用于檢測遠程設備是否與電源相關聯的系統和方法
【專利摘要】公開了一種用于檢測遠程設備是否與電源相關聯的系統。該系統可以具有其上運行有用于改變施加至電源的信號的特性的機器可讀的、非暫態可執行代碼的控制器。該控制器可以被進一步配置成對從測量子系統獲得的與存在于遠程設備的被測量信號有關的測量進行比較。該控制器還可以被配置成在施加至電源的信號與在遠程設備處獲得的被測量信號之間進行比較，并且確定遠程設備是否與電源電關聯。
【專利說明】用于檢測遠程設備是否與電源相關聯的系統和方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請主張于2013年3月13日提交的美國臨時申請第61/779，846號的權利。在此引用上述申請的全部公開作為參考。
【技術領域】
[0003]本公開涉及不間斷電源(“UPS”)的操作，更具體地，涉及用于在多總線電源系統中自動映射AC相線和識別AC總線的方法，以及能夠檢測在給定設施中哪些指定設備與哪些UPS可操作地相關聯的系統和方法。
【背景技術】
[0004]本節提供了未必是現有技術的涉及本公開的背景信息。
[0005]遷移、增加以及變更電源基礎設施和IT設備、負荷平衡以及電源封頂都需要對從AC源到IT設備的電源映射(mapping)的準確和及時的了解。目前存在用于在AC電源線上發送智能信號的方法(即，“X-10”協議)。然而，這些方法通常需要復雜的算法。此外，它們不易擴展并且當通過電容性設備和電感性設備時常常遭受信號衰減。更進一步地，它們往往不包含電源相位信息并且通常需要在新的或現有IT設備和電源設備中安裝附加的電路。
[0006]另一現有系統依靠安裝在數據中心中的每個服務器中的代理軟件。電源測量是在機架級別進行的。該系統相當復雜，并且雖然其可以提供對下至個體服務器的識別，但是其不具有將連接映射回AC電源室(building AC power source)(即，映射UPS “上游”的連接)的能力。
[0007]更進一步地，能夠將指定UPS與正由UPS供電的一個或多個下游設備相關聯的現有系統仍然無法識別一個或多個設備與多相UPS輸出的哪些指定相位相關聯。對于僅由來自給定UPS的多相輸出中的一個或兩個相位供電的那些部件而言，能夠也識別哪些個體相位正在向哪些下游設備供電將是有價值的。
[0008]相應地，應當認識到，用于從AC源到IT設備進行電源映射的現有方法意味著很高的成本投資并且仍受到很大的限制。
【發明內容】
[0009]本節提供了本公開的一般概述，而非對其全部范圍或其全部特征的全面公開。
[0010]在一個方面中，本公開涉及一種用于檢測遠程設備是否與電源相關聯的系統。該系統可以包括控制器，在該控制器上運行有機器可讀的非暫態可執行代碼，用于改變施加至所述電源的信號的特性。該控制器可以被進一步配置成對從測量子系統獲得的與關聯于所述遠程設備的被測量信號有關的測量進行比較。該控制器還可以被配置成在施加至所述電源的信號與關聯于所述遠程設備的所述被測量信號之間進行比較，并且確定該遠程設備是否與該電源相關聯。
[0011]在另一方面中，本公開涉及一種用于檢測并且映射多個電動設備中的哪些正在由電源供電的系統。該系統可以包括控制器，在該控制器上運行有機器可讀的非暫態可執行代碼，用于以預定量來改變由所述電源供電的電源信號的特性以產生被修改的輸入信號。該控制器可以被進一步配置成對從測量子系統獲得的與存在于所述多個電動設備中的每一個處的輸入信號有關的測量進行比較。基于測量與被修改的輸入信號之間的比較，該控制器可以被配置成檢測所述多個電動設備中的哪一些正在由給定電源供電。
