數(shù)據(jù)中心機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

時(shí)間：2023-03-23作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：148

 摘 要：結(jié)合銀行數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)銀行數(shù)據(jù)中心機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，分析銀行數(shù)據(jù)中心機(jī)房監(jiān)控對(duì)象、搭建系統(tǒng)監(jiān)控架構(gòu)，給出監(jiān)控實(shí)現(xiàn)方法，*后針對(duì)運(yùn)行一段時(shí)間出現(xiàn)的問題，提出優(yōu)化措施和建議，對(duì)同類工程建設(shè)具有一定借鑒意義。

     關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；動(dòng)環(huán)監(jiān)控；系統(tǒng)架構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

0引言

      銀行數(shù)據(jù)中心機(jī)房的供配電和精密空調(diào)等基礎(chǔ)設(shè)施多，而設(shè)備維護(hù)人力資源少，因此增加了基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維人員工作強(qiáng)度和難度。為及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并處理，本文設(shè)計(jì)了動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，并針對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的主要問題給出優(yōu)化措施。

1系統(tǒng)

        監(jiān)控對(duì)象銀行數(shù)據(jù)中心機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱為動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)）的監(jiān)控對(duì)象可分為三大類：**是對(duì)設(shè)備動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)時(shí)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，如供配電系統(tǒng)開關(guān)狀態(tài)、ＵＰＳ和柴油發(fā)電機(jī)等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)和狀態(tài)等；*二是對(duì)機(jī)房內(nèi)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，如溫度、濕度、漏水、氫氣濃度及消防等；*三是對(duì)人員設(shè)備進(jìn)出進(jìn)行監(jiān)控，如門禁、攝像頭、防入侵等安全類設(shè)備。而機(jī)柜內(nèi)服務(wù)器、交換機(jī)、加密機(jī)等安全或網(wǎng)絡(luò)類硬件設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并未納入，不在本文探討范圍。

2系統(tǒng)架構(gòu)

       動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代通信技術(shù)和控制技術(shù)，對(duì)機(jī)房動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)**機(jī)房的現(xiàn)代化管理。對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)，從而構(gòu)成統(tǒng)一的協(xié)同工作的整體。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖１所示。

圖1動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.軟件平臺(tái)

        動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控平臺(tái)軟件采用Ｂ／Ｓ結(jié)構(gòu)，通過在機(jī)房中安裝各種傳感器設(shè)備進(jìn)行底層數(shù)據(jù)采集，外廠家設(shè)備需提供通信接口及其開放的通信協(xié)議，進(jìn)行數(shù)據(jù)“翻譯”處理，通過機(jī)房監(jiān)控平臺(tái)集中監(jiān)控，全中文、圖形化；界面結(jié)構(gòu)層次清晰，實(shí)時(shí)反映數(shù)據(jù)狀態(tài)。集中監(jiān)控平臺(tái)需要能運(yùn) 行于中文Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系統(tǒng)。動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控平臺(tái)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，可劃分為采集層、處理層、管理層及展示層，如圖３所示。

圖3動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控平臺(tái)軟件架構(gòu)圖

       系統(tǒng)告警采取短信、電話、現(xiàn)場(chǎng)語音三種報(bào)警結(jié)合的方式，報(bào)警等級(jí)分為緊急、重要、一般三個(gè)層次，不同級(jí)別的報(bào)警采用不同報(bào)警方式實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息的發(fā)送。無論系統(tǒng)處于任何畫面，都可自動(dòng)提示告警，顯示告警信息。當(dāng)一個(gè)報(bào)警狀態(tài)解除時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)發(fā)送相應(yīng)的恢復(fù)短信，以便機(jī)房管理人員隨時(shí)掌握相關(guān)動(dòng)態(tài)。

4系統(tǒng)運(yùn)行中的問題及優(yōu)化措施

4.1常見問題

       動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行以來，出現(xiàn)過監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)不刷新，采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，系統(tǒng)告警漏報(bào)、誤報(bào)、頻發(fā)（告警信號(hào)抖動(dòng)）及延遲報(bào)警問題。

（１）監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)不刷新。

（２）采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

（３）實(shí)時(shí)告警問題。

①告警漏報(bào)：告警漏報(bào)主要原因是告警級(jí)別設(shè)置過低或設(shè)備通信中斷或設(shè)備信息故障等導(dǎo)致重要告警信息缺失，未能及時(shí)上報(bào)運(yùn)維人員，從而錯(cuò)失重要告警信息，將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

②告警誤報(bào)：告警誤報(bào)是衡量動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)可用性的重要指標(biāo)，采集裝置受到電磁干擾或周圍環(huán)境改變、協(xié)議解析有誤、采集裝置故障、儀表故障、板卡端口故障等均會(huì)引起誤報(bào)，如精密空調(diào)四周部署的漏水繩因灰塵或沙土等導(dǎo)致電阻增大從而引起誤報(bào)。

