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

時(shí)間：2023-03-24作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：81

   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(jiǎn)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?jī)?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)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)原則

          銀行機(jī)房動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“集中化、一體化、智能化”的設(shè)計(jì)模式，采用高標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)、高效、流程化的監(jiān)控管理。

（１）穩(wěn)定性。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)作為機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施“管家”，要求２４ｈ不間斷提供服務(wù)，這不僅依賴動(dòng)環(huán)監(jiān)控設(shè)備供電的穩(wěn)定性，還依靠網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。

（２）安全性。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)采集回路應(yīng)具備良好的保護(hù)機(jī)制，不會(huì)因采集回路故障而造成被監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)備誤動(dòng)作或故障，且系統(tǒng)應(yīng)具備自檢功能，在基礎(chǔ)設(shè)施故障時(shí)能及時(shí)通過電話或短信等方式告知運(yùn)維人員設(shè)備故障部位、故障性質(zhì)等。

（３）開放性。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)符合開放式設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)留多種對(duì)外接口和兼容ＭＯＤＢＵＳ－ＴＣＰ、ＯＰＣ、ＯＤ－ＢＣ、ＢＡＣＮＥＴ等標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)與第三方廠商設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸與交換。

（４）可擴(kuò)展性。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)可擴(kuò)容及易維護(hù)，以適應(yīng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的擴(kuò)容、監(jiān)控設(shè)備增加等變動(dòng)情形。

2.2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。硬件上采用三層架構(gòu)：底層為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，由被監(jiān)控設(shè)備、Ｉ／Ｏ采集模塊等構(gòu)成；中間層為數(shù)據(jù)采集處理層，由各串口服務(wù)器、動(dòng)環(huán)服務(wù)器、交換機(jī)等構(gòu)成；**層為數(shù)據(jù)應(yīng)用層，由監(jiān)控平臺(tái)或客戶端等終端構(gòu)成。軟件上采用Ｂ／Ｓ結(jié)構(gòu)，在機(jī)房中通過安裝各種傳感器及數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行底層數(shù)據(jù)采集，將所有子系統(tǒng)集成在統(tǒng)一的用戶界面下，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系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1工程概況

       數(shù)據(jù)中心主機(jī)房設(shè)置在６Ｆ，按功能細(xì)分為服務(wù)器機(jī)房一、二、三，網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，配電間Ａ、Ｂ；配電間重要斷路器或開關(guān)、電量?jī)x、ＵＰＳ及防雷，主機(jī)房?jī)?nèi)新風(fēng)機(jī)、精密空調(diào)及漏水檢測(cè)、機(jī)柜ＰＤＵ、溫濕度、防入侵（紅外線檢測(cè)）需納入動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)。ＵＰＳ蓄電池室設(shè)置在－２Ｆ，柴油發(fā)電機(jī)間設(shè)置在－１Ｆ，三電源切換室設(shè)置在１Ｆ，運(yùn)維室設(shè)置在７Ｆ，消防氣瓶間設(shè)置在８Ｆ。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象見表１。

表１監(jiān)控對(duì)象

3.2硬件構(gòu)成

        動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)由２臺(tái)服務(wù)器（雙機(jī)熱備）、２臺(tái)客戶端ＰＣ機(jī)、監(jiān)控大屏、**交換機(jī)（Ａ、Ｂ網(wǎng)）、視頻匯聚交換機(jī)、門禁接入交換機(jī)、采集箱及串口服務(wù)器等構(gòu)成。

3.2.1數(shù)據(jù)采集層**設(shè)備

       采集箱負(fù)責(zé)開關(guān)量、溫濕度等原始數(shù)據(jù)的采集，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的**，采用深圳計(jì)通機(jī)架式，大小為２Ｕ，可安裝在機(jī)柜內(nèi)，箱內(nèi)采集模塊通過端子排與被監(jiān)控設(shè)備相連。串口服務(wù)器采用計(jì)通ＯＡＯ－９０００Ｅ嵌入式智能管理單元，該設(shè)備集數(shù)據(jù)采集、解析、存儲(chǔ)告警于一體，具備正確故障定位能力，可滿足不同廠家設(shè)備數(shù)據(jù)信號(hào)的接入與“翻譯”。

