配电房动环监控系统(XXX 机房项目配电房环境智能监控系统)

　　1.1 项目背景

　　为对机房重要设备进行更加高效的运维和管理，需给数据中心机房部署一套物联网监控系统，在进行现场监控的基础上能够实现远程监控，在手机 APP 端 和电脑的 WEB 端同步实现不同环境下的集中监控。

　　监控管理系统包括机房动力、环境、安防以及消防四个部分。主要监控对象 包括：电量、配电开关、UPS、EPS、ATS、蓄电池、精密配电柜、发电机、精密空调、新风机、排风机、温湿度、漏水、烟雾、照明、防雷、门禁、视频、防盗、红外等。实现全天 24×365 的监控和管理。保障机房环境及设备安全运行以 实现最高的机房可用率，提高机房运营管理水平。

　　1.2 需求分析

　　XXX 机房具体需求如下： 动力监控部分

　　Ø 市电输入：监测市电的实时供电参数，如三相电压、电流等;

　　Ø 配电开关：监测配电开关的通断电状态;

　　Ø UPS：监测 UPS 的工作状态和运行参数;

　　Ø 蓄电池组：监测蓄电池的单体电压、单体内阻、取样温度、组电压、充 放电电流参数;

　　Ø 动态开关柜(ATS)：监测 ATS 的开关状态、故障状态和切换状态;

　　Ø 精密配电柜：监测配电柜内的供电输入参数，各支路配电开关状态及负 载电流等;

　　Ø 发电机：监测发电机的输出电压、电流，油温、油位等参数。 环境监控部分

　　Ø 精密空调：监测精密空调的运行参数及状态，并可实现远程开关机启停 控制和参数设置;

　　Ø 新风机：监测新风机的开关机运行状态及过滤网堵塞状态，并可实现远 程开关机启停控制、定时启停功能;

　　Ø 排风机：监测排风机的开关机状态，并实现远程开关机功能;

　　Ø 温湿度：监测机房内重要区域的温度、湿度数值及变化情况;

　　Ø 漏水：监测机房内空调四周漏水情况;

　　Ø 灯光照明：对机房内的灯光照明实现远程开灯和关灯控制、;

　　Ø 防雷监测：监测防雷器提供的干接点状态。 安保监控部分

　　Ø 门禁管理：采用进门刷卡+出门按按钮的验证方式，实现对人员出入情况 的管理。

　　Ø 视频图像：监视机房区域的实时图像，并进行视频录像。

　　Ø 消防：监测消防控制箱提供的干接点火警信号。

　　Ø 防盗：监测机房内的人员活动情况。 平台告警方式

　　Ø 实现界面报警、短信报警、语音报警、邮件报警、声光报警等报警方式。

　　1.3 系统设计

　　1.3.1 系统结构

　　如上监控系统结构图所示，系统分为三个部分，分别是采集层、传输层以及管理层。各部分的作用如下：

　　采集层：由各种 I/O 采控模块、传感器组成，直接连接各种被监控设备，采 集如 UPS、空调、温湿度、漏水等的现场信号。

　　传输层：将采集层采集的现场信号通过智能云盒以 TCP、WIFI 或 GPRS 等方式连接到服务器和系统平台。

　　管理层：由监控服务器和系统平台组成，可脱网工作并具有独立数据处理及 数据存储能力，用于将传输层传输来的各种信息进行存储、实时处理、分析和输出，处理所有的报警信息，记录报警事件，并负责将控制命令发往前端设备，实 现对现场设备的远程控制。可采用远程的 WEB 浏览和 APP 监控，便于管理人员随时随地了解机房的工作状况，可直接观看到与监控服务器一致的监控画面，在 具有相应权限下还可对设备实现远程控制，如空调的开关机等。

　　1.3.1 设计依据

　　《电子信息系统机房设计规范(GB50174-2008)》

　　《电子信息系统机房施工及验收规范(GB50462-2008)》

　　《计算机场地安全要求(GB9361-200X)》

　　《安全防范系统验收规则(GA308-2001)》

　　1.3.2 设计原则

　　q 投入少

　　l 安装简便，人力投入少

　　l 价格亲民，性价比高

　　l 使用方便，系统维护简便

　　q 系统稳定

　　l 设计避免单点故障，智能硬件模块化

　　l 软件为自主研发，兼容性强，保证维护及时性

　　l 国际工业监控标准接口，便于扩展和维护

　　二、系统功能

　　2.1 监控界面管理

　　监控平台一共有两个监控界面，分别为大屏端 WEB 监控和移动端 APP 监控。 监控界面可自由选择中英文界面。

　　1、APP 监控界面

　　2.1.2 WEB 监控界面

　　2.2 实时数据显示

　　通过 TCP/IP、GPRS、WIFI 等传输方式，实时向中心机房或各远程监控站中的各个监控设备发送采集各种数据的指令，不同设备的指令及传输方式不一样，对所采取数据进行分析和计算并进行有效存储。服务器对返回数据进行分 析及存储，并同时记录设备的状态以及实时消息推送。WEB 访问服务器并将数 据库里的数据读取在人机界面上，通过友好的人机界面通过文字、图形、表格、 动画等多样的形式实时显示各个设备的运行参数、运行状态和报警参数。

　　实时监控数据界面：

　　2.3 实时告警功能

　　监控平台有完善的事件及告警机制，在设备运行状态、或者数值变化、通信 发生异常或状态改变后，都可以按设定发出多种报警，并且产生事件变化通知， 这些通知即时显示在人机界面之中，也可以按时间段进行查询。

