安之源机房动力环境监控技术方案

机房动力环境监控技术方案一、用户需求根据机房的实际情况，需要对机房中配电及动力、环境、安防等进行全面的集中监控。所监控的智能设备或子系统主要包括：配电柜供配电参数监测、配电开关状态监测、UPS主机监测、UPS蓄电池监测、精密空调监控、新风机组监控、温湿度监测、漏水监测、视频监控、门禁管制、消防监控等。具体监测内容：（需根据实际情况调整）配电柜配电参数：监测4路配电配电开关状态：监测32路配电开关通断状态UPS主机:2台UPSUPS蓄电池组：4组，每组不超过40节，单体DC12V精密空调：2台新风机组：1台温湿度：6个点漏水：2套，监测空调下方漏水门禁：4道门视频：4路消防：从消防控制器获取报警信号二、需求分析监控主机能够方便、实时查看到各智能设备或子系统的所有运行参数和运行状态。系统采用现场智能采集设备，采集到的信号和数据，传给集中监控服务器。具体设计：配电参数监测子系统：通过智能电量仪采集配电情况，并在监控系统以动态方式直观的显示。配电开关状态监测子系统：通过交流开关监测模块，实时监测开关的通断（断电或跳闸）状况，并在监控系统以直观的图形显示。UPS主机监控子系统：通过UPS厂家提供的智能接口及协议获取设备的运行参数，所采集的数据取决于协议所开放的数据采样点。UPS蓄电池组监测子系统：通过蓄电池组监测仪，监控系统实时采集每节电池的电压，蓄电池组组压，充放电电流，并长时间保存数据。精密空调监控子系统：通过精密空调厂家提供的智能接口及协议获取设备的运行参数，所采集的数据取决于协议所开放的数据采样点。新风机监控子系统：通过新风机厂家提供的智能接口及协议获取设备的运行参数，所采集的数据取决于协议所开放的数据采样点。温湿度监测子系统：通过在天花上安装带液晶显示的温湿度传感器监测机房内温湿度的数值，以监测机房的环境安全程度及对空调工作状态的信息反馈。漏水监控子系统：通过绳式漏水监测系统实时监测空调下方的泄露情况，准确定位漏水点位置，并在监控系统有直观的动态显示。消防监控子系统：通过干接点信号采集消防报警主机的报警信号。门禁监控子系统：通过门禁控制器实现对主要出入口进出人员的管理。视频监控子系统：通过摄像头和监控主机实现对重要区域的视频监控。具备的报警方式：手机短信报警、电话语音报警等。三、系统结构设计说明系统结构描述：1.数据采集层：针对机房内的各类参数用采集模块进行数据采集并通过多种总线形式传到监控主机。2.核心处理层：配备现场管理主机及相应的软件实现对各参数的集中存储与处理。并提供相应的报警方式：电话语音报警、手机短信报警。3.远程监控层：系统支持远端IE浏览、远程客户端浏览，实现移动办公。通过授权可以在任何有网络的地方实时的对监控系统进行浏览检索、操作控制等。四、系统设计依据《计算机站场地技术条件（GB2887-89）》《计算机站场地安全要求（GB9361）》《电子计算机机房设计规范（GB50174－2008）》《低压配电设计规范（GB50054－95）》《建筑安装工程质量检验评定标准（GBJ300－88）》《建筑装饰工程施工及验收规范（JGJ73－91）》《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范（CECS89:97）》《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》五、系统设计原则5.1性能(P-Performance)系统从机房日常运营管理的角度出发，为机房正常运营的连续性提供性能上的保证。系统软件从功能上充分考虑运营管理者的实际工作需求，并满足“安全第一，稳定至上”的运营宗旨。实时性：由于监控对象众多，在数据流量很大的情况下，系统仍能保持极高的实时性。一个信号周期(完成对管辖范围内所有设备的数据采集)控制在3秒内。5.2可靠性(R-Reliability)系统在实现所需功能的基础上，具备极高的可靠性和稳定性，能够7X24X365不间断地连续工作，平均无故障时间(MTBF)大于20万小时，平均修复时间(MTTR)小于2小时。