10机房动力环境监控方案.docx
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10机房动力环境监控方案
智能监控管理系统
方
案
书
一．概述
1．1．必要性
随着电子商务和企业信息化的发展，计算机机房建设的数量及规模不断扩大。
机房作为各单位信息交换及存储的枢纽，科学管理尤为重要。
以往用户对于机房管理的重点都集中在防黑客或非法入侵、电脑病毒、网络故障、数据备份等方面，往往忽略了机房的环境变化，可能致使产生不可预见的后果，如机房的温度、湿度过高、电力系统不稳定、机房安全措施不完善致使非核心工作人员进出机房操作，造成的隐患/故障而引发的机房事故，导致不必要的经济损失。
科学的管理计算机机房，才能保证机房内的网络和计算机等高级设备长期、可靠、稳定地运行。
机房集中监控系统，是相关人员管理机房的不可缺少的重要工具。
1．2．建设目标
为XXXX机房建立包括机房动力、环境及安防的监控系统，主要监控对象包括：
供配电监测、UPS监测、蓄电池监测、空调监测、漏水监测、温湿度监测、消防监测、安防监控、门禁监控、防雷监测、新风监测、空气洁净度监测、发电机监PUE值监测等，实现7×24×365的全面集中监控和管理，保障机房环境及设备安全高效运行，以实现最高的机房可用率，并不断提高运营管理水平。
机房监控管理平台将实现四个目标：
⏹为机房内各系统及设备运行提供高度稳定可靠的监控信息资源；
⏹节省机房运行管理费用，达到短期投资长期受益的目的；
⏹确保提高机房管理工作效率并提供安全舒适的工作环境；
⏹系统软/硬件均采用模块化结构设计，适应发展需要，做到具有可扩展性、可变性，适应环境的变化和工作性质的多样化。
1．3．设计依据和原则
1．3．1．设计依据
标书要求、机房实际情况、用户要求、行业经验
《电子信息系统机房施工及验收规范（GB50462-2008）》
《电子计算机场地通用规范（GB/T2887-2011）》
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
《安全防范系统验收规则（GA308－2001）》
《计算机站场地技术条件（GB2887-89）》
《计算机站场地安全要求（GB9361）》
《电子计算机机房设计规范（GB50174－93）》
《低压配电设计规范（GB50054－95）》
《建筑安装工程质量检验评定标准（GBJ300－88）》
《建筑装饰工程施工及验收规范（JGJ73－91）》
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范（CECS89:
97）》
《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》
1．3．2．设计原则
本系统严格按照“严格、合理、可靠、经济、完善”和“无人值班、少人值守”的要求进行设计，具体原则如下：
Ø系统选型高起点：
✧技术先进性：
选用国际最新的专业厂家产品；
✧系统高可靠性：
系统的硬件和软件均采用技术成熟的产品；
✧系统运行管理方便：
软件系统中文化，操作方便；
✧系统可扩展性能强：
模块化结构有利于扩容与扩展。
Ø投资少：
系统选型具有高性能价格比。
Ø建设时间短：
在较短的时间内完成系统的安装调试。
Ø维护方便：
模块化结构，并具备专家自诊断功能。
Ø技术成熟：
所建系统设备、软件均为成熟产品的技术。
Ø设备标准化：
各类信息端口和系统模块接口标准化、模块化、便于将来系统扩展。
1．4．监控需求
机房集中监控内容包含以下部分：
Ø供配电监测系统；
ØUPS监测系统；
Ø蓄电池监测系统；
Ø空调监测系统；
Ø漏水监测系统；
Ø温湿度监测系统；
Ø消防监控系统；
Ø安防监测系统；
Ø门禁监测系统；
Ø防雷监控系统；
Ø新风监控系统；
ØCO2浓度监测及机房洁净度监测系统；
Ø发电机监测系统；
ØPUE监测系统；
二．环境监控系统技术方案
2．1．系统选型
