بررسی کامل و آشنائی با سخت افزار ups

شناخت دستگاه UPS باعث میشود که بتوانیم در خرید آن یا حتی برطرف کردن اشکالات سخت افزاری آن تجربه داشته باشیم. دستگاه UPS امروزه در بیشتر شرکت ها و ارگانها و حتی منازل بکار میرود.

شناخت UPS

یو پی اس مخفف چه کلماتی است و چرا به یو پی اس نیاز داریم؟

یو پی اس مخفف عبارت Uninterruptible Power Supply و به معنی منبع تغذیه بدون وقفه است. این دستگاه برق مورد نیاز براي استفاده دستگاه هایی مانند کامپیوتر، ادوات پزشکی و تجهیزات امنیتی و... را مستقل از اینکه برق ورودي وجود داشته باشد یا خیر براي مدت محدودي تامین میکند. همچنین شرایط برق ورودي را از نظر سطح ولتاژ، تغییرات ولتاژ و جهش هاي ناگهانی بهبود میدهد. در صورتی که یو پی اس ما هوشمند باشد علاوه بر موارد فوق میتواند دستگاههاي متصل به خود را در زمان مناسب و به طرز صحیح خاموش نماید. در مورد اهمیت استفاده از یو پی اس همین بس که آمار نشان میدهد بیشتر از 40 درصد مشکلات از بین رفتن اطلاعات به مشکل قطع برق بر میگردد.

از یو پی اس چه میدانید؟

تقریباً همه کسانی که با کامپیوتر کار می کنند اطلاعاتی ارزشمند و یا حداقل چند ساعت کار خود را بخاطر قطع برق از دست داده اند و به این علت یو پی اس را میشناسند. UPS در نظر عموم کاربران دستگاهی است که موجب میشود با قطع برق کامپیوتر خاموش نشود. مقاله شناخت UPS کامتک به شما کمک میکند دانش خود در مورد یو پی اس را با دانش روز این فناوري هماهنگ کنید. این مقاله به شما کمک میکند که در کلاس آموزش نصب UPS با دستگاه آشنایی کامل را داشته باشید و بتوانید در نصب و راه اندازی بهترین نتیجه را بدست آورید.

یک یو پی اس بزرگ بهتر است یا چند یو پی اس کوچک؟

قیمت یو پی اس ها نسبت به توان خروجیشان افزایش مییابد براي مثال اگر توان خروجی دو برابر شود قیمت بیش از دو برابر افزایش مییابد. لذا اگر در یک شرکت یا سازمان تعدادي کامپیوتر وجود دارد و قصد این است که آنها را به یو پی اس مجهز کنیم بهتر است یک یو پی اس کوچک در محل هر کامپیوتر نصب شود همچنین با استفاده از تعدادي یو پی اس کوچک در صورت بروز مشکل دامنه آن به یک کامپیوتر محدود میشود و کل شبکه ما دچار اختلال نمیگردد این روش تا زمانی کارایی دارد که نیاز به یو پی اس با تکنولوژي خاصی نباشد اگر کاربرد خاصی نیاز به یو پی اس با تکنولوژي بالا را طلب کند از آنجا که یو پی اس ها تکنولوژي بالا در توان هاي پایین معمول نیستند می توان مجددا به یک یو پی اس قوي مرکزي با تکنولوژي بالا فکر کرد.

چند نوع یو پی اس وجود دارد و این انواع از نظر فناوري چه تفاوتهایی باهم دارند؟

یو پی اس ها از یکی از فناوري هاي زیر استفاده میکنند:

1.  آف لاین: در این نوع یو پی اس مصرف کننده بصورت عادي از برق شهر استفاده می کند. و به محض قطع برق یو پی اس وارد مدار شده و عهده دار برق رسانی به مصرف کننده می شود.
2.  لاین اینتراکتیو (Line Interactive): مجهز به ترانس افزاینده و کاهنده جهت ثابت کردن ولتاژ براي دستگاه مصرف کننده هنگام قطع برق ورودي یو پی اس بدون وقفهاي برق مطلوب و مورد نیاز مصرف را تامین می نماید.

