Miesięcznik informatyków i menedżerów IT sektora publicznego

Marcin Lisiecki

Zawsze pod napięciem

Nieprzerwane zasilanie energią elektryczną jest istotne i zabezpiecza przed utratą ważnych danych. W wypadku serwerów czy urządzeń medycznych zapewnienie ciągłości działania jest wręcz konieczne. Dzięki zasilaczom awaryjnym, czyli popularnym UPS-om, nie jest to trudne zadanie.

W przypadku zwykłych stacji roboczych nie ma potrzeby inwestowania w drogi sprzęt podtrzymujący zasilanie przez dłuższy czas. Tu wystarczy niewielki UPS zapewniający kilka minut na zapisanie danych i bezpieczne zamknięcie systemu. Najlepiej wybrać urządzenie pracujące w technologii offline lub online-interactive. Ważną zaletą małych zasilaczy awaryjnych jest ich cicha praca.

Zupełnie inaczej wygląda sprawa w przypadku serwerów obsługujących np. stronę internetową urzędu lub aparaturę medyczną. Nie ma tu miejsca na kompromisy. Aby zapewnić pracę tych urządzeń przez dłuższy czas, trzeba zainwestować w droższy zasilacz awaryjny typu online z pojemnymi akumulatorami. Dodatkowo trzeba mieć na uwadze, że dobry UPS nie tylko zabezpiecza nas na wypadek braku zasilania z sieci elektrycznej, ale także chroni podłączone do niego urządzenia przed przepięciami, chwilowymi spadkami napięcia, zwarciami oraz wyładowaniami atmosferycznymi. Najbardziej zaawansowane zasilacze typu online są niestety drogie, ciężkie i głośne, ale za to – w przeciwieństwie do urządzeń działających offline – nadają się do zasilania różnego typu urządzeń, a nie tylko komputerów. W ich przypadku nie musimy martwić się o czas przełączania, ponieważ w swoim podstawowym trybie pracy energię dostarczają z akumulatora, który jest cały czas doładowywany z sieci elektrycznej.

POWERWALKER VFI 3000 TG
POWERWALKER VFI 3000 TGFot. Materiały producenta

Do testów otrzymaliśmy UPS online PowerWalker VFI 3000 TG. Zasilacz ten całkowicie odizolowuje urządzenia do niego podłączone (np. serwery) od napięcia wejściowego pochodzącego z sieci elektrycznej. Jest to możliwe dzięki podwójnemu przetwarzaniu prądu. Najpierw napięcie sieciowe (przemienne) jest przetwarzane na napięcie stałe przez układ prostownika, a następnie napięcie stałe jest przetwarzane ponownie na przemienne za pomocą falownika i dopiero podawane na wyjściach. W efekcie podłączony do UPS-a sprzęt otrzymuje stabilne napięcia o idealnej fali sinusoidalnej, odporne na zakłócenia oraz zaniki, które mogą wystąpić w sieci elektrycznej. Takie przetwarzanie energii wiąże się jednak z większymi jej stratami, dlatego urządzenie VFI 3000 GT wyposażono też w inne ekonomiczne tryby pracy.

Budowa zasilacza

Testowany przez nas produkt zamknięto w kompaktowej obudowie typu tower wykonanej z metalu i solidnego tworzywa. Jego obsługę i kontrolę parametrów ułatwia wbudowany w przedni panel ekran LCD (podświetlany) wraz z czterema przyciskami sterującymi. Są to klawisze ON, OFF, Select oraz Enter. Dzięki nim mamy dostęp do wszystkich funkcji urządzenia. Ze względów bezpieczeństwa, aby cokolwiek zmienić, nie wystarczy nacisnąć przycisku, ale zawsze trzeba go przytrzymać. Takie rozwiązanie zapobiega przypadkowej zmianie trybu pracy urządzenia – np. nieumyślna zmiana częstotliwości czy napięcia wyjściowego mogłaby zakłócić pracę podłączonych urządzeń. Dodatkowo, aby zmienić niektóre parametry pracy UPS-a, trzeba najpierw przełączyć go w tryb Standby (bez podawania napięcia na wyjściach).

Wyświetlacz prezentuje nam informacje na temat parametrów prądu na wejściu i wyjściu (napięcie i częstotliwość), stanu naładowania akumulatorów, trybu pracy urządzenia oraz aktualnego obciążenia. Za pomocą przycisku Enter uruchamiamy tryb ustawień i przechodzimy do kolejnych funkcji, a zmiany wprowadzamy przy użyciu klawisza Select. Wszystkie opcje dostępne są dopiero po przytrzymaniu klawisza Off, co powoduje przejście do trybu Standby. Ekran LCD wyświetla też komunikaty o błędach, np. przeciążeniu czy uszkodzeniu wentylatora. Opis wszystkich (ponad 20) komunikatów znajdziemy w instrukcji.

