摘要：安科瑞精密配電系統是安科瑞針對數據中心集中監控要求提供的多回路監控裝置，監控多回路電參量并可對各種故障進(jìn)行告警。主要適用于各類(lèi)列頭柜、精密配電柜、電源分配柜、UPS輸出柜等末端配電設備的監控。在闡述數據中心機房機柜配電目標要求的基礎上，就傳統配電模式下數據中心機房機柜配電方案和問(wèn)題展開(kāi)分析，期望能為機柜配電新模式的設計應用提供參考，繼而促進(jìn)企業(yè)數據中心機房機柜建設工作的有序開(kāi)展，確保數據中心機房配電的安全性、可靠性。
1、概述
智能化和信息化高速發(fā)展，信息系統建設受到越來(lái)越多單位的重視，他們認為信息系統的建設能夠更好地服務(wù)于業(yè)務(wù)系統，因此信息系統的數目不斷增長(cháng)，相對應，信息系統配套所使用的環(huán)境機房設備也不斷增多。機房的環(huán)境設備如供配電設備、不間斷電源、精密空調、溫濕度、消防等，對機房的安全可靠運行，起著(zhù)重要作用，這些環(huán)境設備為各類(lèi)服務(wù)器、交換機等設備提供安全的運行環(huán)境。數據中心作為企業(yè)的信息中心樞紐，承載著(zhù)關(guān)系企業(yè)核心信息的服務(wù)器，是一套復雜的綜合設施，不僅僅包括計算機系統和其它與之配備的設備，還包括冗余的數據通信連、環(huán)境控制設備、監控設備以及各種安全裝置。配電系統作為數據中心重要的環(huán)節之一，斷電或低質(zhì)量供電是造成數據中心服務(wù)器宕機的主要因素之一。如何優(yōu)化數據中心機房配電系統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行，是數據中心管理者面臨的重大課題之一。
2、微模塊的智能化
微模塊通常配置有動(dòng)環(huán)監控系統，可以實(shí)現對門(mén)禁、視頻、溫濕度、煙感、水浸和能耗等的實(shí)時(shí)監測，更加便于管理與控制。數據中心或微模塊智能化的發(fā)展趨勢，可實(shí)現三維可視化管理。
2.1 微模塊(數據中心)環(huán)境可視化：①地理園區的虛擬仿真;②建筑外觀(guān)的虛擬仿真;③根據樓宇實(shí)際建筑結構三維建模;④可橫向/縱向拆分展示每一個(gè)微模塊的結構情況。
2.2 容量管理可視化：容量統計，實(shí)時(shí)統計機房和機柜的空間、承重、電力利用率情況，更合理地使用機房資源;動(dòng)態(tài)空間多條件查詢(xún)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備位置;可視化信息查詢(xún)，集成分散的管理信息和自動(dòng)統計及設備列表。
2.4 監控信息可視化：狀態(tài)可視化，直觀(guān)顯示設備告警信息和可用性狀態(tài)，快速定位故障設備，縮短排障時(shí)間;性能可視化，從監控子系統提取設備的性能數據集成展現，采用可視化手段優(yōu)化提升信息交互效率。
機柜內部需要集成一個(gè)功能完善的智能監控系統包括監控主機、觸控顯示屏、傳感器等，針對數據中心的動(dòng)力設備及環(huán)境變量進(jìn)行集中監控，及時(shí)發(fā)現故喧，提示維護人員來(lái)取必要的指施解決問(wèn)題，為機房的自動(dòng)化、智能化管理提供有力的技術(shù)支持。
圖1 監控系統架構示意圖
如上圖所示，部署架構由數據采集設備處理層、集中監控管理層和遠程瀏覽交互層組成。
數據采集設備層
監控單元采集并處理機柜內如 UPS、精密空調、溫濕度漏水等設施、環(huán)境的數據及狀態(tài)。具備數據采集、處理及存儲等能力，并通過(guò)觸控顯示屏呈現機柜的運行參數及狀態(tài)。數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )上傳至集中監控管理層進(jìn)行統一的監控管理。
集中監控管理層
由集中監控管理系統組成，負責所有機柜數據的集中監控和管理。接收由數據采集處理層通過(guò)網(wǎng)絡(luò )上傳的數據和報警信息，完成對數據的二次處理及分析實(shí)現數據的處理分析、告警管理、報表管理、資產(chǎn)管理、容量管理等功能。
遠程瀏覽交互層
為運維人員提供統一的告整告知、數據發(fā)布平臺并提供在 WEB 端交互操作
(1) 監控主機