3.2.2現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

       現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的設(shè)備分為需接協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)備、需提供通信協(xié)議設(shè)備、模擬量直集模塊和開關(guān)量直集模塊四類。

（１）需接協(xié)議轉(zhuǎn)換器（串口服務(wù)器）的設(shè)備包括精密空調(diào)、漏水繩、機(jī)柜ＰＤＵ、電量?jī)x、ＵＰＳ電源、蓄電池、柴油發(fā)電機(jī)。這些設(shè)備需相應(yīng)廠家提供通信接口及其開放的通信協(xié)議，以便對(duì)各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)或狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

（２）需提供通信協(xié)議的設(shè)備包括視頻監(jiān)控和門禁子系統(tǒng)。這些設(shè)備需相應(yīng)的廠家提供通信協(xié)議，由動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行集成和管理，能實(shí)現(xiàn)在動(dòng)環(huán)監(jiān)控端點(diǎn)擊任意攝像頭調(diào)出相應(yīng)攝像頭的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面和實(shí)現(xiàn)對(duì)任意門的開關(guān)控制。

（３）模擬量直集模塊。

①溫濕度監(jiān)測(cè)：通過在機(jī)房?jī)?nèi)的重要區(qū)域、冷熱通道和機(jī)柜內(nèi)部安裝溫濕度傳感器，實(shí)時(shí)采集溫濕度的變化情況和熱力分布情況。

②氫氣監(jiān)測(cè)：通過在電池間安裝氫氣采集模塊，可實(shí)時(shí)檢測(cè)ＰＰＭ值是否**標(biāo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)氫氣泄漏的電池隱患；當(dāng)氫氣ＰＰＭ達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。

（４）開關(guān)量直集模塊。

①重要開關(guān)監(jiān)測(cè)：通過監(jiān)測(cè)配電柜內(nèi)重要斷路器的輔助觸點(diǎn)狀態(tài)，判斷開關(guān)的通斷狀態(tài)；當(dāng)監(jiān)測(cè)的開關(guān)狀態(tài)與設(shè)定默認(rèn)狀態(tài)不一致時(shí)，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。

②防雷監(jiān)測(cè)：通過監(jiān)測(cè)防雷器的遙信觸點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)防雷器狀態(tài)；當(dāng)監(jiān)測(cè)的防雷器狀態(tài)與設(shè)定默認(rèn)狀態(tài)不一致時(shí)，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。

③新風(fēng)排煙監(jiān)控：通過在新風(fēng)和排煙管道中安裝壓差開關(guān)檢測(cè)壓差信號(hào)，監(jiān)測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)新風(fēng)機(jī)和排煙機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，可遠(yuǎn)程控制新風(fēng)機(jī)的啟停。

④防入侵監(jiān)測(cè)：通過在機(jī)房?jī)?nèi)安裝紅外探頭以監(jiān)測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)人員移動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)紅外探測(cè)器的狀態(tài)異常時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。

⑤消防監(jiān)測(cè)：通過采集消防控制主機(jī)報(bào)警輸出點(diǎn)的信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)各分區(qū)的消防狀態(tài)；一旦發(fā)生報(bào)警，系統(tǒng)就自動(dòng)切換到相應(yīng)的監(jiān)控界面，火警狀態(tài)圖標(biāo)變紅且閃爍顯示，同時(shí)產(chǎn)生報(bào)警事件并記錄存儲(chǔ)。

３.2.3供電與組網(wǎng)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)硬件

       設(shè)備的供電需雙路ＵＰＳ電源，以確保供電可靠性，滿足２４ｈ不間斷提供服務(wù)的要求；而且重要的硬件設(shè)備要求主從配置，如動(dòng)環(huán)服務(wù)器具備雙機(jī)熱備功能，利用“雙監(jiān)控系統(tǒng)＋雙數(shù)據(jù)庫(kù)”模式，保證系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行。

