浅析数据中心电源与环境监控管理系统

【摘要】管理者对数据*心各类系统设备的运行状况、故障状况等需要实时了解，以便及时地做出处理．更需要对数据*心的空气环境和安全环境进行实时控制，为数据*心设置电源与环境监控管理系统可以实现上述目标。阐述了该系统的监控内容、监控参数、软件功能及系统架构等方面内容。

【关键词】数据*心；电源环境；场地环境；监控系统；系统架构

安科瑞汪洋/汪小姐/汪女士（销售专员）联系方式：18702106706

0引言

数据*心电源与环境监控管理系统利用的监控软件及设备对数据*心各系统和设备的监控管理提供一体化的解决方案，确保数据*心各系统的正常运行，节省运行管理费用。该系统的主要功能包括：对数据*心环境系统进行主动管理，预防事故发生；非人为故障；可与其它信息系统采用多种故障告警方式，及时通知相关责任人，尽快解决问题；能够判断事件根源，从而区分人为和互联；能进行故障信息归档。

由于目前还没有专门的监控管理系统标准，因此系统功能、监控内容、系统架构、软件／硬件配置等均缺乏统一的配置标准和依据，一方面造成数据*心在建设规划阶段缺少对电源与环境监控管理系统的规划，往往简单地纳入建筑的设备管理系统*，缺乏针对性和专业性：另一方面也使得电源与环境监控管理系统的规模和设备配置标准与数据*心的等级不相匹配，造成数据*心投资和管理的矛盾为了使大家能够了解数据*心电源与环境监控管理系统，本文从系统的监控内容、监控参数、软件功能及系统架构等几个方面进行阐述。

1监控管理系统的监控内容

数据*心电源与环境监控管理系统所要监控的主要内容包括：

a．场地环境，指对机房的温湿度参数、空气质量参数、漏水状况、空调及新风设备状况、灯光照明及消防设施状况等进行实时监测，并可对空调、新风机、灯光等进行手动／自动控制，从而确保机房系统设备在稳定安全的场地环境*运行

b．电源环境．指对机房的电源(包括市电和柴油发电机)参数、配电回路开关状态、UPS电源运行状态等进行实时监控．从而确保机房用电设备在稳定可靠的电力供应环境下运行

c．场地安全，指通过门禁管理、视频监控、人体探测、消防监控等手段对机房场地安全提供保障。

d．IT设备，指对网络设备、操作系统、应用系统等核心IT设备进行监控，便于管理人员随时掌握核心IT设备的运行状况。

近年来随着数据*心的大量建设和系统设备的日益更新，电源与环境监控管理系统的监控内容也在相应增加对机柜微环境进行监控已成为一些大型高级别数据*心电源与环境监控系统的一项重要内容。

2监控管理系统监控的主要技术参数

2.1供配电电源监控参数

包括进线电源的电压、电流、频率、功率，以及运行状态和故障状态；配电回路的电流、电压，以及运行状态和故障状态：ATS自动转换开关的运行状态和故障状态等。对于出租性的数据*心，还应对各个出租单元的用电参数分别进行计量、监控。

2.2UPS设备监控参数

包括UPS设备的输入，输出电压、电流、频率、功率因数、逆变器状态、电池状态、旁路状态、报警等，并可图形显示UPS和主开关的运行状态。当某部件发生故障或越限时，监控系统发出报警。

2.3蓄电池组监控参数

包括静态状态下每节蓄电池端电压、温度，以及蓄电池组电流；放电、均充状态下每节蓄电池端电压、温度，以及蓄电池组电流：蓄电池放电低电压报警信号。

2.4*密空调监控参数

包括空调机、压缩机、风机、加热器、除湿器的运行及故障状态，可用图形和颜色变化显示空调的工作状态，并能保存各空调的远程监测运行参数、各部件状态及报警情况，可进行远程开关控制。

2.5机房温湿度监控参数

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数值，显示短时间段内的变化曲线图。当任意一个温湿度传感器检测数据超过设定值，监控系统发出报警。

2.6机房漏水检测

实时监测机房漏水情况，当空调或其沿线水管漏水时，监控系统发出报警，以电子地图方式实时显示并记录漏水线缆感应到的漏水状态、漏水位置及漏水控制器的状态。

2.7机房消防监控

包括感烟，感温火灾探测及计算机机房气体灭火系统报警监视。

2.8发电机组监控参数

包括测量发电机三相输出电压、三相输出电流、输出频率，转速、润滑油油压、启动电池电压、输出功率：监视发电机工作状态(运行／停机)、工作方式(自动，手动)、ATS开关状态、水温，缸温、油位、启动失败、过载、紧急停车、充电器故障。

