数据中心动环监控系统分析与应用

摘要：介绍了数据中心动环监控系统，并结合原理图进行了详细分析。该系统主要监控数据中心的电源设备和环境参数，如UPS、电池、配电柜、温湿度、漏水监测等。将实现多机房、微模块远程网络集中监管，从而为提高数据中心能源效率的指标PUE值奠定坚实基础。

1.引言

数据中心动态环境监控系统是远程监控数据中心的系统，是管理运维人员远程集中维护和操作的基本支撑工具，是展示数据中心能效、协助节能的有效平台，可以监控机房内各种设备的动态设备参数、环境状态、能效测量和位置。通过环境状态感知、环境状态采集、环境状态异常报警、环境状态保存和环境状态呈现等几个步骤，可以实现上述监控功能。

(1)机房动力环境监测系统监测对象包括：柴油发电机、配电柜、列头柜(或母线槽)、UPS、电池组、温度和湿度、水渗漏、精密空调、氢气检测、视频监控、门禁等。最终集成在动环监控平台上进行统一管理。在故障报警之前，可以进行预警。当故障报警发生时，可以通过各种方式通知管理人员，管理人员可以方便地设置和调整报警参数和条件。

(2)系统将通过TCP/IP网络传输数据，采用B/S结构，便于远程访问和集中监控。监控设备或子系统通过串联/网络连接到监控服务器；每个智能设备根据同一设备的一定数量分为不同的组，通过串联连接的每个组设备手拉手串联，然后连接到嵌入式收集器；该项目通常在消防值班室配备监控服务器，也可以在电力室配备监控服务器。嵌入式收集器和监控服务器数据库数据库实时同步，以便监控和报警。嵌入式收集器具有该存储功能。～数据为12个月。

以下是系统监控的设备和参数的详细介绍。

1.1动力监控

1.1.1柴油发电机监测

通过柴油发电机带来的智能数据接口，可以实时监控和显示发电机的三相输出电压、三相输出电流、输出功率、输出频率、启动电池电压、液位和工作状态。同时，发电机的工作模式(手动自动)也可以、开关的自动转换（ATS）监测和报警各种故障，如状态、柴油泄漏、启动失败、过载、紧急停车等。

1.1.2开关电源监控

三相输入电压、三相输出电流、输入频率、输出母线电压、整流模块单体输出电流、总负载电流、电池充电电流、主要分路电流等参数通过智能数据接口实现实时监控。通过开关电源的智能接口，信号通过总线连接到数据采集器，监控平台监控机房内开关电源的运行情况。

1.1.3配电柜、列头柜和开关监控

监控信号线连接到列头柜、UPS输入柜、UPS输出柜、二级空调配电柜的智能接口电量计，纳入统一监控平台。监控相电压、线电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、频率等参数。各配电柜总进线的三相电源，同时监控各回路开关和ATS开关的状态。

1.1.4UPS主机监控

监控平台软件通过UPS设备提供的智能数据接口实时监控UPS。对UPS参数进行实时监控:输入输出和旁路电力参数(电压、频率、负载数据等)。)，电池参数(总电压、总充放电电流、温度、备用时间等。)，工作状态(工作模式)，同步状态，UPS/旁路电源、整流器、逆变器、旁路、电池部件等故障状态等。

1.1.5电池监测

通过单个电池检测模块连接每个电池，然后电池检测仪通过总线将信号连接到数据采集器，实时监控电池报警。此外，它还能实时监控电池组的总电压、充放电电流、单节电池电压、单节电池内阻(可选)和极柱温度，并具有单节电池模拟量监控接入功能。

1.2环境监控

1.2.1温度和湿度监测

带液晶显示面板的温湿度传感器安装在机房重要区域(如冷热通道、UPS室、电池室等)。)，一旦发现异常，立即启动报警。设备的热出风口不允许安装温湿度传感器。温湿度传感器监测环境温度和湿度，不仅可以在液晶面板上看到当前的实时温度和湿度值，还可以通过总线将信号连接到数据采集器中进行远程实时监控，同时可以与其他设备或系统联动。如果温度过高，空调制冷可以自动启动。

1.2.2漏水监测

在有水源的地方，如空调主机周边区域、空调排水管周边区域、机房内含水管周边区域等。，安装定位水浸传感器(通常是漏水绳)。水浸主机控制器直接将漏水报警信号通过总线接入数据采集器进行实时监控。

1.2.3精密空调监控

当机房温度异常时，会严重影响机房其他设备的运行。精密空调设备通过总线直接将监控信号接入数据采集器进行远程实时监控。通过智能通信接口，实现空调状态(开机、关机)实时监控以下功能。、当前温度值、工作模式、空调模式、风速、调温设置、定时启动时间、温度控制启动上下限阀值等。

1.2.4湿膜加湿器监控

可以通过智能数据接口，监控机房、电力室、配套房间湿膜加湿器的运行参数和故障报警。

1.3其他监控

1.3.1视频监控

视频监控作为安全控制、远程监控和事故追溯的重要手段，应在施工初期提前按要求部署视频监控系统，并通过摄像头等设备对关键区域进行监控。

机房的所有分区都有监控，重要机房的所有过道和冷热通道至少设置了两个摄像头形成对射，没有盲点覆盖，配备7*24小时视频监控条件。通常采用1080P高清摄像头，配备具有人脸识别功能的摄像头和门禁大门进出机房大厅。所有视频数据保存时间为90天，具有智能监控、离线报警等功能。

