本系列文章分享了一个关于某医院的完整机房建设方案,内容详实、丰富,包含了机房中的装修方案、供配电系统、动环监控系统、防雷系统、机柜系统、制冷系统等,不过部分内容有些许过时,请灵活看待,酌情修改。本页内容是机房动环监控部分,本方案之完整内容有:

  1. 数据中心机房建设方案:项目背景与需求分析
  2. 数据中心机房建设方案:项目概述、设计依据及工程范围
  3. 数据中心机房建设方案:机房装修工程
  4. 数据中心机房建设方案:综合布线工程
  5. 数据中心机房建设方案:机房制冷系统及新风系统
  6. 数据中心机房供电方案:配电、UPS 系统、防雷接地
  7. 数据中心机房建设方案:机房消防系统
  8. 数据中心机房建设方案:动环监控系统
  9. 数据中心机房建设方案:KVM 系统
  10. 数据中心机房建设方案:门禁管理系统

1 机房动环监控系统组成

集中监控内容:配电监测子系统、UPS 监测子系统、精密空调监控子系统、温湿度监测子系统、漏水检测子系统、消防监测子系统、新风机监控子系统。

动力环境监控的各个子系统均通过 ICP 系列采控模块采集数据,以 RS485 方式传输至现场智能控制器,进入现场嵌入式主机。嵌入式主机有专用的通讯芯片,通过内部管理模块的控制,现场的数据按预先的安排,有条不紊地进入软件系统,由于响应的时间迅速,所以监控计算机能对现场设备达到实时监控。嵌入式主机通过网卡与用户内部局域网相连,系统的实时数据源源不断发送到监控中心、客户端或 WEB 网页端,机房管理人员即可实行远程监控,实时了解机房内部的动态变化趋势。由此减少了机房管理人员的大量工作,工作效率的提高,增加了管理人员的反映灵敏程度,确保机房的长期稳定运行。

为了保证系统的可靠性与稳定性,动力环境监控部份与图像监控部份分成两套系统独立运行,集成于动力环境监控平台。高精度摄像机信号通过专业网络数字视频服务器的采集,连续不断地发送到监控中心,保存在高速稳定硬盘上,使每个机房内的每一个细节都记录在案,可随时进行查阅. 相关管理人员不需去监控中心而直接在自己办公室监控每个机房每只摄像机的清晰图像。远程接收的图像流畅清晰,绝无马赛克现象,平均帧率在 25 帧/秒,确保监控的质量。

2 动环监控系统结构和简要描述

本设计以满足用户的实际要求为出发点,以实现各机房的无人值守和各机房的集中监控和管理为目标。为提高系统运行的稳定性和可靠性,增强系统的扩展功能和可维护性,整个系统采用模块化、结构化设计。整个监控系统采用分布式系统的组网方式,硬件和软件均采用开放的模块化结构。监控系统分别由监控管理中心、现场采集中心、监控单元、监控模块组成。在设计中充分考虑系统的稳定性、兼容性、系统所有设备的性价比、及系统以后扩展、扩充需要,能以最少投资方便地纳入系统监控体系中。

监控管理中心(SC)采用 LONCOMIP 分布式管理软件系统,包括 LONCOMIP 的三种软件:监控中心软件(AgentCenter)、客户端软件(Client)及 Web 端软件。监控中心软件(AgentCenter)实现对多个机房的宏观管理,记录历史数据,处理事件报表信息,提供客户端软件(Client)及 Web 端软件的表示数据。客户端软件(Client)及 Web 端软件为用户提供直接的管理界面及报警界面。

现场采集中心(SS):环境监控采用 LONCOMIP 嵌入式系统,一个嵌入式主机可提供多个个 RS232 或 RS485/RS422 接口,RS485 接口可以连接各种测量传感器采集、传输数据。嵌入式主机基于嵌入式 Linux 环境工作,它既可独立运行(采集本地监控单元的数据及发送控制命令),也可以向上与远端监控站传输数据和向下对现场监控中心采集数据。图像监控采用网络视屏服务器,多路视屏输入,发送到监控中心,由监控中心控制画面的显示及切换。

监控模块(SM)是一系列的信号采集单元、测量传感器、摄像机、协议转换器及相应的控制执行器和智能设备的智能控制器。根据系统需求,监控模块可以与监控单元那样接插各种输入输出采集模块或控制模块,即模拟量采集模块、数字量采集模块、控制模块等,各种测量目标的传感信号接入相应的采集模块中,并且定时快速采集和执行相应的数据处理或控制操作,再把处理结果和告警信息传送到监控站。

