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            安科瑞電氣股份有限公司

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            淺析動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)在氣象數(shù)據(jù)中心機房的應用

            時間:2023/8/31閱讀:483


            摘要:動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是以計算機網(wǎng)絡技術為基礎,結合了通信、自動控制、新型傳感等多項技術的新型監(jiān)控網(wǎng)絡,其作用是為了監(jiān)控機房內(nèi)的環(huán)境和各動力設備。氣象數(shù)據(jù)中心機房的功能不僅是獲取氣象通信數(shù)據(jù)信息,同時也是維持整體通信穩(wěn)定的重要站點,而動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是保證氣象數(shù)據(jù)中心機房動力環(huán)境穩(wěn)定的關鍵。主要闡述了動力環(huán)境監(jiān)控的意義、系統(tǒng)組成部分、具體在中心機房中的應用及測試等方面展開論述,分析氣象數(shù)據(jù)中心機房應用動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的必要性,進一步分析了該系統(tǒng)的實際應用。

            關鍵詞:動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng);監(jiān)控網(wǎng)絡;氣象數(shù)據(jù)中心

            0引言

            隨著信息化﹑數(shù)字化技術的持續(xù)發(fā)展,數(shù)據(jù)中心機房成為維持各單位日常業(yè)務正常運行的一部分。氣象數(shù)據(jù)中心機房的動力環(huán)境直接影響到機房內(nèi)各項工作的開展,因此只有保證氣象數(shù)據(jù)中心機房能為各運行設備提供一個安全、穩(wěn)定的運行環(huán)境,才能確保日常工作有條不紊地進行[1]。動力環(huán)境中存在著各種各樣的安全隱患問題,在一定程度下會干擾到氣象通信數(shù)據(jù)的上傳、處理和存儲,因此需要做好實時監(jiān)控。在傳統(tǒng)的氣象數(shù)據(jù)中心機房監(jiān)控工作中,調度人員與各機房管理人員主要通過電話方式來溝通,這種溝通方式缺乏靈活性,也無法讓管理人員詳細掌握信息,再加上一些管理人員存在工作態(tài)度懶散、管理意識薄弱的情況,導致氣象數(shù)據(jù)中心機房的動力環(huán)境管理不當,影響到數(shù)據(jù)的通信工作。同時,一些通信機房設置的地區(qū)也比較偏遠,不利于機房管理人員看守并及時排除設備故障。所以,為了解決在以往監(jiān)控工作中出現(xiàn)的問題,讓機房管理人員能夠第一時間獲知機房內(nèi)的動力和環(huán)境設備處于異常的狀況,智能化的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應運而生[2]。

            1動力環(huán)境監(jiān)控的意義

            動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是一套能夠集中、高效地管理監(jiān)控機房的技術手段。建設動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),在一方面不僅能夠保證機房管理人員及時獲取到機房狀態(tài)信息,盡快消除其動力環(huán)境中的不利因素,避免了各運行設備出現(xiàn)故障,為機房動力設備運行的穩(wěn)定性及機房環(huán)境的安全性提供有力保障。另一方面動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)具備監(jiān)控靈活、全面的優(yōu)點,能夠遠程監(jiān)控并調整機房狀態(tài),充分節(jié)省了人力資源,實現(xiàn)了機房的智能化值守。動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)結合了多項先進技術,在實時監(jiān)測動力環(huán)境的同時還能收集歷史數(shù)據(jù)和預警數(shù)據(jù)并集中分析,根據(jù)分析結果來把控環(huán)境的穩(wěn)定性,對整個計算機系統(tǒng)的正常運作起著至關重要的作用[3]。

            2動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)組成

            動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對機房內(nèi)各種動力和環(huán)境設備進行監(jiān)控、對機房突發(fā)狀況及時告警和對設備數(shù)據(jù)的查詢、生成報表等功能。通過將所有功能集中到一個統(tǒng)一的監(jiān)控管理平臺,使機房相關管理人員能夠更加高效地管理和維護氣象數(shù)據(jù)中心機房,不僅提高了管理人員對系統(tǒng)設備的管理水平以及應對突發(fā)安全事件的快速反應能力,而且也減輕了他們的工作強度,節(jié)省大量的人力成本[4]。如圖1所示,動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要由設備監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、報警管理、統(tǒng)計報表和系統(tǒng)設置等5個模塊組成。

