摘要：介紹了數(shù)據(jù)中心動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，并結(jié)合原理圖進(jìn)行了詳細(xì)分析。該系統(tǒng)主要監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心的電源設(shè)備和環(huán)境參數(shù)，如UPS、電池、配電柜、溫濕度、漏水監(jiān)測(cè)等。將實(shí)現(xiàn)多機(jī)房、微模塊遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)管，從而為提高數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo)PUE值奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.引言

數(shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心的系統(tǒng)，是管理運(yùn)維人員遠(yuǎn)程集中維護(hù)和操作的基本支撐工具，是展示數(shù)據(jù)中心能效、協(xié)助節(jié)能的有效平臺(tái)，可以監(jiān)控機(jī)房?jī)?nèi)各種設(shè)備的動(dòng)態(tài)設(shè)備參數(shù)、環(huán)境狀態(tài)、能效測(cè)量和位置。通過(guò)環(huán)境狀態(tài)感知、環(huán)境狀態(tài)采集、環(huán)境狀態(tài)異常報(bào)警、環(huán)境狀態(tài)保存和環(huán)境狀態(tài)呈現(xiàn)等幾個(gè)步驟，可以實(shí)現(xiàn)上述監(jiān)控功能。

(1)機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)對(duì)象包括：柴油發(fā)電機(jī)、配電柜、列頭柜(或母線槽)、UPS、電池組、溫度和濕度、水滲漏、精密空調(diào)、氫氣檢測(cè)、視頻監(jiān)控、門(mén)禁等。最終集成在動(dòng)環(huán)監(jiān)控平臺(tái)上進(jìn)行統(tǒng)一管理。在故障報(bào)警之前，可以進(jìn)行預(yù)警。當(dāng)故障報(bào)警發(fā)生時(shí)，可以通過(guò)各種方式通知管理人員，管理人員可以方便地設(shè)置和調(diào)整報(bào)警參數(shù)和條件。

(2)系統(tǒng)將通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，采用B/S結(jié)構(gòu)，便于遠(yuǎn)程訪問(wèn)和集中監(jiān)控。監(jiān)控設(shè)備或子系統(tǒng)通過(guò)串聯(lián)/網(wǎng)絡(luò)連接到監(jiān)控服務(wù)器；每個(gè)智能設(shè)備根據(jù)同一設(shè)備的一定數(shù)量分為不同的組，通過(guò)串聯(lián)連接的每個(gè)組設(shè)備手拉手串聯(lián)，然后連接到嵌入式收集器；該項(xiàng)目通常在消防值班室配備監(jiān)控服務(wù)器，也可以在電力室配備監(jiān)控服務(wù)器。嵌入式收集器和監(jiān)控服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)同步，以便監(jiān)控和報(bào)警。嵌入式收集器具有該存儲(chǔ)功能?！珨?shù)據(jù)為12個(gè)月。

以下是系統(tǒng)監(jiān)控的設(shè)備和參數(shù)的詳細(xì)介紹。

1.1動(dòng)力監(jiān)控

1.1.1柴油發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)

通過(guò)柴油發(fā)電機(jī)帶來(lái)的智能數(shù)據(jù)接口，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控和顯示發(fā)電機(jī)的三相輸出電壓、三相輸出電流、輸出功率、輸出頻率、啟動(dòng)電池電壓、液位和工作狀態(tài)。同時(shí)，發(fā)電機(jī)的工作模式(手動(dòng)自動(dòng))也可以、開(kāi)關(guān)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換（ATS）監(jiān)測(cè)和報(bào)警各種故障，如狀態(tài)、柴油泄漏、啟動(dòng)失敗、過(guò)載、緊急停車等。

1.1.2開(kāi)關(guān)電源監(jiān)控

三相輸入電壓、三相輸出電流、輸入頻率、輸出母線電壓、整流模塊單體輸出電流、總負(fù)載電流、電池充電電流、主要分路電流等參數(shù)通過(guò)智能數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)開(kāi)關(guān)電源的智能接口，信號(hào)通過(guò)總線連接到數(shù)據(jù)采集器，監(jiān)控平臺(tái)監(jiān)控機(jī)房?jī)?nèi)開(kāi)關(guān)電源的運(yùn)行情況。