系统拓扑结构图如下:本部分略,详见众平科技分享的附件

数据中心机房建设方案:动环监控系统

3 动环监控系统功能概述

本监控系统根据用户对机房管理的需求,能对各不同类型的机房动力环境设备实现集中监控,包括对机房动力系统(包括配电柜、UPS)、环境系统(机房专用精密空调、漏水检测、温湿度监测、消防监测、新风机监控)、安防系统(门禁管理),具有完善的监测和控制功能,更为重要的是要融合了机房的管理措施,对发生的各种事件都结合机房的具体情况非常务实的给出处理信息,提示值班人员进行操作。实现了机房设备的统一监控,智能化实时语音电话报警,实时事件记录;减轻机房维护人员负担,有效提高系统的可靠性,清楚处理各种事件关系,实现机房可靠的科学管理。

本方案设计将机房动力环境监控系统分为六大功能。分别为数据中心、报警功能、报表管理、安全设定、个性化管理及远程功能,详细略。

上述方案设计的机房动力环境集中监控系统,具有或达到下列性能指标:

  • 系统软件、硬件均采用高度的模块化,具有很大的灵活性和扩展性,可以适应不同规模监控网络和不同数量监控对象的需求。
  • 监控系统具有完善的自诊断能力,对测量数据本身,通信中断,软、硬件故障均能自动诊断故障;监控系统故障时不影响被监控设备的正常工作和控制功能。
  • 监控系统有良好的人机对话界面,软件语言为中文,操作人员只需经过简单的培训即可对本系统进行操作;具有多种明显清晰的多媒体形式的故障告警显示功能,并能以电话、手机等其他各种形式给出告警。
  • 监控测量系统具有良好的电磁兼容性,被监控设备处于任何工作状态下,监控系统均能正常工作;同时监控设备本身不产生影响被监控设备正常运行的电磁干扰。
  • 监控系统可对不同接地要求的多种设备均可以接入监控,所有监控点的接入均没有破坏被监控设备本身的接地状态。
  • 图像压缩采用最先进的 H.264 压缩方式,帧速率为 25 帧/秒。
  • 监控系统硬件的平均无故障时间大于 200000 小时。
  • 整个系统响应时间小于 5 秒。

4 动环监控系统建设方案

集中监控主机安装中在基本工作间,由机房值班人员对监控系统集中管理。监控主机采用性能优良的工业电脑,通过嵌入式 LonWeb 监控主机和嵌入式硬盘录像机连接各种监控对象,配置电话语音卡可以在系统报警时可以拨打相关电话进行语音提示报警。门禁控制器和采控模块都安装在机房内的采集箱内,摄像头也由主采集箱供电。所有采控模块均采用性能稳定的台湾泓格 ICP7000 系列产品。本方案监控系统软件平台采用先进的 LonComIP 监控系统软件。整个监控系统统一使用 UPS 电源,以保证市电停电时系统也能正常运行。系统除在总控室进行监控外,还通过局域网在警卫室安装监控客户终端。

集中监控内容包括以下几部分:UPS 监测子系统、配电监测子系统、精密空调监控子系统、温湿度监测子系统、漏水检测子系统、新风机监控子系统、门禁管理子系统和图像监控子系统。下面介绍各个子系统的建设方案。

4.1UPS 监测子系统

  • 监控对象:对 1 台 UPS 进行实施监测管理。
  • 监控实现:UPS 自带 RS232 通信口,经过 7520 通信转换模块转换成 485 总线用一根双绞网线直接连接到监控主机的一个通讯口,通过这个连接与监控主机进行通信。监控主机可以查询 UPS 的各种工作状态、参数和报警信息。
  • 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,监控主系统发出报警。
  • 监控内容: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: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。

注意:UPS 监测的内容需根据 UPS 所提供的协议而略有变化,上面的内容只作参考。UPS 一般不进行远程关机控制,以免发生意外。

在下面的 UPS 监控参考界面中,实时参数以具体数值显示;工作状态以 LED 图标显示,绿色表示该状态启动,灰色表示该状态没有启动;报警信息以 LED 图标显示,红色表示报警状态,绿色表示正常状态。

