机房动力环境监控方案

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机房动力环境集中监控
设计方案
设计单位：设计日期：
目录
一、概述
1.1 工程概况
（1）项目名称：
（2）工程地点：**
（3）集中监控内容：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、门禁管理子系统、智能消防监测子系统、发电机组及发电机房环境监测子系统、电池房环境监测子系统、考勤子系统、图像监控子系统。

1.4 系统实施简介
以上提到动力环境监控的各个子系统均通过ICP7000系列工业采控模块采集数据，以RS485方式传输至现场智能控制器，进入现场工控机的多设备驱动板。

多设备驱动板中有专用的通讯芯片，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，在现场设备异常报警时，系统立刻弹出相应的报警窗口，同时发出多媒体声音报警，并且自动拨打设定的电话号码，采用语音方式通知有关人员。

监控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。

进口的高精度摄像机信号通过专业数字录像机的采集，连续不断地保存在高速稳定硬盘上，使机房内的每一个细节都记录在案，可随时进行查阅. 可利用局域网实现图像网上传输，管理人员直接在自己办公室监控系统内各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。

二、监控系统结构系统拓扑结构图
Web
Client Client
Agent
Client
2.2 系统功能概述
本监控系统根据用户对机房管理的需求，能对各不同地域的机房场地的动力环境实现集中监控，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）、保安系统（门禁管理、图像监控），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。

2.2.1数据中心
实时数据：监控中心主机可非常实时查询机房内各监控设备的运行状态、运行参数及各种故障参数等所有的数字、模拟数据，所有数据均以友好的人机界面显示出来。

监控主机持续不断地收集各监控单元上报的各种实时数据，并根据各监控点的实际情况将采集的数据进行分析、处理；系统根据采集的监控数据生成实时动态曲线图，供操作人员分析所机房设备和环境变化的趋势发展，以作出有效的事故预防处理。

历史曲线：监控中心主机能够保存所有监控数据，保存时间为1年以上(根
据用户要求可增加)。

利用历史数据，可随时作各个监测项目的历史资料查询，查询任一天、任一时的历史数据曲线，亦可查询某一天的最大值、最小值和平均值，将查询结果以列表方式显示或打印，供分析统计之用。

2.2.2报警功能
报警等级：系统具有强大的报警级别报警，可区分多级报警，当系统出现报警时，可根据不同监控对象报警事件而划分不同的报警方式，包括划分报警等级、时间优先、次数频率等，在监控中心可以以不同颜色和声音对报警事件进行区分，完善的报警级别将会使系统具有更高的可靠性。

报警方式：A.屏幕报警，当出现任何报警事件时，系统会在监控主机不同在进行任何操作或任何工作时，将所报警的画面自动弹出，并显示在最上方，还伴随着画面闪烁、文字提示，通知在线的操作人员。

B.声音报警，出现报警事件时，监控主机多媒体音箱便播放录制的报警声音，以通知在现场的值班人员；并可以外接声光报警器。

C.电话报警和手机短信报警，除了上述两者报警方式外，当报警事件发生时，系统将通过电话拨号方式，系统会自动拨打已设置好的多组值班电话，包括固定电话和移动电话，以便及时的通知值班人员，当值班人员获知报警信息后，可在电话上按下“#”键两次，则系统便不再给该电话继续拨号，但不影响其他所设置的电话进行电话报警。

从而在根本上实现了机房无人值守，科学管理。

事件日志：系统会自动记录每一条报警的详细信息，信息包括报警事件的内容、时间、报警值、报警级别、设备位置等，系统将报警事件日志作为非常重要
的历史数据储存在硬盘中，以便进行查询、打印，任何操作权限的人不能对其进行任何修改。

