任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘 要： 機房動力和環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是對分布的精密機房及通信局（站）內(nèi)的電源、空調(diào)、油機、蓄電池、高低壓配電等多種設備和環(huán)境的各種參數(shù)、圖像、聲音等進行遙測、并對設備進行集中監(jiān)控、集中維護和集中管理，是現(xiàn)代化機房管理手段和技術(shù)的具體體現(xiàn)。

關鍵詞： 現(xiàn)代化機房管理手段；機房動力監(jiān)控；機房環(huán)境監(jiān)控

由于數(shù)據(jù)業(yè)務的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)設備及存儲設備的不斷更新,規(guī)模越來越大,需要進一步加強設備的維護和管理,保證數(shù)據(jù)系統(tǒng)的良好和安全運行,實行集中維護勢在必行。

現(xiàn)代化的機房動力環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的產(chǎn)生正是這種需求的體現(xiàn),它具有實時監(jiān)控運行狀態(tài)、預期故障發(fā)生、在故障出現(xiàn)時對故障迅速進行定位和排除、記錄和處理相關數(shù)據(jù)、進行綜合管理、統(tǒng)一調(diào)度等多重能力,進而顯著提高動力設備運行的可靠性以及保證數(shù)據(jù)系統(tǒng)的安全暢通,以實現(xiàn)減少人員維護量,提高工作效率和運維水平，實現(xiàn)機房內(nèi)少人和無人值守。

現(xiàn)代化機房監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1） 能夠?qū)C房進行全天時視頻監(jiān)控，并對監(jiān)控圖像采用數(shù)字錄像的形式予以保存已備在以后隨時可以調(diào)用查閱。

2） 可以與機房已建成的門禁管理系統(tǒng)進行聯(lián)動和有機結(jié)合，并通過實現(xiàn)和門禁系統(tǒng)無縫集成，從而加強對進出機房人員的身份核實和登記，實現(xiàn)機房人員的有效管理。

3） 通過音視頻監(jiān)控、能夠使機房管理人員隨時隨地查看機房設備和機房人員的工作情況，并且可以通過監(jiān)控系統(tǒng)進行視頻通話，在加強機房監(jiān)控的同時還具有較強的互動性。

4） 系統(tǒng)中的環(huán)境監(jiān)測設備，能夠隨時對機房內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)、防雷監(jiān)測系統(tǒng)、新風系統(tǒng)、漏水監(jiān)測以及機房溫濕度等機房環(huán)境保障設備的工作狀態(tài)進行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。

5） 當系統(tǒng)在接受到監(jiān)控設備發(fā)出的告警信號后，能即時產(chǎn)生報警信息，同時在一定范圍內(nèi)具有啟動其他預警設備的聯(lián)動功能，例如監(jiān)控錄像、備用發(fā)電機、備用空調(diào)、消防設備以及新風機等。

6） 可以與機房內(nèi)配電設備相結(jié)合，機房值班管理人員可以同時通過環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)隨時對機房電力配置和運行情況進行查看和巡視。

7） 監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺具有人性化的操作界面，操作簡單快捷，具備人機對話、語音提示以及漢字支持等功能；當出現(xiàn)告警信息時，告警信號應具有聲光電的表現(xiàn)效果，將告警信息在第一時間以電子郵件、手機短信息、電話、桌面告警的形式告知相關技術(shù)人員，并對出現(xiàn)的告警信息進      行故障快速定位和故障點初步判斷。

由于機房具有很多類型的設備：或有智能型接口或沒有，或為自動化或是非自動化,接口多種多樣，因此監(jiān)控系統(tǒng)有可以容納各種設備 （包括智能和非智能設備） 的能力，盡量利用其已有功能來達到監(jiān)和控的目的。為此，要求采集單元需標準化、模塊化、智能化，用以采集連接各種不同的智能及非智能的電源、空調(diào)、UPS設備，和環(huán)境保安設施，構(gòu)成組態(tài)式、可拆可擴容的靈活網(wǎng)絡。

系統(tǒng)現(xiàn)場設備采集界面均使用光隔離界面，可避免雷擊或監(jiān)控設備故障造成動力設備故障。系統(tǒng)施工按電力系統(tǒng)施工標準進行，針對AC380V、DC48V等強電信號，系統(tǒng)使用傳感器將其轉(zhuǎn)變?yōu)?- 20MA（DC1- 5V） 的標準信號，既保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)木?，又做到監(jiān)控系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的隔離，不會因監(jiān)控設備的采用影響到電力設備的運行及改變其設備的性能。