2.9新风机监控

包括监控新风机的运行及故障状态，测量风机前后风压。

2.10门禁、视频监控

使用感应卡识别系统监视机房人员进出情况，并连接视频监控系统提供人员进出机房或使用重要设备的记录。视频监控系统采用硬盘录像对机房进行全天侯监控，可随时进行查询。

2.11机房空气质量检测

设置C浓度探测器对机房内空气*的CO，浓度实施监控。1～4级数据*心的监控内容、参数及其配置可按下表实施。

数据*心电源与环境监控管理系统配置

注：①★表示应有，△表示可有；

②表*各系统是否纳入监控范围还要视教据*心所处的建筑物本身的性质而定。

3监控管理系统的监控软件及功能

由于数据*心电源与环境监控管理系统对软件安全性的要求高。所以一般采用嵌入式Linux监控系统，MySQL数据库，以达到安全可靠、易维护、开放性、扩展性好和抗扰能力强的目的。具体功能为：

a．监控设备软硬件一般采用模块化结构和RS232，RS485、SNMP、TCP，IP、OPC等接口，既有利于系统安全，又有利于系统的构建和维护，具有强大的网络互联功能和大量数据实时处理的能力。

b．采用的多线程轮询技术，根据所监控设备的多少自动分配线程，实现负载均衡。监控设备的通信间隔一般控制在5s范围内。敏感设备数据刷新能力控制在1s以内．以便准确及时地接收并上报设备运行数据及告警信息。

c．系统的软硬件模块间互相独立，互不干扰，具有热插拔和主设备倒换功能，更换设备时不影响整个系统的正常运行。

d．系统硬件采用电气隔离，保证系统的软硬件不影响被监控对象运行的安全性。系统软件对系统管理和维护人员进行多级权限分类，以区分限制各级别人员对系统的访问和操作权限，保证系统的安全性。系统预留多种对外接口，能向上级集*监控平台提供各种监控数据及报警信息。

e．系统采用模块化结构，具有灵活的多级组网功能，扩展成本低廉。监控系统前端采集采用嵌入式Lmux监控服务器，基于TCP／IP网络化监控结构，可充分利用内部的局域网。

f．软件操作简单方便．所有的监控内容均可在一个软件平台*查看，具有统一的监控界面。并能在监控*心实现机房的远程集*管理、维护及软件升级。

g．系统可根据实际情况多次确认后才报警。当供电意外*断并恢复时，各工控设备能自动根据设定重新启动并传输未传数据，同时系统软件也可自动启动和接收数据，保障数据的完整性。监控管理系统一般还具有报警、远程浏览以及远程监控功能。报警功能包括屏幕报警、声音报警、电话报警、手机短信报警、电子邮件报警．以及电话语音查询、电话短信查询功能等：远程浏览是系统可在WindOWS、Unix及Linux等操作系统上通过客户端软件及浏览器实时查看监控界面：远程监控则是系统通过现有的网络达到和监控*心等同的功能。针对不同的监控对象实现不同的远程监控除此之外，监控软件还能自动把环境设备等监控对象和系统本身的实时运行参数、实时运行状态、报表及事件日志数据发送到信息系统安全运行平台数据库。当场地环境发生事件时，能通过Socket及SNMPTrap方式通知信息系统安全运行平台监控系统软件一般要求提供多种标准化的对外接口．以便与门禁、安防、视频等系统对接，这些标准化接口包括TCP／IPXML协议接口、OPCServer及SNMPAgent.每一种接口都包括报警数据接口和监控数据接口监控管理系统还具有报表管理、事件集*管理、知识库管理、资产管理、设备维护保养及维修管理，以及人员值班安排的管理等功能

4监控管理系统的架构

一般来讲．数据*心可分为单机房的数据*心、多机房的数据*心两大类对应于这两类数据*心监控管理系统的架构可分为单机房网络监控系统和多机房网络集*监控系统单机房网络监控系统是指使用嵌入式Lonweb服务器等机房监控设备采集机房运行环境数据及计算机网络运行信息．使用嵌入式网络视频服务器监视机房情况．通过客户端软件或浏览器查看机房监控内容．其网络系统架构见图1。多机房网络集*监控系统是指按照设备的区域分布情况．每个机房都配置嵌入式Lonweb服务器和嵌入式网络视频服务器等机房监控设备所有机房的监控设备通过局域网、ADSL／ISDN，CDMA／GPRS或无线以太网等接入监控*心的管理服务器，在监控*心实现统一监控和管理．其网络系统架构见图2

