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Unterbrechungsfreie Stromversorgungen: Zentrales USV-Management erhöht Verfügbarkeit

Der Wandel der Zeit hat einen rapiden Anstieg des Automatisierungsgrades zur Folge. Die Konvergenz von klassischen serverbasierten Strukturen mit Security-, Entertainment- und Gebäudemanagement-Anwendungen kommt hierbei unaufhaltbar zum Tragen. Eine hohe Zuverlässigkeit von Gebäudemanagementsystemen gewährleisten in Bezug auf die Energieversorgung unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV).
Am Beispiel der Gebäudemanagementsysteme werden Betriebsmeldungen, Alarme, Sensorwerte und sonstige Ereignisse unter einer einheitlichen Bedieneroberfläche visualisiert. Dabei werden Meldungen der angeschlossenen Systeme aus den Bereichen Sicherheitstechnik, Gebäudeleittechnik und Heizung/Klima/Lüftung erfasst, protokolliert und dokumentiert sowie durch entsprechende Konfiguration an die angeschlossenen Gewerke zurückgemeldet. Die Systeme bestehen aus einem zentralen Serversystem und dezentral verteilten Aktoren und Sensoren. Die Akzeptanz solch komplexer Systeme ist – neben dem Bedienkomfort – maßgeblich von dessen Zuverlässigkeit abhängig. Bei Letzterem ist in Bezug auf die elementare Energieversorgung besonders die ganzheitliche unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) von Bedeutung. Nicht nur das zentrale Serversystem, auch alle Knoten- und Endpunkte müssen zum einwandfreien Betrieb jederzeit zur Verfügung stehen. Diese verteilte Struktur wird durch die dezentrale Anordnung kleiner USV-Systeme gewährleistet.

USV mit doppeltem Nutzen

Zum einen schützt die USV vor Stromausfall, zum anderen gleicht sie Spannungsschwankungen aus. Spannungsschwankungen behalten sich die Energieversorger vor oder werden durch Netzrückwirkungen als Folge von Schaltvorgängen induktiver Lasten verursacht. Beide Faktoren bedeuten eine zusätzliche Belastung des gesamten elektronischen Inventars mit Verkürzung der Lebenserwartung von typischerweise mehr als 50%. Unkontrolliertes Abschalten von Hard- und Software ist die Folge. Professionelle USV-Systeme sind in Doppelwandlertechnologie konzipiert. Nur diese Systeme schützen zu 100% vor unvorhersehbaren und irreparablen Verlusten von unternehmensrelevanten Daten sowie Ersatzbeschaffungen für defekte Hardware. Die Energieversorgung der angeschlossenen Geräte erfolgt dabei über eine doppelte Spannungswandlung. Hierbei wird das sekundäre Netz komplett von der Hausversorgung getrennt. Ein Gleich-/Wechselrichterkreis erzeugt eine konstante Ausgangsspannung mit 230V/ 50Hz; unabhängig von der primären Eingangsspannung. Unterschiedliche Konzepte erlauben darüber hinaus eine langfristige Autonomie. Im einfachsten Fall erhöhen zusätzliche Batteriepakete die Überbrückungszeit auf bis zu mehrere Stunden.

