机房监控系统设计方案.docx

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机房监控系统设计方案

机房动力环境监控系统

设

计

建

议

书

深圳市共济科技有限公司

2011年01月04日

1.1系统概述

机房监控管理平台是随信息化建设应运而生的，它是机房环境监控管理服务与计算机网络技术、多媒体信息技术、自动化技术结合的完美体现。

在进行系统建设时，我们采用系统工程的观点对机房的环境结构、服务需求、设备内容和管理模式四个基本要素以及它们的内在联系进行优化组合，从而提供一个稳定可靠、投资合理、高效方便、舒适安全的机房环境监控系统。

1.2建设目标

为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：

精密空调、UPS、电量检测、配电开关监测、温湿度监测、漏水检测、消防监测等，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。

机房监控管理平台要能实现四个目标：

⏹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需求分析

具体需求如下：

从功能结构上，本次机房环境监控系统主要涉及环境监控设备、各种动力设备、机电设备和安防系统，各子系统主要监控对象包括：

动力监控部分

Ø市电输入：

1台市电总配电柜，1台UPS输出配电柜，共2路，监测市电的实时供电参数，如三相电压、电流等。

Ø配电开关：

暂定8路，监测配电开关的通断电状态。

ØUPS：

1台，监测UPS的工作状态和运行参数。

环境监控部分

Ø精密空调：

2台，监测精密空调的运行参数及状态，并可实现远程开关机启停控制和参数设置。

Ø温湿度：

2个点，监测机房内重要区域的温度、湿度数值及变化情况。

Ø漏水：

1套定位式漏水，1条15米漏水感应绳，监测机房内有无漏水发生。

安保监控部分

Ø消防：

1路，监测消防控制箱提供的干接点火警信号。

平台告警方式：

实现短信报警、声光报警等报警方式。

1.4系统设计

1.4.1设计原则

Ø系统设计高起点：

✧技术先进性：

选用国内行业内的专业厂家产品

✧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

✧技术支持能力强：

承建单位技术实力强，服务完善

✧系统可扩展性能强：

模块化结构有利于扩容与扩展

Ø手段简洁：

前端信息采集、系统连接、操作管理简单。

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。

Ø技术成熟：

所建系统设备、软件均为成熟产品的技术。

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

1.4.2设计依据

《计算机场地安全要求（GB9361-200X）》

《电子信息系统机房设计规范（GB50174-2008）》

《电子信息系统机房施工及验收规范（GB50462-2008）》

《安全防范系统验收规则（GA308－2001）》

1.4.3系统结构

机房监控系统图

如上监控系统结构图所示，整个系统主要由以下三部分组成：

现场设备采集层、监控服务器、WEB浏览终端。

各部分的主要作用如下：

现场设备采集层:

由各种I/O采控模块、传感器组成，直接连接各种被监控设备，采集如UPS、空调、温湿度、漏水等的现场信号，将采集的现场信号通过RS485方式上传到监控服务器。

监控服务器：

可脱网工作并具有独立数据处理及数据存储能力，用于将现场设备采集层传输来的的各种信息进行存储、实时处理、分析和输出，处理所有的报警信息，记录报警事件，并负责将控制命令发往前端设备，实现对现场设备的远程控制。

WEB浏览终端：

用于进行远程的WEB浏览，便于管理人员随时随地了解机房的工作状况，可直接观看到与监控服务器一致的监控画面，在具有相应权限下还可对设备实现远程控制，如空调的开关机等。

系统采用B/S分布模式的模块化结构，软硬件的安装与维护集中于监控服务器端，易于实施和维护。

同时采用B/S结构，客户端只负责用户界面显示，数据处理放在监控服务器端，当监控需求增加时，只需对监控服务器进行升级或扩展成多个监控服务器即可，大大地加强系统的伸缩性。