دبل کانورژن (آن لاین)

در این مدل دستگاه هاي مصرف کننده همیشه از برق ثابت و فیلتر شده خروجی یو پی اس بهره میبرد با کمک تکنولوژي آن لاین در اینگونه یو پی اس ها که از کیفیت و حساسیت بالایی برخوردارند میتوانیم جهت دستگاههاي فوق العاده حساس آزمایشگاهی، نظامی و ... استفاده کنیم. طبق استاندارد یک برد مجهز به میکروپروسسور فوق العاده حساس دائما ولتاژ و جریان ورودي را کنترل میکند.

نکاتی در مورد نگهداري یو پی اس

قسمت مهمی از یک دستگاه یو پی اس باطري آن است. باطري امکان ذخیره سازي توان الکتریکی مستقیم را از طریق یک فرآیند شیمیایی فراهم میکند. ساختار شیمیایی باطریها موجب حساسیت آنها به حرارت است. گرم شدن باطري ظرفیت ذخیره سازي توان الکتریکی و همچنین عمر باطري را کم میکند. با افزایش حرارت محیطی که باطري در آن قرار دارد به ازاي هر یک درجه افزایش حرارت عمر باطري 10 درصد کاهش مییابد. حرارت ایده آل براي باطري بین 22 تا 25 درجه است که حرارت ایده آل محیط هاي کاري هم هست لذا نگهداري باطري در خارج از محیط کاري معمولاً توصیه نمی شود.

یو پی اس تولید داخلی بهتر است یا خارجی؟

تصور عمومی بر این است که یو پی اس خارجی همیشه بهتر اما گرانتر است. امروزه بسیاري از تولید کنندگان داخلی یو پی اس با استفاده از فناوري روز این صنعت دستگاههایی را عرضه میکنند که بعضا قسمت عمده تجهیزات آنها در خارج از ایران و بخصوص در چین تولید میشود. یو پی اسهاي ایرانی بعلت استفاده از باطريهاي تازه تر معمولا مشکل کمتري با باطري دارند اما لزوما ارزانتر نیستند از طرف دیگر یو پی اس هاي خارجی نیز به علت تولید در مقیاس بسیار وسیع امروزه با قیمت بسیار مناسب در داخل کشور قابل تهیه هستند.

سیستم برق رسانی UPS

تعریف اصلی استفاده از یو پی اس روشن نگهداشتن دستگاههاي حساس بوده تا بتوان آنها را به نحو مطلوب و بدون از دست رفتن اطلاعات یا صدمه به دستگاه خاموش کرد. این تعریف با توجه به مشکلات قطع برق در کشورمان به تدریج عوض شده و یو پی اس تبدیل به دستگاهی براي تامین برق اضطراري به مدت چند ساعت شده است. در سالهاي اخیر با واردات و گسترش عرضه یو پی اسهاي خارجی در ایران مجددا طرز برخورد معمول جهانی با موضوع یو پی اس درایران نیز گسترش یافته است. راه حل ایده آل در این زمینه ترکیب یو پی اس و ژنراتور است. ژنراتور برق مداوم و طولانی مدت تولید میکند و یو پی اس شرایط نامناسب برق تولید را براي کار دستگاه ها مناسب کرده و تامین برق تا زمان راه اندازي و ایستا شدن ژنراتور را بعهده خواهد داشت.

باتری UPS

دوشاخه یک وسیله الکترونیکی که به برق شهر وصل می‌شود فقط از یک منبع نیرو استفاده می‌کند. اگر برق شهر قطع شود، آن وسیله در اثر انقطاع الکتریسیته به سرعت خاموش می‌شود. یو پی اس این معادله را با فراهم نمودن دو منبع برق برای وسیله برقی به هم می‌زند. یو پی اس ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که همواره دو منبع برق وجود داشته باشد. یکی منبع انرژی اولیه (برق شهر) و دیگری منبعی که در صورت قطع منبع اول وارد مدار می‌شود و به آن منبع ثانویه (باتری) گفته می شود.