Zentrales IT-Management

Installiert ein Betreiber USV-Systeme an mehreren Standorten, so ist das zentrale Management – entgegengesetzt zur verteilten Installation – wünschenswert. Grundsätzlich sollte bei der logischen Einbindung in eigene Systeme darauf geachtet werden, dass sowohl Schnittstellen für Haustechnik als auch für IT-Management zur Verfügung stehen. Wichtig ist hier der Internet-Standard RFC 1628 UPS Management Information Base (MIB), der die Verwaltung von USV-Systemen per Simple Network Management Protocol (SNMP) beschreibt, ggf. erweitert um herstellerspezifische Teile. Je nach Anbieter können auch spezielle Snap-ins für (IT-) Management-Systeme verfügbar sein. Das zentrale IT-Management erfolgt mit einer UPS Network Management Software, kurz UNMS. Die Grundlage der Kommunikation basiert auf der gemeinsamen Kommunikationsebene des TCP/IP-Transportprotokolles. Das o.a. SNMP-Protokoll ist im Vergleich zum TCP/IP-Protokoll die Sprache, mit der kommuniziert wird. Beides zusammen ermöglicht eine software- und herstellerunabhängige Administration und Kommunikation. Damit alle USV-Systeme diesem Standard folgen können, bedarf es einer physikalischen Adaptierung des RS-232-USV-Protokolles. Diese Adaptierung kann einerseits direkt über einen an der USV installierten PCs erfolgen. Einfacher, zuverlässiger und kostengünstiger ist jedoch die Verwendung einer speziellen USV-Netzwerkkarte. Hier sind verschiedene Lösungen am Markt verfügbar: von einfachen und kostengünstigen Lösungen, die ausschließlich die Funktion als Netzwerkadapter erfüllen, bis hin zu Karten mit RS-485-Schnittstelle, Modbus over IP, Modemfunktion, direktem Sensormanagement usw. Die USV-Netzwerkkarte jeder USV wird mit einer festen IP-Adresse konfiguriert. Sie ist somit von jedem Standort der Welt aus eindeutig identifizierbar. Die Ansammlung von IP-Adressen der jeweiligen USV-Systeme läuft in der UNMS zusammen. Hiermit ist gewährleistet, dass auf einer zentralen Plattform alle Informationen herstellerunabhängig ausgewertet werden können. Unterschiedliche Zugriffsrechte erlauben eine vollständig webserverbasierte Benutzerverwaltung für differenzierte Anwendungen.

Fernüberwachung inbegriffen

Aufgesetzt auf der zuvor beschriebenen, gemeinsamen Kommunikationsebene, ist das Gesamtsystem vollständig fernadministrierbar: Betriebszustände können abgefragt und Eventrecorder eingesehen werden. Automatische Batterietests liefern jederzeit eine verlässliche Aussage über den alterungsbedingten Zustand des lokalen Systems. Bei professionellen USV-Management-Softwarelösungen können diese Prozesse wiederum automatisch durchgeführt werden. Wird ein Abweichen vom Sollwert analysiert, wird automatisch eine Warnmeldung wahlweise via E-Mail, SMS oder ähnlich über eine authentifizierte Verbindung versand. Über die USV-Verwaltung hinaus ermöglicht UNMS die zusätzliche Administration von Sensoren und Aktoren. Somit können komplexe Gebäudeinstallationen, Racksysteme, Serverräume und parallelredundante USV-Systeme ganzheitlich überwacht werden.

Managementlösung mit vielen Vorzügen

Zur Anbindung an ein Facility-Management (Gebäudeüberwachung) dient das Modbus-Protokoll. Die empfohlene Einbindung in verschiedene Management-Systeme senkt die Hemmschwelle für die Betreiber. Eine Aufsplittung der Meldungen nach dem Zuständigkeitsbereich sorgt dafür, dass Fehlreaktionen oder Nichtbeachtung einer unverständlichen Nachricht auf beiden Seiten weitgehend ausgeschlossen werden. Ein großer Vorteil einer solchen Managementlösung ist die individuelle Gestaltung der Benutzeroberfläche. Diese ermöglicht eine einheitliche und herstellerunabhängige Struktur für alle zu verwaltenden Einheiten. Unabhängig hiervon können spezifische komplexe Gegebenheiten, Gebäudeinstallationen oder auch international verteilte Anwendungen mit kundenspezifischen Grafiken in jeder Ebene (Land, Stadt, Gebäude, Raum, Anwendung) überschaubar dargestellt werden. Die Erfahrung zeigt, dass nicht nur die Übersichtlichkeit steigt, sondern gleichzeitig die ablehnende Haltung der Verantwortlichen erheblich sinkt. Diese Form von zentralem Management bedeutet einen erheblich geringen Einsatz von Ressourcen und Zeit für den Betreiber. Ein weiterer Vorteil gegenüber der dezentralen Verwaltung ist dessen Überschaubarkeit. Auch der Aufwand für Wartung und Transfer sowie die fehlerbehaftete Interpretation von Informationen beschränken sich auf ein Minimum. Letztendlich ist UNMS deutlich preiswerter und einfacher zu bedienen als vergleichbare SNMP-Management-Software wie beispielsweise HP Openview.

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