1.1.3配電柜、列頭柜和開(kāi)關(guān)監(jiān)控

監(jiān)控信號(hào)線連接到列頭柜、UPS輸入柜、UPS輸出柜、二級(jí)空調(diào)配電柜的智能接口電量計(jì)，納入統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)。監(jiān)控相電壓、線電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、頻率等參數(shù)。各配電柜總進(jìn)線的三相電源，同時(shí)監(jiān)控各回路開(kāi)關(guān)和ATS開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

1.1.4UPS主機(jī)監(jiān)控

監(jiān)控平臺(tái)軟件通過(guò)UPS設(shè)備提供的智能數(shù)據(jù)接口實(shí)時(shí)監(jiān)控UPS。對(duì)UPS參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控:輸入輸出和旁路電力參數(shù)(電壓、頻率、負(fù)載數(shù)據(jù)等)。)，電池參數(shù)(總電壓、總充放電電流、溫度、備用時(shí)間等。)，工作狀態(tài)(工作模式)，同步狀態(tài)，UPS/旁路電源、整流器、逆變器、旁路、電池部件等故障狀態(tài)等。

1.1.5電池監(jiān)測(cè)

通過(guò)單個(gè)電池檢測(cè)模塊連接每個(gè)電池，然后電池檢測(cè)儀通過(guò)總線將信號(hào)連接到數(shù)據(jù)采集器，實(shí)時(shí)監(jiān)控電池報(bào)警。此外，它還能實(shí)時(shí)監(jiān)控電池組的總電壓、充放電電流、單節(jié)電池電壓、單節(jié)電池內(nèi)阻(可選)和極柱溫度，并具有單節(jié)電池模擬量監(jiān)控接入功能。

1.2環(huán)境監(jiān)控

1.2.1溫度和濕度監(jiān)測(cè)

帶液晶顯示面板的溫濕度傳感器安裝在機(jī)房重要區(qū)域(如冷熱通道、UPS室、電池室等)。)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即啟動(dòng)報(bào)警。設(shè)備的熱出風(fēng)口不允許安裝溫濕度傳感器。溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度和濕度，不僅可以在液晶面板上看到當(dāng)前的實(shí)時(shí)溫度和濕度值，還可以通過(guò)總線將信號(hào)連接到數(shù)據(jù)采集器中進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)可以與其他設(shè)備或系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。如果溫度過(guò)高，空調(diào)制冷可以自動(dòng)啟動(dòng)。

1.2.2漏水監(jiān)測(cè)

在有水源的地方，如空調(diào)主機(jī)周邊區(qū)域、空調(diào)排水管周邊區(qū)域、機(jī)房?jī)?nèi)含水管周邊區(qū)域等。，安裝定位水浸傳感器(通常是漏水繩)。水浸主機(jī)控制器直接將漏水報(bào)警信號(hào)通過(guò)總線接入數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1.2.3精密空調(diào)監(jiān)控

當(dāng)機(jī)房溫度異常時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)房其他設(shè)備的運(yùn)行。精密空調(diào)設(shè)備通過(guò)總線直接將監(jiān)控信號(hào)接入數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)智能通信接口，實(shí)現(xiàn)空調(diào)狀態(tài)(開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī))實(shí)時(shí)監(jiān)控以下功能。、當(dāng)前溫度值、工作模式、空調(diào)模式、風(fēng)速、調(diào)溫設(shè)置、定時(shí)啟動(dòng)時(shí)間、溫度控制啟動(dòng)上下限閥值等。

1.2.4濕膜加濕器監(jiān)控

可以通過(guò)智能數(shù)據(jù)接口，監(jiān)控機(jī)房、電力室、配套房間濕膜加濕器的運(yùn)行參數(shù)和故障報(bào)警。

1.3其他監(jiān)控

1.3.1視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控作為安全控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控和事故追溯的重要手段，應(yīng)在施工初期提前按要求部署視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并通過(guò)攝像頭等設(shè)備對(duì)關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控。