　　消息记录界面：

　　2.4 历史数据及报表功能

　　监控主机自动将所有有效的监控数据存储在服务器数据库中，操作人员可以 随时在网页中查询任意时间、任意设备的任意参数的历史数据，并且自动生成历 史曲线图，将查询结果以列表方式显示或打印，以供分析之用。系统保存历史数据不受时间限制。

　　设备历史数据界面：

　　设备报表管理：

　　2.5 告警管理功能

　　物联网监控系统有短信，语音报警、声光报警，WEB 弹窗，邮箱等 多种方式可以选择，用户可根据自身情况选择合适的告警方式。

　　告警设置界面：

　　2.6 设备分享功能

　　设备的相关数据和告警信息可根据客户需求分享给其他人。需注意如下几点：

　　1)扫描设备二维码的用户被认定为超级管理员，具备分享设备给其他人的 权限，也可以删除被分享人;

　　2)被分享的用户则不能再分享设备给其他人;

　　3)被分享的用户不能超过 9 个人。

　　三、系统实现

　　3.1 UPS 监控子系统

　　UPS 是机房电力环路中极为重要的一部分，担纲着纯净能源供应和电力故障 时保驾续航的重要角色。UPS 组成部分主要包括整流器，逆变器，电池和旁路。对于 UPS 监控的内容包含了如下内容：

　　Ø 参数采集：输入电压，输出电压，旁路电压，输入频率，负载量，电池电压，电池电量，电池工作时间等;

　　Ø 状态采集：正常模式，停机模式，旁路模式，电池模式，离线模式

　　Ø 历史统计：断电次数统计，过压统计，转电池次数统计，转旁路次数统计， 过载次数统计

　　Ø 故障记录：断电告警，机器故障告警，输入过压告警，输入低压告警，电池 过压告警，电池低压告警UPS 监控手机界面：

　　3.2 精密空调监控子系统

　　机房温度出现异常时，将导致机房其他设备运行所需的环境失去保障，因此 设计对机房内精密空调的运行状态和参数进行实时监测，同时可对精密空调进行 远程的开关机控制。

　　Ø 监测参数: 送风温度、湿度;回风温度、湿度;房间温度、湿度;压缩机运行时间;风机运行时间。

　　Ø 监视状态包括：压缩机、风机、冷凝器、加湿器、去湿器、加热器、传感器、控制器的运行状态、漏水监测状态。

　　Ø 报警主要包括：送风温度、湿度越限报警;回风温度、湿度越限报警;压缩机高压报警;压缩机低压报警;漏水报警;压缩机、风机、冷凝器、加湿器、去湿器、加热器、传感器、控制器故障报警;

　　精密空调监控手机界面：

　　3.3 蓄电池监控子系统

　　对机房内蓄电池的参数进行实时监测。通过加装蓄电池检测仪与每节电池进 行连线监测，多台蓄电池检测仪通过 RS485 智能接口及通讯协议采用总线方式 将信号接入智能云盒，由云盒将数据上传至监控服务器，由监控平台软件进行蓄 电池的实时监测。

　　Ø 采集参数：单节电池电压，电池内阻，电池温度，电池电流，环境温度;

　　Ø 告警设置：过压告警，低压告警，高温告警，低温告警，过压告警解除，低压告警解除，高温告警解除，低温告警解除。

　　蓄电池监控手机界面：

　　3.4 温湿度监控子系统

　　机房对温湿度的要求很高，对于面积较大的机房，由于设备分布、送风回风、 气流等因素影响，机房不同区域的温度、湿度值会有较大的区别，根据机房精密 空调回风的温湿度值来判断机房整体温湿度值已远远不能达到机房安全管理的要求;通过在机房内各区域安装温湿度传感器，使管理员实时了解准确的温湿度 值，以便通过调节送风口的位置、数量，设定空调的运行温湿度值，尽可能让机 房各点的温湿度趋向合理，确保机房设备的安全正常运行。

　　Ø 参数采集：温度，湿度

　　Ø 告警采集：过温告警，低温告警，高湿告警，低湿告警，过温解除，低温解除，高湿解除，低湿解除

　　3.5 发电机监控子系统

　　发电机长期处于待机状态，采用远程管理解决方案，可以检查运行时间、机 油压力、电瓶状态、冷却剂温度、发电输出、燃油油位、GPS 位置等。当达到临 界水平时，也可以生成通知，例如，发电机运行时间已经超过预期。在运行时间 超过服务间隔时间时，我们就可发送通知。由于能够远程分析每台发电机的运行 情况，将能够了解其健康状况并更有效地计划现场服务访问。

　　发电机监控手机界面

　　3.6 普通空调监控子系统

　　普通空调标配一个温湿度实时显示侦测，温湿度传感器外接一个红外传感器 可以 跟空 调进行 通讯 ，通 过红外 传感 器控制 空调 的开 启和关 闭。 云盒通过 MODBUS 与温湿度传感器进行通讯，并在 APP 中实现通讯和远端控制;

　　侦测参数：温度和湿度实时显示以及历史数据曲线记录和导出;

　　方案优势

　　该方案在软件和硬件方面都具备技术性突破的优势。 在硬件层面实现了两方面的突破：一，对原有硬件设备功能进行融合，通过一个智能终端实现了之前两至三个硬件设备的功能;二，对硬件设备的安装进行简化，公司设备即插即用，在施工及维护方面节约了极大的成本。