針對機柜監控需求而開(kāi)發(fā)的數據采集監控終端，自帶豐富的設備端口，可實(shí)現現場(chǎng)數據采集、協(xié)議轉換、智能報警等功能。內置 WEB 服務(wù)，用戶(hù)可通過(guò) IE瀏覽器查看并管理該監控系統。
(2) 觸控顯示屏
支持多點(diǎn)觸控的電容屏，嵌入機柜前門(mén)安裝。能夠接入監控管理系統，可以對機柜環(huán)境參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。
(3) 傳感器監測模塊
設施監控功能
監控對象包含機架式配電箱、機架式UPS、精密空調、傳感器、柜門(mén)狀態(tài)等。
(1) 配電監控
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。
(2) 精密空調監控
支持送風(fēng)和回風(fēng)溫濕度實(shí)時(shí)監測、風(fēng)機轉速監測顯示及運行百分比顯示、壓縮機運行狀態(tài)監控顯示等。
(3) 傳感器數據監測
對機柜內環(huán)境的溫濕度傳感器數據、蓄電池模塊進(jìn)行監測。
(4) 安防消防系統監控
機柜設置可以手動(dòng)開(kāi)啟天窗、后門(mén)，機柜狀態(tài)顯示包括前門(mén)、后門(mén)、天窗、漏水監測、煙感狀態(tài)。通過(guò)對機柜底部進(jìn)行漏水監測、煙霧狀態(tài)監測，提供實(shí)時(shí)告警信號。
告警通知功能
告警通知模塊需要支持的功能說(shuō)明如下。
支持監測空調、配電、環(huán)境等狀態(tài)，如有故障或參數異常，系統會(huì )實(shí)時(shí)告警。
支持對某事件生命周期內的記錄查詢(xún)，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警事件，提供實(shí)時(shí)告警窗，可按告警等級、告警確認狀態(tài)快速過(guò)濾展現，支持告警窗顯示條目項定制，支持告警單條/批量確認。
根據報警事件報警級別的不同，監控系統可提供不同的報警方式：郵件報警、短信報警、電話(huà)報警、聲光報警。
2.5 配線(xiàn)管理可視化：①端口管理，以三維可視環(huán)境中查詢(xún)和展現實(shí)現配線(xiàn)架和設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(xún)和展現被管理設備之間的物理連接關(guān)系;③支持配線(xiàn)表導入導出;④支持可視化管理環(huán)境中直接操作鏈路配置。
3、常熟某微模塊列頭柜監控需求
精密配電柜主路、支路等多回路進(jìn)行監控的智能監控板，能夠實(shí)現可視化界面，采用7寸液晶彩色觸摸屏展示系統模擬圖，系統模擬圖可顯示各開(kāi)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。智能監控板應支持MODBUS或SNMP協(xié)議，支持被第三方網(wǎng)管集成。智能監控板需具有以下特性：
母線(xiàn)監測參數
三相輸入電壓、電流、頻率、無(wú)功功率、有功功率、功率因數、諧波百分比、電量、三相不平衡度、零地電壓、零線(xiàn)電流，母排溫度
主路開(kāi)關(guān)狀態(tài)、負載百分比
主回路電壓、電流測量精度不低于0.5%，有功/無(wú)功功率測量精度不低于1%，電能測量精度不低于1%
支路監測參數
支路額定電流、實(shí)際電流，支路負載百分比，支路開(kāi)關(guān)狀態(tài)，支路溫度測量
支路電流測量精度不低于0.5%，有功功率測量精度不低于2%，電能測量精度不低于2%
報警信號
支持LCD顯示屏聲光告警，觸摸屏消音。告警信息應按照重要程度分為提示告警、重要告警和緊急告警三級。智能監控板需提供以下報警：
主路欠壓、過(guò)壓、缺相、輸入開(kāi)關(guān)脫扣、單路掉電報警、電流互感器接線(xiàn)錯誤告警
主路電流越限及超限告警，主回路過(guò)載告警及三相不平衡告警
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
支路開(kāi)關(guān)狀態(tài)變化告警，過(guò)載告警，大電流沖擊告警
支路電流兩段閾值報警功能，且報警閾值可調
監控模塊故障及智能監控板內部通訊失敗告警
告警歷史記錄不得少于2500條