高安全性：系统有完善的的安全防范措施，对所有操作人员按其工作性质分配不同的权限，并有完善的密码管理功能，可以有限的保证系统及数据的安全。误报率：在排除硬件及监控设备本身的故障时，系统的误报率要求小于0.1%系统能够自动检测各监控模块故障、传感器(模拟量)故障以及各智能设备与监控系统之间、各监控子系统之间的通讯是否正常，一旦发现通讯故障(包括系统本身的硬件故障)，系统能发出报警信息。抗干扰性：系统在选用各种采集单元及监控设备时，选用防潮、防雷、防静电、防干扰等性能优良的产品，同时于施工时采取相应的防护措施，确保系统通讯的稳定。5.3互换操作性(I-Interoperate)系统符合开放式的设计标准，支持各种数据库类型，并可对外提供各种通讯协议，完全实现与第三方系统的无缝对接，传递各种监控及报警信息。系统不仅要作为集成监控管理平台，还可以提供简明的集成开发工具。在使用的过程中，允许用户(维护人员)根据实际使用情况进行系统维护与平台的升级，并不需要专业软件知识就可以自由修改监控系统。系统提供网络扩展功能，支持各种网络传输方式，在任何有网络连接的地方，通过相应权限验证即可访问系统。5.4可扩展性(S-Scaleable)考虑到现有的监控点及今后不断扩充的需要，系统应拥有较大的容量(可扩容至10000监控点)。系统从软件和硬件两方面采用模块化结构设计，以适应不同区域和不同数量监控对象灵活调整的需要。对于监控对象的增减，系统只需增减相应的模块，而不影响系统其他部分的正常运作。系统支持在线扩容和升级，扩容和升级期间应能保证系统的不间断安全运行。系统软件可考虑用相应的组态工具(如设备组态、页面组态、策略组态)实现系统的组建、维护和扩充，以增强系统的易维护性和人性化特点。5.5易于维护和管理(M-Manageable)使用WINDOWS32位平台开发，有着直观、友好的人机界面，动态图形显示，只需要基本的计算机操作知识就可以完成所有操作，所有控件可以自定义。数据存储超过一年，极大的方便了管理，无须保存过多的纸质数据，查看数据时可以使用历史曲线或实时曲线，方便的分析数据（最大、小，平均值，总值等）。报警处理机制先进，发生报警时可以按照报警事件等级进行排队报警，可以选择使用电子地图、文字、语音、短消息、电话、声光报警等各种方式进行报警输出。六、各监控子系统的实现和功能6.1配电柜供配电参数和配电开关状态监测通过在配电柜上安装智能电量监测仪PDA380监测机房配电柜供电状况及参数（电流通过电流互感器接入到电量监测仪），然后通过通讯协议将参数传输至监控主机。一旦供配电系统工作状态不正常，系统会弹出报警画面，通过多媒体语音、电话语音、手机短信等报警方式，告知值班人员。监视各级的开关状态（进线柜、母联柜、出线柜及其他配电柜的开关状态），对于机房的重要配电开关，监视开关是否跳闸或断电等状态非常必要，一旦开关跳闸断电，计算机系统立即停止工作，将造成整个系统崩溃，如不尽快处理造成的损失将无法估计。当开关跳闸或断电时，系统自动切换到相应的运行画面，同时发出多媒体语音和电话语音或短信报警，通知管理员尽快处理，并事件记录到系统中。●监视参数包括：相电压(Va、Vb、Vc)；线电压（Vab、Vbc、Vca）；三相电流（Ia、Ib、Ic）；频率（f）；有功功率（KWa、KWb、KWc、∑KW）；无功功率（KVARa、KVARb、KVARc、∑KVAR）；视在功率（KVAa、KVAb、KVAc、∑KVA）；功率因数（Pfa、PFb、PFc、∑PF）；有功电度(KWH)；无功电度(KVARH)。●报警包括：市电停电报警；电压超高报警；电压超低报警；频率超高报警；频率超低报警；●监测界面举例：6.2UPS主机监测UPS内部部件发生故障或运行状态欠佳的情况随时存在，而这些可能发生的故障凭肉眼是无法监测到的，只有通过UPS本身的内部侦测系统将其运行状态和参数通过协议的方式告诉上位机。