DE19620160A1 - Steuersystem und Steuerverfahren für eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Steuern einer nicht unterbrechbaren Leistungszuführung (UPS). Insbesondere bezieht sie sich auf ein Steuersystem zum sicheren Anhalten eines Systems durch genaue Vorhersage der Lebensdauer einer Batterie in dem Fall, daß das System von der Batterie der UPS betrieben wird.

Fig. 19 zeigt ein Blockschaltbild, welches einen eine Restladungskapazität erfassenden Apparat für eine Sekundärbatterie darstellt, der in der nicht geprüf­ ten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 7-20215 offenbart ist. Bei diesem Stand der Technik wird eine voll geladene Batterie 101 entladen und ihre Entla­ dungszeit wird in jedem Betriebszustand eines Appara­ tes gemessen. Es wird definiert, daß ein durch Teilen der Batterieladungskapazität durch die Entladungszeit erhaltener Wert eine vorhergesagte Entladungsge­ schwindigkeit 1, 2, 3, . . . ist. Die Entladungsge­ schwindigkeiten werden vorher in einem Speicher 120 gespeichert. Zum Messen der Entladungsgeschwindigkeit verwendete Betriebszustände sind normaler Betriebs­ zustand, Ausschaltzustand, Hintergrundlicht-Einzu­ stand, Hintergrundlicht-Auszustand und so weiter. Die Arten des Betriebszustands sind begrenzt und dauer­ haft definiert.

Wenn ein anomaler Zustand wie ein Leistungsversagen des Wechselstroms erzeugt wird und Leistung von der Batterie zu dem Apparat geliefert wird, kann der Lei­ stungsverbrauch berechnet werden durch Verwendung einer der vorhergesagten Entladungsgeschwindigkeiten 1, 2, 3, . . . , die zuvor in dem Speicher 120 gespei­ chert wurden, auf der Grundlage des Betriebszustands des Apparates ohne eine Größe von Gleichstrom zu mes­ sen.

In einem in der nicht geprüften japanischen Patent­ veröffentlichung Nr. 2-181210 offenbarten Informa­ tionsverarbeitungsapparat wird eine Technik zum Be­ rechnen einer Verbrauchsmenge einer Batterie und ei­ ner Restladekapazität der Batterie beschrieben. Die Verbrauchsmenge der Batterie wird berechnet auf der Grundlage einer Durchschnittsgebrauchs-Strommenge und einer zur Durchführung eines bezeichneten Prozesses benötigten Verbrauchszeit. Die Restladekapazität der Batterie wird berechnet auf der Grundlage der Ladeka­ pazität und der Verbrauchsgröße.

Ein in der nicht geprüften japanischen Patentveröf­ fentlichung Nr. 1-143984 offenbarter Batteriezu­ stands-Überwachungsapparat arbeitet wie folgt. Eine Spannungsmeßeinheit mißt eine Spannung zwischen den Anschlüssen der Batterie. Eine Strommeßeinheit mißt eine Stromgröße, die zum Laden und Entladen der Bat­ terie verwendet wird. Eine Temperaturmeßeinheit mißt eine Temperatur der Batterie. Eine Berechnungseinheit nimmt Werte auf, die von der Spannungsmeßeinheit, der Strommeßeinheit und der Temperaturmeßeinheit gemessen wurden, und berechnet die Restladekapazität der Bat­ terie. Eine Anzeigevorrichtung zeigt die in der Be­ rechnungseinheit berechnete Restladekapazität an.

Eine in der ungeprüften japanischen Patentveröffent­ lichung Nr. 61-209372 beschriebene Erkennungsschal­ tung für eine Batterierestladekapazität offenbart die folgende Technik. Der Strom zum Laden und Entladen der Batterie wird erfaßt und eine periphere Tempera­ tur wird durch einen Temperaturwandler erfaßt. Die Ladegeschwindigkeit und die Entladegeschwindigkeit werden berechnet unter Verwendung des erfaßten Stroms zum Laden und Entladen und der erfaßten peripheren Temperatur. Dann wird die Restladekapazität der Bat­ terie korrigiert unter Verwendung der obigen Ge­ schwindigkeiten.

Ein Apparat und ein Verfahren zum Erfassen der Rest­ ladekapazität der Batterie wird auch in den nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 4-140678, Nr. 5-333119, Nr. 3-239125 und Nr. 5-333974 offenbart.

Fig. 20 zeigt einen Zustandsübergang der UPS nach dem Stand der Technik bei einer Versorgungsunterbrechung durch ein Leistungsversagen des Wechselstroms. Die UPS liefert Leistung von einer Wechselspannungs-Lei­ stungsquelle (kommerzielle Leistungsquelle) und ent­ hält eine interne Batterie. Wenn ein anomaler Zustand auftritt beim Zuführen der Leistung von der Wechsel­ spannungs-Leistungsquelle, liefert die UPS für den Betrieb des Apparates benötigte Leistung von der in­ ternen Batterie. Die interne Batterie in der UPS wird durch die Wechselspannungs-Leistungsquelle während des Betriebs des Apparates geladen. Da durch Verwen­ dung der UPS bei der Versorgungsunterbrechung der Wechselstrom-Leistungszuführung Leistung von der Bat­ terie zu dem Apparat geliefert wird, kann ein fort­ laufender Betrieb sicher in dem Apparat durchgeführt werden und ein sicheres Anhalten des Apparates kann auch durchgeführt werden.

Wenn eine Versorgungsunterbrechung auftritt, wird ein aus drei Phasen bestehender Prozeß durchgeführt, wie in Fig. 20 gezeigt ist. Die UPS liefert normalerweise im Schritt S100 Leistung von der Wechselstrom-Lei­ stungsquelle. Wenn in diesem Zustand eine Versor­ gungsunterbrechung auftritt, wird ein Prozeß der Pha­ se 1 durchgeführt, wie in Schritt S101 gezeigt ist. Der Prozeß der Phase 1 wird während der ersten fünf­ zehn Sekunden nach der Versorgungsunterbrechung durchgeführt. Der Betrieb wird beim Auftreten der Versorgungsunterbrechung von der Verwendung der Wech­ selstrom-Leistungsquelle zu der Verwendung der Batte­ rie umgeschaltet. Wenn die Versorgungsunterbrechung während der fünfzehn Sekunden zum normalen Betrieb zurückkehrt, wird der Betrieb durch die Wechsel­ strom-Leistungsquelle wieder aufgenommen.

Wenn die Versorgungsunterbrechung während der fünf­ zehn Sekunden nicht zum normalen Betrieb zurückge­ kehrt ist, geht der Prozeß zu einer Phase 2 im Schritt S102 über. Der Betrieb durch die Batterie wird durch den Prozeß der Phase 2 fortgesetzt. Eine Warnung wird am Beginn der Phase 2 zum Benutzer gege­ ben. Wenn die interne Batterie voll geladen ist, ist es möglich, die Leistung für beispielsweise höchstens fünfundzwanzig Minuten zuzuführen. Jedoch hängt die mögliche Zeit der Zuführung der Leistung von den Grö­ ßen und Arten der Speicher und peripheren Vorrichtun­ gen ab, die in dem Apparat enthalten sind.

Wenn die Restladekapazität der Batterie klein wird, geht der Prozeß zu einer Phase 3 über, wie im Schritt S103 gezeigt ist. Der Phase-3-Prozeß gibt eine War­ nung nach außen ab, daß die Restladekapazität der Batterie klein geworden ist, und führt sofort einen Anhaltevorgang für den Apparat durch. Die Phase 3 dauert mehrere Minuten. Jedoch ändert sich die Be­ triebszeit der Phase 3 in Abhängigkeit von einem Ver­ brauchszustand der Batterie. Wenn der Prozeß der Pha­ se 3 beendet ist, wird das System angehalten, wie im Schritt S104 gezeigt ist. Zusätzlich hält die UPS selbst an, um eine Überentladung der Batterie zu ver­ hindern.

Die Warnung wird auf der Grundlage des Zustands der UPS an den Benutzer gegeben, wie in Fig. 21 gezeigt ist. Die Warnung besteht aus einem Alarm und einer Betriebslampe. Der Benutzer des Systems erkennt den Zustand der UPS, da der Alarm und die Betriebslampe entsprechend jeder Phase angezeigt werden. Der Benut­ zer des Systems führt eine Vorbereitungsoperation für das Anhalten des Systems durch, wie das Sichern von Dateien, Beenden eines Anwendungsprogramms und Durch­ führen der Trennung vom Netzwerk, jeweils auf der Grundlage der ausgegebenen Warnung.

Beim Stand der Technik wird der Leistungsverbrauch unter Verwendung einer gemessenen Entladegeschwindig­ keit berechnet. In diesem Fall ist es nur möglich, den Leistungsverbrauch bei einem festen und einfachen Betriebszustand zu berechnen. Es ist nicht möglich, den Leistungsverbrauch entsprechend einem komplizier­ ten Betriebszustand zu berechnen. Es ist ebenfalls unmöglich, eine Konfigurationsänderung des elektroni­ schen Systems zu behandeln sowie ein System, bei dem der Leistungsverbrauch kontinuierlich mit der Zeit verändert wird.

Zusätzlich ist es nur möglich, auf die Restladekapa­ zität der Batterie zu schließen. Mittel, um auf die Fortführungsdauer des Systems zu schließen, welche der Benutzer des elektronischen Systems tatsächlich wissen möchte, sind nicht vorgesehen. Tatsächlich ist dort ein Fall, daß die Anzahl der CPUs (zentrale Ver­ arbeitungseinheit), die Speichergröße und die Anzahl von Scheiben, welche in einem für ein Dienst­ programm-Kundensystem verwendeten Dienstprogramm enthalten sind, flexibel geändert werden kann. Bezüglich der Betriebssoftware wird ein Betriebssystem von hohem Niveau verwendet und eine umfangreiche Anwendungs­ software wie eine Datenbasis-Software wird betrieben. Es gibt viele Fälle wie vorstehend genannt, bei denen es erforderlich ist, die Fortführungsdauer des durch die Batterie betriebenen Systems genau vorherzusagen, selbst wenn die Hardwarekonfiguration des Systems geändert wird oder der Leistungsverbrauch entspre­ chend dem Zeitablauf geändert wird in Abhängigkeit von der Betriebssoftware.