报警管理：所有报警条件、报警限值、报警等级只能由具有权限的系统管理员才能进行配置和修改。

系统具有自动分析报警事件的功能，对因线路、设备或系统故障等原因引起的误报和不需要进行报警的事件会加以屏蔽，而确保报警事件的正确率和高效率。

2.2.3报表管理
系统将所保存的历史数据、操作记录、事件日志生成各种报表进行管理，可针对不同的监控对象形成独立的报表，亦可对所有的监控对象生成整体的统计报表，包括生成历史数据统计报表、报警统计报表、操作统计报表并具有打印功能。

2.2.4安全设定
操作权限：系统根据不同的操作者划分了多级操作权限，最低级操作权限只能查看监控数据；具有控制权限的操作者可以进行对监控对象发送控制指令，例如：开、关空调；具有系统修改权限的操作者可以对系统所有控件进行属性、参数的修改；最高级的操作权限可以对用户授权，可以修改系统的所有参数，包括系统的运行参数；系统具有非常完善的权限分级管理功能，亦可根据用户实际需求，可对操作者划分不同的操作权限，亦可跨越权限等级划分操作权限，不同的用户只能在自己的操作权限内进行系统的操作。

系统操作记录：系统对所有操作者所进行的系统操作均作详细的操作记录，包括操作人、所操作的设备、操作内容、操作时间及操作者登录、退出的系统的
时间等，操作记录可以以列表的形式进行打印，以供查询之用。

系统自诊断：系统的自诊断性良好，当包括本地监控通信故障、远程通信故障、硬件故障、软件运行故障等情况出现时，系统会自动发生故障报警时间，以便及时通知值班人员解除现场故障。

系统数据恢复：系统当出现某些故障或系统操作不正当、不正常而导致系统数据（包括软件运行的数据）全部丢失时，系统会自动启用数据备份恢复功能，将以往每天一次所备份的系统数据恢复到上一次正常的状态。

当系统因操作不当、监控主机操作系统出现故障或系统断电后（包括非正常断电）而导致操作系统重新启动时，该系统会在监控主机操作系统重新启动后自动启动监控系统，以确保系统正常运行，使之具有更高稳定性、安全性。

软件安全：只有获得我公司的正确许可权后才能拷贝软件程序到其他监控主机上运行，否则所拷贝的软件程序将不能运行，其目的保障用户使用该系统时应具有的软件安全性。

2.2.5个性化管理
系统参数配置：只有在具有系统参数修改操作权限的操作者才能对整个系统软件的运行参数、数据管理参数、报警参数等进行配置、修改，如配置或修改不当，运行出现故障时，系统会自动将数据恢复到上一次正常状态。

监控参数配置：同样只有在具有权限的操作者才能修改监控对象的监控参数，包括新增、删除、修改监控对象的监控参数，如修改不当，系统会在下一次启动时自动恢复上一次正常状态。

所有修改监控参数操作均可为在线时，而不必重新
启动系统，只需要保存所修改后的监控参数即可。

使之系统的操作更为简单。

2.2.6远程功能
远程监控：系统通过现有的内部局域网，实现远程监控，所监控的对象可以和监控中心具有等同的功能，亦可针对不同的监控对象实现不同的远程监控。

远程管理软件包是独立于现场监控部分，体现了模块化、结构化设计的思想。

它增强了系统的稳定性、安全性和可靠性，并使整个系统能以最少投资获得良好的扩展功能，有利于用户的使用。

2.3 系统性能指标
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。

★监控系统所有软件均运行在WINDOWS操作系统环境下，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MPEG 4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。

三、监控系统建设方案
集中监控主机及硬盘录像机均安装在五楼机房主控室，由机房值班人员在主控室对监控系统集中管理。

监控主机采用性能优良的工业电脑，。

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。

集中监控系统基本配置监控系统采用1台台湾产P4级专业工控机通过作为监控主机，安装1张电话语音卡用于拨打电话报警，并安装1张8路串口通讯接口板将监控主机的串行通讯接口扩展到10个，从而可以与各种监控设备进行通讯。