監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場采集與控制的硬件部分有良好的電磁兼容性和足夠的耐過壓、耐過流及抗雷擊能力。系統(tǒng)不產(chǎn)生任何電磁波及電磁干擾，被控設備處于任何工作狀態(tài)下，系統(tǒng)均能正常工作。

3.1 動力監(jiān)控 （UPS監(jiān)測）

通過 UPS設備提供的 RS485 （或RS232） 智能接口及通訊協(xié)議，采用總線的方式將UPS的監(jiān)控信號直接 （或經(jīng)通訊轉(zhuǎn)換模塊將RS232轉(zhuǎn)換成 RS485 信號后） 接入監(jiān)控服務器的串口，由監(jiān)控平臺軟件進行UPS的實時監(jiān)測。

3.2 機房運行環(huán)境監(jiān)測

通過系統(tǒng)安裝部署在機房各個關鍵角落的溫濕度感應探頭及漏水監(jiān)測器，可對機房內(nèi)的溫度、濕度進行實時監(jiān)控檢測、一旦機房內(nèi)的溫度、濕度達到或超過感應設備預先設定的閥值時，設備就會啟動告警流程，并在實時監(jiān)控平臺告警界面上進行顯示的登記，并通過與通信預警模塊進行聯(lián)動，在第一時間通知機房值班人員對故障點進行及時響應及處理。

3.3 蓄電池監(jiān)測

通過加裝蓄電池檢測儀與每節(jié)電池進行連線監(jiān)測，多臺蓄電池檢測儀通過 RS485 智能接口及通訊協(xié)議采用總線方式將信號接入監(jiān)控服務器的串口，由監(jiān)控平臺軟件進行蓄電池的實時監(jiān)測。

3.4 市電監(jiān)測

通過在配電柜中安裝帶液晶顯示的電量儀對進線實現(xiàn)監(jiān)測，既可在配電柜表面實時看到電量儀采集到的參數(shù)，亦可通過電量儀的RS485 智能接口和通訊協(xié)議采用總線的方式將信號接入監(jiān)控服務器的串口，由監(jiān)控平臺軟件進行市電的實時監(jiān)測。

3.5 配電開關監(jiān)測

通過高壓交流隔離轉(zhuǎn)換模塊將配電開關下出線的強電信號轉(zhuǎn)換成低壓直流信號后接入8路隔離數(shù)字量輸入模塊中進行實時狀態(tài)采集，再通過 8路隔離數(shù)字量輸入模塊的RS485 智能接口及通訊協(xié)議采用總線的方式將信號接入監(jiān)控服務器的串口，由監(jiān)控平臺軟件進行開關狀態(tài)的實時監(jiān)測。

3.6 漏水監(jiān)測

通過在有水泄露地方的四周敷設漏水感應器，當發(fā)生漏水時感應器將報警信號傳給定位式測漏控制模塊，通過定位式測漏控制模塊提供的RS485 智能接口及通訊協(xié)議，采用總線的方式將漏水報警信號直接接入監(jiān)控服務器的串口，由監(jiān)控平臺軟件進行漏水的實時監(jiān)測。

3.7 防雷監(jiān)測

采用 8 路隔離數(shù)字量輸入模塊采集防雷器提供的干接點信號后，再通過 8路隔離數(shù)字量輸入模塊的RS485 智能接口及通訊協(xié)議采用總線的方式將信號接入監(jiān)控服務器的串口，由監(jiān)控平臺軟件進行防雷器狀態(tài)的實時監(jiān)測。

4.1軟件介紹

通過數(shù)據(jù)中心動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)中心的門禁狀態(tài)、水浸狀態(tài)，煙霧狀態(tài)，視頻狀態(tài)，環(huán)境狀態(tài)，高低壓配電狀態(tài)，設備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并進行實時報警，保障數(shù)據(jù)中心正常運行，避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高。同時實現(xiàn)動環(huán)監(jiān)控并對各用能耗能進行能效分析，幫助用戶實現(xiàn)用能效率的優(yōu)化。

系統(tǒng)功能

1）展示當前數(shù)據(jù)中心總能耗，IT能耗，空調(diào)能耗，及其他能耗并且計算出當前數(shù)據(jù)中心實時PUE值，通過儀表盤形式直觀展示。

