動環監控系統在氣象數據中心機房的應用研究

江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

摘要：電力環境監測系統是一種基于計算機網絡技術的新型監測網絡，結合通信、自動控制、新傳感等技術，其功能是監測機房內的環境和電力設備。氣象數據中心機房的功能不僅是獲取氣象通信數據信息，而且是保持整體通信穩定的重要場所，電力環境監測系統是保證氣象數據中心機房電力環境穩定的關鍵。主要闡述了電力環境監測的意義、系統組成、中心機房的具體應用和測試，分析了電力環境監測系統在氣象數據中心機房應用的必要性，進一步分析了系統的實際應用。

0.引言

隨著信息化﹑隨著數字技術的不斷發展，數據中心機房已成為維護各單位日常業務正常運行重要的一部分。氣象數據中心機房的動力環境直接影響機房各項工作的發展。因此，只有確保氣象數據中心機房能夠為各種運行設備提供安全穩定的運行環境，才能確保日常工作有序進行[1]。電力環境中存在各種安全隱患，會在一定程度上干擾氣象通信數據的上傳、處理和存儲，需要實時監控。在傳統的氣象數據中心機房監控工作中，調度人員主要通過電話與機房管理人員溝通，缺乏靈活性，無法讓管理人員詳細掌握信息，加上部分管理人員懶惰，管理意識薄弱，導致氣象數據中心機房動力環境管理不當，影響數據通信工作。與此同時，一些通信機房設置的區域也比較偏遠，不利于機房管理人員的看守，及時排除設備故障。因此，為了解決以往監控工作中存在的問題，使機房管理人員能夠在第一時間了解機房內動力和環境設備的異常情況，智能動力環境監控系統應運而生[2]。

1.電力環境監測的意義

電力環境監測系統是一種集中、高效地管理和監測機房的技術手段。一方面，電力環境監測系統的建設不僅可以確保機房管理人員及時獲取機房狀態信息，盡快消除電力環境中的不利因素，避免運行設備故障，為機房電力設備運行的穩定性和機房環境的安全提供強有力的保障。另一方面，電力環境監測系統具有監測靈活、全面的優點，可以遠程監測和調整機房狀態，充分節省人力資源，實現機房的智能值班。電力環境監測系統結合了許多先進技術，實時監測電力環境，收集歷史數據和預警數據，集中分析，根據分析結果控制環境的穩定性，對整個計算機系統的正常運行起著至關重要的作用[3]。

2.動力環境監測系統的組成

動力環境監測系統主要實現監測機房內各種動力環境設備、及時報警機房突發情況、查詢設備數據、生成報表等功能。通過將所有功能集中在統一的監控管理平臺上，機房相關管理人員可以更有效地管理和維護氣象數據中心機房，不僅提高了管理人員對系統設備的管理水平和應對突發安全事件的快速反應能力，而且降低了工作強度，節省了大量的人工成本[4]。如圖1所示，動力環境監測系統主要由設備監控、數據處理、報警管理、統計報表和系統設置五個模塊組成。

2.1設備監控

設備監控模塊的主要功能是收集被監控設備的運行狀態和運行參數信息，并將信息傳輸到機房監控主機進行數據處理。*之后，數據通過機房監控主機通過網絡傳輸到監控管理服務器。監控對象包括溫濕度、消防狀態、漏水感應、配電、UPS和空調[5-6]。

2.1.1溫濕度監控

機房的溫濕度監測主要是通過在機房服務器柜等位置安裝溫濕度傳感器來掌握溫濕度的變化[7]。監控管理服務器接收溫濕度傳感器返回的值，判斷機房溫濕度是否在設定范圍內。如果溫濕度值超過設定值，監控管理平臺會提醒您遠程自動打開機房內的普通空調，調節室內溫濕度。

2.1.2消防監控

機房的消防狀態是接收煙霧傳感器的輸出信號進行實時監控。當內部煙霧過多時，監控管理平臺會自動發出警報，防止火災事故發生。

2.1.3漏水感應

主要對機房內窗戶、空調附近等容易漏水的位置進行監測。如果你感覺到漏水，你也會發出實時警報。針對漏水監測功能的動態系統也分為定位和不定位兩種類型。定位類型是指通過監測可以判斷漏水情況的具體位置。不定位類型只能提醒機房漏水，無法獲得位置。在此監測中，系統的控制器與傳感器共同工作，一旦發生漏水，信號將立即傳輸到監控管理服務器。

