安科瑞 耿敏花

摘要：安科瑞精密配電系統(tǒng)是安科瑞針對數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求提供的多回路監(jiān)控裝置，監(jiān)控多回路電參量并可對各種故障進行告警。主要適用于各類列頭柜、精密配電柜、電源分配柜、UPS輸出柜等末端配電設備的監(jiān)控。在闡述數(shù)據(jù)中心機房機柜配電目標要求的基礎上，就傳統(tǒng)配電模式下數(shù)據(jù)中心機房機柜配電方案和問題展開分析，期望能為機柜配電新模式的設計應用提供參考，繼而促進企業(yè)數(shù)據(jù)中心機房機柜建設工作的有序開展，確保數(shù)據(jù)中心機房配電的安全性、可靠性。

關鍵詞：列頭柜、監(jiān)控系統(tǒng)、觸摸屏

1、概述

智能化和信息化高速發(fā)展，信息系統(tǒng)建設受到越來越多單位的重視，他們認為信息系統(tǒng)的建設能夠更好地服務于業(yè)務系統(tǒng)，因此信息系統(tǒng)的數(shù)目不斷增長，相對應，信息系統(tǒng)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(diào)、溫濕度、消防等，對機房的安全可靠運行，起著重要作用，這些環(huán)境設備為各類服務器、交換機等設備提供安全的運行環(huán)境。數(shù)據(jù)中心作為企業(yè)的信息中心樞紐，承載著關系企業(yè)核心信息的服務器，是一套復雜的綜合設施，不僅僅包括計算機系統(tǒng)和其它與之配備的設備，還包括冗余的數(shù)據(jù)通信連、環(huán)境控制設備、監(jiān)控設備以及各種安全裝置。配電系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心重要的環(huán)節(jié)之一，斷電或低質(zhì)量供電是造成數(shù)據(jù)中心服務器宕機的主要因素之一。如何優(yōu)化數(shù)據(jù)中心機房配電系統(tǒng)提高可用性和安全性，確保服務器以及其它硬件不間斷運行，是數(shù)據(jù)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環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對門禁、視頻、溫濕度、煙感、水浸和能耗等的實時監(jiān)測，更加便于管理與控制。數(shù)據(jù)中心或微模塊智能化的發(fā)展趨勢，可實現(xiàn)三維可視化管理。

2.1 微模塊（數(shù)據(jù)中心）環(huán)境可視化：①地理園區(qū)的虛擬仿真；②建筑外觀的虛擬仿真；③根據(jù)樓宇實際建筑結構三維建模；④可橫向/縱向拆分展示每一個微模塊的結構情況。

2.2 容量管理可視化：容量統(tǒng)計，實時統(tǒng)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；動態(tài)空間多條件查詢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，集成分散的管理信息和自動統(tǒng)計及設備列表。

2.4 監(jiān)控信息可視化：狀態(tài)可視化，直觀顯示設備告警信息和可用性狀態(tài)，快速定位故障設備，縮短排障時間；性能可視化，從監(jiān)控子系統(tǒng)提取設備的性能數(shù)據(jù)集成展現(xiàn)，采用可視化手段優(yōu)化提升信息交互效率。

機柜內(nèi)部需要集成一個功能完善的智能監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控主機、觸控顯示屏、傳感器等，針對數(shù)據(jù)中心的動力設備及環(huán)境變量進行集中監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)故喧，提示維護人員來取必要的指施解決問題，為機房的自動化、智能化管理提供有力的技術支持。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)架構示意圖

如上圖所示，部署架構由數(shù)據(jù)采集設備處理層、集中監(jiān)控管理層和遠程瀏覽交互層組成。

數(shù)據(jù)采集設備層

監(jiān)控單元采集并處理機柜內(nèi)如 UPS、精密空調(diào)、溫濕度漏水等設施、環(huán)境的數(shù)據(jù)及狀態(tài)。具備數(shù)據(jù)采集、處理及存儲等能力，并通過觸控顯示屏呈現(xiàn)機柜的運行參數(shù)及狀態(tài)。數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡上傳至集中監(jiān)控管理層進行統(tǒng)一的監(jiān)控管理。