所有采控模块均采用性能优越的台湾泓格ICP7000系列。

本方案采用先进的POTELY监控系统软件，监控系统功能详见第四部分POTELY监控系统介绍。

具体系统设计图纸见附件。

系统报警处理系统报警分三个级别，一级为一般报警，三级为紧急报警，所有报警信息均作记录保存在数据库中，具体包括报警设备、报警内容、报警时间、报警等级等。

为了方便值班人员识别，除在软件上区分报警级别外，还在控制台安装黄、橙、红三个指示灯，分别指示一级至三级的三种不同报警级别。

三个报警指示灯由1个7060控制模块通过接口电路进行控制。

当监控系统检查到设备报警时，马上根据报警级别的不同点亮相应的报警指示灯。

除了上面的报警方法外，系统报警的方法还有现场报警画面及语音，远程电话语音等。

现场报警画面及语音是指，设备报警时则弹出该设备的监控界面，监控主机可以通过自带的声卡把报警的内容通过语音在现场播放出来，提醒机房管理员注
意。

所有的语音报警信息均事先录制好，保证清晰、响亮和准确。

远程电话语音是指，监控主机装有语音卡，可以连接到公众电话网拨打值班电话进行报警。

当有监控对象报警时，监控主机则通过语音卡拨打外线电话进行报警，不在现场的值班人员通过接听电话可以听到跟现场相同的报警语音。

电话号码预先设定，可以有多个，不同的报警内容可以拨打不同的电话号码。

集中监控内容包括以下十一部分：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、门禁管理子系统、智能消防监测子系统、发电机组及发电机房环境监测子系统、电池房环境监测子系统、考勤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。

3.1 UPS监测子系统
监控对象：对四楼机房的2台130K Powerware 9315 UPS进行实时监测管理。

监控实现：UPS自带RS232通信口，经过7520通信转换模块转换成485总线直接连接到监控主机的一个通讯口（每台UPS占用1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。

每台UPS使用1个通讯转换模块7520，安装在靠近UPS的地板下。

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：
实时参数：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、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。

在下图中，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。

图3.1 UPS监控参数表示意图
图3.2 UPS监控报警参数示意图
3.2配电监测子系统
监控对象：对机房2台配电柜(四楼和五楼各一台)总进线电量的监测及24路主要开关状态的监测。

监控实现：在2台配电柜上的市电输入处各安装一台9900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。

用3个D8H电源转换模块连接到需要监控的24路开关的输出，达到关联的目
的。

D8H转换模块的输出是开关量，经7053模块采集后传给监控主机进行状态
显示。

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。

由于现有配电柜内已无空间可以安装电量仪和开关量转换模块，因此在四楼和五楼的配电柜旁边的地板下安装1个采集柜，用于安装电量仪和其它采控模块等。

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。

监控内容：
实时参数：实时监测两个配电柜主进线的相电压、相电流、相功率、频率、功率因素等。

开关工作状态：监测配电柜内24个重要开关的工作状态，暂设24个。

图3.3 配电柜监控开关状态示意图
图3.4 配电柜监控电量参数示意图
3.3精密空调监控子系统
监控对象：4台LIEBERT LD46I精密空调（四楼和五楼各2台）。