بسته به نوع یو پی اس گاهی اوقات سوییچی برای کنترل این که کدام یک از منابع نیرو در هر لحظه مورد استفاده قرار می‌گیرند تعبیه شده است. این سوییچ به محض اینکه متوجه شود که منبع اولیه قطع شده، از حالت اولیه به حالت ثانویه تغییر می‌کند و زمانی که منبع اولیه مجدداً وصل شد از حالت ثانویه به حالت اولیه باز می‌گردد.

باتری UPS یکی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین بخش‌های این دستگاه است که معمولا بین 5 تا 20 دقیقه می‎تواند برق لازم UPS را در حین قطعی برق فراهم کند. ظرفیت باتری UPS‌ ها در ابعاد کلی این سیستم تاثیر دارد، به نحوی که هر چه باتری‌ها بزرگ و ظرفیت آن‌ها بیشتر باشد، UPS هم بزرگتر است. مشتری نیز متناسب با ظرفیت مورد نیاز خود، سایز یو پی اس را انتخاب می‌کنند. توجه داشته باشید که باتری این منبع تغذیه باید همیشه تست و بررسی شود، زیرا معیوب بودن آن باعث آسیب دیدن داده‌های کاربران می‌شود، همچنین می‌توان UPS را طوری تنظیم کرد که زمانی که 80 درصد باتری آن تخلیه شد، سیستم‌های شما را خاموش کند. در این لحظه نرم‌افزار UPS، یک فرآیند Shut Down را فعال می‌کند که برنامه‌های شما را می‌بندد و سیستم را غیر فعال می‌کند.

زمانی که نرم‌افزار یو پی‌ اس را نصب کردید، برای نتیجه بهتر، می‌توانید نرم‌افزار را با توجه به نیازهایی که دارید پیکربندی کنید. البته می‌توانید با تنظیمات پیش‌فرض هم از آن استفاده کنید.
توصیه می‌شود همیشه تنظیمات پیش فرض را بررسی کنید. برای اینکه تشخیص دهید این تنظیمات نیاز به تغییر دارد یا خیر، می‌توانید مشخص کنید که سیستم به وسیله‌ باتری‌ها تا چه مدتی کار می‌کند و تنظیمات UPS را به گونه‌ای تغییر دهید که هنگامی که باتری آن رو به اتمام است، سیستم‌های الکترونیکی، خاموش شوند.

در زمان پیکربندی تنظیمات به این نکته توجه کنید که برای خاموش کردن اصولی دستگاه باید زمان لازم را به آن اختصاص دهید. بعضی از سرورها برای خاموش شدن صحیح ۶، ۸ یا حتی ۱۰ دقیقه زمان نیاز دارند، پس اگر فرآیند خاموش شدن هنگامی است که باتری فقط به مدت ۵ دقیقه توان دارد، ممکن است اطلاعات از بین برود.

خرابی باتری ها نیز نکته مهمی است که باید به آن توجه کنید. باتری‌های یو پی‌ اس این است که اگر دچار مشکل شوند، اخطار‌هایی اعلام می‌کنند. تست باتری‌ها به صورت منظم، کمک زیادی می‌کند تا از ظرفیت و سلامت باتری مطمئن شوید. بهتر است همیشه قبل از اینکه باتری‌ها کاملا خراب شوند اقدام به تعویض آنها کنید، چون اگر باتری‌های معیوب در سیستم باقی بمانند ممکن است باعث از دست رفتن اطلاعات شما شوند.

گونه‌های UPS

یوپی‌اس‌ها را از نظر عملکرد داخلی غالباً در سه دسته تقسیم‌بندی می‌کنند:

1. با عملکرد کشیک انفعالی: آفلاین
2. با تبدیل دوطرفه: آنلاین
3. در تعامل با خط : لاین اینتراکتیو

آماده به کار یا آفلاین

یوپی‌اس‌های آفلاین یا آماده به کار، با زمان حفاظت ۲۰ دقیقه که گسترش ظرفیت آن معمولاً امکان پذیر نیست.

این نوع یوپی‌اس‌ها در حالت عادی از برق شهر استفاده می‌کنند اما به محض قطع برق، یوپی‌اس وارد مدار شده و برق باطری را به برق مورد نیاز مصرف‌کننده‌ها تبدیل می‌کند.