③告警延遲：告警信息是否及時(shí)上報(bào)給運(yùn)維人員是考驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)是否合格的重要指標(biāo)之一，而上報(bào)時(shí)間應(yīng)設(shè)置為用戶可選項(xiàng)，如電力閃斷立即恢復(fù)的情形，可設(shè)置一定延時(shí)；而重要信息應(yīng)能在１５ｓ內(nèi)完成上報(bào)。

4.2優(yōu)化措施

（１）監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)不刷新問題的解決。運(yùn)維人員需熟知?jiǎng)迎h(huán)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，從單點(diǎn)設(shè)備故障到網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行排除，對(duì)重要設(shè)備必要時(shí)可優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑢?duì)采集設(shè)備或裝置進(jìn)行冗余備份，或?qū)χ匾O(jiān)控對(duì)象通信采用Ａ、Ｂ雙網(wǎng)通信。

（２）采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性問題的解決。檢查智能儀表裝置或第三方設(shè)備的通信協(xié)議是否準(zhǔn)確，與原廠家技術(shù)支持核實(shí)設(shè)備協(xié)議文本正確性，如更換智能儀表未核對(duì)通信協(xié)議，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)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(duì)通信配置進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查波特率、校驗(yàn)位、串口的設(shè)置等是否存在問題。檢查裝置或采集箱等設(shè)備、溫濕度探測(cè)器等硬件自身是否存在故障，排除設(shè)備硬件故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)確的問題。

（３）實(shí)時(shí)告警問題的優(yōu)化。首先嚴(yán)格控制智能設(shè)備串接數(shù)量，避免串接設(shè)備數(shù)量過多引起數(shù)據(jù)上傳緩慢，進(jìn)而導(dǎo)致告警延遲。




5動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

        通過數(shù)據(jù)中心動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，**數(shù)據(jù)中心正常運(yùn)行，避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障，保證維護(hù)人員安全，延長設(shè)備使用壽命，減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過高。同時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)環(huán)監(jiān)控并對(duì)各用能耗能進(jìn)行能效分析，幫助用戶實(shí)現(xiàn)用能效率的優(yōu)化。

 

5.1系統(tǒng)功能

（1）展示當(dāng)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(jì)算出當(dāng)前數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)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(dāng)前遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)和狀態(tài)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各配電柜的電壓、電流等電力參數(shù)。

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

（4）監(jiān)測(cè)各變壓器各項(xiàng)參數(shù)，包括負(fù)載率、頻率、功率因數(shù)、三相不平衡度等，并且顯示歷時(shí)曲線圖，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化。幫助用戶直

（5）電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)，可以監(jiān)測(cè)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(shí)監(jiān)測(cè)UPS溫度、蓄電池電壓、當(dāng)前負(fù)載下的剩余時(shí)間等數(shù)據(jù)。

（7）展示單體電池電壓、內(nèi)阻和溫度，預(yù)測(cè)電池帶載時(shí)剩余時(shí)間，每節(jié)電池?cái)?shù)據(jù)均可以設(shè)置異常報(bào)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池異常。

（8）展示精密配電柜內(nèi)進(jìn)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(guān)狀態(tài)，并可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警設(shè)置和分級(jí)，數(shù)據(jù)取自精密配電柜測(cè)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(guān)狀態(tài)、插接點(diǎn)溫度，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警設(shè)置和分級(jí)。

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

（11）實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)中心PUE值以及歷史PUE曲線。并且顯示各分項(xiàng)用能的用能情況及用能排行。監(jiān)測(cè)各變壓器運(yùn)行及負(fù)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(bào)表，并可對(duì)具體回路選擇曲線圖、餅圖進(jìn)行展示。對(duì)數(shù)據(jù)中心用電數(shù)據(jù)進(jìn)行同比、環(huán)比分析比較，查看用電趨勢(shì)。

（13）監(jiān)測(cè)精密空調(diào)的回風(fēng)溫濕度，出回水溫度，并可以設(shè)定精密空調(diào)的溫濕度，達(dá)到較好的控制效果。

（14）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心溫濕度、開關(guān)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(shí)支持歷史數(shù)據(jù)查詢

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

維管理功能，可針對(duì)數(shù)據(jù)中心各主要設(shè)備進(jìn)行巡檢派工，消缺，搶修等維護(hù)工作。

6. 動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)選型方案

7.結(jié)語

       動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)在銀行數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)中發(fā)揮重要作用，在一定程度上扮演了運(yùn)維人員“眼耳鼻”的角色。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行在于７×２４ｈ不間斷服務(wù)和重要告警信息能及時(shí)通知相關(guān)運(yùn)維人員。而動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠正確運(yùn)行的關(guān)鍵在于系統(tǒng)架構(gòu)、供電及組網(wǎng)的設(shè)計(jì)。在運(yùn)維過程中，系統(tǒng)難免會(huì)出現(xiàn)一些問題，需不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、梳理出問題并進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。本文基于銀行數(shù)據(jù)中心動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)實(shí)際出發(fā)，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)，同時(shí)對(duì)運(yùn)行出現(xiàn)的問題進(jìn)行合理優(yōu)化，可行性。


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