[0012]在又另一方面中，本公開涉及一種用于檢測遠程設備是否與電源相關聯的方法。該方法可以包括使用其上運行有機器可讀的非暫態可執行代碼的控制器來改變施加至所述電源的信號的特性。該控制器可以被用于對從測量子系統獲得的與關聯于所述遠程設備的被測量信號有關的測量進行比較。該控制器還可以被用于基于施加至所述電源的信號與關聯于所述遠程設備的被測量信號之間的比較來確定該遠程設備是否與該電源相關聯。
[0013]根據本文中提供的描述，其他適用范圍將變得顯而易見。本概述中的描述和指體示例僅用作說明的目的，而并不旨在限定本公開的范圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]本文中描述的附圖僅用于對所選實施例而非全部可能的實現進行說明，并且不旨在限制本公開的范圍。相應的參考號碼在所有附圖中指示相應的部分。在附圖中:
[0015]圖1是示出了本公開的一個實施例的高級框圖，其中，通過控制不間斷電源(“UPS”)的操作的至少一個方面，例如其輸出電壓，能夠識別位于該UPS的上游和下游兩者的部件；
[0016]圖2是示出了可以由圖1的系統執行的一系列操作的一個示例的流程圖，該操作用于對正由所選UPS供電的在該所選UPS下游的一個或多個部件進行識別；以及
[0017]圖3是示出了可以由圖1的系統執行的一系列操作的一個示例的流程圖，該操作用于識別多個上游設備中的哪一個正在向所選UPS供電。
【具體實施方式】
[0018]現在將參照附圖更加全面地描述示例性實施例。
[0019]參照圖1，示出了根據本公開的系統10的一個示例。本示例中的系統10利用其上運行有系統監視軟件14的控制器12，控制器12與通信總線16通信。第一不間斷電源(UPS)IS和第二不間斷電源20分別與通信總線16通信，并且因而與控制器12通信。即將認識到，盡管示出了兩個UPS，然而系統10可以使用更多或更少數量的UPS。實際上，在大規模數據中心中，通常采用幾十個或更多的UPS。
[0020]UPS18和UPS20在圖1中示出為在具有獨立AC電源總線19和21的雙總線系統上供電。總線19使得UPS18能夠向第一遠程配電板22提供其輸出，而總線21使得UPS20能夠向第二遠程配電板24提供其輸出。本示例中的第一遠程配電板22的輸出端與第一配電單元(“H)U”)26耦合，而遠程配電板24的輸出端與第二 H)U28耦合。第一 TOU26的輸出端與網絡交換機30耦合，由此向網絡交換機供電，而第二 TOU28被用于向路由器32和服務器34兩者供電。服務器34具有用于監視服務器的系統健康的服務處理器34a，所述系統健康例如是電源輸入電壓和電源輸出電壓、風扇速度、溫度、處理器利用率以及可能的其他操作參數。對此，應當認識到，服務處理器34a通常被配置成在作為專用于傳送與部件健康有關的信息的獨立總線的“維護”總線36上進行通信。
[0021]圖1還示出了 UPS18和UPS20與配電室(building switchgear)38通信。配電室38通常包括用于跟蹤電源的電表40，該電源取自為部件18至34所位于的設施服務的公用事業。配電室38可以經由電源質量測量系統42并且經由通信總線16來與控制器12通信。然而，配電室38與控制器12直接通信一樣是可能的。本公開設想了二者的實現。
