数据中心动力环境监控系统的应用方案

简婷

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

1 数据中心

2 设计原则——以某银行为例

2.1原则

银行机房动环监控系统设计应遵循“集中化、一*化、智能化"的设计模式，采用高标准的监控系统设计原则，实现主动、高*、流程化的监控管理。

（1）稳定性。动环监控系统作为机房基础设施“管家"，要求２４ｈ不间断提供服务，这不仅依赖动环监控设备供电的稳定性，还依靠网络通信的可靠性。

（2）安全性。动环监控系统信号采集回路应具备良好的保护机制，不会因采集回路故障而造成被监控基础设备误动作或故障，且系统应具备自检功能，在基础设施故障时能及时通过电话或短信等方式告知运维人员设备故障部位、故障性质等。

（3）开放性。动环监控系统应符合开放式设计标准，预留多种对外接口和兼容ＭＯＤＢＵＳ－ＴＣＰ、ＯＰＣ、ＯＤ－ＢＣ、ＢＡＣＮＥＴ等标准通信协议，以实现与第三方厂商设备数据的传输与交换。

（4）可扩展性。动环监控系统应可扩容及易维护，以适应数据中心机房的扩容、监控设备增加等变动情形。

2.2系统架构

动环监控系统采用计算机网络、现代通信技术和控制技术，对机房动力设备及环境等进行实时监控，实现无人值守机房的现代化管理。硬件上采用三层架构：底层为现场设备层，由被监控设备、Ｉ／Ｏ采集模块等构成；中间层为数据采集处理层，由各串口服务器、动环服务器、交换机等构成；顶层为数据应用层，由监控平台或客户端等终端构成。软件上采用Ｂ／Ｓ结构，在机房中通过安装各种传感器及数据采集设备进行底层数据采集，将所有子系统集成在统一的用户界面下，对各个子系统进行统一监视、控制和协调，从而构成统一的协同工作的整体。系统架构设计如图１所示。

2.3硬件构成

动环监控系统由２台服务器（双机热备）、２台客户端ＰＣ机、监控大屏、核心交换机（Ａ、Ｂ网）、视频汇聚交换机、门禁接入交换机、采集箱及串口服务器等构成。

3 系统运行中的问题及优化措施

3.1常见问题

动环监控系统运行以来，出现过监控平台数据不刷新，监控平台电脑“假死"，采集数据不准确，系统告警漏报、误报、频发（告警信号抖动）及延迟报警问题。

（1）监控平台数据不刷新。

（2）采集数据不准确。

（3）实时告警问题。

①告警漏报②告警误报③告警频发④告警延迟

3.2优化措施

（1）监控平台数据不刷新问题的解决。运维人员需熟知动环监控系统架构和网络拓扑，从单点设备故障到网络故障进行排除，对重要设备必要时可优化系统结构或网络拓扑，对采集设备或装置进行冗余备份，或对重要监控对象通信采用Ａ、Ｂ双网通信。

（2）采集数据准确性问题的解决。检查智能仪表装置或第三方设备的通信协议是否准确，与原厂家技术支持核实设备协议文本正确性，如更换智能仪表未核对通信协议，将导致数据不准确或无法采集。检查通信故障，首先检查物理连接是否存在问题，然后对通信配置进行检查，检查波特率、校验位、串口的设置等是否存在问题。检查采集装置或采集箱等设备、温湿度探测器等硬件自身是否存在故障，排除设备硬件故障导致数据采集不准确的问题。

