数据中心机房动环技术方案.pdf
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1、1 / 28 中心机房动环监控系统 技 术 方 案 润川智能技术有限公司 2 / 28 目录 一、需求分析 . 3 1.1 、设计依据及规范. 3 1.2 、设计原则 . 4 二、系统设计 . 5 2.1 、体系架构 . 5 2.2 、系统部署架构. 8 2.3 、各子系统的功能特点. 8 2.3.1 、配电柜监控. 9 2.3.2 、UPS监测 10 2.3.3 、精密空调监控. 11 2.3.4 、漏水监控 . 13 2.3.5 、温湿度监测. 13 2.3.6 、消防监测 . 14 2.3.7 、新风机监控. 15 2.3.8 、门禁监控 . 15 2.3.9 、视频监控 . 16 2.
2、4 、平台管理功能. 17 2.4.1 、门户管理 . 17 2.4.2 、报警管理 . 19 2.4.3 、权限管理功能. 22 2.4.5 、报表管理功能. 22 2.4.6 、查询功能 . 24 2.4.7 、数据管理 . 24 2.4.8 、远程管理 . 25 2.5 、系统优势 . 25 2.5.1 、嵌入式优势. 25 2.5.2 、系统平台优势. 26 3 / 28 一、需求分析 本项目设计主要针合肥工业大学弱电机房中的动力及环境监控系统,根据相 关招标采购文件,了解到动力及环境监控系统主要监测设备包括:配电、UPS 、 精密空调、温湿度、漏水、消防、门禁、视频集成等。 为了满足
3、以上初步设计及相关需求,在机房中安装一套动环监控系统,实时 监测到各智能设备或子系统的运行参数和状态。一旦检测到报警信息, 监控系统 可及时自动报警, 具有短信报警和远程报警功能,报警方式灵活可选。 并要求实 现无人值守及符合国家保密部门的安全要求。 1.1 、设计依据及规范 本设计满足下列标准及规范 (包括并不限于以下标准及规范,如各标准及规 范对相同内容有不同规定时, 遵循更严格的标准。 如有更新版本, 按照新版本执 行) 。 电子信息系统机房设计规范(GB50174-2008) 计算机场地安全要求 (GB/T 9361-1988) 计算站场地技术要求 (GB2887-2000 ) 安全防
4、范工程程序与要求 (GA/T75-94) 电子信息系统机房施工及验收规范(GB50462-2008) 民用建筑电气设计规范 (JGJ 16-2008 ) 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范(GB 50169-2006) 工业企业通信接地设计规范 (GBJ79-85 ) 建筑数据中心工程设计标准(DB32/181-1998) 供配电系统设计规范 GB50052-2009 低压配电设计规范 GB50054-2011 通风与空调工程施工质量验收规范 (GB 50243-2002) 4 / 28 1.2 、设计原则 对本项目的动力及环境监控系统的设计,我们严格按照机房建设有关技术防 范的规定建设实
5、施,采用高标准的监控系统设计原则,达到“国内领先、国际先 进”的总体建设目标。 符合本项目现场定制需求, 系统的前端数据采集服务器都 采用嵌入式 Linux 系统,系统应同时支持IE 浏览器及和客户端接入,系统平台 提供强大的向上 / 向下接口,本设计方案自始至终体现了以下的设计思路: (1)技术先进性: 监控设备均选用国际技术最新的专业厂家产品,软硬件均 为模块化结构,电气隔离。采用RS232/485、SNMP 和 TCP/IP 接口,符合国际最 新潮流。系统软件采用当前最先进的技术,系统配置和画面组态具有方便性,而 且系统的体系结构灵活开放。 (2)系统实时性: 系统采用先进的多线程轮询技