建议选用专业的环境监控组态软件“鑫泰格智能监控管理软件”，该系统采用方便的组态界面，用户通过一、二天的培训，就可以自行运用组态系统，确保了系统可靠性，稳定性及易维护性。
组态软件：
一般英文简称有三种分别为HMI/MMI/SCADA,对应全称为HumanandMachineInterface/ManandMachineInterface/SupervisoryControlandDataAcquisition，中文翻译为：
人机界面/监视控制和数据采集软件。
目前组态软件的发展迅猛，已经扩展到企业信息管理系统，管理和控制一体化，远程诊断和维护以及在互联网上的一系列的数据整合。
集中监控系统可以很好实现了对环境设备的统一监控与管理。
系统通过采用先进的计算机技术、网络通讯技术等，可方便地实现对各个智能设备运行状态、运行参数的显示、处理和存储等；并可实现各子系统之间的数据流动，具有强大的联动功能；同时，本系统的故障自动检测与专家诊断功能以及丰富的报警功能，也极大地减轻了环境维护人员负担，在提高了环境系统的可靠性的同时提高了整个环境的运行效率，极大提高了环境运行管理水平。
实现了对环境的科学管理。
本系统具体有以下优秀的性能：
Ø通用性
✧监控系统的设计符合国际工业监控与开放式设计标准。
Ø可靠性
✧监控系统具有良好的电磁兼容性和电气隔离性能，不影响被监控设备正常工作。
✧监视各智能设备各部件的运行状态和工作参数；监控系统提供一年的历史曲线和事件发生记录，便于查询。
✧监控系统可以承受365天*24小时连续工作压力，均采用工业级产品，可靠性极高，平均无故障长。
✧监控系统网络通信协议符合国际网络协议标准，操作系统选用实时多任务管理的Win7或XP操作系统，标准开放式的数据库接口，可支持各种类型的数据库，可满足从集中监控中心（CSC）到现场监控单元（FSU）的三层结构管理。
Ø兼容性
✧支持世界各著名厂家提供的智能设备，实现完美的监控。
目前系统兼容设备的品牌有：
爱默生、STULZ、LIEBTRT、RC、HIROSS、Canatal等机房精密空调；爱默生、MGE、EXIDE、SICON、LIEBERT、IMV等UPS。
Ø安全性
✧系统强大的多媒体技术，对各种设备的报警提供专家处理提示，报警形式丰富包括屏幕报警、语音报警、短消息报警、电话语音报警、电子邮件报警等。
✧强大的报警处理功能。
可区分多级报警级别，报警事件发生时，系统按事件级别排队报警，显示处理，并可将系统界面自动切换到相应的报警画面。
✧强大的管理功能。
软件系统的设计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用户对系统的访问和操作能力。
✧强大的网络管理功能，亦可根据用户需要全面监控主机、服务器、路由器等工作状态、数据流量、网络负荷。
✧严格的密码管理，确保系统运行安全。
✧可与保安闭路等系统联动，直接在监控主机上实现事件录像、回放，报警自动开门等。
✧系统具有防潮、防雷、防静电、防干扰等抗干扰功能，符合国际电工标准。
✧系统及设备出现故障不影响被监控的其他设备正常工作和功能控制，具有最好的安全隔离功能。
Ø开放性
✧在联网监控中，集中监控中心可挂接256个区域管理中心和现场监控单元，实际应用中不存在容量限制问题。
✧系统采用通用数据库，可选择提供开放的数据接口（如SNMP接口）。
✧对用户提供通讯协议和通讯接口的设备可以方便连接。
Ø可维护性
✧软件系统的设计采用模块化结构和规范化标识，保证软件的可维护性要求。
✧系统软硬件设计采用模块化可扩充结构及标准化模块结构，便于系统适应不同规范和功能要求的监控网络系统。
✧
✧
EL-PANEL
2．2．系统软硬件要求
为有效进行监控管理，环境集中监控系统和数字录像系统对监控主机、操作系统、网络带宽等提出如下要求：
监控主机：
采用高可靠、高稳定的计算机。
监控主机与各网络设备通讯，完成实时数据采集和控制，同时提供网络服务，便于远程浏览站访问各种信息。
操作系统：