[0022]系統監視軟件14被配置成在總線16上向UPS18和UPS20中的每一個生成控制信號，以選擇性地控制UPS18和UPS20中的每一個的輸出特性或輸入特性。在一個操作模式中，系統監視軟件14可以控制UPS18或UPS20中所選擇的一個UPS的輸出電壓，以根據其標稱值在預定時間內(例如，對于小型系統為數分鐘或者對于具有要輪詢的更多設備的大型設施為數小時)略微提高或降低輸出電壓，但是仍然將輸出電壓很好地維持在可接受的輸出范圍內。例如，系統監視軟件14可以信號通知UPS在預定的一分鐘時間幀內將UPS18的輸出電壓提高1.5%至2.0%。然后，UPS18將該狀態維持預定的時間長度。對于具有幾十個要輪詢的設備的小型系統而言，該時間長度可以是一個小時或更少。具有數百或數千個要輪詢的設備的系統可能需要UPS18將新的輸出電壓狀態維持8個小時或更久。因此，如果UPS18的標稱輸出是208V，則2.0%的增加僅會將輸出電壓提高到212.2V，這正好在如信息技術工業協會的技術委員會3發布的ITI曲線所定義的IT設備的可接受輸入電壓范圍內。當測量每個下游設備(即，TOU26和TOU28、網絡交換機30、路由器32以及服務器34)處的電壓輸入時，可以使用本方法論。在不能實現電壓測量的情況下，可以在預定時間段內將來自UPS18的AC輸出信號的頻率改變很小的量，例如1%至3%。例如，系統監視軟件14可以信號通知UPS18將輸出頻率從標稱的60Hz向上調整1.5%，即61Hz。然后，系統監視軟件14輪詢UPS18下游的所有設備并且記錄由下游設備測量的輸入頻率。接著，在監視軟件14中將記錄輸入頻率從60Hz增加到約61Hz的那些設備與UPS18相關聯。可以由設備本身或由電源質量測量系統42來檢測被輸入至下游設備(即，設備22到34)中給定的一個設備的輸出信號的頻率變化。
[0023]對于信號通知上游子系統而言，例如配電室38，系統監視軟件14可以信號通知所選擇的UPS18或UPS20將其輸入功率因數改變一較小的百分比(例如，1%至3%)。所選UPS(例如UPS18)的輸入功率因數的這種較小改變將引起由上游配電室38提供的功率因數的較小改變。可以由電源質量測量系統42來檢測功率因數的較小改變。
[0024]將結合圖2的流程圖進一步說明系統10的上述能力。圖2闡述了可以由系統10實現的用于確定位于所選UPS下游的哪個或哪些設備正在由所選UPS供電的多個操作。這樣的能力在許多環境中是非常有價值的，例如在數據中心中，其中當給定的UPS變得不可操作時人們需要知道可能受到影響的所有設備。在操作102，使用系統監視軟件14來初始化UPS信令。在操作104，向所選的UPS (對于該示例是圖1的UPS18)施加UPS信令，以將其輸出(電壓或頻率)改變一受控的最小量，同時將輸出參數(電壓或頻率)維持在可接受的操作范圍內。在操作106，作為將UPS18的輸出改變的結果，依靠UPS18供電的位于UPS18下游的每個設備將經歷其輸入電壓或頻率的變化。如操作108所指示，這個變化將由個體設備或由電源質量測量系統42來測量。在操作110，系統監視軟件14對施加至UPS18的信號變化與來自每個下游設備(即設備22到34)的所獲得的信號測量進行比較。如果系統監視軟件14確定沒有任何下游設備已經歷到與施加至UPS18輸出的變化一致的輸入信號變化，則可以斷定所檢查的下游設備中沒有一個是正在由UPS18供電的。在此情況下，如操作114所指示，系統監視軟件14因而可以將UPS18的輸出恢復正常。然而，如果在操作110，系統監視軟件14檢測到一個或多個下游設備經歷與UPS18輸出變化一致(即與其同步)的輸入信號變化，則可以理解為每個這樣的設備都正在由UPS18供電。在那種情況下，如操作112所指示，系統監視軟件14可以報告/記錄已經被檢測為正由UPS18供電(或不供電)的每個下游設備。在操作114，系統監視軟件14因而可以將UPS18的輸出恢復正常。在圖1的圖示中，如果來自UPS18的輸出被改變，則系統監視軟件14將檢測遠程配電板22、配電板26以及網絡交換機30中每一個的輸入信號的相應變化，因為這些部件都正在由UPS18供電。部件24、28、32以及34的輸入信號將不會發生變化。相反，如果根據圖2的操作來改變來自UPS20的輸出信號，則操作110將檢測由部件24、28、32以及34所接收的輸入信號的變化，但是施加至部件22、26以及30的輸入信號將不會發生變化。以這樣的方式，可以在無需中斷下游設備操作的情況下快速識別來所選UPS下游的依靠該所選UPS供電的每個設備。對于每個下游設備的操作而言，對下游設備的測試和識別基本上是透明的。