6、术,根据所监控设备的多少 自动分配线程, 实现负载均衡。 机房监控所有设备的通讯间隔控制在1 分钟钟之 内,每个监控单元均可实时处理和存储监控数据。 (3)系统可靠性: 系统的硬件和软件均采用技术成熟的产品,各模块间互相 独立,互不干扰, 并具有热插拔和主设备倒换功能,在设备更换时不影响整个系 统的正常工作, 保障系统全天候正常运行; 系统的局部故障不影响整个监控系统 的正常工作。 (4)系统的电磁兼容性: 现场采集器硬件设备具有良好的电磁兼容性,监控 设备本身不产生影响被监控设备正常工作的电磁干扰,并具有较强的抗电磁干扰 的能力。 (5)系统开放性: 监控系统预留多种对外接口,能向上级集中监
7、控平台提供 监控软件的所有监控数据及报警信息,其中数据接口包括TCP/IP 接口、SNMP 协 议接口、 OPC 接口以及 XML接口等。 (6) 系统可扩展性: 系统的建设采用模块化结构, 具有灵活的多级组网功能, 模块化结构有利于扩容与扩展,扩展成本低廉。 (7)系统易维护性:软件系统中文化,操作简单方便,日常维护时间少,所 有的监控内容均在一个软件平台中察看,具有统一的监控界面, 并能在监控中心 实现所有机房的远程集中管理、维护及升级。 (8)系统安全性:监控系统硬件采集回路具备有良好的保护机制,不会因 5 / 28 采集回路造成被监控设备电路发生断路、过流和短路等故障, 不会对被监控设
8、备 造成损害。监控系统硬件设备应具有良好的防护性能,不会对人员的身体造成伤 害。系统硬件可以同时提供交、 直流电供电接口, 应能在安装现场给出的基础电 源条件下不间断地工作。 系统具备自检功能, 当发生故障时, 能自动在屏幕上显 示故障单元、故障部位及故障性质,以便提醒工作人员及时维修、更换。系统具 备判别监控系统及设备自身故障导致的告警,并提示出故障发生的环节,及时、 准确地反映出硬件模板和通道故障状态、故障时间、故障地点及相关信息。 (9)系统经济性: 系统配置满足性能价格比在各种同类系统和条件下达到最 优,并充分考虑系统的运行成本,并使之达到最小化。 二、系统设计 2.1 、体系架构 6
9、 / 28 机房动力环境监控系统体系架构分为:物理设备层、网络层、系统层、数据 层、应用支撑层及应用层等。 系统架构中各层功能说明: A. 物理设备层 物理设备层是本系统的数据采集源, 所有的数据都来源于物理设备生成的数 据。本层包含所有被监控的智能设备及各类传感设备,如变配电设备、 机房动力 设备、楼宇设备、安防和消防设备等;要求采用现场总线,具备可靠性、抗干扰 能力。要求能够支持常用标准通讯接口,包括 BACnet 、Lonworks、Modbus 、 RFID、 SNMP 等各种协议,以便对第三方设备及系统的集成。 7 / 28 B. 网络层 采用 Ethernet 技术,支持 TCP/
10、IP 传输协议,网络传输速度不小于10Mbps 。 可提供与其他系统进行通讯的标准数据接口,如:OPC 、DDE 、SNMP等。物理设 备层的被监控设备从各应用系统提供原始的采集数据,分布式组成现场总线网 络。 C. 系统层 系统层包括系统服务和系统基础设施。系统服务包括系统基础服务及安全管 理基础服务,系统基础设施包括承载运行各类服务器以及存储设备。 D. 数据层 数据层包括能效数据库、资产数据库、安防数据库、BA 数据库、照明数据 库、报表和历史数据库、 工单数据库以及参数及配置数据库,是数据进行长期存 储的场所,所有系统中产生的状态、报警数据及各种日志均存储在此层。 E. 应用支撑层 应
11、用支撑层为应用层提供基础支撑,包括登录、授权、参数管理、日志以及 Web服务、数据集成服务、门户管理。它提供通过标准Webservices 接口和 WCF 接口的数据调用。同时提供OPC 、ODBC 方式的数据输出。 OPC 、ODBC 接口标准参 照其相应规范执行。 F. 应用层 应用层包括集中监控管理, 其作为人机交互的主要部分完成所有的数据可视 化展示工作, 其所有展示结果来源于应用支撑层对数据层数据的调用、分析或再 处理。 G. 接入层 接入层包括移动设备接入、 Client客户端、Intranet/Internet接入、短信、 电话语音报警及 API 等的接入。 8 / 28 2.2