یوپی‌اس‌های آماده به کار، تنها ویژگی‌های پایه‌ای را ارائه می‌دهد؛ مثل حفاظت کردن از مصرف کننده در برابر ولتاژهای بسیار زیاد ناخواستهٔ ورودی و شارژ باتری‌ها. یوپی‌اس‌های آماده به کار با تغییر جهت عبور جریان در خطِ مسیر باتری، جریان دی‌سی را از حالت عادی شارژ به حالت تهیه ولتاژ ای‌سی مورد نیاز تغییر وضعیت می‌دهند. در یوپی‌اس آماده به کار «خارج از خط» سیستم بار به طور مستقیم توسط برق ورودی پشتیبانی می‌شود و مدارات قدرت تنها با استناد به ابزار قدرت تغذیه می‌شوند. بیشترین یوپی‌اس‌های زیر ۱ کیلوولت آمپر از انواع خط‌های تعاملی و یا آماده به کار هستند که معمولا ارزان قیمت ترند.

این نوع از یوپی‌اس‌ها تنها به هنگام قطع برق و به عنوان منابع جایگزین فعال می‌شوند به همین علت به آن‌ها یوپی‌اس با عملکرد کشیک انفعالی نیز می‌گویند.

یوپی‌اس لاین اینتراکتیو

یوپی‌اس‌های لاین‌اینتراکتیو در شرایط عادی می‌توانند ولتاژ خروجی را به وسیلهٔ یک ترانسفورماتور تثبیت کنند. در حالت قطع برق شهر یوپی‌اس برق مورد نیاز مصرف‌کننده را از راه باتری‌ها تأمین خواهد کرد.

در تعامل با خط: لاین اینتراکتیو

در شرایط طبیعی، تامین خروجی در این نوع یوپی‌اس‌ها پس از تصحیح ورودی (پاک‌سازی ورودی از انواع نویز و احیاناً تصحیح سطح ولتاژ ورودی) انجام می‌پذیرد. تنها در مواقعی چون بروز نقص فنی، سرریز بار یا افزایش بیش از حد دمای یوپی‌اس به حالت بای‌پس∗ خواهد رفت.

این نوع یوپی‌اس‌ها کیفیت و حساسیت بسیار بالایی دارند و برای دستگاه‌های بسیار حساس آزمایشگاهی، نظامی و… به کار می‌روند.

بازده این یوپی اس‌ها نسبت به سایر انواع یو پی اس بصورت قابل ملاحظه‌ای کمتر و مصرف داخلی انها بسته به انواع ان بین پنج تا ده برابر سایر مدلهاست. این مدل یو پی اس‌ها علاوه بر مصرف برق قابل توجه، بدلیل تولید حرارت داخلی چند برابری که باعث کاهش عمر خازنهای الکترولیت و نیز فن‌های دستگاه بدلیل کارکرد عمدتا مداوم انها می‌شود، معمولا نسبت به مدل‌های دیگر از عمر کوتاه تری برخوردارند.

Inverter یا مبدل UPS

مبدل، وظیفه تبدیل برق مستقیم ذخیره شده در باتری به جریان متناوب شهری را بر عهده دارد. در صورتی که برق قطع و یا دچار مشکل شود، بلافاصله مبدل، جریان مستقیم باتری را به متناوب تبدیل کرده و منجر به تامین بدون وقفه برق مورد نیاز دستگاه می‌شود. واحد اندازه گیری UPS، توان یا VA (حاصل ضرب ولتاژ در جریان خروجی) است. توان یک UPS، وابسته به مبدل آن است: هر چه مبدل دستگاه یو پی اس قوی‌تر باشد توان و قدرت یو پی اس بیشتر خواهد بود به عبارتی می‌تواند تعداد و توان تجهیزات بیشتری را پشتیبانی کند از طرفی هر چه ظرفیت باتری یو پی اس بالاتر باشد زمان برق دهی در هنگام قطعی برق شهر بالاتر خواهد بود.