            圖1動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)組成圖

            2.1設備監(jiān)控

            設備監(jiān)控模塊的主要作用是采集被監(jiān)控設備的運行狀態(tài)與運行參數(shù)信息,并將信息傳輸?shù)綑C房監(jiān)控主機進行數(shù)據(jù)處理,*后經(jīng)由機房監(jiān)控主機將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳送到監(jiān)控管理服務器。監(jiān)控的對象包含了機房的溫濕度、消防狀態(tài)、漏水感應、配電、UPS和空調[5-6]。

            2.1.1溫濕度監(jiān)控

            機房的溫濕度監(jiān)控主要通過在機房服務器機柜等位置上安裝溫濕度傳感器,以此來掌握溫濕度的變化情況[7]。監(jiān)控管理服務器接收來自溫濕度傳感器回傳的數(shù)值,并判斷此時機房的溫濕度是否在設定范圍。若溫濕度值超出了設定值,監(jiān)控管理平臺會做出相應的提醒,并遠程自動開啟機房內(nèi)的普通空調調整室內(nèi)溫濕度。

            2.1.2消防監(jiān)控

            機房的消防狀態(tài)采用的是接收煙霧傳感器的輸出信號來實時監(jiān)控。當內(nèi)部煙霧過多時,監(jiān)控管理平臺會自動發(fā)出警報,以防止火災事故的出現(xiàn)。

            2.1.3漏水感應

            主要針對機房范圍內(nèi)比如窗戶以及空調附近等容易漏水的位置開展監(jiān)測。若感應到有漏水情況的發(fā)生也會作出實時警報。針對于漏水監(jiān)測功能的動態(tài)系統(tǒng)還分為了定位與不定位兩種類型,定位類型即是指通過監(jiān)測可判斷漏水情況出現(xiàn)的具體位置,不定位類型則是只能提醒機房有出現(xiàn)漏水,無法獲取位置,在該項監(jiān)測中,系統(tǒng)的控制器與傳感端共同作用,一旦發(fā)生漏水就會立即將信號傳輸?shù)奖O(jiān)控管理服務器。

            2.1.4配電監(jiān)控

            機房的配電監(jiān)控主要包括兩方面:市電監(jiān)測和精密配電監(jiān)測。機房配電柜市電進線總線的供電質量直接關系到機房內(nèi)設備的安全,因此市電監(jiān)測不僅實時監(jiān)測供配電系統(tǒng)的供電狀態(tài)是否良好,同時也會監(jiān)測市電質量,具體可監(jiān)測到的參數(shù)包括電壓值、電流值、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能以及頻率等,切實保證這些電力參數(shù)處于合理范圍,若參數(shù)異常監(jiān)控管理平臺也會做出相應的告警。

            精密配電設施包括智能電表、配電柜、電源分配單元 (PowerDistributionUnit,PDU)以及列頭柜等等,在采用動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測時,可以對這些精密配電設施進行重要數(shù)據(jù)采集,包括其主路的各配電信息以及支路的電流值與電壓值,保證各項電路運行的穩(wěn)定性,若出現(xiàn)異常會發(fā)出告警。

            2.1.5 UPS監(jiān)控

            不間斷電源(UninterruptiblePowerSystem,UPS)是機房內(nèi)電力設備系統(tǒng)能夠正常工作的根基。對UPS進行實時監(jiān)測,一是對UPS的逆變器、整流器、旁路、電池總電壓以及負載等進行參數(shù)監(jiān)測,從而監(jiān)視其運行情況;二是根據(jù)預先設定的參數(shù)值的范圍來開展檢測工作,若是出現(xiàn)參數(shù)值越限則判斷為UPS發(fā)生故障,監(jiān)控管理平臺會發(fā)出告警,相應的告警情況也會被自動記錄;三是對監(jiān)測情況的記錄會自動生成曲線,可以更加直觀地看出運行各參數(shù)變化情況,通過與歷史曲線進行對比來獲得更多信息,進一步方便管理UPS[8-9]。