[0025]簡要參考圖3，示出了方法200，系統10可以憑借該方法對所選UPS的輸入功率因數進行修改以確定兩個或更多上游配電室部件中的哪一個部件正在向所選UPS供電。盡管方法200有點類似于方法100，即在操作202中系統監視軟件14初始化UPS信令的操作，但是方法200不是改變所選UPS (例如UPS18)的輸出特性，而是使所選UPS18的輸入功率因數產生小的變化,如操作204所示，。如操作206所示,功率因數的這種變化引起由正向所選UPS18供電的配電室部件所提供的功率因數的變化。在操作208，來自每個配電室部件的輸出功率因數由電源質量測量系統42獲得，并且被傳回至控制器12。在操作210，在對所選UPS18的功率因數進行修改之前和之后，系統監視軟件14對來自存在于所選UPS18所位于的設施處的每個配電室部件的輸出功率因數的讀數進行比較，以識別與所選UPS18相關聯(或不相關聯)的指定上游配電室部件。在操作212，向系統監視軟件14報告識別到的上游配電室部件。在操作214，可以使用系統監視軟件14來將所選UPS的輸入功率因數恢復成其初始值。同樣，對于要執行的上述測試和識別過程而言，不需要對上游配電室的結構或操作進行修改。
[0026]應當認識到，還可以對UPS18和UPS20采取更進一步的操作以改進關于哪些下游設備正在由UPS18或UPS20供電的確定完整性。例如，可以對與來自UPS的已改變輸出的相關性的測試為正的那些設備進行再次測試，以絕對地確定存在相關性。監視軟件14還可以改變多總線系統中其他UPS的參數，但是與來自經歷訊問的設備的極性相反。例如，控制軟件14可以以正向(+2%)改變第一 UPS的輸出電壓，而同時以負向(-2%)改變第二 UPS、第三UPS等UPS的輸出電壓。
[0027]系統10的又另一優點是可以將由系統監視軟件14使能的輸出變化施加至所選UPS18或UPS20輸出時的一個或兩個相位，也就是說，假設輸出是多相的相位輸出。以這種方式，系統10不僅能夠檢測正由所選UPS供電的每個指定下游設備，還能夠檢測哪些UPS相位正在向單相、雙相、或三相下游設備的哪些指定輸入或相位供電。
[0028]系統10的主要優點是其使用設施的現有基礎設施來生成電源信號，該電源信號落入典型數據中心中所發現的日常電源變化內。換句話說，系統10在后臺工作，由此最小化對正被監視的其他設備的任何影響。由于系統10可以被配置成檢測參數的變化，因此其很大程度上不取決于設備計量精度。另外，無需為能夠識別與指定UPS相關聯的那些上游和下游設備而加載和維護每個下游或上游設備上的軟件。并且，無需使任何下游或上游部件脫機來執行上述操作。這顯著降低了系統10的成本和復雜性，并且防止了對存在于設施處的各種上游和下游設備的連續操作產生任何負面影響。系統10還容易擴展以適應使用不止一個UPS的設施的變化需求。
[0029]上文已經針對說明和描述的目的而提供了實施例的描述。其并不旨在窮舉或限制本公開。即使未具體示出或描述，特定實施例的單獨元素或部件也通常并不限于該特定實實施例，而是在適用時是可互換的并且可以被用于選定的實施例中。相同的也可以以許多方式變化。這種變型并不被認為是背離本公開，并且所有這種修改都旨在包含在本公開的范圍內。