监控实现：需要增加2块协议转换控制板，每块协议转换控制板可监控2台精密空调。

每块协议转换控制板带RS-232通讯口，分别通过7520模块转换成RS-485总线连接到监控主机的一个485串口。

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，及改变温度与湿度的设定值。

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。

图3.5 精密空调监控示意图
监控内容：
监测部份：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。

控制部份：空调的远程开机、关机。

空调的温、湿度的远程设定。

空调的所有监测与控制部份的具体情况可依据空调厂家提供的通讯协议略有
变化。

3.4温湿度监测子系统
监控对象：对两层楼4个重要的区域内的温湿度进行检测(四楼和五楼各2个)。

监控实现：安装4个温湿度传感器，传感器其输出为线性模拟电压，再经7017采集模块采集（每个7017采集模块可以采集4个温湿度传感器的输出）送到监控主机进行处理。

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。

图3.6 温湿度监控示意图
3.5漏水检测子系统
监控对象：对四楼和五楼机房内的4台精密空调及其进出水管沿线（机房内）的漏水检测报警。

监控实现：采用1个TTSIM-1型定位式式漏水监测控制器，4根15米长漏水感应绳围着空调和进出水管绕一圈，达到实时检测每一处可能产生漏水的地方。

漏水监测控制器通过RS-485总线直接连接到监控主机的485通讯串口。

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、漏水位置及漏水控制器的状态。

当空调或其沿线水管漏水时，监控主系统发出报警，并有相应的图示和文本框显示漏水发生的位置。

监控内容：实时检测并记录漏水报警变化情况。

如下图所示，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，并以文本方式显示相应的漏水地点。

线条正常情况下是绿色的。

图3.7 机房漏水监测示意图
3.6门禁管理子系统
监控对象：对4、5、6、7、8、9、13楼层主入口7道门、五楼机房内1道门，共8道门实施门禁进出管理。

监控实现：门禁采用SYRIS的2台NT4门禁控制器和8个SYRIS非接触式感应卡+密码读卡器。

监控系统用RS-485总线与门禁控制器通讯，读取其资料，包括刷卡者ID、时间、门编号和方向等。

如有必要，还可以进行开门控制。

门状
态由门磁输出开关量给7053模块采集。

当门打开时，门的图标是一个打开的门，反之是一个关闭的门。

门禁系统的非接触式ID将来可以扩展为一卡通系统之用，可用于停车管理、食堂管理等系统。

监控性能：采用非接触式感应卡和密码双重保护，实现对进入四、五楼机房及各办公楼的人员控制并记录。

每人一张卡，通过卡管理系统授权，进入不同区域。

记录并显示从各门禁入口的进出门管理资料及门的开关状态。

当有人员刷卡进门时，系统立刻弹出相应的门禁记录管理窗口，同时可将相应持卡人的照片与管理资料一并弹出（按出门按钮出门时可不显示出门资料）。

在进出门资料中，显示持卡者的进门时间、卡编号、持卡者的姓名、所属部门以及所进、出门的名称。

并有门开超时报警。

监控内容：
实时对各门禁读卡器所读到的数据记录并显示在门禁管理资料中，并可实时监视各门的开关状态。

图3.8 门禁管理监控示意图
3.7智能消防监测子系统
监控对象：对五楼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通信接口或接点信号，如果能够提供通讯接口，则消防主机可直接连接电脑进行信号采集，如是接点信号，则需要通过一个7053采集模块对接点信号进行采集后才可与电脑进行通讯。

监控性能：实时显示并保存智能消防主机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：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。

图3.9 机房消防监测示意图
3.8发电机组及发电机房环境监测子系统
监控对象：监测发电机组的电能质量以及发电机房环境（温湿度、漏水和烟雾情况）。

监控实现：发电机房配一台9900电量仪监测发电电能质量，设置1组温湿度传感器，4个漏水监测传感器、1个烟雾传感器分别监控发电机房的温湿度、漏液和烟雾情况。

电量仪安装在四楼机房的发电机控制柜内；漏水传感器采用四个点位式传感器安装在发电机房地面的四个不同位置；温湿度传感器及烟感则安装在天花上（明装）。

发电机房与电池房均在一楼，并且互相靠近，因此，只在发电机房设置1个采集柜用于安装发电机房和电池房环境量采集模块，两个房间的传感器均由此采集柜统一供电并采集状态。

监控性能：实时显示并保存发电机组的各监测参数的数值，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。

监控内容：实时监测发电机组所发电的相电压、相电流、相功率、频率、功率因素、总功率等；发电机房温度、湿度、漏水监测、烟雾监测。

3.9电池房环境监测子系统
监控对象：电池房环境。

监控实现：设置1组温湿度传感器，4个漏水监测传感器、1个烟雾传感器分。