集中監(jiān)控管理層

由集中監(jiān)控管理系統(tǒng)組成，負責所有機柜數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控和管理。接收由數(shù)據(jù)采集處理層通過網(wǎng)絡上傳的數(shù)據(jù)和報警信息，完成對數(shù)據(jù)的二次處理及分析實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(tǒng)一的告整告知、數(shù)據(jù)發(fā)布平臺并提供在 WEB 端交互操作

(1) 監(jiān)控主機

針對機柜監(jiān)控需求而開發(fā)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控終端，自帶豐富的設備端口，可實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換、智能報警等功能。內(nèi)置 WEB 服務，用戶可通過 IE瀏覽器查看并管理該監(jiān)控系統(tǒng)。

(2) 觸控顯示屏

支持多點觸控的電容屏，嵌入機柜前門安裝。能夠接入監(jiān)控管理系統(tǒng)，可以對機柜環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測。

(3) 傳感器監(jiān)測模塊

設施監(jiān)控功能

監(jiān)控對象包含機架式配電箱、機架式UPS、精密空調(diào)、傳感器、柜門狀態(tài)等。

(1) 配電監(jiān)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(diào)監(jiān)控

支持送風和回風溫濕度實時監(jiān)測、風機轉(zhuǎn)速監(jiān)測顯示及運行百分比顯示、壓縮機運行狀態(tài)監(jiān)控顯示等。

(3) 傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測

對機柜內(nèi)環(huán)境的溫濕度傳感器數(shù)據(jù)、蓄電池模塊進行監(jiān)測。

(4) 安防消防系統(tǒng)監(jiān)控

機柜設置可以手動開啟天窗、后門，機柜狀態(tài)顯示包括前門、后門、天窗、漏水監(jiān)測、煙感狀態(tài)。通過對機柜底部進行漏水監(jiān)測、煙霧狀態(tài)監(jiān)測，提供實時告警信號。

告警通知功能

告警通知模塊需要支持的功能說明如下。

支持監(jiān)測空調(diào)、配電、環(huán)境等狀態(tài)，如有故障或參數(shù)異常，系統(tǒng)會實時告警。

支持對某事件生命周期內(nèi)的記錄查詢，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，提供實時告警窗，可按告警等級、告警確認狀態(tài)快速過濾展現(xiàn)，支持告警窗顯示條目項定制，支持告警單條/批量確認。

根據(jù)報警事件報警級別的不同，監(jiān)控系統(tǒng)可提供不同的報警方式：郵件報警、短信報警、電話報警、聲光報警。

2.5 配線管理可視化：

①端口管理，以三維可視環(huán)境中查詢和展現(xiàn)實現(xiàn)配線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)境中查詢和展現(xiàn)被管理設備之間的物理連接關系；

③支持配線表導入導出；

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(jiān)控需求

精密配電柜主路、支路等多回路進行監(jiān)控的智能監(jiān)控板，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化界面，采用7寸液晶彩色觸摸屏展示系統(tǒng)模擬圖，系統(tǒng)模擬圖可顯示各開關和防雷器的實時狀態(tài)，可顯示所有主回路及支回路的電量信息。智能監(jiān)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(jiān)控板需具有以下特性：

母線監(jiān)測參數(shù)

1)    三相輸入電壓、電流、頻率、無功功率、有功功率、功率因數(shù)、諧波百分比、電量、三相不平衡度、零地電壓、零線電流，母排溫度

2)    主路開關狀態(tài)、負載百分比

3)   主回路電壓、電流測量精度不低于0.5%，有功/無功功率測量精度不低于1%，電能測量精度不低于1%

支路監(jiān)測參數(shù)

1)   支路額定電流、實際電流，支路負載百分比，支路開關狀態(tài)，支路溫度測量

2)   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(jiān)控板需提供以下報警：

1)    主路欠壓、過壓、缺相、輸入開關脫扣、單路掉電報警、電流互感器接線錯誤告警

2)    主路電流越限及超限告警，主回路過載告警及三相不平衡告警

3)    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

4)    支路開關狀態(tài)變化告警，過載告警，大電流沖擊告警

5)    支路電流兩段閾值報警功能，且報警閾值可調(diào)

