DE19843147C1 - Verfahren zur Steuerung der unterbrechungsfreien Stromversorgung eines Datenverarbeitungssystems und Datenverarbeitungssystem mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung der unterbrechungsfreien Stromversorgung eines Datenverarbeitungssystems, das mindestens eine Geräteeinheit (10) mit einer Zentraleinheit (12) und einer Peripherieschnittstelle (18) zum Anschluß der Geräteeinheit (10) an einem Systembus (20) und eine Stromversorgungseinheit (24) zur unterbrechungsfreien Stromversorgung mindestens einer Geräteeinheit (10) des Datenverarbeitungssystems hat, wird die Stromversorgungseinheit (24) von der batteriegestützten Peripherieschnittstelle (18) überwacht und gesteuert. Bei einem Netzausfall schaltet die Peripherieschnittstelle (18) in einem Ausschaltmodus die Stromversorgungseinheit (24) dann aus, wenn jede mit dieser Stromversorgungseinheit (24) verbundene und/oder an dem Systembus (20) angeschlossene Geräteeinheit abgeschaltet wurde. Die Peripherieschnittstelle (18) überwacht in einem Einschaltmodus nach einem Netzausfall die Rückkehr der Netzspannung und schaltet diese Einheiten (10, 24) selbsttätig wieder ein, wenn die Netzspannung an den überwachten Einheiten wieder vorhanden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der unter­ brechungsfreien Stromversorgung eines Datenverarbeitungssy­ stems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die unterbrechungsfreie Stromversorgung umfaßt mindestens eine Batterieeinheit, die bei einem Netzausfall die wichtig­ sten Komponenten des Datenverarbeitungssystems in Betrieb halten kann. Werden diese Komponenten aber nicht abgeschal­ tet, verbrauchen sich die Batterien, so daß die Zuverlässig­ keit der spannungsfreien Stromversorgung bei einem zweiten oder dritten Spannungsausfall nicht mehr gewährleistet ist.

Unterbrechungsfreie Stromversorgungen sind beispielsweise in dem Artikel von A. Mielke, "19-Zoll- USV-Anwendungen" in: Design und Elektronik, Stromversorgungen, Juli 1997, S. 67-69, beschrieben. Dabei ist auf S. 68, Spalte 2 unten erwähnt, daß zur Steuerung intelligente Schnittstellen verwendet werden können.

Bei herkömmlichen Datenverarbeitungssystemen wird die unter­ brechungsfreie Stromversorgung von der Zentraleinheit einer der angeschlossenen Geräteeinheiten überwacht und gesteuert. Bei einem Netzausfall erhält die Zentraleinheit der ange­ schlossenen Geräteeinheit von der Stromversorgung ein Signal, durch das die Zentraleinheit veranlaßt wird, die einzelnen Komponenten der Geräteeinheit und eventuell weitere mit ihr verbundene Geräteeinheiten in geordneter Weise abzuschalten. Am Ende dieses Vorganges erhält die Stromversorgung von der Zentraleinheit ein Signal, durch das sie selber abgeschaltet wird. Ein solches System kann nach dem Abschalten keine Überwachungsaufgaben mehr ausführen, insbesondere nicht die Rückkehr der Netzspannung überwachen, um nach Rückkehr der­ selben gegebenenfalls die Geräteeinheiten des Systems wieder einzuschalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem bei einem Netzaus­ fall einerseits die Batterieeinheiten der unterbrechungsfrei­ en Stromversorgung geschont werden und andererseits die unterbrechungsfreie Stromversorgung nach Rückkehr der Span­ nung selbsttätig wieder in Betrieb genommen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Merkmal gelöst.