機(jī)房的所有分區(qū)都有監(jiān)控，重要機(jī)房的所有過(guò)道和冷熱通道至少設(shè)置了兩個(gè)攝像頭形成對(duì)射，沒(méi)有盲點(diǎn)覆蓋，配備7*24小時(shí)視頻監(jiān)控條件。通常采用1080P高清攝像頭，配備具有人臉識(shí)別功能的攝像頭和門(mén)禁大門(mén)進(jìn)出機(jī)房大廳。所有視頻數(shù)據(jù)保存時(shí)間為90天，具有智能監(jiān)控、離線報(bào)警等功能。

1.3.2門(mén)禁管理

門(mén)禁管理可以在線授權(quán)和撤銷，配置門(mén)禁參數(shù)，遠(yuǎn)程操作開(kāi)門(mén)，事故斷電常開(kāi)，防止撤銷等。它具有持卡人員配置管理功能，可以配置管理部門(mén)人員信息，可以按時(shí)分配持卡人員權(quán)限。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)反映當(dāng)前的門(mén)禁狀態(tài)，遠(yuǎn)程操作門(mén)禁開(kāi)關(guān)，實(shí)時(shí)監(jiān)控持卡人員的進(jìn)出情況，實(shí)時(shí)提示操作結(jié)果和報(bào)警信息。可以查詢?nèi)藛T的進(jìn)出記錄、操作記錄、報(bào)警記錄，管理各種信息，輸出各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

1.3.3新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控

監(jiān)控新風(fēng)機(jī)組風(fēng)扇的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、手自動(dòng)狀態(tài)、新風(fēng)閥執(zhí)行器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、過(guò)濾網(wǎng)堵塞狀態(tài)(壓差)、送風(fēng)溫度等，控制電動(dòng)閥開(kāi)度，新風(fēng)機(jī)組的開(kāi)閉(雙DO)、開(kāi)啟和關(guān)閉新風(fēng)閥執(zhí)行器(雙DO)。

1.3.4氫氣監(jiān)測(cè)

通過(guò)采集模塊數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)電池室內(nèi)氫氣濃度，采集氫傳感器濃度。

1.3.5各類風(fēng)機(jī)監(jiān)控

對(duì)送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、補(bǔ)風(fēng)機(jī)等各類風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、手自動(dòng)狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控，控制風(fēng)機(jī)的開(kāi)啟和關(guān)閉(雙DO)。

注:最后三項(xiàng)監(jiān)控現(xiàn)在通常納入BA系統(tǒng)。根據(jù)氫氣監(jiān)測(cè)、制冷劑泄漏監(jiān)測(cè)等。，各種風(fēng)扇的啟動(dòng)和停止應(yīng)聯(lián)動(dòng)管理。如果風(fēng)扇管理多個(gè)機(jī)房，風(fēng)閥執(zhí)行器的啟動(dòng)和停止應(yīng)聯(lián)動(dòng)管理。新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控通常有兩種模式:(1)如果新風(fēng)機(jī)組使用冷凍水作為冷源，則由BA系統(tǒng)監(jiān)控具體的DI。、DO、AI、AO信息點(diǎn)；(2)如果直彭新風(fēng)機(jī)組使用特定介質(zhì)作為冷源，自帶室外機(jī)組，通常通過(guò)智能數(shù)據(jù)接口將產(chǎn)品自成一體，整體連接到BA。

1.4原理圖展示

2.動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

通過(guò)數(shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)中心的門(mén)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)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并進(jìn)行了實(shí)時(shí)報(bào)警，確保數(shù)據(jù)中心的正常運(yùn)行，避免了配電設(shè)備運(yùn)行故障，保證了維護(hù)人員的安全，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，降低了配電室的粗放式管理，導(dǎo)致成本過(guò)高。同時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)控，分析各種能耗和能效，幫助用戶優(yōu)化能效。

2.1系統(tǒng)功能

(1)通過(guò)儀表盤(pán)直觀展示當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的總能耗、IT能耗、空調(diào)能耗等能耗，并計(jì)算出當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的實(shí)時(shí)PUE值。

