3. UPS 基础知识

3.1. 如何选择 UPS

如今,UPS 非常便宜。在美国,2006 年,功能相当强大的 UPS 售价不到 100 美元,而且价格还在下降。事实上,现在的价格非常低,以至于我们不会像两三年前那样,带您完成精细的优化步骤,即估算计算机的瓦特功耗并将其与 UPS 额定值匹配。相反,我们将解释为什么这样做是徒劳的,以及如何以更简单有效的方式购买。

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请记住,您可能在商店或计算机目录中购买的 UPS 系统并非旨在用于安全或生命攸关的设备。这些设备应被视为消费电子产品。因此,大多数此类设备相互竞争的首要基础是价格,而不是质量。

对于 UPS 供应商而言,成本效益比最终可靠性更重要(因为它似乎对他们的客户更重要)。如果您的生命取决于计算机的正常运行时间,则需要一个专用的、在线的、大型的、冗余的、昂贵的系统。这些系统超出了本文档的范围。当您在当地的电脑商店购买 UPS 时,您不是在购买这种系统。

UPS 的额定功率是满电池耗尽前可以输出的瓦特数。然而,它们在市场上销售时使用的是 VA(伏安)值;通常,消费级 UPS 甚至不会在您可以看到的包装盒上标明瓦特数。这是因为 VA 值更大,看起来更性感。根据经验法则,假设瓦特数是 VA 额定值的一半;如果您想了解所涉及的复杂性(如果您在意),请参阅 APC 网站上的白皮书了解功率因数、峰值因数和浪涌因数

但是,即使您知道 UPS 的瓦特额定值,控制持续时间的是该数值与计算机瓦特功耗的比率。您的功耗很难预测;它甚至可能受到您使用的显示器尺寸等因素的影响(大型显示器可能非常耗电)。

制造商试图通过在包装盒上标明预期的持续时间来绕过这个技术难题。但是他们夸大甚至谎报了他们的持续时间(这被称为“营销”)。他们会告诉您在驱动最小系统时,磁盘驱动器关闭且显示器很小的情况下,您将获得的持续时间,这与笔记本电脑制造商谎报其电池持续时间的方式非常相似。更诚实的 UPS 制造商会给您一个表格,显示不同系统配置(“台式机”“塔式机”等)的预期持续时间。根据经验法则,假设您将获得包装盒上列出的配置类型持续时间的 50% 左右。

我的建议是忘记数字游戏。只需在线或去您当地的电脑商店购买 APC、Best、Tripp-Lite、Belkin 或其他信誉良好的制造商的高端消费级或家庭办公型号之一。继续购买持续时间最长、瓦特额定值最高或 VA 值最大的型号;它的溢价不太可能超过廉价型号 75 美元。我保证,在您第一次长时间停电时,您会对自己没有吝啬感到非常满意。

或许,与其最终得到一个功率消耗太弱的 UPS,不如过度购买容量,一个更令人信服的理由是,过载的 UPS 可能会以糟糕的方式发生故障,包括着火和爆炸。

务必购买在线互动式 UPS,而不是旧的备用式SPS 类型。旧技术实际上并不会通过电池过滤您的电源,因此您无法保证良好的电压调节。现在在线互动式 UPS 如此便宜,SPS 的主要优势(低成本)已被削弱。还有其他类型的 UPS,但它们要么是过时的,要么是针对大型数据中心安装的。有关不同 UPS 类型的详细讨论,请参阅 APC 网站上的白皮书不同类型的 UPS 系统

另一个重要的考虑因素是您的 UPS 将如何与您的计算机通信。不要购买串行线路 UPS(通过 RS-232C 电缆通信的 UPS)。这些 UPS 正在逐渐被使用 USB 或以太网的 UPS 设计所取代,原因很简单,RS-232C 接口不稳定、难以配置且难以调试。以太网对于此应用程序来说是过度的;UPS 根本不需要那种带宽。我们建议坚持使用 USB,它在性价比方面与这项工作非常匹配,并且相对容易排除故障。

直到最近,智能 UPS 和 UPS 之间还存在重要的区别。哑 UPS 通过单独的引脚进行电压电平信号传输;智能 UPS 将链路用作原始字符通道,并且可以通过它传递更多状态信息。但是,如果您避免使用 RS232C UPS,您将永远不会看到哑 UPS;事实上,当您阅读本文时,很可能已经没有任何哑 UPS 在生产了。

一些 UPS 宣传它们提供正弦波形。那些不提供的 UPS 可能会提供更像方波或非常嘈杂的正弦波的东西。关于这有多重要,存在不同的观点。一种观点认为,应该始终在尽可能接近正弦波输入的最佳近似值下运行设备,并且偏差会产生谐波,这些谐波可能会被解释为信号(如果它们通过电源),或者实际上可能会损坏设备。另一种观点认为,由于几乎所有计算机都使用开关电源,开关电源仅在波形的峰值附近或附近汲取功率,因此输入功率波形的形状并不重要。