5会议签到管理系统技术方案

可直接利用装于数据*心会议室的读卡机．作为会议签到设备通过电脑图形化界面实时了解现场已到会人数和未到会人数．并有“欢迎某某”的声音提示功能，使会议签到气氛更活跃。可提供多种会议报表查询功能

6数据*心门禁系统的其它要求

所有进出数据*心的线缆均需符合本数据*心的安全等级要求：如防火、阻燃、低烟、无卤、屏蔽、防雷、防电磁干扰等，并加装防浪涌保护装置所有门禁控制设备(包括安装在现场或设备管井内)均需加强自身的安防措施(加锁、防拆报警等)，防止被恶意破坏导致整个系统瘫痪，门禁系统运行需安全、可靠，数据有备份．供电有保障(不*断)，系统响应时间短，响应准确。采用安防专网进行组网．以提高系统的安全性、稳定性、响应的及时性。

在数据*心的入口处加装防爆危险品探测装置，防止危险物品入内危及重要设备及人员的安全。整个门禁系统需具备必要的兼容性．方便升级换代。

7 安科瑞*密配电及监控系统解决方案

7.1概述

随着数据*心的迅猛发展，数据*心的能耗问题也越来越突出，有关数据*心的能源管理和供配电设计已经成为热门问题，可靠的数据*心配电系统方案，是提高数据*心电能使用效率，降低设备能耗的有效方式。要实现数据*心的节能，首先需要监测每个用电负载，而数据*心负载回路非常的多，传统的测量仪表无法满足成本、体积、安装、施工等多方面的要求，因此需要采用适用于数据*心集*监控要求的多回路监控装置。

7.2应用场所

适用于运营商、金融、互联网、企业等数据*心

7.3系统结构

1）交流

7.4系统功能

1）主页

开机进入主页，包含进线参数、开关状态、出线参数、报警查询等功能，按按钮可进入各功能界面查看。

2）进线参数监测

监测主路的三相电压、电流、系统频率；各项及总的有功功率，无功功率，视在功率，功率因数，有功电能、无功电能；电流、电压不平衡度；电流、电压谐波含量；大需量。

3）出线参数监测

分支回路的电压、电流、有功功率、有功电能、功率因数额定电流设置、各相电流值；

负载百分比；大需量。

4）开关状态

左侧一列为主路开关状态，主路跳闸SD状态、主路防雷开关状态、主路防雷故障点状态，默认为无源检测点，分闸为绿色，合闸为红色。主路右侧的皆为支路开关状态；默认为有源检测点，合闸为红色，分闸为绿色。

5）报警查询

当前报警界面可查看实时报警和历史报警；开关量动作告警；任意数据的定时存储；进线过电流2段阀值越限告警，可任意设定告警值；进线过压、欠压、缺相、过频率、低频率越限告警;声光告警功能。