Beim Stand der Technik sind selbst in dem Fall, daß die Fortführungszeit des Systems vorhergesagt wird, Mittel zum sicheren Anhalten des Systems unter Ver­ wendung der vorhergesagten Fortführungszeit nicht vorgesehen. Zum Beispiel wird, wie in der Erläuterung des Zustandsübergangs der UPS bei der Versorgungsun­ terbrechung mit Bezug auf Fig. 20 festgestellt wurde, die Prozeßzeit für die Phase 2 oder 3 verändert in Abhängigkeit von der Systemkonfiguration und der Restladekapazität der Batterie. Daher ist dort ein Fall aufgetreten, daß eine ausreichende Zeit, die zum sicheren Anhalten des Systems benötigt wird, nicht sichergestellt ist. Bei der Vorhersage der Fortset­ zungszeit ist das Verfahren zum Erhalten der Fortset­ zungszeit durch Teilen der Batterierestladekapazität durch den Leistungsverbrauch für den Benutzer verwir­ rend. Der Grund besteht darin, daß der Leistungsver­ brauch zunimmt und abnimmt entsprechend dem Zeitab­ lauf und dann die Fortführungszeit ebenfalls zunimmt und abnimmt, wodurch es unmöglich ist, das System sicher anzuhalten. Zum Beispiel kann die Fortfüh­ rungszeit, die zuerst auf drei Minuten vorgehergesagt wurde, plötzlich zehn Minuten betragen und dann schnell auf eine Minute geändert werden. In dieser Situation ist es für das System unmöglich zu bestim­ men, ob eine Warnung erfolgen sollte oder ein tat­ sächlicher Beendigungsvorgang gestartet werden soll­ te. Tatsächlich liegt der Fall vor, daß, wenn das System die Vorbereitung zum Anhalten beginnt auf der Grundlage der Versorgungsunterbrechungsinformation zum Betriebssystem und einem Anwendungsprogramm, die meisten Scheibenvorrichtungen und Speicher außeror­ dentlich benutzt werden, was zu einer großen Zunahme des Leistungsverbrauchs führt. Es ist erforderlich, das System selbst in einem solchen Fall sicher anzu­ halten.

Um die vorgenannten Probleme zu lösen, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine nicht unter­ brechbare Leistungszuführung (UPS) vorzusehen, welche die Lebensdauer einer Batterie genau vorhersagen kann auf der Grundlage eines abgeleiteten Leistungsver­ brauchs entsprechend jeder Systemkonfiguration, wel­ che eine mögliche Betriebszeit des von der Batterie betriebenen Systems genau vorhersagen kann selbst wenn der Betriebszustand nicht festgelegt ist und der Leistungsverbrauch sich kontinuierlich und momentan ändert, und welche das System sicher anhalten kann auf der Grundlage der vorhergesagten möglichen Be­ triebszeit.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Steuersystem für eine nicht unterbrechbare Lei­ stungszuführung auf:

• (a) eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung ent­ haltend eine Batterie zum Zuführen von Gleichstrom, zum Eingeben von Wechselstrom von einer Wechsel­ strom-Leistungsquelle, Umwandeln des Wechselstroms in Gleichstrom und Ausgeben des Gleichstroms entweder von der Wechselstrom-Leistungsquelle oder der Batte­ rie,
• (b) ein durch Eingeben des von der nicht unterbrech­ baren Leistungszuführung ausgegebenen Gleichstroms betriebenes elektronisches System, und
• (c) ein Steuergerät zum Berechnen eines Wertes des Leistungsverbrauchs des elektronischen Systems, wäh­ rend dieses von dem von der Wechselstrom-Leistungs­ quelle erzeugten Gleichstrom betrieben wird, um eine Lebensdauer der Batterie auf der Grundlage der Restladekapazität der Batterie und des Wertes des Leistungsverbrauchs zu berechnen, wenn das elektroni­ sche System den Betrieb durch Leistung von der Batte­ rie beginnt, und zum Ausgeben der Lebensdauer zu dem elektronischen System.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Steuersystem für eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung:

• (a) eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung ent­ haltend eine Batterie zum Liefern von Gleichstrom, zum Eingeben von Wechselstrom von einer Wechsel­ strom-Leistungsquelle, zum Umwandeln des Wechselstroms in Gleichstrom und zum Ausgeben des Gleichstroms entwe­ der von der Wechselstrom-Leistungsquelle oder der Batterie,
• (b) ein durch Eingeben des von der nicht unterbrech­ baren Leistungsquelle ausgegebenen Gleichstroms be­ triebenes elektronisches System, und
• (c) ein Steuergerät zum Berechnen einer Lebensdauer der Batterie auf der Grundlage der Restladekapazität der Batterie und eines Wertes des Gleichstroms von der Batterie, während das elektronische System durch Leistung von der Batterie betrieben wird, und zum Ausgeben der Lebensdauer zu dem elektronischen Sy­ stem.

Gemäß einem anderen Aspekt nach der vorliegenden Er­ findung umfaßt ein Steuerverfahren für eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung, das in einem von einer nicht unterbrechbaren Leistungszuführung be­ triebenen elektronischen System verwendet wird, die Schritte:

• (a) Betreiben des elektronischen Systems durch eine Wechselstrom-Leistungsquelle zu einer gewöhnlichen Zeit,
• (b) Messen des Leistungsverbrauchs des von der Wech­ selstrom-Leistungsquelle betriebenen elektronischen Systems während des Betriebsschritts zu einer gewöhn­ lichen Zeit,
• (c) Betreiben des elektronischen Systems durch eine Batterie zu einer außergewöhnlichen Zeit,
• (d) Vorhersagen einer Lebensdauer der Batterie auf der Grundlage der Restladekapazität der Batterie und des durch den Leistungsverbrauch-Meßschritt gemesse­ nen Leistungsverbrauchs zu einer Startzeit des Be­ triebsschritts zu einer außergewöhnlichen Zeit, und
• (e) Steuern des Betriebs des elektronischen Systems auf der Grundlage der durch den Vorhersageschritt vorhergesagten Lebensdauer der Batterie.

Gemäß einem anderen Aspekt nach der vorliegenden Er­ findung umfaßt ein Steuerverfahren für eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung, das für ein durch eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung betrie­ benes elektronisches System verwendet wird, die Schritte:

• (a) Betreiben des elektronischen Systems durch eine Wechselstrom-Leistungsquelle zu einer gewöhnlichen Zeit,
• (b) Betreiben des elektronischen Systems durch eine Batterie zu einer außergewöhnlichen Zeit,
• (c) periodisches Erfassen der Restladekapazität der Batterie und eines Durchschnittswertes des Gleich­ stroms von der Batterie in einer bestimmten Periode, während das elektronische System von der Batterie betrieben wird, und Vorhersagen und Aktualisieren der Lebensdauer der Batterie auf der Grundlage des Durch­ schnittswertes der Restladekapazität der Batterie und des Gleichstroms von der Batterie, und
• (d) Steuern des Betriebs des elektronischen Systems auf der Grundlage der durch den Vorhersage- und Ak­ tualisierungsschritt vorhergesagten Lebensdauer der Batterie.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel der UPS nach der vorlie­ genden Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des UPS-Systems nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 ein anderes Blockschaltbild des UPS-Systems nach der vorliegenden Erfin­ dung,

Fig. 4 eine Ausbildung der Hardware eines UPS-Steuersystems nach der vorliegen­ den Erfindung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild, welches logisch das UPS-Steuersystem nach der vorlie­ genden Erfindung darstellt,

Fig. 6 eine Tabelle für ein digitales Steuer­ signal gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine Tabelle für ein analoges Steuer­ signal gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 8 eine UPS-Betriebs-Wahrheitstabelle gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 einen Zustandsübergang der UPS bei einer Versorgungsunterbrechung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 10 eine Anzeige für einen UPS-Zustands­ übergang bei einer Versorgungsunter­ brechung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung,

Fig. 11 ein Diagramm für einen UPS-Zustands­ übergang gemäß der vorliegenden Erfin­ dung,

Fig. 12 ein anderes Diagramm für einen UPS-Zustandsübergang gemäß der vorliegen­ den Erfindung,

Fig. 13 ein Flußdiagramm des Lebensdauer-Vor­ hersagevorgangs gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 14 eine Wirksamkeitstabelle gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 15 eine Tabelle für die Batterielebens­ dauer gemäß der vorliegenden Erfin­ dung,

Fig. 16 ein Flußdiagramm des Prozesses im Lei­ stungsherabsetzungs-Betrieb gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 17 ein Flußdiagramm des Prozesses im Bat­ teriezeit-Betrieb gemäß der vorliegen­ den Erfindung,

Fig. 18 ein anderes Flußdiagramm des Prozesses im Batteriezeit-Betrieb gemäß der vor­ liegenden Erfindung,

Fig. 19 ein Blockschaltbild eines Apparates zum Erfassen der Restladekapazität für eine Sekundärbatterie nach dem Stand der Technik,

Fig. 20 einen Zustandsübergang der UPS bei einer Versorgungsunterbrechung nach dem Stand der Technik, und

Fig. 21 eine Anzeige für einen Zustandsüber­ gang der UPS bei einer Versorgungsun­ terbrechung nach dem Stand der Tech­ nik.

Fig. 1 zeigt eine Konfiguration eines Systems eines Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung. Ein Netzwerksystem (oder lokales Bereichsnetzwerk LAN) 3000 nach diesem Ausführungsbeispiel ist ein Server(Dienstprogramm)-Kundensystem enthaltend einen Server 1000 und mehrere Kunden 2000.

Fig. 2 zeigt eine Konfiguration des Servers 1000. Eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung (UPS) 1, ein Steuergerät 2 und ein elektronisches System 3 sind in dem Server 1000 vorgesehen. Das elektronische System 3 kann ein Computersystem, ein Meßsystem, ein Arbeitssystem oder irgendein anderes System sein. Ein Wandler für Wechselstrom in Gleichstrom (Wechsel­ strom/Gleichstrom-Wandler) 10, ein Wandler für Gleichstrom in Gleichstrom (Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler) 11 und eine Batterie 12 sind in der UPS 1 enthalten. Das Steuergerät 2 nimmt Werte auf, die durch Messen einer Wechselspannung und einer Wechsel­ stromgröße einer Wechselstrom-Leistungsquelle 4 er­ halten wurden. Das Steuergerät 2 nimmt auch Werte auf, die durch Erfassen einer Gleichspannung und ei­ ner Gleichstrommenge der Batterie 12 erhalten wurden. Das Steuergerät 2 sagt eine Lebensdauer der Batterie 12 voraus auf der Grundlage der eingegebenen Werte für die Wechselspannung, die Wechselstromgröße, die Gleichspannung und die Gleichstromgröße.

Fig. 3 zeigt eine detaillierte Ausbildung der Hardwa­ re des in Fig. 2 gezeigten Servers. Der Wechsel­ strom/Gleichstrom-Wandler 10 der UPS 1 enthält ein Netzfilter 10a und eine Gleichrichterschaltung 10b und wandelt den Wechselstrom in Gleichstrom um. Ein Monitor 13 für Wechselspannungen überwacht eine Span­ nung des Wechselstroms, um den Beginn der Leistungs­ zuführung von der Wechselstrom-Leistungsquelle 4 zu erkennen und das Auftreten eines anomalen Zustands in der Wechselstrom-Leistungsquelle 4 zu erfassen. Der Monitor 13 für Wechselspannungen gibt ein "AC-Gut"-Signal an das Steuergerät 2. Das "AC-Gut"-Signal zeigt, ob die Wechselstrom-Leistungsquelle 4 die Lei­ stung normal liefert oder nicht.

