если батарея состарилась, то ИБП отключится раньше, чем завершится работа программ, и могут быть утеряны ценные данные.

Современные модели ИБП корпоративного класса, скажем, Eaton 5P/5PX, позволяют админу не только наблюдать за уровнем энергопотребления в ИБП, но и управлять нагрузкой в сегментах электросети, то есть заранее задавать условия работы, при которых для достижения максимального срока работы критически важных устройств от питания батарей отключается в первую очередь несущественное оборудование.

Задача №2: определение перегруженных и недогруженных ИБП

Вторая задача измерения энергопотребления — предотвратить ситуация перегрузки одних ИБП, в то время как другие остаются недогруженными. Перегрузка ИБП обычно вызвана двумя причинами:

1) для защиты электропитания нагрузки выбран ИБП с недостаточной номинальной мощностью (например, нагрузка в диапазоне 700–1100 В·А подключается к ИБП с номиналом 1000 В·А, так что периодически происходит превышение номинала мощности);

2) неквалифицированный персонал подключил к ИБП больше оборудования, чем первоначально рассчитывалось (возможный случай — уборщица включает мощный профессиональный пылесос в ближайшую розетку, которую рядом с собой увидит, а эта розетка от ИБП).

При перегрузке ИБП корпоративного класса стремится максимально продлить работу защищаемого оборудования и по сети посылает сигнал тревоги на мобильное устройство сисадмина.

Далее, поскольку защищаемое оборудование потребляет большую мощность, чем та, на которую рассчитан ИБП, последний переключает нагрузку напрямую к электросети через переходник, называемый «байпас».

Затем, в зависимости от логики, заложенной в ИБП, байпас может оставаться включённым на некоторое время, в ожидании того, что нагрузка вернётся к норме. Если этого не происходит и перегрузка продолжается, то ИБП полностью выключается и обесточивает нагрузку.

Задача админа — через удалённый мониторинг постоянно следить за ситуацией на предприятии по части возможной перегрузки определенных ИБП. Если нагрузка на каком-либо ИБП близка в максимально рекомендованной, то админ пишет заявку на покупку и установку ИБП большей мощности или перераспределяет нагрузку на другие, менее загруженные ИБП, параллельно проводя разъяснительную работу среди работников.

Задача №3: Контроль короткого замыкания или обрыва в нагрузке

Как правило, ИБП используют для защиты электропитания электронных устройств, которые имеют свой блок питания. Иногда в блоках питания таких устройств (серверов, роутеров, принтеров и т. п.) возникает неисправность и короткое замыкание.

В этом случае ИБП немедленно отключает такую нагрузку и выдаёт сигнал тревоги, как локально с помощью зуммера, так и в качестве сообщения по локальной сети или на сайт облачного мониторинга. По получении сигнала тревоги предпринимаются действия по устранению аварийной ситуации.

Другой случай — возникновение обрыва в блоке питания нагрузки. ИБП в таком случае не будет выдавать сигнал тревоги, но админ может увидеть эту ситуацию на диаграммах загруженности ИБП в облаке (или через ПО мониторинга по локальной сети) и также принять меры к замене вышедшего из строя блока питания у нагрузки.

С учётом того, что кроме ИТ-оборудования ИБП используются для резервирования электропитания медицинского и производственного оборудования, мониторинг короткого замыкания и обрыва в нагрузке имеет важное значение не только для поддержания работы ПО и сохранности компьютерных данных, но и для здоровья людей или безаварийного выполнения производственных процессов.

Заключение

Благодаря удалённому мониторингу (облачному или в локальной сети) измерение энергопотребления на группах розеток ИБП имеет важное практическое значение, позволяя вовремя реагировать на аварийные ситуации, а также равномерно перераспределять нагрузку между ИБП для достижения наибольшего возможного времени работы от батарей и повышения надёжности электроснабжения критически важных устройств.

Использование ИБП корпоративного класса с высоким КПД (пример — КПД 99%, как у упоминавшегося выше Eaton 5PX) и развитыми сервисными функциями: ПО удалённого/облачного мониторинга, возможность подключения блоков дополнительных батарей, автоматический расчёт оставшегося времени работы нагрузки от батарей, наличие ПО трёхступенчатого заряда батарей, что продлевает ресурс батарей до 50%, и информирования персонала о сроках замены батарей — позволяет наиболее эффективно осуществлять защиту компьютерной, медицинской и производственной техники в компаниях любого размера и отраслевой принадлежности.