采用通用的、稳定性较好的WINDOWS系列操作系统。
Windows与UNIX相比拟,但在使用、管理等方面都比UNIX更具优势。
数据库软件：
采用通用的、稳定性好的SQLServer，MySql，Access等数据库系统。
监控软件：
采用机房监控系统，该系统采用完全一致的显示界面；可以管理各种网络设备、智能设备及门禁等，扩展性好；显示和处理完全分离，稳定而高效；提供基于Web的远程访问功能，所有操作可以在远程桌面上完成，使用方便，便于随时随地了解系统运行状态。
硬件设备：
除监控主机外，系统配备了标准的智能模块、协议转换模块、信号处理模块、多设备驱动卡、串口服务器，监测传感器等智能设备组成。
为了增强系统的功能，用户可根据需要选择配置多媒体声卡、智能电话语音卡、短信报警模块、视频卡等设备。
网络要求：
系统提供逐点传送（轮巡传送）、有值变化传送、系统自动选择三种方式来传送数据，在不需要传输视频信号的情况下，所需的网络带宽很小，约在20到200KB/S,符合TCP/IP协议的网络均可。
如传输视频信号，则每路视频信号所需要的带宽为256KB~2MB/S（视画质和录像帧数而定）。
2．3．系统组成
整个系统主要由以下三个部分组成：
监控主机、现场设备采集层、远程IE浏览。
监控主机：
实时采集设备的各种信息，进行本地数据处理及存储。
现场设备采集层:
实时采集供配电、UPS、空调、漏水、温湿度、消防、照明、门禁、视频、防盗报警以及服务器和网络设备等现场信号，将采集的信号经过分析、处理以后，直接传送到现场监控工作站。
远程IE浏览站：
远程IE浏览站的主要功能是在通过网络在远程主机上以IE的方式进行浏览的功能。
在本系统中监控中心的管理服务器和现场的嵌入式服务器均支持IE浏览功能。
从而便于管理人员随时随地了解机房的实际工作状况，实现管控一体化，在远程的管理人员可以通过浏览器，直接观看监控画面，并且该监控画面与监控中心管理服务器和各现场嵌入式服务器保持一致，通过该界面远程监控设备的运行状况，远程浏览站还可浏览各机房的视频图像。
如上图所示，监控主机设置可放置在值班室/保安室或机房内，值班人员可查看各个环境运行状况、获取报警信息，通过监控主机实现。
管理人员亦可通过对监控主机的Web浏览监控到自己环境的实时情况。
2．4．报警方式
一旦发现异常事件，系统即自动执行预定的控制策略，同时启动报警，报警可以有几种方式，如报警窗口、语音提示、电话语音、电子邮件、短信等。
如图所示。
使用时，可以选择其中一种或多种报警；当有多个报警同时发生时，系统通过事件等级，排队报警事件，并逐一报警，其中的电话号码、手机号码、电子邮件等由用户设置。
报警具备灵活定义功能，可以分别设置设备的报警方式以及相关管理人员，比如可以设定以下报警方式：
精密空调故障通过电话语音方式通知精密空调管理人员并发送电子邮件给主管人员，而消防报警可通过手机短信方式通知消防管理人员并发送电子邮件给主管人员。
这种方式大大增加管理的灵活度。
网络报警方式与短信报警、电话报警的方式比较而言，其特点是实时性好，无须象电话、短信报警需要支付额外的费用，缺点是管理人员离开电脑就接收不到报警信息。
作为辅助报警功能，还是很实用的。
在报警时，系统同时提供专家处理意见，如果发生故障，而维护人员又不能及时赶到处理故障，则为了最大程度的减少客户的损失，在发生报警的同时提供专家处理意见，将用户的损失减小到最少。
备注：
报警功能可选组合使用，依据实际情况选用即可。
2．5．监控系统的实现与功能
2．5．1．UPS监测系统
UPS是机房中提供稳定电源的关键设备，机房中许多设备如服务器、小型机、路由器等设备，都需要使用稳定的不间断电源，以防止数据丢失。
因此监管好UPS系统非常必要。
Ø监控对象
对机房内X台UPS主机的运行状态进行实时监测管理，UPS电源的各部件工作状态、运行参数等进行监测，一旦有部件发生故障，系统会自动报警。
Ø通讯方式