            2.1.6空調監(jiān)控

            數(shù)據(jù)中心機房中部署的空調有精密空調和普通空調兩種。普通空調主要用于調節(jié)機房溫濕度。根據(jù)區(qū)域內(nèi)的溫濕度情況對普通空調開展遠程開關調控,該項監(jiān)測功能的實現(xiàn)主要基于JZ-IEM系列監(jiān)控主機設施以及相應的空調控制接口,同時,控制的實現(xiàn)還需使用外接紅外控制器。

            精密空調是有別于普通空調的精密設備,在監(jiān)控方面主要是實時監(jiān)測回風溫度和回風濕度等空調參數(shù),以及壓縮機、制冷器、加熱器和加濕器等的工作狀態(tài)。此外,還會對組件的過熱、風扇過載以及濾網(wǎng)堵塞等情況開展監(jiān)控,保持精密空調的穩(wěn)定運行。

            2.2數(shù)據(jù)處理

            數(shù)據(jù)處理模塊由監(jiān)控主機完成。監(jiān)控主機作為被監(jiān)控設備和監(jiān)控管理服務器之間的中繼站,承擔著兩項工作任務:一是按照系統(tǒng)的業(yè)務需求將收集到的設備數(shù)據(jù)信息進行匯聚、加工、運算、存儲等處理,比如通過采集某區(qū)域多個溫濕度傳感器的數(shù)值,計算出這個區(qū)域溫濕度的平均值和*大值。根據(jù)數(shù)據(jù)處理需求,制定合理的數(shù)據(jù)計算規(guī)則、復雜事件處理規(guī)則;二是將數(shù)據(jù)信息繼續(xù)傳輸給監(jiān)控管理服務器。

            2.3報警管理

            監(jiān)控管理服務器在整個動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中有著*高指揮的作用。在監(jiān)控管理服務器上安裝基于集中監(jiān)控管理平臺軟件,并將各種被監(jiān)控設備的IP地址配置到這個集中監(jiān)控管理平臺中,可以用來查詢數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)全部設備的工作狀態(tài)和運行參數(shù)。系統(tǒng)根據(jù)被采集的監(jiān)控設備參數(shù)來判斷設備是否處于故障。若監(jiān)控設備的參數(shù)超出系統(tǒng)設定的閾值,集中監(jiān)控管理平臺會發(fā)出告警,并自動事先在系統(tǒng)設置及時提醒機房管理人員存在異常情況。系統(tǒng)設有一般告警、重要告警和緊急告警3個告警級別,當有多件告警時間發(fā)生時,系統(tǒng)會按照告警等級的嚴重程度依次排隊進行處理。此外,當系統(tǒng)有告警發(fā)生時會生成告警記錄,內(nèi)容包括告警出現(xiàn)的時間以及結束時間、告警內(nèi)容、告警級別等,并能保存*近1年內(nèi)的告警記錄信息用于查詢和數(shù)據(jù)分析。

            2.4統(tǒng)計報表

            統(tǒng)計報表模塊分為兩部分:統(tǒng)計功能主要用于查詢告警記錄、設備監(jiān)控數(shù)據(jù)等內(nèi)容。報表管理功能是根據(jù)用戶需求將統(tǒng)計功能中查詢到的數(shù)據(jù)進行處理,用表格或者曲線的形式生成如告警統(tǒng)計報表、操作統(tǒng)計報表、歷史統(tǒng)計報表等多種報表用于機房故障信息的分析,加強機房運行可靠性和穩(wěn)定性。

            2.5系統(tǒng)設置

            系統(tǒng)設置功能模塊由常用設置、個性化配置和更新日志組成。常用設置包括設備的管理、用戶權限管理和系統(tǒng)的配置。個性化配置包括監(jiān)控管理平臺界面設置、平臺告警提示時間間隔、告警語言提示間隔等。更新日志記錄用戶對監(jiān)控管理系統(tǒng)的所有操作。