Eine Meßeinheit 14 für Wechselspannungen mißt die Wechselspannung der Wechselstrom-Leistungsquelle 4. Eine Meßeinheit 15 für Wechselströme mißt eine Größe des Wechselstroms von der Wechselstrom-Leistungsquel­ le 4. Eine Meßeinheit 16 für Gleichspannungen mißt eine Spannung des Gleichstroms von der Batterie 12. Eine Meßeinheit 17 für Gleichströme mißt eine Größe des Gleichstroms von der Batterie 12. Von den Meßein­ heiten 14 bis 17 gemessene Werte werden zu dem Steu­ ergerät 12 als Überwachungssignale ausgegeben.

Eine Steuerschaltung 18 zum Laden und Entladen lädt die Batterie 12 durch Leistung von der Wechsel­ strom-Leistungsquelle 4. Wenn ein anomaler Zustand in der Wechselstrom-Leistungsquelle 4 auftritt, liefert die Steuerschaltung 18 zum Laden und Entladen Leistung von der Batterie 12 zu dem elektronischen System 3. Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 11a bis 11g erzeugen Gleichstrom von verschiedenen Spannungen, die zum Betrieb der UPS 1, des Steuergeräts 2 und des elek­ tronischen Systems 3 benötigt werden, und gibt den erzeugten Gleichstrom aus.

Ein in dem Steuergerät 2 enthaltener Mikroprozessor 20 führt verschiedene Steuerungen durch, wenn das System durch die Wechselstrom-Leistungsquelle 4 und die Batterie 12 betrieben wird. Festprogramme (nicht gezeigt) sind auch in dem Steuergerät 2 enthalten, um mit dem Mikroprozessor 20 zusammenzuarbeiten. Ein Operationstafel-Steuergerät 21 zeigt Zustände der Wechselstrom-Leistungsquelle 4 und der Batterie 12 an, wobei es eine Operationstafel 40 verwendet. Eine Unterbrechungsschaltung 22 nimmt das "AC-Gut"-Signal von dem Monitor 13 für Wechselspannung auf, um den Beginn der Leistungszuführung und das Auftreten eines anomalen Zustands in der Wechselstrom-Leistungsquelle 4 zu prüfen, und informiert den Mikroprozessor 20 über die Zustände der Gleichstrom-Leistungsquelle 4. Die Steuerschaltung 18 steuert die Zuführung von Lei­ stung von der Batterie 12. Ein Halteregister 23 für durchschnittlich verbrauchte Leistung ist ein Regi­ ster zum Halten eines Durchschnittswertes von während einer bestimmten Periode, in welcher das System durch die Batterie 12 betrieben wird, verbrauchtem Gleich­ strom. Ein Batterielebensdauer-Register 24 ist eine Register zum Speichern einer von dem Steuergerät 2 vorhergesagten Batterielebensdauer. Ein Sperr-Zeitge­ ber 25 ist ein Register zum Herunterzählen der Le­ bensdauern verschiedener Betriebsarten, wenn das Sy­ stem durch die Batterie 12 betrieben wird. Pegelwand­ ler 26 bis 29 nehmen von den Meßeinheiten 14 bis 17 in der UPS gemessene Werte als Überwachungssignale auf und wandeln Pegel der eingegebenen Signale um. Eine analoge Multiplexschaltung 30 nimmt Werte von den Pegelwandlern 26 bis 29 auf, unterzieht die ein­ gegebenen Werte einer Multiplexverarbeitung und gibt die ausgewählten Werte aus. Ein Analog/Digital-Wand­ ler 31 wandelt analoge Werte der Spannung und des Stroms in digitale Werte um. Eine Kommunikationsein­ heit 32 kommuniziert mit einem Personalcomputer (nachfolgend als Servermonitor bezeichnet) 4000 für die Führung. Der Servermonitor 4000 hat eine Verwal­ tungsfunktion der Überwachung und Führung des Servers 1000 von einer entfernten Stelle aus. Eine Kommunika­ tionseinheit 33 kommuniziert mit dem elektronischen System 3. Die Kommunikationseinheit 33 gibt Warnungen und Weisungen an das elektronische System 3 während des Betriebs durch die Batterie 12. Ein Brownout-Sperrzeitregister 34, ein Batteriezeit-Sperrzeitregi­ ster 35 und ein Leistungsversagen-Sperrzeitregister 36 sind Register zum Einstellen jeder Zeit von drei Betriebsarten (nachfolgend erläutert) in dem Fall, daß das System durch die Batterie 12 betrieben wird. Eine Wirkungsgradtabelle 37 ist eine Tabelle zum Speichern des Wirkungsgrades der Umwandlung von Wech­ selstrom in Gleichstrom. Eine Batterielebens­ dauer-Tabelle 38 ist eine Tabelle zum Berechnen einer Le­ bensdauer der Batterie auf der Grundlage der Restla­ dekapazität der Batterie und einer Größe des Gleich­ strom-Entladestroms der Batterie. Eine Erzeugungs­ schaltung 39 für ein Leistung-Ein/Aus-Signal erkennt einen Zustand, ob ein Leistungsschalter des Systems (nicht gezeigt) ein oder aus ist, und sie erzeugt ein Leistung-Ein/Aus-Signal. Wenn der Leistungsschalter ausgegeschaltet ist, arbeiten die Gleichstrom/Gleich­ strom-Wandler 11c bis 11g nicht und die Leistungszu­ führung zum elektronischen System 3 ist angehalten.

Fig. 4 zeigt eine körperliche Konfiguration in dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Server 1000. Die UPS 1 ist in einem Kästchen und liefert Leistung zu Karten in den Server 1000. Eine Steuerkarte 50 enthaltend das Steuergerät 2 und eine Systemkarte 60 enthaltend das elektronische System 3 befinden sich in dem Ser­ ver 1000. Die Operationstafel (oder Fronttafel) 40, eine 5-Inch-Gestellverteilungskarte 41, eine Hart­ plattenantriebs (HDD)-Verteilungskarte 42, eine Ver­ teilungskarte 43 und eine Ventilator-Verteilungskarte 44 befinden sich auch in dem Server 1000. Die UPS 1 ist mit Karten über Leitungen P1 bis P5 verbunden. Jede der Leitungen P1 bis P5 besteht aus mehreren Leitungen. Die UPS1 liefert Leistung direkt oder in­ direkt zu jeder Karte und jeder Vorrichtung, wobei sie einen Teil der mehreren Leitungen benutzt. Die Leitungen P2 und P4 sind ausschließliche Leitungen für die Leistungszuführung, und Leitungen mit hoher Kapazität als Leitungen P1, P3 und P5 werden für sie verwendet. Daher ist es möglich, genügend Leistung von den Leitungen P2 und P4 zu Karten und Vorrichtun­ gen zu führen, welche eine große Menge Leistung ver­ brauchen.

Mehrere Ventilatoren werden innerhalb des Servers 1000 verwendet. Die Drehung der Ventilatoren wird gesteuert auf der Grundlage einer von einem thermi­ schen Sensor TH erfaßten Temperatur. Verschiedene Arten von Verriegelungssensoren werden auch im Server 1000 angewendet.

Ein serielles Tor 51 wird für die Kommunikationsein­ heit 32 verwendet, um mit dem Servermonitor 4000 für die Führung zu kommunizieren. Ein Tor 52 wird für die Kommunikationseinheit 33 verwendet und ist über die Verteilungskarte 43 mit einem Tor 62 verbunden, so daß die Steuerkarte 50 mit der Systemkarten 60 kom­ munizieren kann.

Zahlen neben Signalleitungen in Fig. 4 zeigen die Anzahl der Signalleitungen an. Die Zahl 4 neben der Signalleitung, die die 5-Inch-Gestellverteilungskarte 41 und die Steuerkarte 50 verbindet, zeigt an, daß beispielsweise vier Signalleitungen zwischen den Kar­ ten 41 und 50 vorhanden sind. Ein Buchstabe R und eine Zahl neben der Signalleitung zeigen die Anzahl der Signalleitungen an sowie, daß ein Bandkabel ver­ wendet wird. Zum Beispiel zeigt R26 neben der Signal­ leitung, die die UPS1 und die Steuerkarte 50 verbin­ det, an, daß ein Bandkabel mit sechsundzwanzig Si­ gnalleitungen für die Leitung P3 verwendet wird. Die vorstehend genannten Signalleitungen zum Zuführen von Energie und Signalleitungen zum Übertragen von "AC-Gut"-Signalen, Überwachungssignalen und Leistung-Ein/Aus-Signalen, die in Fig. 3 gezeigt sind, sind in den sechsundzwanzig Signalleitungen der die Steuer­ karte 50 und die UPS1 verbindenden Leitung P3 enthal­ ten.

Fig. 5 illustriert eine logische Konfiguration des Steuergeräts und des elektronischen Systems des Ser­ vers. Verschiedene Mittel in dem in Fig. 5 gezeigten Steuergerät 2 werden erreicht unter Verwendung der Hardware wie des Mikroprozessors 20, der Register 23 bis 25 und 34 bis 36, der Festprogramme und der Soft­ ware (nicht gezeigt) in dem Steuergerät nach Fig. 3. der Mikroprozessor 20, die Festprogramme und die Software arbeiten wie folgt unter Verwendung der Re­ gister und der Tabellen in dem in Fig. 3 gezeigten Steuergerät 2.

Eine Wechselstromleistungs-Erfassungsvorrichtung 71 berechnet die Wechselstromleistung auf der Grundlage eines Wertes der Wechselspannung und einer Größe des Wechselstroms, die von der Meßeinheit 14 für Wechsel­ spannung und der Meßeinheit 15 für Wechselstrom ge­ messen wurden. Eine Gleichstromwert-Berechnungsvor­ richtung 72 berechnet Gleichstromwerte entsprechend der Wechselstromleistung unter Verwendung der berech­ neten Wechselstromleistung durch die Wechselstromlei­ stungs-Erfassungsvorrichtung und der Wirkungsgradta­ belle 37. Eine Gleichspannungswert-Erfassungsvorrich­ tung 73 erfaßt einen Durchschnittswert des Gleich­ stroms der Batterie, der von der Meßeinheit 17 für Gleichstrom gemessen wurde. Von der Gleichstrom­ wert-Erfassungsvorrichtung 73 erfaßte Werte werden in dem Halteregister 23 für durchschnittlich verbrauchte Leistung gespeichert. Eine Erkennungsvorrichtung 74 für Restladekapazität erkennt die Restladekapazität der Batterie auf der Grundlage der von der Meßeinheit 16 für Gleichspannung gemessenen Spannung unter Ver­ wendung eines bekannten Verfahrens. Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Le­ bensdauer der Batterie auf der Grundlage der Restla­ dekapazität der Batterie zu erfassen, und nicht die Restladekapazität der Batterie zu erfassen. Daher wird ein Verfahren zum Erfassen der Restladekapazität der Batterie in diesem Ausführungsbeispiel nicht er­ läutert.