در برخی انواع UPS، مبدل بزرگ برق متناوب به مستقیم وجود دارد و مبدل همواره نیروی لازم برای راه اندازی وسیله برقی را تامین می‌کند و خود مبدل، انرژی لازم را از منبع اولیه و از طریق مبدل برق متناوب به مستقیم یا از باتری تامین می‌کند.

 نکاتی درباره  UPS

در هنگام تهیه سیستم  یو پی اس توجه نکات زیر ضروری است:

1-   بهتر است ظرفیت UPS کمی بیشتر از مقدار مورد نیاز مشتری باشد.

2-   مانیتوری به UPS وصل باشد تا از ذخیره و نگهداری اطلاعات خود، هنگام قطع برق شهری مطمئن شد.

3-    توانایی UPS به طراحی و سطح کیفی آن بستگی دارد.

سه ویژگی‌ مهم در انتخاب یو پی اس

در انتخاب سیستم‌های یو پی اس به سه نکته باید توجه کنید:

1. ظاهر UPS

شکل عمومی و اندازه UPS در انتخاب آن یک عامل مهم است. ظرفیت باتری ‌UPS‌ ها در ابعاد کلی این سیستم نقش بسزایی دارد، به نحوی که هر چه باتری ‌UPS ها بزرگ و ظرفیت آن‌ها بیشتر باشد، سایز آن بزرگتر است و مشتری متناسب با ظرفیت مورد نیاز خود، سایز یو پی اس را انتخاب می‌کنند.

UPS‌ ها از نظر شکل به دو دسته Tower و Rackmount تقسیم می‌شوند:

UPS Tower درون قابی قرار گرفته‌ و برای اینکه در مجاورت وسیله‌ای که پشتیبانی می‌کند، قرار گیرد، روی زمین گذاشته می‌شود.

UPS‌ Rackmount در رک قرار می‌گیرد و برای پشتیبانی از سرور، سخت افزار‌های شبکه و دیگر تجهیزات است. این شکل UPS ها مزایایی دارند که توجه صنایع و کسب‌و‌کار‌ها را به خود جلب کرده است: مثلا ارتفاع این نوع یو پی اس قابل افزایش است، باعث صرفه‌جویی در فضا می‌شوند و اجزای سیستم یو پی اس در مجاورت همدیگر قرار می‌گیرند.

2. ظرفیت و زمان پشتیبانی UPS

ظرفیت و زمان دو عامل مرتبط به هم هستند، زیرا یو پی اس، با توجه به ظرفیت و انرژی خود، مدت زمان مشخصی دستگاه‌های تحت پوشش خود را پشتیبانی می‌کند. زمان مورد پشتیبانی یک یو پی اس، زمانی است که UPS می‌تواند در هنگام قطعی برق شهری، برق لازم برای فعالیت دستگاه‌های الکترونیکی را تامین کند. طبیعی است که هر چه تعداد دستگاه‌هایی که برق آن‌ها باید تامین شود بیشتر باشد، UPS باید زمان پشتیبانی بیشتری را تامین کند.

3. توان بار مصرفی UPS

توان تجهیزات الکتریکی بر حسب ولت-آمپر تعیین می‌شود که حاصل ضرب ولتاژ نامی در جریان دستگاه است . ولتاژ و جریان دستگاه‌ها روی برچسب مشخصات دستگاه و با علامت اختصاری V یعنی ولت برای ولتاژ و A یعنی آمپر برای جریان نوشته شده است. جریان بر اساس استفاده از حداکثر کارایی دستگاه‌ها و در بدترین شرایط ولتاژی نوشته می‌شود پس میزان محاسبه شده غالباً بیشتر از مقدار واقعی مصرف خواهد بود.

توان تمام دستگاه‌هایی که یو پی اس باید از آن‌ها حفاظت و پشتیبانی کند را محاسبه کرده و با هم جمع کنید. توصیه می‌شود توان متصل به UPS، بیشتر از 70% توان اسمی یو پی اس بیشتر نباشد. البته در دوره آموزش تعمیر UPS شما انواع این دستگاهها را در کلاس کامتک زیر نظر تعمیرکار بطور عملی کار میکنید.