1.3.2门禁管理

门禁管理可以在线授权和撤销，配置门禁参数，远程操作开门，事故断电常开，防止撤销等。它具有持卡人员配置管理功能，可以配置管理部门人员信息，可以按时分配持卡人员权限。该系统可以实时反映当前的门禁状态，远程操作门禁开关，实时监控持卡人员的进出情况，实时提示操作结果和报警信息。可以查询人员的进出记录、操作记录、报警记录，管理各种信息，输出各种统计报表。

1.3.3新风机组监控

监控新风机组风扇的运行状态、故障状态、手自动状态、新风阀执行器的开关状态、过滤网堵塞状态(压差)、送风温度等，控制电动阀开度，新风机组的开闭(双DO)、开启和关闭新风阀执行器(双DO)。

1.3.4氢气监测

通过采集模块数据，监测电池室内氢气浓度，采集氢传感器浓度。

1.3.5各类风机监控

对送风机、排风机、补风机等各类风机的运行状态、故障状态、手自动状态等进行监控，控制风机的开启和关闭(双DO)。

注:最后三项监控现在通常纳入BA系统。根据氢气监测、制冷剂泄漏监测等。，各种风扇的启动和停止应联动管理。如果风扇管理多个机房，风阀执行器的启动和停止应联动管理。新风机组监控通常有两种模式:(1)如果新风机组使用冷冻水作为冷源，则由BA系统监控具体的DI。、DO、AI、AO信息点；(2)如果直彭新风机组使用特定介质作为冷源，自带室外机组，通常通过智能数据接口将产品自成一体，整体连接到BA。

1.4原理图展示

2.动环监控系统解决方案

通过数据中心动态环境监控系统，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、设备运行状态的实时监控，并进行了实时报警，确保数据中心的正常运行，避免了配电设备运行故障，保证了维护人员的安全，延长了设备的使用寿命，降低了配电室的粗放式管理，导致成本过高。同时实现动态环境监控，分析各种能耗和能效，帮助用户优化能效。

2.1系统功能

(1)通过仪表盘直观展示当前数据中心的总能耗、IT能耗、空调能耗等能耗，并计算出当前数据中心的实时PUE值。

(2)选择查看数据中心中低压配电系统的主接线图，并在一张图中显示配电系统目前的遥测、遥信数据和状态。实时监控各配电柜的电压、电流等电力参数，变电站的温度、湿度、烟雾、水浸、门禁等环境条件。

(3)电气接头温度实时监测，无线测温传感器监测接头温度安装在断路器触头、触臂、母排和电缆连接处，便于提前发现温度异常引起的事故。

(4)监控负载率、频率、功率因数、三相不平衡等各种变压器参数。，并显示历时曲线图和实时数据变化。帮助用户直接

(5)电能质量在线监测，可监测暂态事件记录、ITIC容忍曲线等。电流和电压谐波畸变率、电压暂升暂降暂停等。

(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，同时监控UPS温度、电池电压、当前负载下的剩余时间等数据。

(7)显示单个电池的电压、内阻和温度，预测电池携带时的剩余时间，每个电池数据都可以设置异常报警，及时发现电池异常。

(8)展示精密配电柜内进线和馈线电路的电气参数，包括电流、电压、功率、电能和开关状态，并可设置和分级数据，数据取自精密配电柜的测量模块。

(9)展示智能小母线的始端箱和插入箱的电气参数，包括电流电压、开关状态和插入点温度，并设置和分级数据。

(10)通过平面图显示数据中心的能源分布、设备分布以及设备的能耗数据。点击平面图上的设备进入具体的设备监控界面。

(11)当前数据中心的PUE值和历史PUE曲线实时显示。并显示每个子项目的能耗和能耗排名。监控变压器的运行和负载，并给出本月变压器的输出电能排名。

(12)显示每月/年的电能消耗报表，可以显示具体电路的曲线图和饼图。对数据中心用电数据进行同比和环比分析比较，查看用电趋势。

(13)监测精密空调的回风温度和湿度，并能设定精密空调的温度和湿度，从而达到更好的控制效果。

(14)监测数据中心的温度、湿度、开关门、水浸、烟雾、噪音、气体浓度等参数。曲线图直观清晰，支持历史数据查询

(15)通过列表显示各种报警事件的数量，通过柱状图显示每天的报警数量，提供报警总数和增长趋势。

维护管理功能，可对数据中心各主要设备进行巡检、消缺、抢修等维护工作。

2..2动环监控系统选型方案

3.结语

数据中心动环监控系统将实现多机房、微模块远程联网集中监管，工作人员在总控中心即可统一对数据中心下属多个机房和微模块进行统一管理，实时监控动力设备和机房环境的状态，及时检测各类故障并通知相关人员操作处理，可远程进行维护、数据备份、升级，提高机房无人值守的安全可靠性。同时，能对数据中心园区、每栋建筑、每个机房、每个微模块乃至每个机架机柜的能效进行计量展示，协助制定合理的节能方案，从而为提高PUE值、降本增效奠定坚实的基础。

【参考文献】

【1】GB50314-2015.《智能建筑设计标准》. 北京：中国计划出版社，2015.

【2】常红波．浅谈数据中心动环监控系统［Ｊ］．信息技术与信息化，2019（12）：13-15.

【3】安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版