Eine Lebensdauer-Vorhersagevorrichtung 75 sagt eine anfängliche Lebensdauer der Batterie vorher unter Verwendung des durch die Gleichstromwert-Berechnungs­ vorrichtung 72 berechneten Gleichstromwertes und der Batterielebensdauer-Tabelle 38. Eine Lebensdauer-Ak­ tualisierungsvorrichtung 76 zählt eine vorhergesagte Lebensdauer herunter entsprechend dem Zeitablauf. Eine Vorhersage-Aktualisierungsvorrichtung 77 aktua­ lisiert wiederholt die Lebensdauer der Batterie unter Verwendung der durchschnittlichen Größe des ver­ brauchten Gleichstroms, der von der Gleichstrom­ wert-Erfassungsvorrichtung 73 erfaßt wurde, und der Batte­ rielebensdauer-Tabelle 38. Die Vorhersage-Aktualisie­ rungsvorrichtung 77 vergleicht auch die von der Le­ bensdauer-Aktualisierungsvorrichtung 76 herunterge­ zählte Lebensdauer mit einer neuen vorhergesagten Lebensdauer und setzt die kürzere Lebensdauer von diesen beiden als neue Lebensdauer.

Eine Empfangsvorrichtung 90 des elektronischen Sy­ stems 3 empfängt einen Bearbeitungszustand am Steuer­ gerät 2 und eine Warnung vom Steuergerät 2. Eine Aus­ gabevorrichtung 91 gibt Warnungen zu den Kunden 2000 oder nach außen ab auf der Grundlage des von der Emp­ fangsvorrichtung empfangenen Zustands und der War­ nung.

Die Fig. 6 und 7 zeigen Tabellen von in die UPS1 eingegebenen und ausgegebenen Signalen. Die vorste­ hend genannten "AC-Gut"-Signale, Überwachungssignale und die Leistung-Ein/Aus-Signale sind in diesen Ta­ bellen enthalten. Fig. 6 zeigt eine Tabelle für digi­ tale Steuersignale und Fig. 7 für analoge Steuersi­ gnale.

Eine Spalte für das Signal 501 in der Tabelle nach Fig. 6 zeigt Arten des digitalen Steuersignals. Eine Spalte für UPS-Eingang/Ausgang 502 zeigt, ob die di­ gitalen Steuersignale in die UPS eingegeben oder aus dieser ausgegeben werden. Spalten für Pegel 503a in "Wahr" 503 und Pegel 504a in "Falsch" 504 zeigen Wer­ te des digitalen Steuersignals und "Bedeutung" 503b und "Bedeutung" 504b zeigen die Bedeutung jedes Pe­ gels.

Die Tabelle für analoge Steuersignale in Fig. 7 hat Spalten des Signals 511 des UPS-Eingangs/Ausgangs 512 und der Bedeutung 513. Die Spalte des Signals 511 zeigt Arten des analogen Steuersignals. Die Spalte des UPS-Eingangs/Ausgangs 512 zeigt, ob die analogen Steuersignale eingegeben oder ausgegeben werden. Die Spalte der Bedeutung 513 zeigt die Bedeutungen des analogen Steuersignals.

Fig. 8 enthält eine Tabelle, die den UPS-Betriebsar­ ten-Wahrheitswert darstellt. Diese UPS-Betriebs­ arten-Wahrheitswerttabelle zeigt einen Zustand der UPS in der Spalte 520, den Wahrheitswert des "AS-Gut"-Si­ gnals in der Spalte 521 und den Wahrheitswert des "DC-Gut"-Signals in der Spalte 522.

Drei Phasen der UPS nach diesem Ausführungsbeispiel werden nun mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben.

Wenn eine Versorgungsunterbrechung in der UPS1 wäh­ rend eines normalen Betriebs im Schritt S200 statt­ findet, wird der Zustand im Schritt S201 zu einer Phase 1 geschaltet. Ähnlich wie beim Stand der Tech­ nik ist die für die Phase 1 benötigte Zeit eine fest­ gelegte Spanne. Die Zeit für die Phase 1 ist bei­ spielsweise in diesem Ausführungsbeispiel auf fünf­ zehn Sekunden festgelegt. Wenn die Wechselstrom-Lei­ stungsquelle während der Phase 1 zu einem normalen Zustand zurückkehrt, kehrt das System zum normalen Betrieb zurück. Wenn die vorherbestimmte Zeit (in diesem Ausführungsbeispiel fünfzehn Sekunden) vergan­ gen ist, ohne daß die Wechselstrom-Leistungsquelle zum normalen Zustand zurückgekehrt ist, geht der Zu­ stand gemäß Schritt S202 zu einer Phase 2 über. Es ist ein großer Vorteil dieses Ausführungsbeispiels, daß die für die Phase 2 benötigte Zeit variabel ist. Ein Einstellverfahren für die variable Zeit der Phase 2 wird nachfolgend beschrieben. Wenn die Wechsel­ strom-Leistungsquelle während der Phase 2 zum norma­ len Zustand zurückkehrt, geht ähnlich wie in der Pha­ se 1 der Zustand zum im Schritt S200 gezeigten norma­ len Betrieb zurück. Wenn die bestimmte Zeit vergangen ist, ohne daß die Wechselstrom-Leistungsquelle zum normalen Zustand zurückgekehrt ist, geht der Zustand gemäß Schritt S203 zu einer Phase 3 über. Im Unter­ schied zum Stand der Technik ist die für die Phase 3 benötigte Zeit gesichert. Beispielsweise wird die von einem elektronischen System zum Anhalten des Be­ triebssystems benötigte Zeit als eine feste Zeitspan­ ne eingestellt. Nach Beendigung des Anhaltens des Betriebssystems ist die Phase 3 beendet. In einem besonderen Fall, das heißt, wenn die tatsächliche Restladekapazität der Batterie null wird, ist die Phase 3 beendet, bevor die feste Zeitspanne vergangen ist. Dann geht der Zustand zu einem Schritt S204 über, in welchem die Leistung des Systems abgeschal­ tet wird.

Der Benutzer kann über einen Zustandsübergang wie den obigen durch Anzeige einer an der Operationstafel 40 angebrachten Betriebslampe informiert werden. Gleich­ zeitig wird eine Warnung (Alarmton) an den Benutzer abgegeben. Ausgangssignale der Betriebslampe und des Alarms entsprechend jeder Phase in Fig. 9 sind in Fig. 10 gezeigt. Wenn die Betriebslampe grün ist, zeigt sie an, daß das System durch die Wechsel­ strom-Leistungsquelle betrieben wird. Wenn sie rot ist, zeigt sie an, daß es durch die Batterie der UPS be­ trieben wird. Wenn das grüne Licht der Betriebslampe flackert, zeigt sie an, daß das System im normalen Zustand betrieben wird und die Batterie der UPS ge­ laden wird. Das rote Licht der Betriebslampe ist wäh­ rend der Perioden der Phase 1 und der Phase 2 einge­ schaltet. Der Alarm ertönt während der Phase 1 nied­ rig und während der Phase 2 höher als während der Phase 1. Der Benutzer kann durch den Alarmton darüber informiert werden, daß das System durch die Batterie der UPS betrieben wird.

Wenn der Zustand zu der Phase 3 bewegt wird, beginnt das rote Licht der Betriebslampe zu flackern, so daß der Benutzer darüber informiert wird, daß die Restla­ dekapazität der Batterie der UPS sehr klein wird. Der Alarm ertönt in dieser Stufe höher als in der Phase 2. Wenn die Phase 3 beendet ist und die Leistung des Systems abgeschaltet ist, werden der Alarm und die Operationslampe ausgeschaltet.

Wenn eine Restladekapazität in der Batterie der UPS vorhanden ist, selbst nachdem die Leistung des Sy­ stems abgeschaltet wurde, kann die Kommunikationsein­ heit 32 zu einer Verbindung zu dem seriellen Anschluß 51 von dem Servermonitor 4000 antworten. In dem Fall, daß die Kommunikationseinheit 32 dem Servermonitor 4000 antwortet, leuchtet die Betriebslampe noch ein­ mal rot auf, und die Lampe wird wieder abgeschaltet, wenn die Antwort beendet ist.

Der Zustandsübergang bei einer von dem Benutzer gese­ henen Versorgungsunterbrechung wurde mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben. Ein Zustandsübergang der UPS ent­ sprechend den Steuersignalen ist in Fig. 11 gezeigt. Die UPS nach diesem Ausführungsbeispiel wechselt in fünf Zustände entsprechend Werten der Steuersignale, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Das in Fig. 11 verwendete Signal ist entweder das digitale Steuersignal oder das analoge Steuersignal. Der Zustand "Sicherstel­ lung" in Fig. 11 enthält insgesamt die in Fig. 9 ge­ zeigten Phasen 1 bis 3. Ein Diagramm des Zustands­ übergangs der UPS, das eine detaillierte Erläuterung des Zustands "Sicherstellung" zeigt, ist in Fig. 12 dargestellt. Die Schritte von einem Schritt S301 der Betriebsart "Leistung-Aus" zu einem Schritt S306 der Betriebsart "Wechselstromleistungs-Versagen" werden nun erläutert. Eine Betriebsart mit variabler Lei­ stung wird verwendet, um jede Betriebsart anzuzeigen.

Betriebsart "Leistung-Aus"

Während der Betriebsart "Leistung-Aus" wird der Wert der Leistung auf null eingestellt (Leistung-Aus). Beispielsweise ist in dieser Betriebsart "Leistung-Aus" der Leistungsschalter nicht eingeschaltet und ein Leistungsstecker ist nicht mit einem Ausgang der Wechselstrom-Leistungsquelle 4 verbunden. In dieser Betriebsart befindet sich die Hardware des Steuerge­ rätes 2 in einem Ruhezustand und das Steuergerät führt keine Systemzustandsüberwachung aus. Wenn der Leistungsstecker mit dem Ausgang verbunden ist und das Steuergerät 2 feststellt, daß das "AC-Gut"-Signal durch die Unterbrechungsschaltung 22 aktiv wird, ver­ läßt die Hardware des Steuergerätes 2 den Ruhezustand und der Mikroprozessor 20 und die Festprogramme (Firmware) setzen den Leistungsbetrieb auf 1 (Bereit­ schaft).

