【節(jié)能學(xué)院】數(shù)據(jù)中心列頭柜監(jiān)控在常熟某微模塊中的應(yīng)用

摘要：安科瑞精密配電系統(tǒng)是安科瑞針對(duì)數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求提供的多回路監(jiān)控裝置，監(jiān)控多回路電參量并可對(duì)各種故障進(jìn)行告警。主要適用于各類列頭柜、精密配電柜、電源分配柜、UPS輸出柜等末端配電設(shè)備的監(jiān)控。在闡述數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電目標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，就傳統(tǒng)配電模式下數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電方案和問題展開分析，期望能為機(jī)柜配電新模式的設(shè)計(jì)應(yīng)用提供參考，繼而促進(jìn)企業(yè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜建設(shè)工作的有序開展，確保數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電的安全性、可靠性。

關(guān)鍵詞：列頭柜；監(jiān)控系統(tǒng)；觸摸屏。

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概述

智能化和信息化高速發(fā)展，信息系統(tǒng)建設(shè)受到越來越多單位的重視，他們認(rèn)為信息系統(tǒng)的建設(shè)能夠更好地服務(wù)于業(yè)務(wù)系統(tǒng)，因此信息系統(tǒng)的數(shù)目不斷增長(zhǎng)，相對(duì)應(yīng)，信息系統(tǒng)配套所使用的環(huán)境機(jī)房設(shè)備也不斷增多。機(jī)房的環(huán)境設(shè)備如供配電設(shè)備、不間斷電源、精密空調(diào)、溫濕度、消防等，對(duì)機(jī)房的安全可靠運(yùn)行，起著重要作用，這些環(huán)境設(shè)備為各類服務(wù)器、交換機(jī)等設(shè)備提供安全的運(yùn)行環(huán)境。數(shù)據(jù)中心作為企業(yè)的信息中心樞紐，承載著關(guān)系企業(yè)核心信息的服務(wù)器，是一套復(fù)雜的綜合設(shè)施，不僅僅包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其它與之配備的設(shè)備，還包括冗余的數(shù)據(jù)通信連、環(huán)境控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及各種安全裝置。配電系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心重要的環(huán)節(jié)之一，斷電或低質(zhì)量供電是造成數(shù)據(jù)中心服務(wù)器宕機(jī)的主要因素之一。如何優(yōu)化數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電系統(tǒng)提高可用性和安全性，確保服務(wù)器以及其它硬件不間斷運(yùn)行，是數(shù)據(jù)中心管理者面臨的重大課題之一。

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微模塊的智能化

微模塊通常配置有動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)門禁、視頻、溫濕度、煙感、水浸和能耗等的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，更加便于管理與控制。數(shù)據(jù)中心或微模塊智能化的發(fā)展趨勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)三維可視化管理。

2.1 微模塊（數(shù)據(jù)中心）環(huán)境可視化：①地理園區(qū)的虛擬仿真；②建筑外觀的虛擬仿真；③根據(jù)樓宇實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)三維建模；④可橫向/縱向拆分展示每一個(gè)微模塊的結(jié)構(gòu)情況。

2.2 容量管理可視化：容量統(tǒng)計(jì)，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)機(jī)房和機(jī)柜的空間、承重、電力利用率情況，更合理地使用機(jī)房資源；動(dòng)態(tài)空間多條件查詢U高、承重、電力。

2.3 資產(chǎn)管理可視化：可視化搜索定位，支持多條件搜索和快速定位設(shè)備位置；可視化信息查詢，集成分散的管理信息和自動(dòng)統(tǒng)計(jì)及設(shè)備列表。

2.4 監(jiān)控信息可視化：狀態(tài)可視化，直觀顯示設(shè)備告警信息和可用性狀態(tài)，快速定位故障設(shè)備，縮短排障時(shí)間；性能可視化，從監(jiān)控子系統(tǒng)提取設(shè)備的性能數(shù)據(jù)集成展現(xiàn)，采用可視化手段優(yōu)化提升信息交互效率。