7.5系统硬件配置

名称	图片	型号	功能
*密电源管理系统软件		ACREL-AMC1000	一次图显示、进线、出线回路所有电参量监测；回路开关状态监测及报警；负载百分比显示；不平衡度检测；电流两段式报警；事件记录；数据定时存储转发。
*密配电柜		ANDPF	电源分配列柜。为IT机柜提供网络布线传输服务和配电管理。 分为交流和直流列头柜两类。
双路交流进线监测模块		AMC100-ZA	监测A+B双路三相交流进线回路的全电量参数、8路开关状态监测、2路报警输出、2路漏电监测、1路温湿度检测、3路RS485通讯、2-63次谐波
双路交流出线监测模块		AMC100-FAK30	监测A+B双路交流出线共30分路的全电参量参数和开关状态（有源），1路485通讯
双路交流出线监测模块		AMC100-FAK48	监测A+B双路交流出线共30分路的全电参量参数和开关状态（有源），1路485通讯
双路直流进线监测模块		AMC100-ZD	监测A+B双路三相直流进线回路的全电量参数、8路开关状态监测、4路报警输出、1路温湿度检测、3路RS485通讯
双路直流出线监测模块		AMC100-FDK30	监测A+B双路交流出线共30分路的全电量参数和开关量状态(有源）、1路RS485通讯
双路直流出线监测模块		AMC100-FDK48	监测A+B双路交流出线共48分路的全电量参数和开关量状态（有源）、1路RS485通讯
触摸显示屏		ATP007kt	实时显示*密配电柜进出线的电压、电流、功率、电能、电能质量、开关状态等。
双路交流进线监测模块		AMC16Z-ZA	监测A+B双路三相交流进线回路的全电量参数、6路开关状态监测、2路报警输出、2路漏电监测、1路温湿度检测、1路RS485通讯、相序检测
双路直流出线监测模块		AMC16Z-FAK24	监测A+B双路交流出线共24分路的全电量参数和开关量状态、1路RS485通讯、相位调整
双路直流出线监测模块		AMC16Z-FAK48	监测A+B双路交流出线共48分路的全电量参数和开关量状态、1路RS485通讯、相位调整
双路直流进线监测模块		AMC16Z-ZD	监测A+B双路三相直流进线回路的全电量参数、6路开关状态监测、2路报警输出、2路漏电监测、1路温湿度检测、1路RS485通讯、相序检测
双路直流出线监测模块		AMC16Z-FDK24	监测A+B双路交流出线共48分路的全电量参数和开关量状态、1路RS485通讯、相位调整
电流互感器		AKH-0.66-W	用于列头柜进出线回路电流采集。
霍尔传感器		AHKC-F-XXXA/5V	监测主路电流，孔径4313

8安科瑞智能母线监控解决方案

8.1概述

数据*心IT服务器配电传统采用*密配电柜，占用空间较大，配电线缆多，新增设备不便，为了节省面积，智能小母线方案由于不占用机房面积、可按需灵活插拔，受到很多数据*心的青睐，被越来越多的应用。

安科瑞智能母线监控产品分为交流和直流母线监控两类，包括始端箱监测模块、插接箱监测模块以及触摸屏，另外还可以搭配母线槽连接器红外测温模块用于监测母线槽的运行温度，确保母线槽配电安全。通过标准网线手拉手简单组网，可以实现任意插接箱检修或更换时不影响其他在线运行的插接箱的数据上传通讯。

8.2应用场所

适用于运营商、金融、互联网、企业等数据*心

8.3系统结构

8.4系统功能

实时监测

在主页点击数据采集按钮后，进入系统图界面：此界面显示了每个箱子的电压。

基本参数界面

显示电压、电流、功率、电能等电参数数据，在设备地址旁边的输入框输入本箱子对应的仪表地址，即可实现对箱子*仪表数据的采集。

谐波数据

通过点击“箭头”来左右切换2-63次谐波数据。

大需量

显示电压、电流、功率的大需量的数值及发生时间。

电能查询

电能情况可以查询上12月份的每个月用电量、上一年总用电量、本年已用电量、根据选择不同时间查询电能值。

8.5系统硬件配置

名称	图片	型号	功能
智能母线管理系统		Acrel-AMB1000	实现对母线系统的智能化管理，包括电参量显示，报警功能的实现，事件记录，数据采集处理和转发等。
插接箱监控模块		AMB110-A（D）-P1	实时监测插接箱电压电流用电量等电参量以及插脚处温度、箱内环境湿度等。
插接箱监控模块		AMB110-A（D）/W-P1	实时监测插接箱电压电流用电量等电参量以及插脚处温度、箱内环境湿度等。
显示单元		AMB10L-72	用于扩展液晶显示插接箱和始端箱的监测数据。
电流互感器		AKH-0.66-W	用于采集负载电流，三合一互感器，水晶头接口，免工具安装。
连接器 红外测温采集器		AMB310	采集汇总各红外测温模块的温度数据并上传至触摸屏及后台系统。
连接器 红外测温模块		AMB300	红外非接触测温，实时监测母线槽接头温度和湿度。
触摸显示屏		ATP010kt	实时采集并显示母线槽电参量、开关状态等数据并上传后台。可设置报警的阈值以及记录报警事件。

9 结语

随着信息时代的来临．各类数据*心的建设进一步加快．对数据*心自身的安全防护也需进一步加强和完善。希望通过一定数量的数据*心的建设和运营管理，能为其自身的安防设计提供更多的有益经验。

审核编辑 黄宇