12、 、系统部署架构 在机房动力环境监控系统中, 机房动环监控子系统的嵌入式主机负责各区域 的现场监控,将现场设备的各种信息进行存储、实时处理、分析和输出,或将控 制命令发往前端智能模块, 同时将信息上传至服务器。 监控系统平台负责各子系 统的统一管理, 对数据进行分析, 完成各种统计报表, 并在平台上实现各种高端 管理应用,如报表管理功能、告警管理功能、数据管理功能等。用户可在该平台 上通过客户端轻松地了解机房动力和环境的运行状况。 2.3 、各子系统的功能特点 本次机房动环监控内容包括以下部分:配配电监测、配电开关、UPS 监测、 电池监控、精密空调监测、漏水监测、冷水机监控、机房的温湿度监测
13、等,以及 视频监控集成、门禁系统集成。 9 / 28 2.3.1 、配电柜监控 通过配电柜串行接口,将每一个串口总线回路的配电柜电量采集设备采用 手拉手的接法将监控信号接起来连至区域汇总采集箱,最终接至嵌入式数据采集 终端。嵌入式数据采集终端通过实时不间断的轮询采集将信息传送给监控平台进 行显示、报警。 主要实现配电柜的输出相电压、 电流、频率、输出功率(有功、无功、视在) 、 谐波率、功率因素等;监测输出电压、电流、频率超限,过载,负载不平衡,交 流电源失效等告警信息。监测配电柜各路开关的输出电压、电流、状态。 10 / 28 2.3.2 、UPS监测 监控实现:设备支持RS232/485或
14、 SNMP 协议通信接口。将每一个串口总线 回路的 UPS智能接口汇聚接至嵌入式数据采集终端。嵌入式数据采集终端通过实 时不间断的轮询采集将信息传送给监控平台进行显示、报警。 监控性能: 实时显示并保存各UPS通讯协议所提供的能远程监测的运行参数 和各部件状态。 实时判断 UPS的部件是否发生报警, 当 UPS 的某部件发生故障或 越限时,嵌入式监控服务器系统发出报警。 监控内容: 实时参数 : 输入电压、输入频率、输入电流、输出电压、输出频率、输出电 流、输出功率、机箱温度、电池电压、电池充电程度(后备时间)等; 工作状态 : 旁路工作状态、在线状态、电池供电状态、电池充电状态等; 报警信息
15、 : 输入越限报警、输出过载报警、电池异常报警、整流器故障报警、 逆变器故障报警等。 11 / 28 2.3.3 、精密空调监控 监控实现:设备提供RS232/485通讯接口。按实际情况划分区域,将一个区 域内的精密空调通过智能接口接至嵌入式主机。嵌入式主机通过实时不间断的轮 询采集将信息传送给监控平台进行显示、报警。 监控性能:监测精密空调运行状态,用图形和颜色变化来显示空调的工作情 况,故障时进行报警。能够实现空调的制冷器运行状态、压缩机高压故障、过滤 网阻塞等的监测与报警。可以通过本监控系统在远端监控室内控制空调机的启、 停,及改变温度与湿度的设定值。此外,能够实时显示并保存各空调通讯协
16、议所 提供的能远程监测的运行参数、各部件状态及报警情况。 监控内容: A、监测量:回风温度、回风湿度、回风温度上限、回风湿度上限、回风温 度下限、回风湿度下限、温度设定值、湿度设定值、空调运行状态、压缩机运行 时间、加热百分比、制冷百分比、加热器运行状态、制冷器运行状态、除湿器运 行状态、加湿器运行状态、温湿度变化曲线图、压缩机高压报警、压缩机低压报 警、空调漏水报警、温湿度过高报警、温湿度过低报警、加湿器故障报警、主风 扇过载报警、加湿器缺水报警、滤网堵塞报警等。 B、控制量:空调的远程开机、关机。空调的温、湿度的远程设定。 空调的所有监测与控制部份的具体情况可依据空调厂家提供的通讯协议略
17、12 / 28 有变化。 13 / 28 2.3.4 、漏水监控 监控实现:定位式漏水控制器已经带有RS485接口。漏水绳敷设在精密空调 或易漏水的区域, 通过接口连至区域汇总采集箱,最终接至嵌入式主机。 嵌入式 主机通过实时不间断的轮询采集将信息传送给监控平台进行显示、报警。 监控性能:实时显示并记录漏水线缆感应到的漏水状态、位置及控制器的状 态。当空调或其沿线水管漏水时,监控主系统发出报警, 并有相应的图示和文本 框显示漏水发生的位置。监控内容:实时检测并记录漏水报警变化情况。 在漏水监测系统中所监控漏水感应线的状态以线条和图标的形式显示。一旦 有漏水发生, 所对应位置的线条会立即变成红色