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備的組網(wǎng)要求Ａ、Ｂ雙網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備逐級(jí)匯接模式，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由ＰＯＥ交換機(jī)、接入交換機(jī)、匯聚交換機(jī)、**交換機(jī)組成。ＰＯＥ交換機(jī)負(fù)責(zé)視頻攝像機(jī)的供電和數(shù)據(jù)傳輸；接入交換機(jī)使用二層有ＶＬＡＮ功能的交換機(jī)，負(fù)責(zé)采集單元中數(shù)據(jù)收斂；匯聚交換機(jī)使用三層交換機(jī)，用于匯聚ＰＯＥ交換機(jī)數(shù)據(jù)，避免二層網(wǎng)絡(luò)過大導(dǎo)致環(huán)路，也減輕了**交換機(jī)的數(shù)據(jù)負(fù)擔(dān)。

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖２所示

圖2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

3.3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及數(shù)據(jù)采集設(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。其中，個(gè)人工作平臺(tái)能提供動(dòng)環(huán)監(jiān)控主界面、告警事件列表、待辦事項(xiàng)、告警等級(jí)統(tǒng)計(jì)、ＰＵＥ實(shí)時(shí)曲線、基礎(chǔ)設(shè)施分類餅狀圖等可自由選擇的個(gè)性化定制界面。報(bào)表管理可根據(jù)機(jī)房管理原有報(bào)表格式生成詳細(xì)的數(shù)據(jù)記錄報(bào)表和數(shù)據(jù)分析報(bào)表，存儲(chǔ)格式為Ｅｘｃｅｌ或ＰＤＦ；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間需長(zhǎng)于１年，且具有防篡改功能。軟件交互界面中，動(dòng)環(huán)監(jiān)控模塊可直觀看到各個(gè)機(jī)房實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置機(jī)房名稱、設(shè)備圖標(biāo)等**鏈接可直達(dá)各子界面，通過溫濕度監(jiān)測(cè)、門禁、視頻監(jiān)控、溫度場(chǎng)、漏水監(jiān)測(cè)、紅外監(jiān)測(cè)、消防監(jiān)測(cè)等按鈕可直達(dá)各分畫面，并提供基于電子地圖、實(shí)時(shí)曲線、餅狀圖、折線圖、直方圖等多形式數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式，便于運(yùn)維人員分析設(shè)備歷史運(yùn)行趨勢(shì)，以判斷設(shè)備狀況。

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.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(zhǎng)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.動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)選型方案

6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，結(jié)果證明該策略的可行性。


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  電力運(yùn)維目前存在的問題：1、目前電力配電房分散點(diǎn)多，每個(gè)配電室需要人員，這也是運(yùn)維值班人員多的直接原因，而傳統(tǒng)配電房面臨人員短缺，員工年齡偏大，后續(xù)補(bǔ)充困難等現(xiàn)實(shí)情況。隨著人們生活水平的提高，用工成本也在不斷攀升，人工成本與用工缺口的矛盾越來越大。在相關(guān)技術(shù)方面，項(xiàng)目現(xiàn)有的值班電工在解決低壓電器故障方面尚可，但存在過分信賴于經(jīng)驗(yàn)與廠家，缺乏數(shù)據(jù)分析支撐等現(xiàn)實(shí)問題，搶修的被動(dòng)性比較**;對(duì)于高壓故障

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  摘要：棉花加工企業(yè)每年新棉收購(gòu)加工時(shí)間集中。提高加工生產(chǎn)安全運(yùn)轉(zhuǎn)，縮短加工周期較為重要。將無線測(cè)溫系統(tǒng)應(yīng)用到棉花加工廠中，運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)預(yù)警，實(shí)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)設(shè)備不良運(yùn)行狀況進(jìn)行提前預(yù)警，可降低設(shè)備巡查和維修量，提高生產(chǎn)安全運(yùn)行率，縮短加工周期，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。本文對(duì)無線測(cè)溫技術(shù)在棉花加工廠的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了淺述。? ?