通过UPS设备提供的通讯接口RS485或RS232，将UPS的监控信号直接接入监控服务器或串口服务器（如果是RS232接口，需通过通讯转换模块将RS232转换成RS485信号），或者直接通过TCP/IP网络接口接入交换机/监控主机，由监控软件进行UPS的实时监测。
Ø实现功能
对UPS内部整流器、逆变器、电池、旁路、负载等各部件的运行状态进行实时监视（监测内容由厂家的协议决定，不同品牌、型号的空调可能所监控到的内容不同），一旦有部件发生故障，系统会自动报警。
并且实时监视UPS的各种电压、电流、频率、功率等参数，并有直观的图形界面显示。
系统可全面诊断UPS状况，监视UPS的各种参数。
一旦UPS报警，将自动切换到相关画面，并在现场伴随有报警声音。
可根据用户需要设置短信通知。
对于重要的参数，可作曲线记录，可查询一年内的曲线，使管理人员对UPS的状况有全面的了解。
及时地发现并解决UPS运行中出现的各种问题。
备注：
需明确UPS品牌、型号、数量及分布。
UPS厂家需要配备通讯接口（SNMP、RS232/RS485均可）。
2．5．2．蓄电池监测系统
随着社会的进步和信息化、自动化程度的不断提高，人们对电力行业的依赖程度进一步加深，也就对供电系统的可靠性提出了更高的要求。
无论在电力变电站、通信机房还是UPS系统中，蓄电池作为备用电源在系统中起着极其重要的作用。
平时蓄电池处于浮充电备用状态，由交流市电经整流设备变换成直流向负荷供电，而在交流电失电或其它事故状态下，蓄电池是负荷的唯一能源供给者，一旦出现问题，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运及重大运行事故。
Ø监控对象
机房配置了XX节12V蓄电池、48节2V电池。
Ø通讯方式
通过加装蓄电池检测仪与每节或每组电池进行连线监测，电池检测仪通过RS485或RS232（可设置）根据需要接入，并准确设置，直接接入监控服务器或串口服务器（如果是RS232接口，需通过通讯转换模块将RS232转换成RS485信号），由监控平台软件进行蓄电池的实时监测。
Ø实现功能
利用电池监测仪，采集每节电池的电压、内阻及电池总电压；在电池总进线及输出端安装直流电流传感器，实时监测电池组的总输入和输出电流；通过安装电池表面温度传感器，实时监测电池组的温度。
系统可对监测到的各项参数设定越限阀值（包括上下限、恢复上下限），一旦蓄电池发生故障，系统将自动切换到相应的监控界面，且发生报警的该项状态或参数会变红色并闪烁显示，同时产生报警事件进行记录存储并有相应的处理提示，并第一时间发出多媒体语音、电话/手机短信、声光等对外报警。
提供曲线记录，直观显示实时及历史曲线，可查询一年内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值（包括最大值、最小值），并可将历史曲线导出为EXCEL格式，方便管理员全面了解蓄电池的状况。
备注：
连线注意：
数据通讯线应采用带屏蔽层的双绞通讯线，并根据实际情况可靠接地，以保证数据通讯的稳定性和可靠性。
根据实际确定是否需要安装。
2．5．3．供配电监测系统
机房区所有供电电源的质量好坏将直接影响机房设备的安全，因此采用智能电量监测仪对机房市电进线的供电参数实行监测非常重要。
Ø监控对象
对机房XX台配电柜进行监控，设计在配电柜上安装电量仪对市电进线进行各项供电参数监测。
Ø通讯方式
可通过电量仪的RS485通讯接口将信号接入监控服务器或串口服务器，由监控平台软件进行市电的实时监测。
Ø实现功能
实时监测市电进线三相电的电压、相电流、线电压、线电流、有功、无功、视在功率、频率、功率因数、电度等参数。
系统可对监测到的各项参数设定越限阀值（包括上下限、恢复上下限），一旦市电发生越限报警，系统将自动切换到相应的监控界面，且发生报警的该项状态或参数会变红色并闪烁显示，同时产生报警事件进行记录存储并有相应的处理提示，并第一时间发出多媒体语音、电话/手机短信、声光等对外报警。