UPS 监控参数表示意图,本部分略,详见众平科技分享的附件

4.2 配电监测子系统

  • 监控对象:对机房配电柜总进线和 UPS 输入线路的监测及 6*2 路主要 UPS 输出开关状态的监测。
  • 监控实现:在配电柜上的市电输入处和 UPS 总输出处各安装 1 台 DIRIS-Ap 电量仪。其中电流监测用电流互感器变换后再由电量仪测量。电量仪自带 RS-485 通讯接口,可以直接与嵌入式监控主机通讯。它可以监测市电输入的电压(三相)、电流(三相)、频率和功率等。
  • 在需要监控的配电开关安装辅助触点。这里用 IPC7053 开关量采集模块来采集辅助触点输出的反映配电开关状态的开关信号。当开关断开时,则窗口中所对应的图标会变成红色,正常为绿色,并指示其状态位置。其中在机房总进线配电室设计 1 个 IPC7053 采集模块,最多可以采集 32 个配电开关的状态;在机房右上角和右下角的配电室各设计一个 ICP7053 采集模块,可以最多可以各采集 12 个配电开关状态。
  • 监控性能:实时显示并保存各配电柜总进线的各监测参数的数值,实时显示并保存各被监测开关的工作状态。设定电压、电流的上限值与下限值,当监测的电压或电流超过设定的允许值时,系统诊断为有故障(报警)事件发生,监控主系统发出报警。

4.3 精密空调监控子系统

  • 监控对象:机房内一台精密空调
  • 监控实现:精密空调自带 RS-485 监控智能接口,1 台空调的接口用一根双绞线通过 RS-485 方式连接到嵌入式监控主机的同一接口。空调设置通讯地址,监控主机通过空调提供的通讯协议来查询和控制空调的各项参数。
  • 监控性能:监测空调机运行状态,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。此外,能够实时显示并保存各空调通讯协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: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、乙二醇运行时间、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。

4.4 温湿度监测子系统

  • 监控对象:对机房内重要的区域内的温湿度进行监测。
  • 监控实现:安装 2 个温湿度传感器,见附件图纸,每个传感器布 1 根 8 芯网线至采集柜(采集柜的位置安装在靠近监控主机的地板下)。传感器采用华越 DSTR11 系列产品,其输出为线性模拟电压,再经 ICP7017 采集模块采集(每个 ICP7017 采集模块可以采集 4 个温湿度传感器的输出)送到嵌入式监控主机进行处理。
  • 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。并可设定每个温湿度传感器的温度与湿度的报警上限与下限值。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房内的信号,实时显示温度信号、湿度信号。下图是温湿度监控参考界面。本部分略,详见众平科技分享的附件

4.5 漏水检测子系统

  • 监控对象:对机房内 1 台精密空调漏水监测报警
  • 监控实现:漏水报警主机房采用 1 个 DSHW58 定位式漏水监测控制器,1 根 10 米长漏水感应绳围着空调和机房四周绕一圈,达到实时检测每一处可能产生漏水的地方,并能检测机房外面漏水浸入机房内。漏水控制器自带 RS-485 智能通讯接口,通过一根双绞线连接到嵌入式监控主机,由监控主机根据通讯协议来读取漏水侦测信息。
  • 监控性能: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、漏水控制器的状态。当空调或其它漏水感应绳所在区域漏水时,监控主系统发出报警,并有相应的报警图示,并播放漏水报警的语音提示。

如上图所示,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,并以文本方式显示漏水监测的状态,显示漏水发生的具体定位。线条正常情况下是绿色的。

4.6 消防监测子系统

  • 监控对象:对机房内的智能消防主机状态进行监测。
  • 监控实现:通过消防厂家提供的消防控制器报警干接点信号,通过一个 7053 采集模块对接点信号进行采集后再与电脑进行通讯。
  • 监控性能:实时显示并保存智能消防主机的报警情况和报警放气状态。
  • 监控内容:监控各区消防报警状态、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。

4.7 新风机监控子系统

  • 监控对象:机房的 1 台新风机。
  • 监控实现:新风机不带智能监控接口,需进行改造后才能进行监控。这里用 1 个 I7060 开关量输出模块 把监控主机的控制指令转化成机械动作,再通过开关量转换模块去控制新风机的开关,并用开关量转换模块把新风机的运行状态进行转换后再由 I7060 模块进行采集,然后反馈到监控主机,从而实现闭环监控。
  • 监控性能:实时监测 1 台新风机的运行状态,已动画方式显示新风机的运行情况,可以远程控制新风机的启停,当新风机停机超时时系统会报警。
目 录
  1. 1 机房动环监控系统组成
  2. 2 动环监控系统结构和简要描述
  3. 3 动环监控系统功能概述
  4. 4 动环监控系统建设方案

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