智能監控板的監控模塊支持熱插拔并具有故障指示燈，當檢測板模塊出現故障時(shí)，可以指示告警，并支持不斷電維護。
4、安科瑞針對列頭柜監控推出的解決方案
安科瑞公司AMC100系列精密配電監控裝置是專(zhuān)門(mén)針對于數據中心服務(wù)器電源管理設計的測量裝置。該裝置設計小巧，能夠對A+B兩路進(jìn)線(xiàn)和192路出線(xiàn)的全電參量參數、輸入輸出開(kāi)關(guān)及防雷器狀態(tài)等實(shí)時(shí)監測，所有測量通道的告警閾值均可單獨設定，出線(xiàn)越限事件立即觸發(fā)系統聲光告警，并且可以搭配絕緣檢測模塊，可以檢測直流系統母線(xiàn)及支路的絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)的監測與管理，在傳統儀表的體積上實(shí)現了監控回路的高度集成。
4.1、產(chǎn)品型號
4.2、組網(wǎng)方案
主機模塊AMC100-ZA的RS485口分別連接從機、觸摸屏系統、動(dòng)環(huán)監控系統。
4.3、觸摸屏數據呈現
4.4、方案推薦
AMC100系列產(chǎn)品能夠至多實(shí)現對4路進(jìn)線(xiàn)和192 路出線(xiàn)的全電參量參數、輸入輸出開(kāi)關(guān)及防雷器狀態(tài)等實(shí)時(shí)監測，所有測量通道的告警閾值均可單獨設定，出線(xiàn)越限事件立即觸發(fā)系統聲光告警，在傳統儀表的體積上實(shí)現了監控回路的高度集成。
整套監控可無(wú)需外部開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行供電，主路進(jìn)線(xiàn)模塊的AB面進(jìn)線(xiàn)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(xiàn)模塊供電工作，能夠節省精密配電柜內的布局空間，同時(shí)無(wú)需外部繼電器切換即可確保監控系統不掉電持續正常工作，相較于友商成本更低，方案更優(yōu);
單出線(xiàn)模塊自身就可以實(shí)現AB面出線(xiàn)的電氣隔離，針對回路數少于A(yíng)24+B24路的列頭柜，僅通過(guò)1進(jìn)線(xiàn)模塊+1出線(xiàn)模塊就可以實(shí)現全監測，少于友商方案的模塊數，成本更低，方案更優(yōu);
可以實(shí)現一臺監控觸摸屏，采集并顯示1路進(jìn)線(xiàn)、2路進(jìn)線(xiàn)、3路進(jìn)線(xiàn)、4路進(jìn)線(xiàn)等系統的電力參數和開(kāi)關(guān)及報警狀態(tài)，滿(mǎn)足客戶(hù)多樣化的需求;
針對雙路電源進(jìn)線(xiàn)的列頭柜，通過(guò)觸摸屏可以實(shí)現分路出線(xiàn)模塊AABB與ABAB接線(xiàn)方法的一鍵切換，便于不同柜型下由于布局安裝位置原因導致的接線(xiàn)調整，使其電裝更為靈活;
可以實(shí)現虛擬電表的自定義分類(lèi)和組合，將輸出回路進(jìn)行分組分項統計，自定義組名，如按照用戶(hù)進(jìn)行數據統計匯總顯示;
可以配合客戶(hù)開(kāi)發(fā)增值服務(wù)功能，如監控觸摸屏屏幕操作鎖定、列頭柜氛圍燈控制(開(kāi)門(mén)/報警狀態(tài)指示)、定制專(zhuān)用操作顯示界面(目前兩套界面風(fēng)格)、在同一臺觸摸屏上實(shí)現交流和直流同時(shí)監控等。
供選型模塊
5、結束語(yǔ)
安科瑞針對數據中心集中監控要求提供的解決方案有效確保數據中心機房配電的安全性、可靠性，同時(shí)對數據中心行業(yè)進(jìn)行全面的內外部環(huán)境分析，對國家政策、行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢進(jìn)行行業(yè)熱點(diǎn)分析，預測未來(lái)的行業(yè)發(fā)展方向，同時(shí)完善自身行業(yè)的各種應用解決方案，分析不同客戶(hù)需求，滿(mǎn)足不同客戶(hù)的應用需求。
參考文獻
陳華彬 . 模塊化機房在小型數據中心的建設探討 . 中文科技期刊數據庫工程技術(shù).2022
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