Die Peripherieschnittstelle verbraucht für ihre Überwachungs­ funktion sehr wenig Energie, so daß diese Überwachungsfunkti­ on lange Zeit mit einer Batterieeinheit aufrecht erhalten werden kann. Ein Einschalten und Ausschalten der Stromversor­ gungseinheit erfolgt nicht mehr von der Zentraleinheit einer der angeschlossenen Geräteeinheiten sondern von der Periphe­ rieschnittstelle. So schaltet die Peripherieschnittstelle bei einem Netzausfall in einem Ausschaltmodus die Stromversor­ gungseinheit erst dann aus, wenn jede mit dieser Stromversor­ gungseinheit verbundene und/oder an den Systembus angeschlos­ sene Geräteeinheit abgeschaltet wurde. Damit wird bei einem Mehrkomponentensystem sichergestellt, daß nicht Komponenten frühzeitig abgeschaltet werden, die für das geordnete Ab­ schalten einer anderen Geräteeinheit noch erforderlich gewe­ sen wären. Ferner überwacht die Peripherieschnittstelle in einem Einschaltmodus nach einem Netzausfall die Rückkehr der Netzspannung an der Geräteeinheit oder den Geräteeinheiten und/oder der Stromversorgungseinheit und schaltet diese Einheiten selbsttätig wieder ein, wenn die Netzspannung an den überwachten Einheiten wieder vorhanden ist. Damit ist ein geordnetes Einschalten auch bei Mehrkomponentensystemen möglich. Es kann dabei vorgesehen sein, daß dieser Einschalt­ modus wahlweise einstellbar ist, so daß ein selbsttätiges Einschalten des Systems nur dann erfolgt, wenn dieser Modus vor dem Netzausfall eingestellt wurde.

Bei Datenverarbeitungssystemen mit mindestens zwei Untersy­ stemen, die jeweils eine Mehrzahl von Geräteeinheiten haben, wobei, mindestens eine der Geräteeinheiten den Untersystemen gemeinsam zugeordnet ist, wird vorgeschlagen, daß die Stromversorgungseinheit von der Peripherieschnitt­ stelle der den Untersystemen gemeinsamen Geräteeinheit über­ wacht und gesteuert wird. Damit ist sichergestellt, daß nicht ein Untersystem alleine vollständig abgeschaltet wird ein­ schließlich der Geräteeinheit, die auch zu einem anderen Untersystem gehört. Da die im Überlappungsbereich der Systeme liegende Geräteeinheit mit den Einheiten beider Untersysteme verbunden ist, kann ihre Peripherieschnittstelle alle Einhei­ ten der sich überlappenden Systeme überwachen und schaltet die Stromversorgung erst dann aus, wenn alle Einheiten in geordneter Weise ausgeschaltet wurden. Das gleiche gilt für ein geordnetes Einschalten der Systeme nach Rückkehr der Spannung nach einem Netzausfall.

Die Erfindung betrifft ferner ein Datenverarbeitungssystem zur Durchfüh­ rung des vorstehend beschriebenen Verfahrens gemäß dem An­ spruch 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Systems sind in den Unteransprüchen 7 bis 11 angegeben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche die Erfindung in Verbin­ dung mit den beigefügten Zeichnungen an Hand von Ausführungs­ beispielen erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Datenverarbei­ tungssystems einer Geräteeinheit, die mit einer Stromversorgungseinheit verbunden ist,

Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen von Datenverarbeitungs­ systemen mit mehreren Geräteeinheiten, die in un­ terschiedlicher Weise an eine Stromversorgungsein­ heit angeschlossen sind, und

Fig. 4 bis 7 schematische Darstellungen von Datenverarbeitungs­ systemen mit je zwei sich überlappenden Untersyste­ men bei unterschiedlicher Verbindung der Geräteein­ heiten mit der Stromversorgungseinheit.

Das in Fig. 1 dargestellte Datenverarbeitungssystem enthält eine Geräteeinheit 10. Dies kann ein beliebiger Geräteschrank einer Datenverarbeitungseinrichtung sein, der seinerseits verschiedene Untereinheiten enthalten kann. Beispiele für solche Geräteeinheiten sind ein Rechner, ein Drucker, eine Batterie-Stromversorgungseinheit und dergleichen. Die Geräte­ einheit 10 enthält eine Zentraleinheit 12, ein Netzteil 14, das mit einem Gleichspannungsverteiler 16 verbunden ist, und eine Peripherieschnittstelle 18, über die die Geräteeinheit 10 an einen Systembus, beispielsweise einen CAN-Bus 20 an­ schließbar und dadurch mit anderen Geräteeinheiten 10 ver­ bindbar ist.

