【解決方案】數據中心動力環境監控系統的應用方案

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1 數據中心

2 設計原則——以某銀行為例

2.1原則

銀行機房動環監控系統設計應遵循“集中化、一*化、智能化”的設計模式，采用高標準的監控系統設計原則，實現主動、高*、流程化的監控管理。

（1）穩定性。動環監控系統作為機房基礎設施“管家”，要求２４ｈ不間斷提供服務，這不僅依賴動環監控設備供電的穩定性，還依靠網絡通信的可靠性。

（2）安全性。動環監控系統信號采集回路應具備良好的保護機制，不會因采集回路故障而造成被監控基礎設備誤動作或故障，且系統應具備自檢功能，在基礎設施故障時能及時通過電話或短信等方式告知運維人員設備故障部位、故障性質等。

（3）開放性。動環監控系統應符合開放式設計標準，預留多種對外接口和兼容ＭＯＤＢＵＳ－ＴＣＰ、ＯＰＣ、ＯＤ－ＢＣ、ＢＡＣＮＥＴ等標準通信協議，以實現與第三方廠商設備數據的傳輸與交換。

（4）可擴展性。動環監控系統應可擴容及易維護，以適應數據中心機房的擴容、監控設備增加等變動情形。

2.2系統架構

動環監控系統采用計算機網絡、現代通信技術和控制技術，對機房動力設備及環境等進行實時監控，實現無人值守機房的現代化管理。硬件上采用三層架構：底層為現場設備層，由被監控設備、Ｉ／Ｏ采集模塊等構成；中間層為數據采集處理層，由各串口服務器、動環服務器、交換機等構成；頂層為數據應用層，由監控平臺或客戶端等終端構成。軟件上采用Ｂ／Ｓ結構，在機房中通過安裝各種傳感器及數據采集設備進行底層數據采集，將所有子系統集成在統一的用戶界面下，對各個子系統進行統一監視、控制和協調，從而構成統一的協同工作的整體。系統架構設計如圖１所示。

2.3硬件構成

動環監控系統由２臺服務器（雙機熱備）、２臺客戶端ＰＣ機、監控大屏、核心交換機（Ａ、Ｂ網）、視頻匯聚交換機、門禁接入交換機、采集箱及串口服務器等構成。

 

3 系統運行中的問題及優化措施

3.1常見問題

動環監控系統運行以來，出現過監控平臺數據不刷新，監控平臺電腦“假死”，采集數據不準確，系統告警漏報、誤報、頻發（告警信號抖動）及延遲報警問題。

（1）監控平臺數據不刷新。

（2）采集數據不準確。

（3）實時告警問題。

①告警漏報②告警誤報③告警頻發④告警延遲

3.2優化措施

（1）監控平臺數據不刷新問題的解決。運維人員需熟知動環監控系統架構和網絡拓撲，從單點設備故障到網絡故障進行排除，對重要設備必要時可優化系統結構或網絡拓撲，對采集設備或裝置進行冗余備份，或對重要監控對象通信采用Ａ、Ｂ雙網通信。

（2）采集數據準確性問題的解決。檢查智能儀表裝置或第三方設備的通信協議是否準確，與原廠家技術支持核實設備協議文本正確性，如更換智能儀表未核對通信協議，將導致數據不準確或無法采集。檢查通信故障，首先檢查物理連接是否存在問題，然后對通信配置進行檢查，檢查波特率、校驗位、串口的設置等是否存在問題。檢查采集裝置或采集箱等設備、溫濕度探測器等硬件自身是否存在故障，排除設備硬件故障導致數據采集不準確的問題。

（3）實時告警問題的優化。首先嚴格控制智能設備串接數量，避免串接設備數量過多引起數據上傳緩慢，進而導致告警延遲。合理配置ＦＳＵ掃描時間，通過調整動環設備掃描周期來縮短采集裝置對各個測點的問詢時間，以提高采集速度。其次合理選擇設備測點，對重要測點進行合理選擇和優化，避免掃描過多的測點造成采集器負擔過重，進而影響采集效率。另外，運維人員應避免非重要數據的掃描占用過多資源，引起采集過慢。再者通過軟件手段控制告警頻發和非合理數據引發的告警，可增加告警回差屏蔽功能，數據采集值超出合理范圍的，通過設置有*的閾值上下限，屏蔽此部分數據，消誤告警。電磁干擾在傳輸過程中產生的誤告警，除在軟件端進行有門限屏蔽外，還可在傳輸線路上套裝抗干擾磁環以減少干擾。*后采用人工智能等先進手段增加告警邏輯關系分析和對告警信息進行合理分類。如增加告警溯源功能，劃分主次告警，確定告警產生設備的主從關系，進而對告警信息進行有優化，以減少告警“信息轟炸”，同時不漏掉重要告警信息。

4安科瑞動環監控系統解決方案

通過數據中心動環監控系統，實現了對數據中心的門禁狀態、水浸狀態，煙霧狀態，視頻狀態，環境狀態，高低壓配電狀態，設備運行狀態進行實時監測，并進行實時報警，保障數據中心正常運行，避免運行環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。同時實現動環監控并對各用能耗能進行能效分析，幫助用戶實現用能效率的優化。

4.1系統功能

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

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

（3）電氣接點溫度實時監測，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測接點溫度，便于提前發現溫度異常導致的事故。

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

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

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

（7）展示單體電池電壓、內阻和溫度，預測電池帶載時剩余時間，每節電池數據均可以設置異常報警，及時發現蓄電池異常。

（8）展示精*配電柜內進線和饋線回路電氣參數，包括電流電壓功率電能以及開關狀態，并可以對數據進行報警設置和分級，數據取自精*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，包括電流電壓、開關狀態、插接點溫度，并對數據進行報警設置和分級。

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

（11）實時顯示當前數據中心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。對數據中心用電數據進行同比、環比分析比較，查看用電趨勢。

（13）監測精*空調的回風溫濕度，出回水溫度，并可以設定精*空調的溫濕度，達到更好的控制效果。

（14）監測數據中心溫濕度、開關門、水浸、煙霧、噪聲、氣體濃度狀態等參數。曲線圖直觀明了，同時支持歷史數據查詢

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

維管理功能，可針對數據中心各主要設備進行巡檢派工，消缺，搶修等維護工作。

4.2 安科瑞動環監控系統選型方案

 

作者介紹

未曉妃，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為微電網能效管理和環保安全用電。