（3）实时告警问题的优化。首先严格控制智能设备串接数量，避免串接设备数量过多引起数据上传缓慢，进而导致告警延迟。合理配置ＦＳＵ扫描时间，通过调整动环设备扫描周期来缩短采集装置对各个测点的问询时间，以提高采集速度。其次合理选择设备测点，对重要测点进行合理选择和优化，避免扫描过多的测点造成采集器负担过重，进而影响采集效率。另外，运维人员应避免非重要数据的扫描占用过多资源，引起采集过慢。再者通过软件手段控制告警频发和非合理数据引发的告警，可增加告警回差屏蔽功能，数据采集值超出合理范围的，通过设置有*的阈值上下限，屏蔽此部分数据，消误告警。电磁干扰在传输过程中产生的误告警，除在软件端进行有门限屏蔽外，还可在传输线路上套装抗干扰磁环以减少干扰。*后采用人工智能等先进手段增加告警逻辑关系分析和对告警信息进行合理分类。如增加告警溯源功能，划分主次告警，确定告警产生设备的主从关系，进而对告警信息进行有优化，以减少告警“信息轰炸"，同时不漏掉重要告警信息。

4安科瑞动环监控系统解决方案

通过数据中心动环监控系统，实现了对数据中心的门禁状态、水浸状态，烟雾状态，视频状态，环境状态，高低压配电状态，设备运行状态进行实时监测，并进行实时报警，保障数据中心正常运行，避免运行环境的失控导致配电设备运行故障，保证维护人员安全，延长设备使用寿命，减少配电室粗放式管理导致成本过高。同时实现动环监控并对各用能耗能进行能效分析，帮助用户实现用能效率的优化。

4.1系统功能

（1）展示当前数据中心总能耗，IT能耗，空调能耗，及其他能耗并且计算出当前数据中心实时PUE值，通过仪表盘形式直观展示。

（2）选择查看数据中心的中低压配电系统主接线图，并在一次图显示配电系统当前遥测、遥信数据和状态。实时监测各配电柜的电压、电流等电力参数，变电站的温湿度、烟感、水浸、门禁等环境情况。

（3）电气接点温度实时监测，断路器触头、触臂、母排和线缆连接等位置安装无线测温传感器监测接点温度，便于提前发现温度异常导致的事故。

（4）监测各变压器各项参数，包括负载率、频率、功率因数、三相不平衡度等，并且显示历时曲线图，数据实时变化。帮助用户直

（5）电能质量在线监测，可以监测电流和电压谐波畸变率、电压暂升暂降暂中断等暂态事件记录、ITIC容忍曲线等

（6）系统采集UPS输入、输出端和旁路三相电压、电流、有功功率、功率因数频率，同时监测UPS温度、蓄电池电压、当前负载下的剩余时间等数据。

（7）展示单体电池电压、内阻和温度，预测电池带载时剩余时间，每节电池数据均可以设置异常报警，及时发现蓄电池异常。

（8）展示精*配电柜内进线和馈线回路电气参数，包括电流电压功率电能以及开关状态，并可以对数据进行报警设置和分级，数据取自精*配电柜测量模块。

（9）展示智能小母线的始端箱和插接箱电气参数，包括电流电压、开关状态、插接点温度，并对数据进行报警设置和分级。

（10）通过平面图显示数据中心能源分布，设备分布情况，并显示设备能耗数据，点击平面图上设备可以进入具体设备监控界面。

（11）实时显示当前数据中心PUE值以及历史PUE曲线。并且显示各分项用能的用能情况及用能排行。监测各变压器运行及负载情况，给出本月变压器输出电能排行。

（12）显示电能消耗日/月/年报表，并可对具体回路选择曲线图、饼图进行展示。对数据中心用电数据进行同比、环比分析比较，查看用电趋势。

（13）监测精*空调的回风温湿度，出回水温度，并可以设定精*空调的温湿度，达到更好的控制效果。

（14）监测数据中心温湿度、开关门、水浸、烟雾、噪声、气体浓度状态等参数。曲线图直观明了，同时支持历史数据查询

（15）通过列表显示各类报警事件数量，通过柱状图显示逐日报警数量，提供报警总数以及增长趋势。

维管理功能，可针对数据中心各主要设备进行巡检派工，消缺，抢修等维护工作。

4.2 安科瑞动环监控系统选型方案

作者介绍

简婷，安科瑞电气股份有限公司，187 0199 8775,主要研究方向为动环监控系统。