            3在氣象數(shù)據(jù)中心機房中的應用—以福州市氣象局中心機房為例

            福州市氣象局根據(jù)數(shù)據(jù)中心機房的現(xiàn)狀,在機房部署實施了動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。從目前該系統(tǒng)的使用情況來看,達到了能夠實時監(jiān)控氣象數(shù)據(jù)中心機房運行狀態(tài)的效果,滿足了業(yè)務需求。

            3.1監(jiān)控平臺展示

            用戶通過本地瀏覽器訪問,就會進入到登錄界面,這時只要配置下端口就可以正常進入動力環(huán)境監(jiān)控管理平臺的主界面了,設備監(jiān)控界面見圖3。點擊左邊樹狀圖節(jié)點可以進入對應樓層機房的監(jiān)控界面進行查看,右上角的查看列表可以在每個區(qū)域的監(jiān)測點和組態(tài)圖之間切換。當設備處于正常狀態(tài)時,節(jié)點顏色為藍色,當設備處于異常狀態(tài)時,節(jié)點顏色根據(jù)告警的嚴重程度發(fā)生不同變化。監(jiān)控界面的右下角也會彈出告警信息提醒。

            圖3設備監(jiān)控界面

            點擊告警信息提醒進入“消息中心"界面,該界面會詳細記錄告警設備編號、告警設備名稱、設備所屬類型、告警等級、告警發(fā)生時間和告警次數(shù)等信息,方便機房管理人員及時定位故障位置解決問題,見圖4。

            圖4告警信息提醒

            3.2測試結果及分析

            福州市氣象局數(shù)據(jù)中心機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),自其運行以來,各項功能均能正常使用。軟件指標可靠,具有直觀形象易用的圖形用戶界面,方便相關人員操作。目前已有的統(tǒng)計記錄表明:該動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)能提供及時、準確的監(jiān)測和告警信息。系統(tǒng)能根據(jù)先前制定的各種規(guī)則,將監(jiān)測到的告警信息及時發(fā)送給相關的業(yè)務值班人員,發(fā)送的告警信息與實際情況相符,尚未出現(xiàn)信息的錯報、漏報。生成的告警記錄詳細具體,涵蓋了告警出現(xiàn)的時間、告警原因及對告警處理過程等內(nèi)容,為后續(xù)分析、處理機房異常狀況的匯總工作提供了可靠的數(shù)據(jù)。該氣象數(shù)據(jù)中心機房的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)具備準確的告警功能、詳細的分析處理功能,多維的提示功能,使氣象保障業(yè)務值班人員無需通過以往例行的巡查監(jiān)視的方式,就能夠得到準確的機房環(huán)境、動力設備運行狀態(tài)信息,當機房系統(tǒng)設備運行存在異常時,也能及時收到報警信息并盡早處理。氣象數(shù)據(jù)中心機房的運行維護水平更加高效智能,逐步走向真正意義上的“無人值班"[10]。

            4安科瑞動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)介紹設備選型

            4.1軟件介紹

            通過數(shù)據(jù)中心動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)中心的門禁狀態(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),設備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測,并進行實時報警,保障數(shù)據(jù)中心正常運行,避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障,保證維護人員安全,延長設備使用壽命,減少配電室粗放式管理導致成本過高。同時實現(xiàn)動環(huán)監(jiān)控并對各用能耗能進行能效分析,幫助用戶實現(xiàn)用能效率的優(yōu)化。

            系統(tǒng)功能

            1. 展示當前數(shù)據(jù)中心總能耗,IT能耗,空調能耗,及其他能耗并且計算出當前數(shù)據(jù)中心實時PUE值,通過儀表盤形式直觀展示。

            2. 選擇查看數(shù)據(jù)中心的中低壓配電系統(tǒng)主接線圖,并在一次圖顯示配電系統(tǒng)當前遙測、遙信數(shù)據(jù)和狀態(tài)。實時監(jiān)測各配電柜的電壓、電流等電力參數(shù),變電站的溫濕度、煙感、水浸、門禁等環(huán)境情況。