Bereitschaftsbetrieb

Während des Bereitschaftsbetriebs ist der Wert des Leistungsbetriebs auf 1 gesetzt (Bereitschaft). In dieser Betriebsart führt das Steuergerät keine Sy­ stemzustandsüberwachung durch. Wenn der Mikroprozes­ sor 20 und die Festprogramme feststellen, daß das "AC-Gut"-Signal inaktiv wird, setzen der Mikroprozes­ sor 20 und die Festprogramme den Leistungsbetrieb auf null (Leistung abgeschaltet) und beginnen den Ruhezu­ stand. Wenn zu dieser Zeit der Mikroprozessor 20 und die Festprogramme des Steuergerätes 2 mit einigen entfernt verbundenen Kunden kommunizieren, wird der Zeitpunkt des Ruhezustands verzögert, bis die Kommu­ nikation geendet hat. Wenn der Mikroprozessor 20 und die Festprogramme feststellen, daß das "DC-Gut"-Si­ gnal aktiv wird (durch manuelle, entfernte oder auto­ matische Einschaltung des Leistungsschalters), setzen der Mikroprozessor 20 und die Festprogramme den Lei­ stungsbetrieb auf 2 (Leistung eingeschaltet).

Betrieb bei eingeschalteter Leistung

Während des Betriebs bei eingeschalteter Leistung ist der Wert des Leistungsbetriebs auf 2 gesetzt (Lei­ stung eingeschaltet). In dieser Betriebsart führt das Steuergerät 2 eine Systemzustandsüberwachung durch. Wenn das Steuergerät 2 ein Abschaltsignal (gezeigt in Fig. 6) zu der UPS aktiviert oder das Steuergerät 2 feststellt, daß das "DC-Gut"-Signal inaktiv wird, während das "AC-Gut"-Signal aktiv ist, setzen der Mikroprozessor 20 und die Festprogramme den Lei­ stungsbetrieb auf 1 (Bereitschaft). Wenn das Steuer­ gerät 2 feststellt, daß das "DC-Gut"-Signal inaktiv wird oder die Batteriespannung zu niedrig wird, und dann das "AC-Gut"-Signal inaktiv ist, setzen der Mi­ kroprozessor 20 und das Festprogramm den Leistungs­ betrieb auf 0 (Leistung abgeschaltet) und beginnen den Ruhezustand. Wenn das Steuergerät 2 feststellt, daß das "AC-Gut"-Signal inaktiv wird, während das "DC-Gut"-Signal aktiv ist, setzen der Mikroprozessor 20 und das Festprogramm den Leistungsbetrieb auf 3 (Leistungsherabsetzung) und setzen den Sperrzeitgeber 25 auf eine Leistungsherabsetzungs-Sperrzeit in dem Register 34 und beginnen, das Sperrzeitglied 25 her­ unter zu zählen. Der Mikroprozessor 20 und das Fest­ programm erzeugen auch einen Sprung zu der Kommunika­ tionseinheit 33, um das elektronische System darüber zu informieren, daß der Leistungsbetrieb geändert wurde.

Leistungsherabsetzungs-Betrieb

Der Leistungsherabsetzungsbetrieb entspricht der Pha­ se 1. Während des Leistungsherabsetzungsbetriebs wird der Wert des Leistungsbetriebs auf 3 gesetzt (Lei­ stungsherabsetzung). Der Mikroprozessor 20 und das Festprogramm des Steuergeräts 2 setzen das Sperrzeit­ glied 25 jede Sekunde um eins herab. Wenn das Steuer­ gerät 2 das Abschaltsignal zur UPS aktiviert (durch eine Abschaltungsanforderung oder Notfall-Leistungs­ abschaltungsbedingung) oder das Steuergerät 2 fest­ stellt, daß das "DC-Gut"-Signal inaktiv wird oder die Batteriespannung zu niedrig wird, halten der Mikro­ prozessor 20 und das Festprogramm das Sperrzeitglied 25 an und setzen den Leistungsbetrieb auf 0 (Leistung abgeschaltet) und beginnen dann den Ruhezustand. Wenn das Steuergerät 2 feststellt, daß das "AC-Gut"-Signal aktiv wird, halten der Mikroprozessor 20 und das Festprogramm das Sperrzeitglied 25 an und setzen den Leistungsbetrieb auf 2 (Leistung eingeschaltet). Der Mikroprozessor 20 und das Festprogramm erzeugen auch einen Sprung zu der Kommunikationseinheit 33, um das elektronische System 3 darüber zu informieren, daß der Leistungsbetrieb geändert wurde. Wenn das Sperr­ zeitglied 25 abläuft, setzen der Mikroprozessor 20 und das Festprogramm den Leistungsbetrieb auf 4 (Bat­ teriezeit) und setzen das Sperrzeitglied 25 auf die Batteriezeit-Sperrzeit in dem Register 35 und starten das Sperrzeitglied. Der Mikroprozessor 20 und das Festprogramm erzeugen auch einen Sprung zu der Kom­ munikationseinheit 33, um das elektronische System 3 darüber zu informieren, daß der Leistungsbetrieb ge­ ändert wurde.

Batteriezeitbetrieb

Der Batteriezeitbetrieb entspricht der Phase 2. Wäh­ rend des Batteriezeitbetriebs ist der Wert des Lei­ stungsbetriebs auf 4 gesetzt (Batteriezeit). Der Mi­ kroprozessor 20 und das Festprogramm des Steuergeräts 2 setzen das Sperrzeitglied 25 jede Sekunde um eins herab. Wenn das Steuergerät 2 das Abschaltsignal zur UPS aktiviert (durch eine Abschaltanforderung oder eine Notfall-Leistungsabschaltungsbedingung) oder das Steuergerät 2 feststellt, daß das "DC-Gut"-Signal inaktiv wird oder die Batteriespannung zu niedrig wird, setzen der Mikroprozessor 20 und das Festpro­ gramm den Leistungsbetriebs auf 0 (Leistung abge­ schaltet) und halten das Sperrzeitglied 25 an und beginnen dann den Ruhezustand. Wenn das Steuergerät 2 feststellt, daß das "AC-Gut"-Signal aktiv wird, set­ zen der Mikroprozessor 20 und das Festprogramm den Leistungsbetrieb auf 2 (Leistung eingeschaltet) und halten das Sperrzeitglied 25 an. Der Mikroprozessor 20 und das Festprogramm erzeugen auch einen Sprung zu der Kommunikationseinheit 33, um das elektronische System 3 darüber zu informieren, daß der Leistungs­ betrieb geändert wurde. Wenn das Sperrzeitglied 25 abläuft, setzen der Mikroprozessor 20 und das Fest­ programm das Sperrzeitglied 25 auf die Leistungsver­ sagen-Sperrzeit im Register 36 und starten das Sperr­ zeitglied 25 und setzen den Leistungsbetrieb auf 5 (Wechselstromleistungsversagen). Der Mikroprozessor 20 und das Festprogramm erzeugen auch einen Sprung zu der Kommunikationseinheit 33, um das elektronische System 3 darüber zu informieren, daß der Leistungs­ betrieb geändert wurde.

Wechselstromleistungsversagen-Betrieb

Der Wechselstromleistungsversagen-Betrieb entspricht der Phase 3. Während des Wechselstromleistungsversa­ gen-Betriebs wird der Wert des Leistungsbetriebs auf 5 gesetzt (Wechselstromleistungsversagen). Der Mikro­ prozessor 20 und das Festprogramm des Steuergeräts 2 setzen das Sperrzeitglied 25 jede Sekunde um eins herab. Wenn das Steuergerät 2 das Abschaltsignal zur UPS aktiviert (durch eine Abschaltanforderung oder eine Notfall-Leistungsabschaltungsbedingung) oder das Steuergerät 2 feststellt, daß das "DC-Gut"-Signal inaktiv wird oder die Batteriespannung zu niedrig wird, halten der Mikroprozessor 20 und das Festpro­ gramm das Sperrzeitglied 25 an und setzen den Lei­ stungsbetrieb auf 0 (Leistung abgeschaltet) und be­ ginnen dann den Ruhezustand. Selbst wenn das Steuer­ gerät 2 feststellt, daß das "AC-Gut"-Signal während des Wechselstromleistungsversagen-Betriebs aktiv wird, fahren der Mikroprozessor 20 und das Festpro­ gramm mit dem Wechselstromleistungsversagen-Betrieb fort. Wenn das Sperrzeitglied 25 abläuft, während das "AC-Gut"-Signal aktiv ist, setzen der Mikroprozessor 20 und das Festprogramm den Leistungsbetrieb auf 7 (Rücksetzen der Umwandlung). Wenn das Sperrzeitglied 25 abläuft, während das "AC-Gut"-Signal inaktiv ist, aktivieren der Mikroprozessor 20 und das Festprogramm unmittelbar das Abschaltsignal und setzen den Lei­ stungsbetrieb auf 0 (Leistung abgeschaltet) und be­ ginnen dann den Ruhezustand.

Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm des Lebensdauer-Vor­ hersageprozesses, der von dem Steuergerät 2 durchge­ führt wird. Die Wechselstromleistungs-Erfassungsvor­ richtung 71 erfaßt im Schritt S1 die verbrauchte Lei­ stung auf der Grundlage der Wechselstrom-Leistungs­ quelle. Die Wechselspannung und die Wechselstromgröße werden in jeder bestimmten Periode gemessen, um einen Wert der verbrauchten Leistung zu erhalten. Dann kann im Schritt S2 ein Wert des Gleichstrom-Leistungsver­ brauchs des Systems berechnet werden. Ein Durch­ schnittswert des Gleichstrom-Leistungsverbrauchs wird für eine bestimmte Periode wie für zehn Sekunden be­ rechnet. Die Berechnung des Gleichstrom-Leistungsver­ brauchs ist erforderlich, um die Lebensdauer der Bat­ terie vorherzusagen. Die in Fig. 14 gezeigte Wir­ kungsgradtabelle 37 wird verwendet, um den Gleich­ strom-Leistungsverbrauch des Systems auf der Grundla­ ge der gemessenen Werte für die Wechselspannung und die Wechselstromgröße zu berechnen. Da der Wirkungs­ grad und ein Leistungsfaktor der Leistungsquelle nicht festgelegt sind, wird die Wirkungsgradtabelle 37 für die Berechnung verwendet. Es besteht ein Vor­ teil dadurch, daß es möglich ist, verschiedene Typen von UPS mit unterschiedlichen Charakteristiken flexi­ bel zu behandeln, indem der Inhalt der Wirkungsgrad­ tabelle 37 von außen neugeschrieben wird. Es ist auch möglich, eine Wirkungsgradtabelle entsprechend einer unterschiedlichen Spannung vorzusehen, wie 100 V oder 240 V.

Wie in Fig. 14 gezeigt ist, wird die Wechselstromlei­ stung berechnet, indem die Wechselspannung mit der Wechselstromgröße multipliziert wird, um den Gleich­ strom-Leistungsverbrauch zu erhalten. Unter Bezugnah­ me auf eine Spalte 200 der Wechselstromleistung in der Wirkungsgradtabelle 37 auf der Grundlage des be­ rechneten Wertes der Wechselstromleistung kann ein Wert des Wirkungsgrades erhalten werden für den ent­ sprechenden Wechselstromleistungswert. Dann wird auf die Batterielebensdauer-Tabelle 38 Zugriff genommen auf der Grundlage des erhaltenen Wirkungsgradwertes.