Na tylnym panelu obudowy umieszczono cztery gniazda zasilające IEC 13 (maks. 10 A) do podłączania urządzeń, jedno gniazdo IEC C19 (maks. 16 A) do podłączania urządzeń o zwiększonym zapotrzebowaniu na prąd lub do wpięcia kolejnego UPS-a (tryb Bypass). Nie zabrakło też awaryjnego wyłącznika EPO, tradycyjnego bezpiecznika (przerywacz) dla odcinania zasilania z sieci oraz portów USB (typ B) i RS232 do komunikacji z komputerem. Z tyłu znajduje się także tzw. slot inteligentny umożliwiający instalację dodatkowych interfejsów, np. AS400, CMC, NMC, Ethernet. Urządzenie chłodzone jest za pomocą dwóch wentylatorów o automatycznie regulowanej prędkości obrotowej.

Funkcje i tryby pracy

Po podłączeniu zasilacza awaryjnego do sieci elektrycznej urządzenie uruchomi się automatycznie w trybie Standby i rozpocznie proces ładowania akumulatorów. Na ich naładowanie do 90% pojemności potrzeba ok. 4 godzin. Aby rozpocząć ochronę urządzeń odbiorczych, należy przytrzymać klawisz ON, co spowoduje uruchomienie podstawowego trybu pracy, czyli Online. Jak już wspominaliśmy, zapewnia on całkowite odizolowanie podłączanych urządzeń od zakłóceń sieci elektrycznej, ale charakteryzuje się większymi stratami energii. Nie zawsze zachodzi potrzeba używania tego trybu, więc producent zaimplementował w VFI 3000 TG jego ekonomiczniejszą odmianę (ECO). Jego działanie polega na tym, że urządzenia są zasilane bezpośrednio napięciem z sieci zasilającej poprzez specjalny układ obejściowy. Takie rozwiązanie pozwala podnieść sprawność urządzenia z 90 do prawie 100%. Zasilane urządzenia są jednak cały czas chronione dzięki temu, że gdy UPS wykryje anomalie w napięciu z sieci elektrycznej (parametry poza zakresem tolerancji), natychmiast przełączy (<10 ms) podawanie zasilania przez falownik. Gwarantuje to stabilne i bezpieczne dla urządzeń napięcie zasilające. Dodatkowo wewnętrzny filtr zasilacza zapewnia filtrowanie napięcia sieciowego i poprawę jego parametrów. Co ważne, podczas pracy w trybie ECO prostownik cały czas utrzymuje akumulatory w stanie pełnego naładowania, aby mogły zapewnić maksymalny czas podtrzymywania w razie zaniku napięcia z sieci elektrycznej.

Kolejnym trybem pracy VFI 3000 TG jest tzw. tryb Konwertera (CVCF). Ta funkcja pozwala uzyskać stałą częstotliwość (50 Hz/60 Hz) i napięcie (220 V/230 V/240 V) niezależnie od częstotliwości źródła zasilania (sieć elektryczna) bez potrzeby przechodzenia w tryb pracy na baterii. To idealne rozwiązanie do zasilania niestandardowych urządzeń oraz przydatne tam, gdzie często dochodzi do wahań parametrów dostarczanej energii lub są one na stałe zaniżone lub zawyżone. W tym trybie obciążenie całkowite zasilacza nie powinno jednak przekraczać 60%. Ostatni tryb pracy to Bypass. Umożliwia on zasilanie odbiorników z pominięciem inwertora i powoduje, że urządzenia nie są zabezpieczone w razie awarii sieci elektrycznej i zaniku zasilania. Bypass możemy wykorzystać przez krótki czas, np. w przypadku przeciążenia lub przegrzania się zasilacza awaryjnego, aby zapewnić ciągłość w dostawie energii. Przełączenie następuje automatycznie. Dodatkowo Bypass może pracować w trybie podawania energii z baterii na złącza wyjściowe z wyjątkiem gniazda do podłączania kolejnego zasilacza awaryjnego.