Das Netzteil 14 der Geräteeinheit 10 ist über eine Netzspan­ nungsleitung 22 mit einer Stromversorgungseinheit 24 verbun­ den, die eine unterbrechungsfreie Stromversorgung der Geräte­ einheit 10 gewährleistet und zu diesem Zweck Batterien ent­ hält. Der Gleichspannungsverteiler 16 kann aber auch noch mindestens einen weiteren Anschluß 26 für eine interne oder externe Batterieeinheit haben. Ferner enthält der Gleich­ spannungsverteiler einen Adapter 28, der mit der Peripherie­ schnittstelle 18 verbunden ist und einen Signalanschluß 30 hat, an den ein Signalanschluß 32 der Stromversorgungseinheit 24 über eine Schnittstelle 34 und eine Signalleitung 36 angeschlossen ist. Über diese Verbindung kann die Peripherie­ schnittstelle 18 die Stromversorgungseinheit 24 überwachen und steuern.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines Datenverarbei­ tungssysstems mit drei über den CAN-Bus 20 verbundenen Gerä­ teeinheiten 10 sowie einem Geräteschrank 38, der nicht an den Bus angeschlossen ist. Alle Geräteeinheiten 10 und der Gerä­ teschrank 38 sind über die Netzspannungsleitung 22 mit der Stromversorgungseinheit 24 verbunden. Die mit den ID-Nummern 0 und 1 versehenen Geräteeinheiten 10 enthalten jeweils eine Peripherieschnittstelle 18, so daß bei dem in Fig. 2 darge­ stellten System die Stromversorgungseinheit 24 wahlweise von der Geräteeinheit mit der ID-Nummer 0 (Systemschrank) oder der Geräteeinheit mit der ID-Nummer 1 (Peripherieschrank) gesteuert werden kann, wie dies durch die Signalleitungen 36 angedeutet ist.

Das in Fig. 3 dargestellte System unterscheidet sich von dem System gemäß Fig. 2 nur dadurch, daß die mit der ID-Nummer 0 bezeichnete Geräteeinheit 10 (Systemschrank) nicht von der Stromversorgungseinheit 24 versorgt wird. Dennoch kann die Stromversorgungseinheit 24 über diesen Systemschrank gesteu­ ert werden, wie dies durch die Signalleitung 36 wiedergegeben wird. Voraussetzung ist hierfür jedoch, daß der Systemschrank ebenfalls in ein Notstromkonzept eingebunden ist, also bei­ spielsweise eine interne Batterieeinheit enthält.

Fig. 4 zeigt ein Datenverarbeitungssystem mit je zwei sich überlappenden Untersystemen 40, 42. Jedes der Untersysteme 40 und 42 hat vier Geräteeinheiten 10, wobei zwei der Geräteein­ heiten 10 beiden Untersystemen 40 und 42 zugeordnet sind, wie dies durch die sich überschneidenden Ovale wiedergegeben ist. Alle Geräteeinheiten beider Untersysteme 40 und 42 sind an den CAN-Bus angeschlossen. Von der Stromversorgungseinheit 24 werden jedoch nur die Geräteeinheiten 10 des Untersystems 40 versorgt, die nur diesem System zugeordnet sind. Obwohl alle Geräteeinheiten 10 eine Peripherieschnittstelle 18 haben, kann die Stromversorgungseinheit 24 nur von den Geräteeinhei­ ten mit den ID-Nummern 0 und 1 gesteuert werden. Eine Steue­ rung über eine der anderen Einheiten ist nicht möglich, da diese ausschließlich oder auch zu dem anderen Untersystem 42 gehören.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von jener der Fig. 4 dadurch, daß anstelle der mit der ID-Nummer 0 versehenen Geräteeinheit (Systemschrank) eine der im Über­ lappungsbereich liegenden Geräteeinheiten von der Stromver­ sorgungseinheit 24 versorgt wird. In diesem Fall muß nun die Stromversorgungseinheit 24 von der Peripherieschnittstelle 18 dieser im Überlappungsbereich der beiden Untersysteme 40 und 42 liegenden Geräteeinheit gesteuert werden. Eine Steuerung der Stromversorgungseinheit 24 durch den Schrank mit der ID- Nummer 1 ist dagegen nicht möglich, da diesem die Information über das Untersystem 42 fehlt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von den Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 und 5 dadurch, daß nur die im Überlappungsbereich liegenden Geräteeinheiten von der Stromversorgungseinheit 24 versorgt werden. Die Stromversor­ gungseinheit 24 kann von einer der im Überlappungsbereich liegenden Geräteeinheit 10 gesteuert werden. Eine Steuerung durch die anderen Schränke ist dagegen ebenso wie im Beispiel der Fig. 5 nicht möglich.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von jener der Fig. 6 dadurch, daß nur nicht im Überlappungsbe­ reich liegende Geräteeinheiten beider Untersysteme 40 und 42 von der Stromversorgungseinheit versorgt werden. Dennoch wird auch in diesem Fall die Stromversorgungseinheit von einer der im Überlappungsbereich liegenden Geräteeinheit 10 gesteuert. Eine Kontrolle durch die anderen Schränke ist dagegen nicht möglich.