Fig. 15 zeigt die Batterielebensdauer-Tabelle 38. Die Restladekapazität der Batterie wird in die vertikal ausgerichteten Spalten gesetzt und die Größen des Gleichstroms werden in die seitlich ausgerichteten Zeilen in der Batterielebensdauer-Tabelle 38 gesetzt. Die Größe des Gleichstroms kann durch die folgende Gleichung berechnet werden:
Gleichstromgröße = Wechselspannung × Wechsel­ stromgröße × Wirkungsgrad/ 100/Gleichspannung.

Die Batterielebensdauer Ta wird erhalten durch Bezug­ nahme auf die Batterielebensdauer-Tabelle 38, wobei der Wert des durch die obige Gleichung und die Batte­ rieladekapazität, die von der Erkennungsvorrichtung 74 für die Restladekapazität erkannt wurde, erhalte­ nen Gleichstroms verwendet wird, wie in Schritt S3 in Fig. 13 gezeigt ist. Der obige Prozeß der Vorhersage der Lebensdauer auf der Grundlage der Wechselstrom­ leistung wird nur einmal von der Lebensdauer-Vorher­ sagevorrichtung 75 durchgeführt, wenn die Wechsel­ strom-Leistungsquelle 4 zu der Batterie umgeschaltet wird.

Die Batterielebensdauer Ta wird entsprechend dem tat­ sächlichen Zeitablauf aktualisiert, wie im Schritt S4 in Fig. 13 gezeigt ist. Wenn die Batterielebensdauer Ta in Sekunden ausgedrückt ist, wird mit dem tatsäch­ lichen Ablauf jeder Sekunde eins von dem Wert von Ta subtrahiert. Die Subtraktion der Batterielebensdauer Ta wird von der Lebensdauer-Aktualisierungsvorrich­ tung 76 durchgeführt.

Selbst nachdem die Batterielebensdauer unter Verwen­ dung des auf der Grundlage des gemessenen Wechsel­ stroms berechneten Gleichstrom-Leistungsverbrauchs vorhergesagt ist, ändern sich der Betriebszustand des Systems und die verbrauchte Leistung in jedem Moment. Insbesondere wenn das System mit der Vorbereitung für das Anhalten des Betriebs beginnt, ändert sich der Wert des Leistungsverbrauchs in großem Maße. Die Le­ bensdauer der Batterie wird in der UPS nach diesem Ausführungsbeispiel kontinuierlich geschätzt zu dem Zweck, einer derartig großen Änderung des Leistungs­ verbrauchs zu entsprechen.

Die Gleichstromwert-Erfassungsvorrichtung 73 mißt eine Größe des von der Batterie entladenen Stroms in jeder bestimmten Periode, um einen Durchschnittswert in jeder bestimmten Periode zu berechnen, wie im Schritt S5 in Fig. 13 gezeigt ist. Wenn ein berech­ neter Durchschnittswert DCb größer ist als ein auf der Grundlage der Wechselspannung und der Wechsel­ stromgröße vorhergesagter Gleichstromwert DCa, wird die Lebensdauer der Batterie wieder vorhergesagt auf der Grundlage der Batterielebensdauer-Tabelle 38 un­ ter Verwendung des berechneten Durchschnittswertes DCb, wie im Schritt S6 in Fig. 13 gezeigt ist. In einem Schritt S7 wird in der Batterielebensdauer-Ta­ belle 38 auf eine Batterielebensdauer Tb Bezug genom­ men auf der Grundlage des berechneten Durchschnitts­ wertes DCb des Gleichstroms und der von der Erken­ nungsvorrichtung 74 erkannten Restladekapazität. Ein Wert der Batterielebensdauer Ta wird durch den Wert der Batterielebensdauer Tb überschrieben, wie in Schritt S8 in Fig. 13 gezeigt ist. Die Vorher­ sage-Aktualisierungsvorrichtung 77 aktualisiert die Batte­ rielebensdauer durch Wiederholung der Schritte von S5 bis S8.

Eine Überbewertung der Lebensdauer der Batterie, die durch eine Erhöhung oder Verringerung des Leistungs­ verbrauchs des Systems bewirkt wird, wird verhindert, indem der Durchschnittswert des von der Batterie ent­ ladenen Gleichstroms kontinuierlich berechnet wird. Zusätzlich werden die Länge des Periodenintervalls und die Länge der Periode zum Messen eines Durch­ schnittswertes des Gleichstroms so bestimmt, daß sie kürzer sind als die Länge des Periodenintervalls und die Länge der Periode zum Messen während des Betriebs durch die Wechselstrom-Leistungsquelle. Der Grund hierfür besteht darin, daß es für die Schätzung der Lebensdauer notwendig ist, eine schnelle und dynami­ sche Änderung des Leistungsverbrauchs während des Betriebs durch die Batterie zu berücksichtigen.

Für die folgende Betriebsart ist ein Umschalten er­ forderlich, um den kontinuierlichen Betrieb des Sy­ stems sicherzustellen und den Betrieb des Systems sicher anzuhalten, wobei die wie vorstehend berech­ nete Batterielebensdauer verwendet wird.

Nach dem Umschalten von der Wechselstrom-Leistung zur Batterieleistung, was durch eine Unterbrechung der Wechselstromleistung oder eine Abnahme der Spannung bewirkt wird, werden die erwähnten drei Betriebsarten in dem Steuergerät durchgeführt.

(1) Leistungsherabsetzungs-Betrieb

Wie erwähnt, entspricht dieser Betrieb der Phase 1. Es wird angenommen, daß die Unterbrechung der Wech­ selstromleistung oder die Abnahme der Spannung in dieser Betriebsart vorübergehend ist, so daß der Be­ trieb des Systems fortgesetzt wird. Falls erforder­ lich, sendet die Software eine Warnung an einen Sy­ stembenutzer. In dem Fall, daß die Wechselstrom-Lei­ stungsquelle während dieses Betriebs zum normalen Zustand zurückkehrt, kann der Systembetrieb fortge­ setzt werden, ohne einen Einfluß zu erhalten. Wenn die Wechselstrom-Leistungsquelle nicht innerhalb ei­ ner bestimmten Zeit in den normalen Zustand zurück­ kehrt, erfolgt ein Übergang zum Batteriezeitbetrieb.

(2) Batteriezeitbetrieb

Wie erwähnt, entspricht dieser Betrieb der Phase 2. Es wird angenommen, daß die Unterbrechung der Wech­ selstrom-Leistungsquelle oder die Verringerung der Spannung in diesem Betrieb fortdauernd ist. Wenn der Batterieverbrauch fortgesetzt wird, erfolgt eine Än­ derung des Betriebs in den Wechselstromleistungsver­ sagen-Betrieb und das System beginnt den Anhaltepro­ zeß. Wenn eine Software (nicht gezeigt) in dem elek­ tronischen System über den Eintritt in diesen Betrieb informiert wird, teilt, falls erforderlich, die Soft­ ware einem Systembenutzer dieses elektronischen Sy­ stems oder den Kunden oder einem anderen Computersy­ stem, das mit diesem elektronischen System über Lei­ tungen und ein lokales Bereichsnetzwerk (LAN) verbun­ den ist, mit, daß das System in einer bestimmten Zeit mit dem Anhaltevorgang beginnt.

(3) Wechselstromleistungsversagen-Betrieb

Wie erwähnt, entspricht dieser Betrieb der Phase 3. Wenn die Software in dem elektronischen System über den Eintritt in diesen Betrieb informiert wird, be­ ginnt die Software unverzüglich mit dem Anhalten des Betriebs des Systems. Nachdem der Anhaltevorgang beendet ist, wird das Steuergerät über die Beendigung des Anhaltevorgangs informiert und beendet dann die Leistungsabgabe von der UPS.

Es besteht die Möglichkeit, daß die Batterie während des Systembetriebs entladen (tot) wird, weil die Bat­ terielebensdauer kurz wird in Abhängigkeit von der Restladekapazität der Batterie oder des Leistungsver­ brauchszustands des Systems. Demgemäß wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Länge der Fortsetzungszeit jedes Betriebs dynamisch bestimmt auf der Grundlage der folgenden Verfahren.

Die folgenden drei Werte sind in Registern 34, 35 und 36 des Steuergerätes im voraus gesetzt als der maxi­ male Wert der Fortsetzungszeitlänge jedes Betriebs.

(1) Leistungsherabsetzungs-Sperrzeit

Diese Zeit ist erforderlich, um eine Zeit für eine augenblickliche Versorgungsunterbrechung oder eine augenblickliche Spannungsherabsetzung abzudecken, deren Auftreten vorhergesehen werden kann in der Um­ gebung der in dem elektronischen System verwendeten Wechselstrom-Leistungsquelle. Daher ist die Lei­ stungsherabsetzungs-Sperrzeit eine relativ kurze Zeit (zum Beispiel fünfzehn Sekunden), welche relativ län­ ger ist als die Zeit für die augenblickliche Versor­ gungsunterbrechung oder die augenblickliche Span­ nungsherabsetzung.

(2) Batteriezeit-Sperrzeit

Dies ist eine Zeit für den Systembenutzer, um sich auf das Anhalten des Systems vorzubereiten, nachdem das Anhalten des elektronischen Systems vorher ange­ kündigt wurde. Wenn genug Ladekapazität der Batterie für den Leistungsverbrauch des Systems vorhanden ist, wird diese Batteriezeit-Sperrzeit so bestimmt, daß sie lang ist.

(3) Leistungsversagen-Sperrzeit

Diese Zeit ist erforderlich für das Anhalten des elektronischen Systems.

Werte der obigen Zeiten können von außen geändert werden, um auf eine Systemänderung flexibel zu rea­ gieren. Selbst wenn sich daher der Leistungsverbrauch des Systems aufgrund einer Änderung der Systemkonfi­ guration und dergleichen in großem Maße ändert, ist es möglich, neue angemessene Werte für das System zu setzen.

Das Umschalten der drei Betriebsarten wird nun mit Bezug auf die Fig. 16 bis 18 erläutert.

Fig. 16 zeigt ein Flußdiagramm für den Bestimmungs­ vorgang einer Fortsetzungszeit des Batteriezeitbe­ triebs im Leistungsherabsetzungs-Betrieb. Das Steuer­ gerät berechnet die Lebensdauer der Batterie auf der Grundlage der Batterierestladekapazität, des System­ leistungsverbrauchs und der Batterielebensdauer-Ta­ belle, wobei das obige Verfahren angewendet wird, während das elektronische System durch die Wechsel­ strom-Leistungsquelle betrieben wird. Die berechnete Lebensdauer wird in dem Batterielebensregister 24 gespeichert. Für den Fall, daß die Batterie während des Betriebs des elektronischen Systems durch die Wechselstrom-Leistungsquelle nicht voll geladen ist, wird die Restladekapazität auf der Grundlage der La­ dezeit in jeder bestimmten Periode abgeleitet. Ein Wert der Batterielebensdauer wird fortgesetzt, um aktualisiert zu werden.