6)    監(jiān)控模塊故障及智能監(jiān)控板內(nèi)部通訊失敗告警

告警歷史記錄不得少于2500條

智能監(jiān)控板的監(jiān)控模塊支持熱插拔并具有故障指示燈，當檢測板模塊出現(xiàn)故障時，可以指示告警，并支持不斷電維護。

4、安科瑞針對列頭柜監(jiān)控推出的解決方案

安科瑞公司AMC100系列精密配電監(jiān)控裝置是專門針對于數(shù)據(jù)中心服務器電源管理設計的測量裝置。該裝置設計小巧，能夠?qū)+B兩路進線和192路出線的全電參量參數(shù)、輸入輸出開關及防雷器狀態(tài)等實時監(jiān)測，所有測量通道的告警閾值均可單獨設定，出線越限事件立即觸發(fā)系統(tǒng)聲光告警，并且可以搭配絕緣檢測模塊，可以檢測直流系統(tǒng)母線及支路的絕緣狀態(tài)進行在線實時的監(jiān)測與管理，在傳統(tǒng)儀表的體積上實現(xiàn)了監(jiān)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(tǒng)、動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)。

4.3、觸摸屏數(shù)據(jù)呈現(xiàn)

4.4、方案推薦

AMC100系列產(chǎn)品能夠至多實現(xiàn)對4路進線和192 路出線的全電參量參數(shù)、輸入輸出開關及防雷器狀態(tài)等實時監(jiān)測，所有測量通道的告警閾值均可單獨設定，出線越限事件立即觸發(fā)系統(tǒng)聲光告警，在傳統(tǒng)儀表的體積上實現(xiàn)了監(jiān)控回路的高度集成。

整套監(jiān)控可無需外部開關電源進行供電，主路進線模塊的AB面進線任意一路有電輸入，其就可以輸出DC 24V，用于觸摸屏及分路出線模塊供電工作，能夠節(jié)省精密配電柜內(nèi)的布局空間，同時無需外部繼電器切換即可確保監(jiān)控系統(tǒng)不掉電持續(xù)正常工作，相較于友商成本更低，方案更優(yōu)；

單出線模塊自身就可以實現(xiàn)AB面出線的電氣隔離，針對回路數(shù)少于A24+B24路的列頭柜，僅通過1進線模塊+1出線模塊就可以實現(xiàn)全監(jiān)測，少于友商方案的模塊數(shù)，成本更低，方案更優(yōu)；

可以實現(xiàn)一臺監(jiān)控觸摸屏，采集并顯示1路進線、2路進線、3路進線、4路進線等系統(tǒng)的電力參數(shù)和開關及報警狀態(tài)，滿足客戶多樣化的需求；

針對雙路電源進線的列頭柜，通過觸摸屏可以實現(xiàn)分路出線模塊AABB與ABAB接線方法的一鍵切換，便于不同柜型下由于布局安裝位置原因?qū)е碌慕泳€調(diào)整，使其電裝更為靈活；

可以實現(xiàn)虛擬電表的自定義分類和組合，將輸出回路進行分組分項統(tǒng)計，自定義組名，如按照用戶進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總顯示；

可以配合客戶開發(fā)增值服務功能，如監(jiān)控觸摸屏屏幕操作鎖定、列頭柜氛圍燈控制（開門/報警狀態(tài)指示）、定制專用操作顯示界面（目前兩套界面風格）、在同一臺觸摸屏上實現(xiàn)交流和直流同時監(jiān)控等。

供選型模塊

5、結束語

安科瑞針對數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求提供的解決方案有效確保數(shù)據(jù)中心機房配電的安全性、可靠性，同時對數(shù)據(jù)中心行業(yè)進行全面的內(nèi)外部環(huán)境分析，對國家政策、行業(yè)未來發(fā)展趨勢進行行業(yè)熱點分析，預測未來的行業(yè)發(fā)展方向，同時完善自身行業(yè)的各種應用解決方案，分析不同客戶需求，滿足不同客戶的應用需求。

參考文獻

[1] 陳華彬 . 模塊化機房在小型數(shù)據(jù)中心的建設探討 . 中文科技期刊數(shù)據(jù)庫工程技術.2022

[2] 高揚 . 數(shù)據(jù)中心環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn) . 2018.9

[3] 安科瑞數(shù)據(jù)中心IDC配電監(jiān)控解決方案.2020.11版.

[4] 安科瑞AMC100系列產(chǎn)品描述.2023版.