(2)選擇查看數(shù)據(jù)中心中低壓配電系統(tǒng)的主接線圖，并在一張圖中顯示配電系統(tǒng)目前的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)和狀態(tài)。實(shí)時(shí)監(jiān)控各配電柜的電壓、電流等電力參數(shù)，變電站的溫度、濕度、煙霧、水浸、門(mén)禁等環(huán)境條件。

(3)電氣接頭溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，無(wú)線測(cè)溫傳感器監(jiān)測(cè)接頭溫度安裝在斷路器觸頭、觸臂、母排和電纜連接處，便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常引起的事故。

(4)監(jiān)控負(fù)載率、頻率、功率因數(shù)、三相不平衡等各種變壓器參數(shù)。，并顯示歷時(shí)曲線圖和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化。幫助用戶直接

(5)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)，可監(jiān)測(cè)暫態(tài)事件記錄、ITIC容忍曲線等。電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫停等。

(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)控UPS溫度、電池電壓、當(dāng)前負(fù)載下的剩余時(shí)間等數(shù)據(jù)。

(7)顯示單個(gè)電池的電壓、內(nèi)阻和溫度，預(yù)測(cè)電池?cái)y帶時(shí)的剩余時(shí)間，每個(gè)電池?cái)?shù)據(jù)都可以設(shè)置異常報(bào)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池異常。

(8)展示精密配電柜內(nèi)進(jìn)線和饋線電路的電氣參數(shù)，包括電流、電壓、功率、電能和開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并可設(shè)置和分級(jí)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)取自精密配電柜的測(cè)量模塊。

(9)展示智能小母線的始端箱和插入箱的電氣參數(shù)，包括電流電壓、開(kāi)關(guān)狀態(tài)和插入點(diǎn)溫度，并設(shè)置和分級(jí)數(shù)據(jù)。

(10)通過(guò)平面圖顯示數(shù)據(jù)中心的能源分布、設(shè)備分布以及設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊平面圖上的設(shè)備進(jìn)入具體的設(shè)備監(jiān)控界面。

(11)當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的PUE值和歷史PUE曲線實(shí)時(shí)顯示。并顯示每個(gè)子項(xiàng)目的能耗和能耗排名。監(jiān)控變壓器的運(yùn)行和負(fù)載，并給出本月變壓器的輸出電能排名。

(12)顯示每月/年的電能消耗報(bào)表，可以顯示具體電路的曲線圖和餅圖。對(duì)數(shù)據(jù)中心用電數(shù)據(jù)進(jìn)行同比和環(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)溫度和濕度，并能設(shè)定精密空調(diào)的溫度和濕度，從而達(dá)到更好的控制效果。

(14)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心的溫度、濕度、開(kāi)關(guān)門(mén)、水浸、煙霧、噪音、氣體濃度等參數(shù)。曲線圖直觀清晰，支持歷史數(shù)據(jù)查詢

(15)通過(guò)列表顯示各種報(bào)警事件的數(shù)量，通過(guò)柱狀圖顯示每天的報(bào)警數(shù)量，提供報(bào)警總數(shù)和增長(zhǎng)趨勢(shì)。

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

2..2動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)選型方案

3.結(jié)語(yǔ)

數(shù)據(jù)中心動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)多機(jī)房、微模塊遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)管，工作人員在總控中心即可統(tǒng)一對(duì)數(shù)據(jù)中心下屬多個(gè)機(jī)房和微模塊進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力設(shè)備和機(jī)房環(huán)境的狀態(tài)，及時(shí)檢測(cè)各類故障并通知相關(guān)人員操作處理，可遠(yuǎn)程進(jìn)行維護(hù)、數(shù)據(jù)備份、升級(jí)，提高機(jī)房無(wú)人值守的安全可靠性。同時(shí)，能對(duì)數(shù)據(jù)中心園區(qū)、每棟建筑、每個(gè)機(jī)房、每個(gè)微模塊乃至每個(gè)機(jī)架機(jī)柜的能效進(jìn)行計(jì)量展示，協(xié)助制定合理的節(jié)能方案，從而為提高PUE值、降本增效奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】GB50314-2015.《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2015.

【2】常紅波．淺談數(shù)據(jù)中心動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)［Ｊ］．信息技術(shù)與信息化，2019（12）：13-15.

【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.5版