Wenn das Steuergerät feststellt, daß die Wechsel­ strom-Leistungsquelle zur Batterie umgeschaltet ist, weil die Wechselstrom-Leistungsquelle unterbrochen wurde oder die Spannung abgenommen hat, geht der Be­ trieb über zum Leistungsherabsetzungsbetrieb. Ein Wert der Leistungsherabsetzungs-Sperrzeit wird für eine Fortsetzungszeit des Leistungsherabsetzungsbe­ triebs verwendet. Das Steuergerät setzt den Wert der Leistungsherabsetzungs-Sperrzeit in dem Sperrzeit­ glied 25, wie in dem Schritt S20 von Fig. 16 gezeigt ist.

Im Schritt S21 wird ein Wert des Batterielebensregi­ sters 24 (Batterielebensdauer) verglichen mit einem Wert von (Leistungsherabsetzungs-Sperrzeit + Lei­ stungsversagen-Sperrzeit). Wenn der Batterielebens­ wert kleiner ist als der Wert von (Leistungsherabset­ zungs-Sperrzeit + Leistungsversagens-Sperrzeit), wird die Fortsetzungszeit des Batteriezeitbetriebs im Schritt S22 zu 0 (null) gemacht. Jedoch geht selbst in diesem Fall der Betrieb nicht zum Batteriezeitbe­ trieb über, bevor der Wert des Sperrzeitglieds 25 gleich 0 (null) wird. Der Grund hierfür besteht dar­ in, daß es erforderlich ist, den Eintritt des Systems in einen häufigen Startvorgang und einen häufigen Anhaltevorgang, die durch jede augenblickliche Ver­ sorgungsunterbrechung oder jede augenblickliche Span­ nungsherabsetzung bewirkt werden, zu verhindern. Wenn das Ergebnis im Schritt S21 "Nein" lautet, wird ein Wert des Batterielebensregisters 24 - (Leistungsher­ absetzungs-Sperrzeit + Leistungsversagens-Sperrzeit) im Schritt S24 verglichen mit der Batteriezeit-Sperr­ zeit, welche vorher im Register 35 gesetzt wurde. Wenn der Wert der Batterielebensdauer - (Leistungs­ herabsetzungs-Sperrzeit + Leistungsversagens-Sperr­ zeit) größer ist als die Batteriezeit-Sperrzeit, das heißt das Ergebnis des Schrittes S25 ist "Ja", dann wird die kürzere Zeit, das heißt die Batteriezeit- Sperrzeit bestimmt als die Fortsetzungszeit des Bat­ teriezeitbetriebs. Wenn der Wert der Batterielebens­ dauer - (Leistungsherabsetzungs-Sperrzeit + Lei­ stungsversagens-Sperrzeit) kürzer ist als die Batte­ riezeit-Sperrzeit, das heißt das Ergebnis des Schrit­ tes S26 "Nein" lautet, dann wird die kürzere Zeit von den beiden, das heißt die Batterielebensdauer - (Lei­ stungsherabsetzungs-Sperrzeit + Leistungsversagens- Sperrzeit) als die Fortsetzungszeit des Batteriezeit­ betriebs bestimmt.

Im Schritt S30 werden die Werte des Sperrzeitgebers 25 und des Batterielebensregisters 24 in jeder be­ stimmten Periode subtrahiert, bis sie null betragen. Die Werte hiervon werden zum Beispiel in jeder Sekun­ de subtrahiert. Die Batterielebensdauer wird im Schritt S31 durch die Vorhersage-Aktualisierungsvor­ richtung 77 aktualisiert. Wenn im Schritt S32 der Wert des Sperrzeitgliedes 25 0 (null) wird, geht der Betrieb im Schritt S33 zum Batteriezeitbetrieb über.

Obgleich dies in Fig. 16 nicht gezeigt ist, infor­ miert, wenn die Wechselstrom-Leistungsquelle während des Leistungsherabsetzungsbetriebs zum normalen Zu­ stand zurückkehrt, wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist, das Steuergerät die Software über den normalen Zustand und das System kehrt zum normalen Betrieb zurück.

Demgemäß wird, wenn die Batterie voll geladen ist, die vorher gesetzte Batteriezeit-Sperrzeit als ein Fortsetzungszeit des Batteriezeitbetriebs verwendet. In dem Fall, daß die Batterie nicht voll geladen ist, wird eine Zeit entsprechend der Restlademenge in der Batterie als die Fortsetzungszeit des Batteriezeitbe­ triebs verwendet. Wenn niemals genügend Restladekapa­ zität in der Batterie vorhanden ist, wird der Batte­ riezeitbetrieb passiert und es wird sofort zum Wech­ selstrom-Leistungsversagensbetrieb übergegangen, um das Anhalten des Systems zu beginnen.

Fig. 17 zeigt ein Flußdiagramm des Prozesses im Bat­ teriezeitbetrieb. Die Fortsetzungszeit des Batterie­ zeitbetriebs, welche durch den obigen Vorgang be­ stimmt ist, wird im Schritt S40 im Sperrzeitgeber 25 gesetzt. Der Wert dieser gesetzten Zeit wird in jeder bestimmten Periode subtrahiert, bis er null wird. In gleicher Weise wird im Schritt S41 der Wert der Bat­ terielebensdauer subtrahiert. Gleichzeitig wird, wie zuvor festgestellt ist, im Schritt S42 der Wert der Batterielebensdauer immer aktualisiert auf der Grund­ lage eines tatsächlichen gemessenen Wertes der von der Batterie entladenen Leistung. Im Schritt S43 wird der Wert von (Batterielebensdauer - Leistungsversa­ gens-Sperrzeit) verglichen mit einem Wert des Sperr­ zeitglieds 25, um festzustellen, ob der Wert von (Batterielebensdauer - Leistungsversagens-Sperrzeit) kleiner ist als der Wert des Sperrzeitglieds 25. Wenn das Ergebnis "Ja" ist, wird der Wert von (Batterie­ lebensdauer - Leistungsversagens-Sperrzeit) in dem Schritt S44 im Sperrzeitglied 25 gesetzt. Wenn der Wert des Sperrzeitglieds 25 0 (null) wird, geht der Betrieb zum Wechselstrom-Leistungsversagensbetrieb in den Schritten S45 und S46 über.

Wenn die Wechselstromleistungsquelle während des Bat­ teriezeitbetriebs zum normalen Zustand zurückkehrt, informiert das Steuergerät die Software über den nor­ malen Zustand und das System kehrt zum normalen Be­ trieb zurück.

Wie vorstehend festgestellt wird, wird die in dem Batterielebensregister 24 gesetzte Batterielebensdau­ er kontinuierlich aktualisiert, so daß es möglich ist, auf eine dynamische Änderung des Leistungsver­ brauchs zu reagieren. Die von dem System benötigte Zeit, um ein sicheres Anhalten durchzuführen, kann durch den Umschaltbetrieb aufrechterhalten werden mit einer Vorhersage der genauen Lebensdauer. Im Batte­ riezeitbetrieb ist es auch akzeptabel, nicht die in dem Batterielebensregister 24 gesetzte Batteriele­ bensdauer durch die Vorhersage-Aktualisierungsvor­ richtung 77 wiederholt zu aktualisieren, indem die in dem Leistungsherabsetzungsbetrieb bestimmte Fortset­ zungszeit verwendet wird. Ein in diesem Fall verwen­ detes Flußdiagramm ist in Fig. 18 gezeigt. Die Fort­ setzungszeit des Batteriezeitbetriebs wird in dem Sperrzeitglied 25 gesetzt, gerade nachdem er in den Batteriezeitbetrieb übergegangen ist, wie in Fig. 18 gezeigt ist. Wenn der in dem Sperrzeitglied 25 ge­ setzte Wert 0 (null) wird, geht der Betrieb zum Wech­ selstrom-Leistungsversagensbetrieb über.

Ein Wert der Leistungsversagens-Sperrzeit wird ver­ wendet als eine Fortsetzungszeit des Wechsel­ strom-Leistungsversagensbetriebs. Das Steuergerät setzt den Wert der Leistungsversagens-Sperrzeit in dem Sperr­ zeitglied 25. Der Wert in dem Sperrzeitglied 25 wird in jeder bestimmten Periode subtrahiert, bis er 0 (null) wird. Gleichzeitig wird ein Wert der Batterie­ lebensdauer subtrahiert und der Wert der Batteriele­ bensdauer wird wiederholt aktualisiert auf der Grund­ lage eines tatsächlich gemessenen Wertes der entlade­ nen Leistung von der Batterie, wie zuvor festgestellt wurde. Wenn der Wert des Sperrzeitgliedes 25 null wird oder eine Leistungsabschaltung durch die Softwa­ re in dem elektronischen System gefordert wird, da die Vorbereitung für das Anhalten des Systems beendet ist, beendet das Steuergerät die Leistungsausgabe von der UPS.

Für den Fall, daß die Batterielebensdauer kleiner ist als (Leistungsherabsetzungs-Sperrzeit + Leistungsver­ sagens-Sperrzeit) zum Umschaltzeitpunkt von der Wech­ selstrom-Leistungsquelle zur Batterie, dann besteht die Möglichkeit, daß die Batterielebensdauer 0 (null) wird, bevor das Sperrzeitglied 25 null wird im Wech­ selstrom-Leistungsversagensbetrieb, weil die Batte­ rielebensdauer ein berechneter Wert ist. Obgleich die vorstehend festgestellte Möglichkeit besteht, liegt manchmal der Fall vor, daß die Batterie tatsächlich eine Restlademenge hat. Daher wird der Vorgang fort­ gesetzt, bis das Sperrzeitglied 25 0 (null) wird im Leistungsherabsetzungsbetrieb. Wenn jedoch festge­ stellt wird, daß die Batterie vollkommen entladen ist und die Ausgangsspannung der Batterie niedriger wird als ein bestimmter Wert, wird die Leistungsausgabe von der UPS sofort angehalten.

Wenn die Wechselstrom-Leistungsquelle während Peri­ oden des Leistungsherabsetzungsbetriebs und des Bat­ teriezeitbetriebs zum normalen Zustand zurückkehrt, informiert das Steuergerät die Software über den nor­ malen Zustand und das System kehrt zum normalen Be­ trieb zurück. Selbst wenn die Wechselstrom-Leistungs­ quelle während des Wechselstrom-Leistungsversagens­ betriebs zum normalen Zustand zurückkehrt, wird der Prozeß des Wechselstrom-Leistungsversagensbetriebs fortgesetzt, da sich das System bereits im Anhalte­ prozeß befindet.