機(jī)柜內(nèi)部需要集成一個(gè)功能完善的智能監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控主機(jī)、觸控顯示屏、傳感器等，針對(duì)數(shù)據(jù)中心的動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境變量進(jìn)行集中監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故喧，提示維護(hù)人員來取必要的指施解決問題，為機(jī)房的自動(dòng)化、智能化管理提供有力的技術(shù)支持。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

如上圖所示，部署架構(gòu)由數(shù)據(jù)采集設(shè)備處理層、集中監(jiān)控管理層和遠(yuǎn)程瀏覽交互層組成。

數(shù)據(jù)采集設(shè)備層

監(jiān)控單元采集并處理機(jī)柜內(nèi)如 UPS、精密空調(diào)、溫濕度漏水等設(shè)施、環(huán)境的數(shù)據(jù)及狀態(tài)。具備數(shù)據(jù)采集、處理及存儲(chǔ)等能力，并通過觸控顯示屏呈現(xiàn)機(jī)柜的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)。數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)上傳至集中監(jiān)控管理層進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控管理。

集中監(jiān)控管理層

由集中監(jiān)控管理系統(tǒng)組成，負(fù)責(zé)所有機(jī)柜數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控和管理。接收由數(shù)據(jù)采集處理層通過網(wǎng)絡(luò)上傳的數(shù)據(jù)和報(bào)警信息，完成對(duì)數(shù)據(jù)的二次處理及分析實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理分析、告警管理、報(bào)表管理、資產(chǎn)管理、容量管理等功能。

遠(yuǎn)程瀏覽交互層

為運(yùn)維人員提供統(tǒng)一的告整告知、數(shù)據(jù)發(fā)布平臺(tái)并提供在 WEB 端交互操作

(1) 監(jiān)控主機(jī)

針對(duì)機(jī)柜監(jiān)控需求而開發(fā)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控終端，自帶豐富的設(shè)備端口，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換、智能報(bào)警等功能。內(nèi)置 WEB 服務(wù)，用戶可通過 IE瀏覽器查看并管理該監(jiān)控系統(tǒng)。

(2) 觸控顯示屏

支持多點(diǎn)觸控的電容屏，嵌入機(jī)柜前門安裝。能夠接入監(jiān)控管理系統(tǒng)，可以對(duì)機(jī)柜環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

(3) 傳感器監(jiān)測(cè)模塊

設(shè)施監(jiān)控功能

監(jiān)控對(duì)象包含機(jī)架式配電箱、機(jī)架式UPS、精密空調(diào)、傳感器、柜門狀態(tài)等。

(1) 配電監(jiān)控

支持市電總輸入的電壓、頻率、電流、功率以及UPS的輸入電壓、頻率、電流等檢測(cè)。

(2) 精密空調(diào)監(jiān)控

支持送風(fēng)和回風(fēng)溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)顯示及運(yùn)行百分比顯示、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控顯示等。

(3) 傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

對(duì)機(jī)柜內(nèi)環(huán)境的溫濕度傳感器數(shù)據(jù)、蓄電池模塊進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(4) 安防消防系統(tǒng)監(jiān)控

機(jī)柜設(shè)置可以手動(dòng)開啟天窗、后門，機(jī)柜狀態(tài)顯示包括前門、后門、天窗、漏水監(jiān)測(cè)、煙感狀態(tài)。通過對(duì)機(jī)柜底部進(jìn)行漏水監(jiān)測(cè)、煙霧狀態(tài)監(jiān)測(cè)，提供實(shí)時(shí)告警信號(hào)。

告警通知功能

告警通知模塊需要支持的功能說明如下。

支持監(jiān)測(cè)空調(diào)、配電、環(huán)境等狀態(tài)，如有故障或參數(shù)異常，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)告警。