我们通过UPS厂家提供的串口通信协议及通讯接口对UPS进行全面系统的监测与诊断。一旦有故障发生，自动弹出报警画面，通过多媒体声音、电话语音、手机短信、声光等多种报警方式告之相关人员。*不同品牌、不同型号UPS监测内容不尽相同，由设备通信协议决定。●监视参数包括:电压：输入电压，旁路电压，输出电压，整流器电压，逆变器电压；电流：输入电流，旁路电流，输出电流，逆变器电流；频率：输入频率，旁路频率，输出频率，逆变器频率；功率：各相有功功率，标称功率，功率因素；电池：电池备份时间，负载率，电池温度。●监视状态包括：整流器、逆变器、充电器、电池、自动旁路的运行状态。●报警主要包括：输入电压、频率越限报警；输出电压越限报警；整流器电压越限报警；过载报警；电池电压低报警；电池后备时间超低报警；电池温度超高报警；逆变器关闭报警；自动旁路开报警；整流器、逆变器、充电器、电池、自动旁路故障报警。●监测界面举例：6.3UPS蓄电池组监测在一个UPS不间断电源系统中，可以说蓄电池是这个系统的支柱，没有电池的UPS只能称作稳压稳频（CVCF）电源。UPS所以能够实现不间断供电，就是因为有了蓄电池，在市电异常时，逆变器直接将蓄电池的化学能变成交流电能输送出去，使用电设备得以连续运行下去。目前，中小型UPS电源中广泛使用的免维护密封铅酸蓄电池，占据UPS电源总成本的1/4~1/2之多，不仅如此，实际维修也表明，约有50%以上的UPS电源故障与UPS蓄电池有关。UPS蓄电池的失效主要表现为端电压不够、容量不足或瞬间放电电流不满足带载启动要求等。一般正常使用的UPS，其电池寿命在5年左右，但目前国内有相当部分UPS电池在投入使用不到1年就开始出现问题，更有甚者，有些进口品牌的国产电池刚买来就失效的情况也并不罕见，这一方面是由于蓄电池在制造工艺上存在先天的缺陷，另一方面是由于后天缺乏必要维护造成。值得注意的是许多使用单位由于缺乏必要的测试维护手段，根本不清楚自己系统UPS蓄电池的健康状况，为UPS系统正常工作留下隐患。UPS蓄电池的维护与一般低压系统蓄电池的维护类似，当引进新电池时，要求工程验收，进行深度放电；当新电池投入使用后，要求保持适宜的电池工作环境温度，要求定期测量各电池端电压，当各电池压差过大时，要进行均充，要求定期对电池进行试探性容量试验或深度放电，以便检查电池组的性能优劣以及保持电池的活性。在实际运用中，由于各种条件的限制，UPS蓄电池的维护很少有人完全按照上面所述进行，在国内有95%以上的UPS电池缺乏必要的维护，这为UPS供电故障埋下隐患；由于一般UPS电池是装在柜子里，测量、脱离都不方便；现下98%以上的UPS电池没有安装监控设备，广大维护人员所能进行的只有每隔一段时间，关闭市电让UPS电池对实际系统放电一段时间，充其量只是让电池组活化一下，以保持电池的活性，而对于电池的性能优劣及各节电池的剩余容量等重要数据还是无从知晓。如果不能妥善地管理使用蓄电池组，例如过充电、过放电及电池老化等现象都会导致电池损坏或电池容量急剧下降（即使只有一节电池性能恶化，也会严重影响整组电池的性能），从而影响设备的正常供电。因此，及时可靠的对电池组进行巡回检测对于维护通信系统设备的正常运转具有十分重要的意义。在此我们通过在线式电池监测仪，直流电流传感器等设备对UPS后备电池进行监控，对电池故障进行预警；鉴于温度对电池容量与寿命的影响，我们使用微型温度传感器对蓄电池的工作温度进行监测。一旦电池异常，将自动切换到电池监测画面。越限参数将变色，并伴随有报警声音，有相应的处理提示。可根据用户需要设置电话语音或短信通知。对于重要的参数，可作曲线记录，可查询一年内的曲线，并可显示选定某天的最大值，最小值，使管理人员对电池的状况有全面的了解。6.4精密空调监控采用RS-485总线通讯方式，通过精密空调厂家提供的通讯协议及通讯接口对空调运行状态、运行参数及报警信息进行监控。一旦有故障发生，自动弹出报警画面，通过多媒体语音和电话语音报