2）選擇查看數(shù)據(jù)中心的中低壓配電系統(tǒng)主接線圖，并在一次圖顯示配電系統(tǒng)當前遙測、遙信數(shù)據(jù)和狀態(tài)。實時監(jiān)測各配電柜的電壓、電流等電力參數(shù)，變電站的溫濕度、煙感、水浸、門禁等環(huán)境情況。

3）電氣接點溫度實時監(jiān)測，斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接等位置安裝無線測溫傳感器監(jiān)測接點溫度，便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常導致的事故。

4）監(jiān)測各變壓器各項參數(shù)，包括負載率、頻率、功率因數(shù)、三相不平衡度等，并且顯示歷時曲線圖，數(shù)據(jù)實時變化。幫助用戶直

5）電能質(zhì)量在線監(jiān)測，可以監(jiān)測電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫中斷等暫態(tài)事件記錄、ITIC容忍曲線等

6）系統(tǒng)采集UPS輸入、輸出端和旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)頻率，同時監(jiān)測UPS溫度、蓄電池電壓、當前負載下的剩余時間等數(shù)據(jù)。

7）展示單體電池電壓、內(nèi)阻和溫度，預測電池帶載時剩余時間，每節(jié)電池數(shù)據(jù)均可以設置異常報警，及時發(fā)現(xiàn)蓄電池異常。

8）展示精密配電柜內(nèi)進線和饋線回路電氣參數(shù)，包括電流電壓功率電能以及開關狀態(tài)，并可以對數(shù)據(jù)進行報警設置和分級，數(shù)據(jù)取自精密配電柜測量模塊。

9）展示智能小母線的始端箱和插接箱電氣參數(shù)，包括電流電壓、開關狀態(tài)、插接點溫度，并對數(shù)據(jù)進行報警設置和分級。

10）通過平面圖顯示數(shù)據(jù)中心能源分布，設備分布情況，并顯示設備能耗數(shù)據(jù)，點擊平面圖上設備可以進入具體設備監(jiān)控界面。

11）實時顯示當前數(shù)據(jù)中心PUE值以及歷史PUE曲線。并且顯示各分項用能的用能情況及用能排行。監(jiān)測各變壓器運行及負載情況，給出本月變壓器輸出電能排行。

12）顯示電能消耗日/月/年報表，并可對具體回路選擇曲線圖、餅圖進行展示。對數(shù)據(jù)中心用電數(shù)據(jù)進行同比、環(huán)比分析比較，查看用電趨勢。

13）監(jiān)測精密空調(diào)的回風溫濕度，出回水溫度，并可以設定精密空調(diào)的溫濕度，達到更好的控制效果。

14）監(jiān)測數(shù)據(jù)中心溫濕度、開關門、水浸、煙霧、噪聲、氣體濃度狀態(tài)等參數(shù)。曲線圖直觀明了，同時支持歷史數(shù)據(jù)查詢

15）通過列表顯示各類報警事件數(shù)量，通過柱狀圖顯示逐日報警數(shù)量，提供報警總數(shù)以及增長趨勢。

16）維管理功能，可針對數(shù)據(jù)中心各主要設備進行巡檢派工，消缺，搶修等維護工作。

4.2 動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)設備選型

隨著企業(yè)信息化建設的快速發(fā)展，信息設備的大量投入，很多企業(yè)在機房監(jiān)控管理方面，仍然保留傳統(tǒng)的運作方式，傳統(tǒng)的機房管理仍然采用值班制度，每天要不時對機房、UPS電源等重要環(huán)境進行巡視，不僅加重了管理的負擔，而且對夜間及突發(fā)事故往往無法進行監(jiān)控；對事故發(fā)生時間及責任也沒有科學的管理；更缺乏對已發(fā)生的故障作全面的分析和統(tǒng)計。這種舊式的監(jiān)控管理方法已經(jīng)不能適應信息安全管理的需要。尤其是對于金融、電信、政府、制造、通信等應用領域來說，機房的智能化監(jiān)控與管理可以保證系統(tǒng)的可靠性與可用性，便于設備的集中控制，降低管理成本，提高效率。

【1】數(shù)據(jù)中心動力和環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),黃河水利委員會信息中心.趙凱.景云.賈楠

【2】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.5版

作者簡介：任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事數(shù)據(jù)中心的設計與應用。