支持對(duì)某事件生命周期內(nèi)的記錄查詢，包括事件產(chǎn)生、事件處理、告警發(fā)送等。

支持以列表形式展示報(bào)警事件，提供實(shí)時(shí)告警窗，可按告警等級(jí)、告警確認(rèn)狀態(tài)快速過濾展現(xiàn)，支持告警窗顯示條目項(xiàng)定制，支持告警單條/批量確認(rèn)。

根據(jù)報(bào)警事件報(bào)警級(jí)別的不同，監(jiān)控系統(tǒng)可提供不同的報(bào)警方式：郵件報(bào)警、短信報(bào)警、電話報(bào)警、聲光報(bào)警。

2.5 配線管理可視化：①端口管理，以三維可視環(huán)境中查詢和展現(xiàn)實(shí)現(xiàn)配線架和設(shè)備前后面板和端口占用信息；②鏈路管理，以三維可視環(huán)境中查詢和展現(xiàn)被管理設(shè)備之間的物理連接關(guān)系；③支持配線表導(dǎo)入導(dǎo)出；④支持可視化管理環(huán)境中直接操作鏈路配置。

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常熟某微模塊列頭柜監(jiān)控需求

精密配電柜主路、支路等多回路進(jìn)行監(jiān)控的智能監(jiān)控板，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化界面，采用7寸液晶彩色觸摸屏展示系統(tǒng)模擬圖，系統(tǒng)模擬圖可顯示各開關(guān)和防雷器的實(shí)時(shí)狀態(tài)，可顯示所有主回路及支回路的電量信息。智能監(jiān)控板應(yīng)支持MODBUS或SNMP協(xié)議，支持被第三方網(wǎng)管集成。智能監(jiān)控板需具有以下特性：

母線監(jiān)測(cè)參數(shù)

1)三相輸入電壓、電流、頻率、無功功率、有功功率、功率因數(shù)、諧波百分比、電量、三相不平衡度、零地電壓、零線電流，母排溫度

2)主路開關(guān)狀態(tài)、負(fù)載百分比

3)主回路電壓、電流測(cè)量精度不低于0.5%，有功/無功功率測(cè)量精度不低于1%，電能測(cè)量精度不低于1%

支路監(jiān)測(cè)參數(shù)

1)支路額定電流、實(shí)際電流，支路負(fù)載百分比，支路開關(guān)狀態(tài)，支路溫度測(cè)量

2)支路電流測(cè)量精度不低于0.5%，有功功率測(cè)量精度不低于2%，電能測(cè)量精度不低于2%

報(bào)警信號(hào)

支持LCD顯示屏聲光告警，觸摸屏消音。告警信息應(yīng)按照重要程度分為提示告警、重要告警和緊急告警三級(jí)。智能監(jiān)控板需提供以下報(bào)警：

1)主路欠壓、過壓、缺相、輸入開關(guān)脫扣、單路掉電報(bào)警、電流互感器接線錯(cuò)誤告警

2)主路電流越限及超限告警，主回路過載告警及三相不平衡告警

3)主路頻率越限告警，電壓總諧波率高告警，電流總諧波率高告警

4)支路開關(guān)狀態(tài)變化告警，過載告警，大電流沖擊告警

5)支路電流兩段閾值報(bào)警功能，且報(bào)警閾值可調(diào)

6)監(jiān)控模塊故障及智能監(jiān)控板內(nèi)部通訊失敗告警

告警歷史記錄不得少于2500條

智能監(jiān)控板的監(jiān)控模塊支持熱插拔并具有故障指示燈，當(dāng)檢測(cè)板模塊出現(xiàn)故障時(shí)，可以指示告警，并支持不斷電維護(hù)。

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安科瑞針對(duì)列頭柜監(jiān)控推出的解決方案