谁是对的?我们不知道。尼克的观点是,正弦波输出物有所值,特别是对于持续向计算机提供波形的在线 UPS 系统而言;埃里克倾向于怀疑这对现代电源来说无关紧要。如果您不知道您的设备具有开关电源,那么在购买低质量 UPS 之前,您肯定应该三思而后行。

就我个人而言,我(埃里克)喜欢 APC UPS(埃里克和尼克都与该公司没有任何联系)。但这不像其他小部件那样,只要您坚持使用信誉良好的品牌之一,制造商就不会有太大的区别。

3.2. 部署 UPS 和其他设备:全貌

我们对生产 Unix 环境的建议是以下配置

  1. 用于计算机系统的 UPS。

  2. 所有电话线以及离开房间的串行/并行线路上的浪涌抑制。

  3. 未连接到 UPS 的任何设备上的线路调节器。如果您确实受到电源冲击,更换 50 美元的线路调节器比更换 1500 美元的激光打印机更便宜。

如果这对您来说太贵了,那么将 UPS 降级为像 TrippLite 这样的线路调节器。但至少不要没有它。在没有保护的情况下运行是虚假的经济,因为您因雷暴而损失设备——而且,墨菲定律就是这样,您总会在最糟糕的时候受到打击。

需要注意的一件事是,您通常不应将激光打印机放在 UPS 中受掉电保护的插座上——碳粉加热器会吸收足够的电流以使 UPS 过载并在几秒钟内导致关机。现代 UPS 通常有一些插头标有浪涌抑制但未通过电池过滤;将您的打印机插入其中一个插头。

UPS 应直接连接到(或直接插入)交流电源(即,墙壁和 UPS 之间既不需要也不建议使用浪涌抑制器)。此外,UPS 和连接到它的设备之间的浪涌抑制器是多余的。

3.3. 软件辅助

您的 UPS 与您的计算机通信,以便在停电持续时间过长而电池无法应对时,它可以优雅地关闭计算机。为了使优雅关机实际发生,您的计算机需要有一个后台进程——在 Unix 术语中是守护进程——监视通过 UPS 电缆传输的任何消息,以查找指示终止的消息。然后它需要告诉操作系统关机。

您的 UPS 可能附带一张装满此类软件的 CD。扔掉它,因为 (a) 其中大部分将是为 Windows 系统编写的无用代码,并且 (b) 在不太可能的情况下,您获得了 Linux 软件,它几乎肯定会是您未运行的版本的过时二进制文件。

在哑串行线路 UPS 的时代,曾经大约有六个不同的开源 UPS 监视器守护进程:apcddumbupsdgenpowerdpowerdsmupsdusvd 等等。这些程序对于一项简单的工作来说相当愚蠢。许多程序需要您手动连接自定义 RS232C 电缆,以绕过 UPS 制造商为了锁定客户而对其端口所做的各种邪恶的事情。

那些日子已经过去了。USB UPS 消除了电缆黑客攻击和硬件粗制滥造,但需要监视器守护进程具有更高的智能。因此,领域已大大缩小。似乎只剩下两个这样的项目。

网络 UPS 工具项目是一个通用的 UPS 监视器守护进程,旨在与所有当前的 UPS 设计进行智能通信。

apcupsd 是一个专门为与美国电力公司 APC 制造的 UPS 通信而设计的守护进程。

两者都是可靠、运行良好的项目。他们的开发团队彼此友好,并且偶尔会谈到合并。尴尬的是,apcupsd 项目在许多方面都更具功能性,其中包括更好的 USB 支持和更好的文档——但 NUT 工具具有更清晰的架构、更多的开发人员以及在 Red Hat 和其他主要发行版中的接受度。

我的建议很简单;如果您购买 APC UPS,则运行 apcupsd,如果您购买其他任何 UPS,则运行 NUT 工具。RPM 和 Debian 包(除了安装守护进程二进制文件外,还将适当地修改系统的启动顺序)都可用,因此无论哪种方式安装都应该很容易。

3.4. 准备系统进行自动重启

如果您使用 UPS 尝试保持 DNS/Web/邮件服务器 24/7 运行,您将需要确保可以将机器配置为在通电时自动启动。

这不是大多数计算机出厂时的正常行为。通常,在断电并恢复供电后,您必须显式按下按钮才能实际打开电源。您可以通过关闭计算机电源来测试您的计算机;关闭电源(拔下插头);然后重新插入电源线。如果您的计算机立即启动,那就太好了。无需再做任何事情。

如果您的计算机没有启动,请手动打开电源(通过按下电源按钮)并进入计算机的 SETUP 程序(通常在开机自检序列期间按下 DEL 键;有时按下 F10 键)。然后,您必须找到并更改相应的配置参数以允许即时开机。

通常,它位于BOOT菜单项下,并将被称为Restore on AC/Power LossFull-On之类的名称。确切的词语会因 ROM BIOS 提供商而异。通常,您将有三个选项:Last StatePower OnPower Off

某些 BIOS 不支持此类选项。这是极其糟糕的设计,但确实会发生。如果是这样,您唯一可行的补救措施是更换新的主板。