提供曲线记录，直观显示实时及历史曲线，可查询一年内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值（包括最大值、最小值），并可将历史曲线导出为EXCEL格式，方便管理员全面了解市电的供电状况。
备注：
电量仪一般安装在配电柜面板上，一般一个配电柜安装一套，根据需要确定数量。
智能配电柜或精密配电柜，则可直接利用其接口监控，无须加装仪表。
Ø重要开关状态监测（可选）
Ø监控内容
配电柜内有重要的配电开关，监视其是否跳闸断电状态非常必要，一旦开关跳闸断电将造成机房内重要系统的瘫痪，因此设计对配电柜内XX路重要开关的状态进行实时监测，一旦发生报警通过监控平台发出对外报警。
Ø实现方式
通过隔离高压输入模块采集配电开关下出线的强电信号，通过8路隔离高压输入模块的RS485智能接口及通讯协议采用总线的方式将信号接入监控服务器的串口，由监控平台软件进行开关状态的实时监测。
Ø实现功能
实时监测配电开关的通断电状态，一旦发生报警，系统将自动切换到相应的监控界面，且发生报警的开关会变成断开状态且变红显示，同时产生报警事件进行记录存储并有相应的处理提示，并第一时间发出多媒体语音、电话/手机短信、声光等对外报警。
备注：
根据实际需要确定数量，一般在配电柜预先安装OF触点，通过触点信号采集开关信号。
2．5．4．防雷器监测系统
对于现代机房环境来说，最重要部分就是电源，配电柜需加装品质优异的电源防雷保护器，对防雷系统进行全面监视也是十分必要的。
通过开关量采集模块采集防雷器辅助接点的报警信号，当发生报警时，系统将自动切换到相应页面，同时页面中的文字变成红色闪烁状态，电话语音报警和短消息报警等方式也会自动启动，以提醒保安和相关管理人员进行查看。
备注：
根据实际确定是否需要安装。
2．5．5．发电机监测系统
通过由发电机厂家提供的通讯协议及智能通讯接口，对发电机内部的发动机各参数及发电机输出的电参数以及各部件的运行状态及参数进行实时监视。
一旦有部件发生故障系统参数越限，系统会自动报警。
且可采用各种直观的图形界面显示发电机的各种电压、电流、频率、功率、油压等参数，重要参数可通过查看历史曲线记录分析发电机运行情况。
现暂定所采用的发电机带RS232通讯口的智能设备。
通常它只能在现场连接监控计算机检测，现将它们的RS232通讯口先进入RS232／RS485转换器，运行的数据转换成RS485信号后再转换成RS232信号进入监控系统，这样发电机运行状态就能由监控中心统一监控。
系统可全面诊断发电机状况和各种运行参数。
一旦发电机报警，系统在记录的同时还伴有报警声音，有相应的处理提示。
本监控系统中可根据用户需要对重要的参数及报警可设置电话报警语音。
注：
用户须为设备提供正确的智能接口和完整的通讯协议。
备注：
发电机使用概率少，根据实际确定是否需要安装。
2．5．6．PUE值监测系统
PUE（PowerUsageEffectiveness，电源使用效率）值已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。
PUE值是指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。
PUE是一个比率，通常认为基准是2，越接近1表明能效水平越好，表示一个数据中心的绿色化程度越高。
本系统通过硬件设备，可客观记录PUE值，为用户节能减排、建设机房及今后的规划提供决策依据。
2．5．7．精密空调监控系统
机房温度出现异常时，将导致机房其他设备运行所需的环境失去保障，因此设计对机房内精密空调的运行状态和参数进行实时监测，同时可对精密空调进行远程的开关机控制。
Ø监控对象
对机房XX台精密空调运行状态进行监控。
Ø通讯方式
通过UPS设备提供的通讯接口RS485或RS232，将UPS的监控信号直接接入监控服务器或串口服务器（如果是RS232接口，需通过通讯转换模块将RS232转换成RS485信号），或者直接通过TCP/IP网络接口接入交换机/监控主机，由监控平台软件进行UPS的实时监测。