安科瑞公司AMC100系列精密配電監(jiān)控裝置是專門針對(duì)于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電源管理設(shè)計(jì)的測(cè)量裝置。該裝置設(shè)計(jì)小巧，能夠?qū)+B兩路進(jìn)線和192路出線的全電參量參數(shù)、輸入輸出開關(guān)及防雷器狀態(tài)等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，所有測(cè)量通道的告警閾值均可單獨(dú)設(shè)定，出線越限事件立即觸發(fā)系統(tǒng)聲光告警，并且可以搭配絕緣檢測(cè)模塊，可以檢測(cè)直流系統(tǒng)母線及支路的絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與管理，在傳統(tǒng)儀表的體積上實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控回路的高度集成。

4.1產(chǎn)品型號(hào)

4.2組網(wǎng)方案

主機(jī)模塊AMC100-ZA的RS485口分別連接從機(jī)、觸摸屏系統(tǒng)、動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)。

4.3觸摸屏數(shù)據(jù)呈現(xiàn)

4.4方案推薦

AMC100系列產(chǎn)品能夠至多實(shí)現(xiàn)對(duì)4路進(jìn)線和192 路出線的全電參量參數(shù)、輸入輸出開關(guān)及防雷器狀態(tài)等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，所有測(cè)量通道的告警閾值均可單獨(dú)設(shè)定，出線越限事件立即觸發(fā)系統(tǒng)聲光告警，在傳統(tǒng)儀表的體積上實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控回路的高度集成。

整套監(jiān)控可無需外部開關(guān)電源進(jìn)行供電，主路進(jìn)線模塊的AB面進(jìn)線任意一路有電輸入，其就可以輸出DC 24V，用于觸摸屏及分路出線模塊供電工作，能夠節(jié)省精密配電柜內(nèi)的布局空間，同時(shí)無需外部繼電器切換即可確保監(jiān)控系統(tǒng)不掉電持續(xù)正常工作，相較于友商成本更低，方案更優(yōu)；

單出線模塊自身就可以實(shí)現(xiàn)AB面出線的電氣隔離，針對(duì)回路數(shù)少于A24+B24路的列頭柜，僅通過1進(jìn)線模塊+1出線模塊就可以實(shí)現(xiàn)全監(jiān)測(cè)，少于友商方案的模塊數(shù)，成本更低，方案更優(yōu)；

可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)監(jiān)控觸摸屏，采集并顯示1路進(jìn)線、2路進(jìn)線、3路進(jìn)線、4路進(jìn)線等系統(tǒng)的電力參數(shù)和開關(guān)及報(bào)警狀態(tài)，滿足客戶多樣化的需求；

針對(duì)雙路電源進(jìn)線的列頭柜，通過觸摸屏可以實(shí)現(xiàn)分路出線模塊AABB與ABAB接線方法的一鍵切換，便于不同柜型下由于布局安裝位置原因?qū)е碌慕泳€調(diào)整，使其電裝更為靈活；

可以實(shí)現(xiàn)虛擬電表的自定義分類和組合，將輸出回路進(jìn)行分組分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，自定義組名，如按照用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總顯示；

可以配合客戶開發(fā)增值服務(wù)功能，如監(jiān)控觸摸屏屏幕操作鎖定、列頭柜氛圍燈控制（開門/報(bào)警狀態(tài)指示）、定制專用操作顯示界面（目前兩套界面風(fēng)格）、在同一臺(tái)觸摸屏上實(shí)現(xiàn)交流和直流同時(shí)監(jiān)控等。

供選型模塊

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結(jié)語

安科瑞針對(duì)數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求提供的解決方案有效確保數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電的安全性、可靠性，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)中心行業(yè)進(jìn)行全面的內(nèi)外部環(huán)境分析，對(duì)國(guó)家政策、行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行行業(yè)熱點(diǎn)分析，預(yù)測(cè)未來的行業(yè)發(fā)展方向，同時(shí)完善自身行業(yè)的各種應(yīng)用解決方案，分析不同客戶需求，滿足不同客戶的應(yīng)用需求。