[0030]示例性實施例被提供以使本公開更全面，并且向本領域技術人員充分傳達本公開的范圍。為了提供對本公開的實施例的全面理解，闡述了大量的指定細節，例如指定部件、設備以及方法的示例。對于本領域技術人員明顯的是，不必采用這些指定細節，可以以許多不同的形式來實施示例性實施例，并且它們也不應被認為限制本公開的范圍。在一些示例性實施例中，沒有詳細描述公知的過程、公知的設備結構以及公知的技術。
[0031]本文中使用的術語僅出于描述特定的示例性實施例的目的，而并不旨在限制。如在本文中所使用的，單數形式“一個”旨在也包括復數形式，除非上下文明確地指出。。術語“包括”、“包含”以及“具有”是包括性的并且由此指明存在所陳述的特征、整數、步驟、操作、元素、和/或部件，但不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數、步驟、操作、元素、部件，和/或其組合。除非特別標識了執行順序，否則本文所描述的方法步驟、過程和操作不應被認為是必需要求它們以所討論或所示出的特定順序執行。還應當理解，可以采用附加的或可選的步驟。
[0032]當一個元素或層被稱為“在另一元素或層上”、“嚙合”、“連接”或“耦合”至另一元素或層時，其可以是直接地在其它元素或層上、直接地嚙合、連接或耦合至其它元素或層，或可能存在介于其間的元素或層。相反，當一個元素被稱為“直接在另一元素或層上”、“直接嚙合”、“直接連接”或“直接耦合”至另一元素或層時，可能不存在介于其間的元素或層。應以相似的方式來解釋用于描述元素之間關系的其它詞匯(例如，“在…之間”與“直接在…之間”、“相鄰”與“直接相鄰”等)。如本文中所使用的，術語“和/或”包括相關聯的所列項目中的一個或多個的任何組合。
[0033]盡管術語第一、第二、第三等可以在本文中被用來描述各種元素、部件、區域、層、和/或部分，然而這些元素、部件、區域、層和/或部分不應被這些術語限制。這些術語可以僅用于對一個元素、部件、區域、層或部分與另一區域、層或部分進行區分。除非在上下文中明確指出，否則在本文中使用時，例如“第一”、“第二”的術語和其它數字術語并不意味著順序或次序。因此，在不背離本示例性實施例的教導的情況下，以下討論的第一元素、部件、區域、層或部分可以被稱為第二元素、部件、區域、層或第分。
[0034]為便于描述，在本文中可以使用與空間相關的術語，例如“內部”、“外部”、“下面”、“下方”、“較低”、“上方”、“較高”等，用以描述如圖中所示的一個元素或部件與另一個或一些元素或部件的關系。除了圖中描繪的定向外，與空間相關的術語可能旨在包括所用或所操作的設備的不同定向。例如，如果圖中的設備翻轉，則描述為在其它元素或部件“下面”或“下方”的元素會朝向其它元素或部件的上方。因此，示例性術語“下方”可以包括上方和下方兩個定向。所述設備還可以朝向別的方向(旋轉90度或其他定向)，并且本文中使用的與空間相關的描述也可以被相應地解釋。
【權利要求】
1.一種用于檢測遠程設備是否與電源相關聯的系統，所述系統包括: 控制器，其上運行有機器可讀的非暫態可執行代碼，用于改變施加至所述電源的信號的特性； 所述控制器被進一步配置成: 對從測量子系統獲得的、與關聯于所述遠程設備的被測量信號有關的測量進行比較；以及 基于施加至所述電源的所述信號與在所述設備處獲得的所述被測量信號之間的比較來確定所述遠程設備是否與所述電源電關聯。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，施加至所述電源的所述信號是輸入電壓信號，并且所述特性包括所述輸入電壓信號的幅度。
3.根據權利要求2所述的系統，其中，所述輸入電壓信號的所述幅度被改變的百分比大約在1.5%至2.0%之間。
