Was beim Kauf einer Anlage zu beachten ist

Andreas Düßler ist Managing Director Sales and Marketing bei Invensys Powerware in Achern

Wer kennt das Problem nicht: Der Computer reagiert plötzlich nicht mehr, das Netzwerk bleibt einfach stehen oder Daten werden deutlich langsamer übermittelt. Ursache ist meist eine Störung in der Stromversorgung. Dabei lassen sich neun verschiedene Arten von Netzstörungen unterscheiden: Stromausfälle, Spannungsabfälle, Spannungsspitzen, Über- und Unterspannungen, Schaltspitzen, Leitungsrauschen, Frequenzspannungen und harmonische Oberwellen.

Der schlimmste Fall eines Spannungsproblems ist jedoch der totale Stromausfall. Über 60 % der Stromunterbrechungen dauern zwischen 10 und 20 ms. In dieser Zeit geht Anwendungen, Servern, Netzwerken und computergesteuerten Fertigungsanlagen ohne USV-Absicherung im wahrsten Sinne des Wortes der „Saft“ aus. Die Folgen: Ungespeicherte Daten gehen verloren, Produktionsprozesse stehen still. Das bedeutet nicht nur einen hohen Zeitverlust, sondern möglicherweise auch irreparable Schäden an Geräten. Zudem sind die Kosten, die durch fehlende oder falsche USV-Absicherung entstehen, enorm hoch.

Hauptaufgabe einer USV ist die Absicherung des IT-Systems gegen Stromschwankungen und kurzfristige Störungen in der Netzversorgung. Doch USV ist nicht gleich USV. Nur die passende Anlage bietet 100%igen Schutz für Daten und Hardware. Doch wie finden Anwender die richtige USV für ihren speziellen Bedarf? Folgende drei Gesichtspunkte sind bei der Auswahl eines Systems zu beachten:

Lasten und Funktionen, die gegen Netzstörungen geschützt werden müssen

Mindestleistung einer USV

Überbrückungszeit bei Netzstörungen

Welche Anwendungen genau mit einer USV abzusichern sind, ist zum Teil gesetzlich vorgeschrieben. Für Operationssäle und Intensivstationen gibt es hier zum Beispiel genau definierte Anforderungen: So muss die USV in diesem Fall unter anderem Netzstörungen so lange überbrücken, bis das Notstromaggregat anspringt. Bei der Entscheidung für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung spielt auch das Geld eine zentrale Rolle: Der Anwender sollte sich fragen, wie hoch der Verlust ist, den ein Ausfall aller Anwendungen verursacht. Mit anderen Worten: Erster Schritt in der USV-Planung ist die Festlegung von Schlüsselbereichen, die gegen Stromausfall oder Spannungsschwankungen gesichert werden sollen. In diese Überlegung sind auch Bildschirme, externe Datengeräte und andere kritische Peripheriegeräte einzubeziehen.

Die Mindestleistung errechnet sich aus der Addition aller errechneten Voltampere-Werte der Typenschilder oder durch die Multiplikation der Wirkleistung mit dem Faktor 1,4. Beim Kauf einer USV darf also deren abgegebene Leistung auf keinen Fall diesen Gesamtwert in Voltampere unterschreiten.

Als Nächstes ist zu überlegen, wie lange die USV Netzstörungen überbrücken soll. Vor allem für größere Netzwerke und Server-Farmen ist eine ausreichend lange Überbrückungszeit einzuplanen. Kleinere Systeme lassen sich in der Regel in 10 bis 30 min systematisch beenden. Bei größeren Unix-Maschinen vergeht jedoch teilweise über eine halbe Stunde, bis das Betriebssystem und alle Programme geordnet heruntergefahren sind. Die sichere Abschaltung großer Anlagen wie Fertigungsstraßen kann allerdings auch mehrere Stunden dauern.

Je nach Schutzbedarf kommen drei unterschiedlich aufwendige Systeme zum Einsatz. Um geschäftskritische Anwendungen abzusichern, eignen sich Online-USV (Double Conversions) am besten. Diese gegenüber den anderen beiden Technologien etwas teureren Systeme versorgen die angeschlossenen Geräte ununterbrochen mit intern erzeugter Wechselspannung. Das Gerät braucht bei Störungen keine Umschaltzeit und erzeugt eine konstante Ausgangsspannung und Frequenz.

Offline-Systeme, auch „Standby“ genannt, sind für den Schutz eines einzelnen PC oder einer einzelnen Workstation konzipiert. Diese USV sind normalerweise die preisgünstigsten, bieten aber nur bei einem vollständigen Stromausfall ausreichend Schutz. Unterschreitet die Spannung einen bestimmten Wert, wechseln diese Einheiten über einen Schalter zur Batteriespannung. Dabei kommt es zu Verzögerungen bis 10 ms, die jedoch von den meisten Computern überbrückt werden können.

Bei Line-Interaktiven-USV handelt es sich um eine hybride Technologie: Sie bieten einen besseren Schutz als Offline-Systeme, sind aber preisgünstiger als USV mit On-line-Technologie. Line-Interaktive-Anlagen versorgen die angeschlossenen Rechner zwar mit der Spannung aus der Steckdose, bereiten aber die vom Netz angebotene Spannung auf und filtern sie. Damit ist es möglich, die Schwankungen auf ein verträgliches Maß zu reduzieren. Auch hier ist aber mit Umschaltzeiten von wenigen Millisekunden zu rechnen.

Intelligente Features sorgen für eine bessere Anpassung an unterschiedliche Nutzersituationen und eine gestaffelte Sicherheitslösung bei kritischen Lasten. Eine Shutdown- und Überwachungssoftware fährt beispielsweise bei einem längeren Stromausfall das Betriebssystem und alle Anwendungen über das Netz sicher herunter. Darüber hinaus ermöglicht diese Software, verschiedene Anschlussgruppen von Stromverbrauchern unabhängig voneinander zu kontrollieren. Da sich USV-Anschlüsse mit Hilfe der Lastsegmentierung zu Einheiten gruppieren lassen, können kritische Lasten nacheinander in festgelegter Reihenfolge beendet werden.

Um auch die Wartung einer USV zu verbessern, wurde das Advanced Battery Management (ABM) entwickelt. Damit kann man die Lebenszeit einer USV-Batterie nahezu verdoppeln. Gleichzeitig optimiert ABM die Ladezeit, ohne die Batterie zu überladen, und warnt den Nutzer 60 Tage vor dem Ende der Batteriekapazität. Eine optimale Verfügbarkeit bei kritischen Lasten ist ebenso gewährleistet: Sowohl interne als auch externe Batterien sind während des Betriebs austauschbar; die abzusichernden Anwendungen müssen nicht heruntergefahren werden.