Wie vorstehend festgestellt ist, besteht die Wirkung, daß die Batterielebensdauer gerade nach dem Umschal­ ten auf die Batterie genauer vorhergesagt werden kann durch Messen des Wechselstroms im normalen Betrieb. Zusätzlich besteht, nachdem zum Leistungsherabset­ zungsbetrieb übergegangen wurde, eine andere Wirkung dahingehend, daß die Fortsetzungszeit des Batterie­ zeitbetriebs dynamisch bestimmt werden kann durch Verwendung einer Lebensdauer, die erhalten wurde auf der Grundlage des Durchschnittswertes des Gleich­ stroms in dem Fall, daß die Leistung durch die Batte­ rie geliefert wird.

Claims (22)

1. Steuersystem für eine nicht unterbrechbare Lei­ stungszuführung, gekennzeichnet durch

• (a) eine nicht unterbrechbare Leistungszufüh­ rung (1) enthaltend eine Batterie (12) zum Liefern eines Gleichstroms, zum Eingeben eines Wechselstroms von einer Wechsel­ strom-Leistungsquelle (4), zum Umwandeln des Wechselstroms in Gleichstrom und zum Ausge­ ben des Gleichstroms entweder von der Wech­ selstrom-Leistungsquelle (4) oder der Bat­ terie (12),
• (b) ein elektronisches System (3), das durch Eingabe des von der nicht unterbrechbaren Leistungszuführung (1) ausgegebenen Gleich­ stroms betrieben wird, und
• (c) ein Steuergerät (2) zum Berechnen eines Wertes des Leistungsverbrauchs des elektro­ nischen Systems (3), während das elektroni­ sche System (3) durch den von der Wechsel­ strom-Leistungsquelle (4) erzeugte Gleich­ strom betrieben wird,

zum Berechnen einer Lebensdauer der Batte­ rie (12) auf der Grundlage der Restladeka­ pazität der Batterie (12) und des Wertes des Leistungsverbrauchs, wenn das elektro­ nische System (3) den Betrieb durch die Leistung von der Batterie (12) beginnt, und
zum Ausgeben der Lebensdauer zu dem elek­ tronischen System (3).

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuergerät (2) enthält:
eine Wechselstromleistungs-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen des Leistungsverbrauchs für den Wechselstrom,
eine Gleichstromwert-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen eines Wertes für den Gleichstrom auf der Grundlage des Leistungsverbrauchs, und
eine Lebensdauer-Vorhersagevorrichtung zum Vor­ hersagen der Lebensdauer der Batterie auf der Grundlage des Wertes für den Gleichstrom.

3. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuergerät (2) weiterhin eine Wirkungsgradtabelle enthält zum Speichern des Umwandlungswirkungsgrades für die Umwandlung vom Leistungsverbrauch zum Gleichstrom, und daß die Gleichstromwert-Berechnungsvorrichtung einen Gleichstromwert auf der Grundlage des Leistungs­ verbrauchs unter Verwendung der Wirkungsgradta­ belle berechnet.

4. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wirkungsgradtabelle definiert ist entsprechend einer Spannung der Wechsel­ strom-Leistungsquelle (4).

5. Steuersystem für eine nicht unterbrechbare Lei­ stungszuführung, gekennzeichnet durch

• (a) eine nicht unterbrechbare Leistungszufüh­ rung enthaltend eine Batterie zum Liefern von Gleichstrom, zum Eingeben von Wechsel­ strom von einer Wechselstrom-Leistungsquel­ le, zum Umwandeln des Wechselstroms in Gleichstrom und zum Ausgeben des Gleich­ stroms entweder von der Wechselstrom-Lei­ stungsquelle oder der Batterie,
• (b) ein elektronisches System, das durch Ein­ gabe des von der nicht unterbrechbaren Lei­ stungszuführung ausgegebenen Gleichstroms betrieben wird, und
• (c) ein Steuergerät zum Berechnen einer Lebens­ dauer der Batterie auf der Grundlage der Restladekapazität der Batterie und eines Wertes des Gleichstroms von der Batterie, während das elektronische System durch Lei­ stung von der Batterie betrieben wird, und zum Ausgeben der Lebensdauer an das elek­ tronische System.

6. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuergerät weiterhin enthält:
eine Gleichstromwert-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen des Wertes des Gleichstroms von der Batterie, und
eine Lebensdauer-Vorhersagevorrichtung zum Vor­ hersagen der Lebensdauer der Batterie auf der Grundlage des Wertes des Gleichstroms.

7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gleichstromwert-Erfassungsvor­ richtung einen Durchschnittswert von Gleich­ stromwerten in einer bestimmten Periode erfaßt und den Durchschnittswert als einen Wert des Gleichstroms betrachtet.

8. Steuersystem nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät weiterhin enthält:
eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen der Restladekapazität der Batterie, und
eine Batterielebensdauer-Tabelle zum Speichern einer Lebensdauer entsprechend der Restladekapa­ zität der Batterie und des Wertes des Gleich­ stroms,
wobei die in dem Steuergerät enthaltene Lebens­ dauer-Vorhersagevorrichtung eine Lebensdauer unter Verwendung der Batterielebensdauer-Tabelle erfaßt.

9. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuergerät weiterhin enthält:
eine Lebensdauer-Aktualisierungsvorrichtung zum Aktualisieren der Lebensdauer entsprechend dem Zeitablauf, und
eine Vorhersage-Aktualisierungsvorrichtung zum Vorhersagen einer neuen Lebensdauer durch Wie­ derholen der Erfassung von durch die Gleich­ stromwert-Erfassungsvorrichtung erfaßten Werten des Gleichstroms,
wobei die Vorhersage-Aktualisierungsvorrichtung von der Lebensdauer-Aktualisierungsvorrichtung erhaltene Lebensdauern vergleicht, um eine kür­ zere Lebensdauer der beiden als eine neue Le­ bensdauer zu bestimmen.

10. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuergerät eine Betriebszeit des durch Leistung von der Batterie betriebenen elektronischen Systems teilt in
eine Anfangszeit, in welcher es betrachtet wird, daß ein vorübergehender anomaler Zustand in dem Wechselstrom erzeugt wird,
eine Zwischenzeit, in welcher es betrachtet wird, daß ein fortdauernder anomaler Zustand in dem Wechselstrom erzeugt wird, und
eine letzte Zeit, in welcher ein Anhaltevorgang für das elektronische System durchgeführt wird, wobei die Zwischenzeit in Abhängigkeit von einer Länge der Lebensdauer geändert werden kann.

11. Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuergerät die anfängliche Zeit von einer bestimmten Länge aufrecht erhält.

12. Steuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuergerät die letzte Zeit von einer bestimmten Länge aufrecht erhält.

13. Steuersystem nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zwischenzeit als eine Zeit bestimmt ist, die erhalten wird durch Subtrahie­ ren der letzten Zeit und einer nicht verbrauch­ ten Zeit in der Anfangszeit von der Lebensdauer.

14. Steuersystem nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuergerät die Zufuhr von Leistung von der Batterie beendet und Informa­ tionen über einen normalen Zustand zu dem elek­ tronischen System ausgibt, wenn der Wechselstrom während der Anfangszeit und der Zwischenzeit zum normalen Zustand zurückkehrt.

15. Steuersystem nach Anspruch 5 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische System weiterhin eine Empfangsvorrichtung enthält zum Empfang von von dem Steuergerät ausgegebenen Informationen sowie eine Ausgabevorrichtung zum Ausgeben der empfangenen Informationen.

16. Steuersystem nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elektronische System ein Ser­ ver ist, der mit einem Kunden verbunden ist, und daß die Ausgabevorrichtung die empfangenen In­ formationen zu dem Kunden sendet.

17. Steuerverfahren für eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung, das bei einem durch eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung betrie­ benen elektronischen System verwendet wird, gekennzeichnet durch die Schritte:

• (a) Betreiben des elektronischen Systems durch eine Wechselstrom-Leistungsquelle zu einer gewöhnlichen Zeit,
• (b) Messen des Leistungsverbrauchs, während das elektronische System durch die Wechsel­ stromleistungsquelle betrieben wird, wäh­ rend des Betriebsschrittes zu einer gewöhn­ lichen Zeit,
• (c) Betreiben des elektronischen Systems durch eine Batterie zu einer außergewöhnlichen Zeit,
• (d) Vorhersagen einer Lebensdauer der Batterie auf der Grundlage der Restladekapazität der Batterie und des durch den Leistungsver­ brauchs-Meßschritt gemessenen Leistungsver­ brauchs zu einem Startzeitpunkt des Be­ triebsschritts zu einer außergewöhnlichen Zeit, und
• (e) Steuern des Betriebs des elektronischen Systems auf der Grundlage der durch den Vorhersageschritt vorhergesagten Lebensdau­ er der Batterie.

18. Steuerverfahren für eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung, das für ein durch eine nicht unterbrechbare Leistungszuführung betriebenes elektronisches System verwendet wird, gekennzeichnet durch die Schritte:

• (a) Betreiben des elektronischen Systems durch eine Wechselstrom-Leistungsquelle zu einer gewöhnlichen Zeit,
• (b) Betreiben des elektronischen Systems durch eine Batterie zu einer außergewöhnlichen Zeit,
• (c) periodisches Erfassen eines Durchschnitts­ wertes der Restladekapazität der Batterie und des Gleichstroms von der Batterie in einer bestimmten Periode, während das elek­ tronische System durch die Batterie betrie­ ben ist, während des Betriebsschritts zu einer außergewöhnlichen Zeit, und Vorhersa­ gen und Aktualisieren einer Lebensdauer der Batterie auf der Grundlage des Durch­ schnittswertes der Restladekapazität der Batterie und des Gleichstroms von der Bat­ terie, und
• (d) Steuern des Betriebs des elektronischen Systems auf der Grundlage der durch den Vorhersage- und Aktualisierungsschritt vor­ hergesagten Lebensdauer der Batterie.

19. Steuerverfahren nach Anspruch 17 oder 18, da­ durch gekennzeichnet, daß der Steuerschritt die Schritte enthält;
Betrachten, daß ein vorübergehender anomaler Zustand in der Wechselstrom-Leistungsquelle er­ zeugt wird, als einen anfänglichen Schritt,
Betrachten, daß ein fortdauernder anomaler Zu­ stand in der Wechselstrom-Leistungsquelle er­ zeugt wird, als einen Zwischenschritt, und
Beenden des Betriebs des elektronischen Systems als letzten Schritt,
worin eine Länge der Zeit des Zwischenschritts auf der Grundlage der vorhergesagten Lebensdauer geändert werden kann.

20. Steuerverfahren nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vorhersage- und Aktuali­ sierungsschritt eine kürzere Zeit als eine ge­ genwärtige Lebensdauer als eine neue Lebensdauer setzt.

21. Steuerverfahren nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Steuerschritt eine Länge der Zeit des Zwischenschritts auf der Grundlage einer neuen vorhergesagten Lebensdauer ändert.