            3. 電氣接點溫度實時監(jiān)測,斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接等位置安裝無線測溫傳感器監(jiān)測接點溫度,便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常導致的事故。

            4. 監(jiān)測各變壓器各項參數(shù),包括負載率、頻率、功率因數(shù)、三相不平衡度等,并且顯示歷時曲線圖,數(shù)據(jù)實時變化。

            5. 電能質量在線監(jiān)測,可以監(jiān)測電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫中斷等暫態(tài)事件記錄、ITIC容忍曲線等

            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,同時監(jiān)測UPS溫度、蓄電池電壓、當前負載下的剩余時間等數(shù)據(jù)。

            7. 展示單體電池電壓、內(nèi)阻和溫度,預測電池帶載時剩余時間,每節(jié)電池數(shù)據(jù)均可以設置異常報警,及時發(fā)現(xiàn)蓄電池異常。

            8. 展示精密配電柜內(nèi)進線和饋線回路電氣參數(shù),包括電流電壓功率電能以及開關狀態(tài),并可以對數(shù)據(jù)進行報警設置和分級,數(shù)據(jù)取自精密配電柜測量模塊。

            9. 展示智能小母線的始端箱和插接箱電氣參數(shù),包括電流電壓、開關狀態(tài)、插接點溫度,并對數(shù)據(jù)進行報警設置和分級。

            10. 通過平面圖顯示數(shù)據(jù)中心能源分布,設備分布情況,并顯示設備能耗數(shù)據(jù),點擊平面圖上設備可以進入具體設備監(jiān)控界面。

            11. 實時顯示當前數(shù)據(jù)中心PUE值以及歷史PUE曲線。并且顯示各分項用能的用能情況及用能排行。監(jiān)測各變壓器運行及負載情況,給出本月變壓器輸出電能排行。

            12. 顯示電能消耗日/月/年報表,并可對具體回路選擇曲線圖、餅圖進行展示。對數(shù)據(jù)中心用電數(shù)據(jù)進行同比、環(huán)比分析比較,查看用電趨勢。

            13. 監(jiān)測精密空調的回風溫濕度,出回水溫度,并可以設定精密空調的溫濕度,達到更好的控制效果。

            14. 監(jiān)測數(shù)據(jù)中心溫濕度、開關門、水浸、煙霧、噪聲、氣體濃度狀態(tài)等參數(shù)。曲線圖直觀明了,同時支持歷史數(shù)據(jù)查詢

            15. 通過列表顯示各類報警事件數(shù)量,通過柱狀圖顯示逐日報警數(shù)量,提供報警總數(shù)以及增長趨勢。

            16. 維管理功能,可針對數(shù)據(jù)中心各主要設備進行巡檢派工,消缺,搶修等維護工作。

            4.2動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)設備選型

            D:\我的文檔\Documents\<a class=D:\我的文檔\Documents\<a class=

            5總結

            綜上所述,動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在氣象數(shù)據(jù)中心機房中的應用功能包括:(1)對機房動力環(huán)境設備的運行狀態(tài)和參數(shù)進行了實時監(jiān)測;(2)具備智能報警功能,可以使得管理人員對于及時獲知機房發(fā)生的異常信息;(3)能夠查詢當前和歷史時間下機房動力環(huán)境設備的參數(shù)數(shù)據(jù)以及告警記錄,通過生成報表來對比不同時間段數(shù)據(jù)發(fā)生的變化,為機房管理人員分析設備故障原因提供了便利,提高了機房運行的穩(wěn)定性??傊瑒恿Νh(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是一種對動力環(huán)境進行實時監(jiān)測并調節(jié)控制的機制,在氣象數(shù)據(jù)中心機房中具有較高的應用價值。

            【參考文獻】 

            【1】黃恒,劉成浩,王彥明,等.通信機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應用探究[J].現(xiàn)代信息科技,2020,4(2):90-91.

            【2】黃恒,劉成浩,王彥明,等.通信機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應用探究[J].現(xiàn)代信息科技,2020,4(2):90-91

            【3】房 明,陳建云,智能化動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在氣象數(shù)據(jù)中心機房的應用

            【4】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.5版


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