18、,并以文本方式显示相应的漏水 地点。线条正常情况下是绿色的。 2.3.5 、温湿度监测 监控实现:在机房内的重要区域安装温湿度传感器,带有RS485接口。按 实际情况划分区域, 将每一个区域内的温湿度传感接至嵌入式主机。嵌入式主机 通过实时不间断的轮询采集将信息传送给监控平台进行显示、报警。 监控性能:以电子地图方式实时显示并记录每个温湿度传感器所检测到的 室内温度与湿度的数值, 显示短时间段内的变化情况曲线图。并可设定每个温湿 14 / 28 度传感器的温度与湿度的上限与下限值。当任意一个温湿度传感器检测到的数据 超过设定的上限或下限时,监控主系统发出报警。 监控内容:由温湿度传感器采集各机
19、房内的信号,实时显示温度信号、湿度 信号。 2.3.6 、消防监测 监控对象: 机房中的消防 /烟雾。 监控实现: 通过消防厂家 /烟雾传感器提供的信号,需要通过一个DI 扩展单 元对接点信号进行采集后才可与监控服务器进行通讯。同时将消防/输出信号接 入门禁系统,实现消防联动。 监控性能:实时显示并保存消防所提供的能远程监测的运行参数、各部件状 态及报警情况。 监控内容: 监控各区消防 /新风报警状态、消防主机的状态。系统检测消防 主机的信号,即时显示消防系统状态。 15 / 28 2.3.7 、新风机监控 监控实现:在新风系统中的每台新风机中接入必要开关量转换和控制设备, 将新风机运行状态转
20、换为数字量信号接入DI 扩展单元,实时监测新风机运行状 态。通过开关量控制单元实现对新风机远程开关机的控制。 监控性能:以电子地图方式实时显示并记录新风机运行状态。 2.3.8 、门禁监控 监控对象: 机房中所有门的开关状态。 监控实现: 门禁采用门禁控制器、读卡器、出门按钮及IC 卡等组成。监控 系统用 RS-485总线与门禁控制器通讯,读取其资料,包括刷卡者ID、时间、门 16 / 28 编号和方向等。如有必要,还可以进行开门控制。各机房可安装双向刷卡管理。 门状态由门磁输出开关量并由开关量模块采集。当门打开时,门的图标是一个打 开的门,反之是一个关闭的门。 监控性能:采用读卡方式实现对机
21、房主要通道的人员控制并记录。每人一张 卡,通过卡管理系统授权, 进入不同区域。 记录并显示从各门禁入口的进出门管 理资料及门的开关状态。 当有人员刷卡进门时, 系统立刻弹出相应的门禁记录管 理窗口,同时可将相应持卡人的照片与管理资料一并弹出(按出门按钮出门时可 不显示出门资料)。在进出门资料中,显示持卡者的进门时间、卡编号、持卡者 的姓名、所属部门以及所进、出门的名称。能实现远程开门,并有门开超时报警 等。 监控内容: 实时监视各门的开关状态。 2.3.9 、视频监控 监控对象: 机房中的重要区域。 监控实现: 采用嵌入式硬盘录像机,联网的嵌入式硬盘录像机可指定在监控画面的某一 通道上显示,可
22、分成多个页面,通过翻屏切换实现监控画面浏览。 监控性能: 本系统结合IT领域各项最新技术,如视音频压缩/解压缩、 大容量硬盘记录、 TCP/IP网络等技术,代码固化在FLASH中,使得系统运行更稳定。 监控内容: 实时显示各个重要监控区域的监控图像,以定时录像、手动录像、 移动侦测 录像等方式保持录像资料;通过开关量报警信号的输入实现和其他安防系统的联动录像。 17 / 28 2.4 、平台管理功能 2.4.1 、门户管理 首页展示 系统首页可根据用户角色选择不同的展示内容组合,并可直接点击进入管理 界面。即可根据需求自定义管理门户,按照管理角色选择管理的内容,包括:数 据中心能效状况、 报表
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