2.1.4配電監控

機房配電監控主要包括市電監控和精密配電監控兩個方面。機房配電柜市電總線的供電質量直接關系到機房內設備的安全。因此，市電監控不僅可以實時監控供配電系統的供電狀態是否良好，還可以監控市電質量。具體可監測參數包括電壓值、電流值、有功功率、無功功率、有功功率、無功功率、無功功率、頻率等。

精密配電設施包括智能電表、配電柜、電源配電單元 (PowerDistributionUnit，PDU)以及頭柜等。，在使用電力環境監測系統監測時，可以收集這些精密配電設施的重要數據，包括主路的配電信息、支路的電流值和電壓值，以確保各電路運行的穩定性。如有異常，將發出報警。

2.1.5 UPS監控

不間斷電源(UninterruptiblePowerSystem，UPS)它是機房電力設備系統正常運行的基礎。UPS實時監控，一是監控UPS逆變器、整流器、旁路、電池總電壓和負載，監控其運行；二是根據預設參數值范圍進行檢測工作，如果參數值越限，監控管理平臺發出報警，相應報警自動記錄；三是監控記錄自動生成曲線，更直觀地看到運行參數的變化，通過與歷史曲線的比較獲得更多信息，進一步方便UPS[8-9]的管理。

2.1.6空調監控

數據中心機房部署的空調有精密空調和普通空調。普通空調主要用于調節機房的溫度和濕度。根據區域內的溫度和濕度，對普通空調進行遠程開關控制。監控功能的實現主要基于JZ-IEM系列監控主機設施和相應的空調控制接口。同時，外部紅外控制器也需要用于實現控制。

精密空調是一種不同于普通空調的精密設備。在監控方面，主要實時監控空調參數，如回風溫度和回風濕度，以及壓縮機、制冷器、加熱器和加濕器的工作狀態。此外，還將監控部件過熱、風扇過載和濾網堵塞，以保持精密空調的穩定運行。

2.2數據處理

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

2.3報警管理

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

2.4統計報表

統計報表模塊分為兩部分：統計功能主要用于查詢告警記錄、設備監控數據等內容。報表管理功能是根據用戶需求將統計功能中查詢到的數據進行處理，用表格或者曲線的形式生成如告警統計報表、操作統計報表、歷史統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定性。

2.5系統設置

系統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的配置。個性化配置包括監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控管理系統的所有操作。

3.安科瑞動環監控系統介紹設備選型

3.1軟件概述

通過數據中心動環監控系統，實現了對數據中心的門禁狀態、水浸狀態，煙霧狀態，視頻狀態，環境狀態，高低壓配電狀態，設備運行狀態進行實時監測，并進行實時報警，保障數據中心正常運行，避免運行環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。同時實現動環監控并對各用能耗能進行能效分析，幫助用戶實現用能效率的優化。

3.2拓撲結構

3.3系統功能

主頁概況：顯示數據中心PUE值，總能耗、IT設備能耗、空調能耗和動力能耗。

變壓器分析：顯示變壓器負荷率、繞組溫度、三相不平衡度、功率因數等等。

小母線監測：顯示小母線始端箱、插接箱三相電壓、節點溫度。

列頭柜監測：顯示列頭柜電流、電壓、開關狀態、用電量、系統告警等。

UPS監測：顯示UPS旁路電壓電流、輸出電壓電流、負荷率、報警等數據。

空調監測：顯示空調運行狀況、用電量、空調能效比數據。

環境監測：顯示環境溫濕度、滴水、煙感、門禁、噪音等信號并告警。

事件報警：顯示預警、一般報警、重要報警、緊急報警四類報警信號，餅圖顯示各類報警占比。

3.4動環監控系統設備選型

4.總結

綜上所述，動力環境監控系統在氣象數據中心機房中的應用功能包括：

(1)對機房動力環境設備的運行狀態和參數進行了實時監測；

(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生的異常信息；

(3)能夠查詢當前和歷史時間下機房動力環境設備的參數數據以及告警記錄，通過生成報表來對比不同時間段數據發生的變化，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定性。

總之，動力環境監控系統是一種對動力環境進行實時監測并調節控制的機制，在氣象數據中心機房中具有較高的應用價值。