Bei den vorstehend dargestellten Konfigurationen ist jeweils nur eine Stromversorgungseinheit 24 eingezeichnet. Es ist denkbar, daß auch mehrere Stromversorgungseinheiten vorgese­ hen sind. Ferner werden bei den in den Fig. 4 bis 7 darge­ stellten Beispielen jeweils nur zwei Schränke von der Strom­ versorgungseinheit versorgt. Es könnten jedoch auch ohne weiteres mehr als zwei Schränke oder nur ein Schrank von einer Stromversorgungseinheit versorgt werden.

Bei allen Systemen kann mindestens eine der Geräteeinheiten 10 als Master ausgebildet und geschaltet sein. Das bedingt aber nicht, daß diese Geräteeinheit auch die Stromversor­ gungseinheit steuern muß. Vielmehr kann dies auch von einer untergeordneten Geräteeinheit her erfolgen.

Tritt an der Stromversorgungseinheit ein Netzausfall auf, so wird dies von der die Stromversorgungseinheit steuernden Peripherieschnittstelle 18 erkannt und den Zentraleinheiten der angeschlossenen Geräteeinheiten 10 gemeldet. Hierauf wird ein geordneter Abschaltzyklus in den Geräteeinheiten 10 eingeleitet. Am Ende dieses Abschaltzyklus erhält die Peri­ pherieschnittstelle ein Abschaltkommando. Haben sämtliche Geräteeinheiten 10 ein Abschaltkommando gegeben, schaltet die Peripherieschnittstelle 18 die Stromversorgungseinheit 24 ab, um die Batterien dieser Stromversorgungseinheit zu schonen. Die Peripherieschnittstelle 18 selbst wird jedoch weiterhin von einer Batterieeinheit gespeist, so daß sie ihre Überwa­ chungsfunktionen weiterhin wahrnehmen kann. Es ist auch möglich, auf die Batteriespeisung zu verzichten; dann nimmt die Peripherieschnittstelle 18 ihre Überwachungsfunktion wieder auf, sobald der Netzausfall beendet ist. In diesem Fall ist ein getrenntes Netzteil für die Peripherieschnitt­ stelle 18 vorzusehen, das nach einem Netzausfall eine ausreichende Pufferung aufweist, was wegen des geringen Strombedarfs nicht aufwendig ist.

Ist an der Peripherieschnittstelle 18 ein Einschaltmodus eingestellt, überwacht die Peripherieschnittstelle die Rück­ kehr der Netzspannung an der Stromversorgungseinheit oder den Netzteilen der übrigen an dem Bus angeschlossenen Geräteein­ heiten. Liegt an sämtlichen angeschlossenen Geräteeinheiten und der Stromversorgungseinheit die Netzspannung wieder an, so veranlaßt die Peripherieschnittstelle das geordnete Ein­ schalten der Geräteeinheiten, vorausgesetzt, daß diese Gerä­ teeinheiten nicht durch die Betätigung eines Hauptschalters ausgeschaltet worden sind.