Oprogramowanie i dokumentacja

W komplecie z urządzeniem otrzymujemy kabel USB służący do komunikacji zasilacza awaryjnego z komputerem oraz specjalistyczne oprogramowanie. Sterowanie UPS-em VFI 3000 TG może odbywać się zdalnie z wykorzystaniem dołączonej aplikacji WinPower Menadżer. Z jej poziomu mamy dostęp do wszystkich funkcji urządzenia. Po uruchomieniu działa ona w trybie tylko do odczytu i umożliwia jedynie podgląd parametrów i ustawień. Aby wprowadzić zmiany, należy zalogować się, podając domyślne hasło – Administrator, które następnie powinno zostać zmienione. Narzędzie komunikuje się z użytkownikiem także w języku polskim, co ułatwia obsługę.

W głównym oknie programu mamy graficzny podgląd stanu i trybu pracy urządzenia. Widzimy dokładnie, jaką drogę w danej chwili pokonuje prąd elektryczny, np. płynie do odbiorników bezpośrednio z sieci elektrycznej (tryb ECO). Podawane są również wszystkie parametry, które widoczne są na ekranie LCD. W opcjach programu można dodatkowo przełączać się między trybami pracy zasilacza oraz ustawić zakres tolerancji (napięcie/częstotliwość) w przypadku trybów ECO i Bypass. Administrator może też ustanowić powiadomienia o różnych zdarzeniach i nieprawidłowościach, np. o przegrzaniu, które będą automatycznie wysyłane na adres e-mail, SMS-em lub jedynie odnotowywane w pliku dziennika. Za pomocą harmonogramu ustalimy czas pracy urządzenia oraz terminy autotestu baterii. Jedną z ważniejszych cech programu jest automatyczne wyłączanie/hibernowanie podłączonego komputera (serwera), przykładowo po upływie wyznaczonego czasu od zaniku zasilania lub gdy poziom naładowania baterii spadnie do określonego pułapu. Przed wyłączeniem mogą również zostać wykonane zaprogramowane wcześniej komendy, np. uruchamiające wykonanie kopii zapasowej.

Warto dodać, że menedżer sterowania urządzeniem dostępny jest na takie systemy operacyjne jak Windows, OS X, Linux, AIX, HP-UX, Solaris, Unix, Compaq Tru64, IRIX oraz FreeBSD. Dołączona do UPS-a instrukcja obsługi nie opisuje zbyt dokładnie wszystkich funkcji i zagadnień związanych z obsługą produktu. Dodatkowo do wersji w języku polskim wkradło się wiele błędów, zwłaszcza językowych, a część tekstu jest mało zrozumiała.

Praca na baterii

W przypadku awarii zasilania UPS ma za zadanie podtrzymać działanie podłączonych do niego urządzeń najdłużej jak to jest możliwe lub do ich bezpiecznego wyłączenia. To, na jak długo wystarczy energii, jest uzależnione od pojemności akumulatorów oraz od wielu czynników, takich jak np. obciążenie czy stopień zużycia baterii. Bardzo ważnym parametrem jest całkowita moc, jaką UPS potrafi dostarczyć do zabezpieczanych urządzeń. VFI 3000 TG podczas maksymalnego obciążenia wytrzyma ok. 4 minut, natomiast gdy wykorzystywany jest w zaledwie 50%, czas ten wydłuża się do prawie 12 minut. Ponieważ maksymalna moc tego urządzenia to aż 2700 W, pojedynczy serwer pobierający np. 200–300 W energii będzie mógł pracować na baterii ok. 1,5–2 godziny, natomiast zwykły biurowy „blaszak” wraz z monitorem wytrzyma jeszcze dłużej podczas zwykłej pracy biurowej. Podczas testu osiągnęliśmy wynik prawie 4 godzin nieprzerwanej pracy dla tradycyjnej stacji roboczej. Pamiętajmy jednak, że większe obciążenie oznacza, że ubytek energii w czasie rośnie wykładniczo. Jeden komputer, pobierając 150 W, będzie działał cztery godziny, ale dwa takie same urządzenia wytrzymają krócej niż 2 h każde.

UPS firmy PowerWalker świetnie sprawdzi się do zabezpieczania aparatury medycznej. Przykładowo kardiomonitor potrzebuje zazwyczaj poniżej 100 W energii do pracy i ma jeszcze własny akumulator. Przy tak małym poborze VFI 3000 TG może zasilać z baterii cztery takie urządzenia przez ok. godzinę, zanim będą one musiały skorzystać z własnych zasobów energii. To czas wystarczający na powrót zasilania sieciowego. Niestety, wadą testowanego przez nas zasilacza jest głośna praca układu chłodzenia nawet podczas braku obciążenia. Im jest ono większe, tym hałas staje się bardziej irytujący. Maksymalna głośność to ok. 50 dB, co odpowiada pracy odkurzacza o klasie głośności D, czyli określanego jako dobrze słyszalny.