4.根據權利要求1所述的系統，其中，施加至所述電源的所述信號是交流電輸入信號，并且所述特性包括所述交流電輸入信號的頻率。
5.根據權利要求1所述的系統，其中，施加至所述電源的所述信號是指示所述電源改變其輸入功率因數的信 號，并且所述特性是輸入功率因數的變化幅度。
6.根據權利要求5所述的系統，其中，所述控制器使所述輸入功率因數改變的百分比大約在1%至3%之間。
7.根據權利要求1所述的系統，其中，所述控制器使用所述比較來確定所述電源是否與正在向所述電源提供電信號的上游設備相關聯。
8.根據權利要求1所述的系統，其中，所述控制器使用所述比較來確定所述遠程設備是否與正在由所述電源供電的下游設備相關聯。
9.根據權利要求1所述的系統，其中，存在多個所述遠程設備，并且其中，所述控制器被配置成與從多個所述遠程設備中的每一個所獲得的被測量信號有關地執行所述比較，以確定多個所述遠程設備中的哪個或哪些與所述電源相關聯。
10.根據權利要求9所述的系統，其中，關于多個所述遠程設備中的哪個或哪些與所述電源相關聯的所述確定指明了多個所述遠程設備中的哪些正在由所述電源供電。
11.根據權利要求1所述的系統，其中，所述控制器使施加至所述電源的所述信號的所述特性在預定時間段內改變。
12.根據權利要求11所述的系統，其中，所述預定時間段是一個小時或更少。
13.一種用于檢測并且映射多個電動設備中的哪些正在由電源供電的系統，所述系統包括: 控制器，其上運行有機器可讀的非暫態可執行代碼，用于以預定量來改變由所述電源提供的電源信號的特性，以產生被修改的輸入信號；并且 所述控制器被進一步配置成: 對從測量子系統獲得的、與存在于所述多個電動設備中的每一個處的被測量輸入信號有關的測量進行比較；以及 基于所述被測量輸入信號與所述被修改的輸入信號之間的比較來檢測所述多個電動設備中的哪些正在由所述給定電源供電。
14.根據權利要求13所述的系統，其中，所述電源信號的所述特性包括電壓。
15.根據權利要求13所述的系統，其中，所述電源信號的所述特性包括頻率。
16.根據權利要求13的系統，其中，所述給定電源包括不間斷電源(UPS)。
17.一種用于檢測遠程設備是否與電源相關聯的方法，所述方法包括: 使用其上運行有機器可讀的非暫態可執行代碼的控制器以改變施加至所述電源的信號的特性； 使用所述控制器以: 對從測量子系統獲得的、與關聯于所述遠程設備的被測量信號有關的測量進行比較；以及 基于施加至所述電源的所述信號與關聯于所述遠程設備的所述被測量信號之間的比較來確定所述遠程設備是否與所述電源電關聯。
18.根據權利要求17所述的方法，其中，所述改變施加至所述電源的信號的特性包括改變以下中的一個: 施加至所述電源的輸入電壓信號的幅度；以及 施加至所述電源的所述輸入電壓信號的頻率。
19.根據權利要求17所述的方法，其中，所述改變施加至所述電源的信號的特性包括使用所述信號以指示所述電源改變其輸入功率因數，并且所述特性是所述輸入功率因數的變化幅度。
20.根據權利要求17所述的方法，還包括使所述控制器使用所述比較以確定所述遠程設備是否是以下中的一個: 相對于所述電源的上游設備，其與所述電源相關聯并且向所述電源提供電源信號；或者 正在由所述電源供電的該電源的下游設備。
【文檔編號】G01R31/00GK104049156SQ201410092843
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2013年3月13日
【發明者】理查德·J·柴可夫斯基 申請人:力博特公司
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