Claims (11)

1. Verfahren zur Steuerung der unterbrechungsfreien Stromver­ sorgung eines Datenverarbeitungssystems, das mindestens eine Geräteeinheit (10) mit einer Zentraleinheit (12) und einer Peripherieschnittstelle (18) zum Anschluß der Geräteeinheit (10) an einen Systembus (20) und eine Stromversorgungseinheit (24) zur unterbrechungsfreien Stromversorgung mindestens einer Geräteeinheit (10) des Datenverarbeitungssystems hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinheit (24) von der batteriegestützten Peripherieschnittstelle (18) überwacht und gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Netzausfall die Peripherieschnittstelle (18) in einem Ausschaltmodus die Stromversorgungseinheit (24) dann aus­ schaltet, wenn jede mit dieser Stromversorgungseinheit (24) verbundene und/oder an dem Systembus (20) angeschlossene Geräteeinheit abgeschaltet wurde.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherieschnittstelle (18) in einem Einschaltmodus nach einem Netzausfall die Rückkehr der Netzspannung über­ wacht und diese Einheiten (10, 24) selbsttätig wieder ein­ schaltet, wenn die Netzspannung an den überwachten Einheiten wieder vorhanden ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschaltmodus wahlweise einstellbar ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Datenverarbeitungssystem mindestens zwei Untersysteme (40, 42) mit jeweils einer Mehrzahl von Geräteeinheiten (10) hat, wobei mindestens eine Geräteeinheit (10) den Untersystemen (40, 42) gemeinsam zugeordnet ist, und daß die Stromversorgungseinheit (24) von der Peripherie­ schnittstelle (18) der den Untersystemen (40, 42) gemeinsamen Geräteeinheit (10) überwacht und gesteuert wird.

6. Datenverarbeitungssystem, umfassend mindestens eine Gerä­ teeinheit (10) mit einer Zentraleinheit (12) und einer Peri­ pherieschnittstelle (18) zum Anschluß der Geräteeinheit (10) an einen Systembus (20) sowie eine Stromversorgungseinheit (24) zur unterbrechungsfreien Stromversorgung mindestens einer Geräteeinheit (10) des Datenverarbeitungssystems, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherieschnittstelle (18) batteriegestützt ist und daß ein Signalanschluß (32) der Stromversorgungseinheit (24) mit der Peripherieschnittstelle (18) derart verbunden ist, daß die Stromversorgungseinheit (24) durch die Peripherieschnittstelle (18) überwacht und gesteuert werden kann.

7. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es eine Mehrzahl von Geräteeinheiten (10) hat, von denen eine als Master für eine Mehrzahl von anderen Geräteeinheiten ausgebildet und geschaltet ist, wobei die Peripherieschnittstelle (18) einer der Geräteeinheiten (10) die Stromversorgungseinheit (24) überwacht und steuert.

8. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens zwei Untersysteme (40, 42) mit je einer Mehrzahl von Geräteeinheiten (10) umfaßt, daß die Untersysteme (40, 42) mindestens eine Geräteeinheit (10) gemeinsam haben und daß die Peripherieschnittstelle (18) einer den Untersystemen (40, 42) gemeinsamen Geräteeinheit mit der Stromversorgungseinheit (24) verbunden ist.

9. Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherieschnittstelle (18) einen Ausschaltmodus hat, in dem sie die Stromversorgungsein­ heit (24) erst dann abschaltet, wenn jede der mit der Strom­ versorgungseinheit verbundenen und/oder an den Systembus (20) angeschlossenen Geräteeinheiten (10) abgeschaltet ist.

10. Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherieschnittstelle (18) einen Einschaltmodus hat, in dem sie nach einem Netzaus­ fall die Rückkehr der Netzspannung an der jeweiligen Geräte­ einheit (10) und/oder der Stromversorgungseinheit (24) über­ wacht und diese Einheiten selbsttätig wieder einschaltet, wenn die Netzspannung an den überwachten Einheiten vorhanden ist.

11. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einschaltmodus wahlweise einstellbar ist.