Ø实现功能
实时监视精密空调压缩机、风机、水泵、加热器、加湿器、去湿器、滤网、回风温度和湿度等的运行状态与参数，并可对精密空调实现远程开关机的控制（能监测到的具体内容由厂家的协议决定，不同品牌、型号的精密空调所监控到的内容不同）。
同时支持与其它子系统的联动控制，如当温度过高时自动联动启动空调进行制冷。
系统可对监测到的各项参数设定越限阀值（包括上下限、恢复上下限），一旦精密空调发生故障，系统将自动切换到相应的监控界面，且发生报警的该项状态或参数会变红色并闪烁显示，同时产生报警事件进行记录存储并有相应的处理提示，并第一时间发出多媒体语音、电话/手机短信、声光等对外报警。
提供曲线记录，直观显示实时及历史曲线，可查询一年内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值（包括最大值、最小值），并可将历史曲线导出为EXCEL格式，方便管理员全面了解精密空调的运行状况。
Ø普通空调监控系统
机房用的非精密空调如商用空调、甚至是家用空调，可通过加装普通空调遥控器来实现。
普通空调由于本身不带通讯接口，监控系统无法对其进行监测和控制。
远程空调控制器是带通讯接口的空调遥控器，监控系统与之通讯，可以获取现场温度，远程设置温度和工作模式，并实现远程开关机。
该控制器具有自学习功能，通过配套软件学习空调遥控器的各种控制命令，因而适用于多种品牌多种型号的空调。
Ø监控对象
机房温度出现异常时，将导致机房其他设备运行所需的环境失去保障，因此设计对机房内X台普通空调的运行状态进行实时监测，同时可对普通空调实现远程的开关机控制。
Ø通讯方式
由于普通空调不具有智能接口，给每台普通空调加装1个学习型遥控器，通过学习型遥控器自带的RS485智能接口采用总线的方式将信号接入监控服务器的串口；另外通过空调状态开关量变送器检测普通空调电源线的电流信号，转换成开关量信号后接入8路隔离数字量输入模块中进行实时状态采集，再通过8路隔离数字量输入模块的RS485智能接口及通讯协议采用总线的方式将信号接入监控服务器的串口，由监控平台软件进行普通空调开关机控制和运行状态的实时监测。
Ø实现功能
实时监测普通空调的开关机运行状态，并可通过监控平台软件实现远程的开关机控制及对制冷温度数值的调节，同时支持与其它子系统的联动控制，如当温度过高时自动启动空调进行制冷。
备注：
需明确精密空调品牌、型号、数量及分布。
空调厂家需要配备通讯接口（SNMP、RS232/RS485及特定的均可）。
2．5．8．漏水监测系统
机房内的地板底下有诸多的漏水水源，如空调机组的冲洗水回路、排水管等。
由于机房区地板下强电、弱电、地线、电缆纵横交错，如不慎发生漏水，不及时发现并清除，后果将不堪设想。
正因为机房漏水危害大，又不容易发现，对机房内的漏水状态进行实时的检测是十分必要的。
目前，泄漏检测主要有两种方式：
点式传感和分布式传感，点式传感决定于环境情况及传感点的分布，泄漏可能扩展非常大，其可靠性得不到保障。
分布式传感即用特种绳将水源包围，可以真正意义上做到防患于未然，把泄漏危害降低到最低程度。
故我们推荐用户采用分布式传感检测系统。
根据用户的要求及场地设备的布置情况，采用绳式测漏系统。
系统本身包括：
漏水控制器、漏水感应线及其他辅助设备，系统可检测感应线上任何点的漏水位置。
Ø监控对象
对机房内精密空调周围的漏水实施监控，在机房有空调的地方安装X套XX米漏水感应绳连接漏水控制器进行漏水检测，保证机房设备的稳定运行。
Ø通讯方式
通过测漏控制模块提供的RS485通讯接口，将漏水报警信号直接接入监控服务器或串口服务器（如果是开关式漏水控制器，另配开关转换模块），由监控平台软件进行漏水的实时监测。
Ø实现功能
实时监测机房的漏水情况，发生漏水时系统自动切换到漏水监控界面，并显示具体的漏水位置，可精确到米，同时产生报警事
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