Gdy urządzenie przejdzie w tryb awaryjny (zasilanie akumulatorowe), sygnalizowane jest to alarmem dźwiękowym (co 4 sekundy). Po przytrzymaniu przycisku ON alarm zostanie wyłączony, a my możemy nadal pracować. Dopiero gdy energia w akumulatorach zacznie się wyczerpywać, włączy się drugi, bardziej intensywny tryb alarmu. Dźwiękiem sygnalizowane są również wszystkie nieprawidłowości w pracy urządzenia, a na ekranie pojawia się ikona błędu.

Podczas testów zasilacz sprawował się wzorowo i nie nagrzewał się, co zawdzięcza wydajnemu, choć dość głośnemu układowi chłodzenia. Wszystkie UPS-y z serii TG mają wysoki współczynnik mocy (Power factor) wynoszący 0,9. Takie rozwiązanie pozwala podłączać urządzenia o dużej mocy. Dla porównania typowy UPS o mocy pozornej 3000 VA ze współczynnikiem PF wynoszącym 0,8 może zasilać urządzenia o mocy do 2400 W. VFI 3000 TG podtrzyma pracę odbiorników o łącznej mocy nawet 2700 W (przy 3000 VA).

Podsumowanie

Zasilacz awaryjny PowerWalker VFI 3000 TG to produkt gwarantujący wysoki poziom bezpieczeństwa, a możliwość pracy w trybie ECO pozwala jednocześnie oszczędzać energię elektryczną. Jego największe zalety to podtrzymywanie napięcia w trybie Online, co gwarantuje, że w przypadku awarii zasilania UPS przełączy się na zasilanie akumulatorowe natychmiast (0 ms). Dodatkowo funkcja tzw. zimnego startu umożliwia uruchomienie wyłączonego urządzenia nawet wtedy, gdy nie jest podłączone do sieci elektrycznej. Dzięki temu w awaryjnej sytuacji uruchomimy komputer na czas potrzebny np. do skopiowania danych. Technologia podwójnej konwersji napięcia zapewnia pełną izolację podłączanych urządzeń od zewnętrznej sieci elektrycznej i występujących w niej zakłóceń. Kolejna zaleta to możliwość zdalnego zarządzania UPS-em przez porty USB/RS-232 (lub opcjonalnie Ethernet) z wykorzystaniem oprogramowania WinPower oferującym interfejs w języku polskim. Nie jest wymagane instalowanie jakichkolwiek sterowników. Po całkowitym rozładowaniu się akumulatorów PowerWalker VFI 3000 TG może włączać się automatycznie, natychmiast po przywróceniu zasilania. Produkt wyposażono w zabezpieczenia przed przeładowaniem, rozładowaniem, zwarciem, przegrzaniem oraz skokami napięcia. Wadą jest dość głośna praca, ciężar urządzenia (ok. 22 kg) i lakoniczna instrukcja obsługi z błędami w języku polskim.


Technologia online

Dzięki pracy w technologii online z podwójną konwersją napięcia wejściowego zasilacz PowerWalker VFI 3000 TG gwarantuje podłączonym urządzeniom najwyższy poziom ochrony. Na gniazda wyjściowe podawane jest napięcie o czystej fali sinusoidalnej, co sprawia, że ten produkt nadaje się do ochrony urządzeń wymagających wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Świetnie więc sprawdzi się zarówno do zabezpieczania komputerów mających zasilacz z aktywnym PFC, jak i czułej aparatury medycznej, a także odbiorników z silnikami elektrycznymi (np. bramy garażowe) i urządzeń o dużej mocy, np. systemy centralnego ogrzewania. Niestety, zasilacze UPS online muszą pracować cały czas na pełnych obrotach, przez co ich praca może być uciążliwa, gdy zainstalowane są np. obok biurka pracownika. UPS-y budowane w technologii online przeznaczone są do zadań profesjonalnych i zaleca się ich instalację w miejscach, w których ich praca nie będzie uciążliwa dla użytkowników.


Autor jest niezależnym dziennikarzem publikującym w magazynach komputerowych. Ma zawodowe doświadczenie w testowaniu sprzętu i oprogramowania komputerowego

Pełna treść artykułu jest dostępna w papierowym wydaniu pisma. Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne.
 
 

Polecamy

Biblioteka Informacja Publiczna

Specjalistyczne publikacje książkowe dla pracowników administracji publicznej

więcej