1.5系统性能

1.5.1可靠性

Ø系统符合电磁兼容性和电气隔离性能设计要求，不会影响被监控设备的正常工作。

Ø系统具有自诊断功能，对软硬件故障能够自动重启恢复。

Ø监控设备具有良好的接地，抗干扰能力强。

Ø设备选用高可靠的工业级设备，保障系统7×24小时不间断运行。

Ø系统成熟稳定，支持3000种主流厂家设备的接口通讯协议。

1.5.2稳定性

Ø系统采用多总线方式，某一子系统的故障不影响其它子系统的正常运行。

1.5.3实时性

Ø使用同类设备单总线采集方式，保证监控数据的实时性。

Ø前端设备数据采控时间<2S；

Ø远程监控数据刷新时间<4S；

Ø短信、电话报警发出响应时间<30S

1.5.4安全性

Ø系统具有多级权限管理。

Ø系统无人操作一定时间后可自动注销、锁定。

1.5.5维护性

Ø系统支持在线修改，在不停止监控系统的情况下对监控设备进行参数等的修改。

Ø系统设计采用模块化结构，系统软件采用组态工具实现方便的系统组建、维护、扩充，无需编程。

1.5.6扩充性

Ø系统支持RS232/485/422、TCP/IP、SNMP、OPC、DDE、MODBUS等各种标准化协议和接口，可快速方便的将各种监控对象集成到系统中。

1.6监控子系统的实现

1.6.1动力监控

1.6.1.1UPS监测

Ø监控内容

设计对机房内1台UPS电源的各部件工作状态、运行参数等进行实时监测，一旦发生故障及报警通过监控平台发出对外报警。

Ø实现方式

通过UPS设备提供的RS232智能接口及通讯协议，采用总线的方式将UPS的监控信号经通讯转换模块将RS232转换成RS485信号后接入监控服务器的串口，由监控平台软件进行UPS的实时监测。

Ø实现功能（只监不控）

◆实时监视UPS整流器、逆变器、电池（电池健康检测，含电压电流等数值）、旁路、负载等各部分的运行状态与参数（能监测到的具体内容由厂家的协议决定，不同品牌、型号的UPS所监控到的内容不同）。

◆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UPS发生越限报警或故障，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UPS的运行状况。

1.6.1.2市电监测

Ø监控内容

机房市电的供电质量好坏将直接影响机房内用电设备的安全，设计在配电柜上、UPS输出配电柜上各安装1台，共2台电量仪对市电进线进行各项供电参数监测。

Ø实现方式

通过在配电柜中安装带液晶显示的电量仪对进线实现监测，既可在配电柜表面实时看到电量仪采集到的参数，亦可通过电量仪的RS485智能接口和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市电的实时监测。

Ø实现功能

◆实时监测市电进线三相电的相电压、线电压、相电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率等参数。

◆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。

1.6.1.3配电开关监测

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8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

通过高压交流隔离转换模块将配电开关下出线的强电信号转换成低压直流信号后接入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，并第一时间发出手机短信、声光等对外报警。

1.6.2环境监控

1.6.2.1精密空调监控

Ø监控内容

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2台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实现方式

通过精密空调设备提供的RS232智能接口及通讯协议，采用总线的方式将精密空调的监控信号经通讯转换模块将RS232转换成RS485信号后接入监控服务器的串口，由监控平台软件进行精密空调的实时监测。

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。

1.6.2.2温湿度监测

Ø监控内容

对于机房内娇贵的电子设备，其正常运行对环境温湿度有较高的要求。

因此设计在机房的各个重要部位，安装2个温湿度传感器（带液晶显示），一旦发现异常立即启动报警。

Ø实现方式

通过在机房重要部位安装带液晶显示的温湿度传感器对环境温湿度实现监测，既可在温湿度传感器表面实时看到当前的温度和湿度数值，亦可通过温湿度传感器的RS485智能接口和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温湿度的实时监测。

Ø实现功能

◆实时监测机房区域内的温度和湿度值，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。

◆系统可对温度和湿度参数设定越限阀值（包括上下限、恢复上下限），一旦温湿度发生越限报警，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机房内的温湿度状况。

1.6.2.3漏水监测

Ø监控内容

由于机房内有空调及进出水管等设备，液体泄漏的情况时有发生,这就要求及早发现及时处理，因此设计在机房有水源的地方安装1套1条15米漏水感应绳的进口定位式漏水检测设备，保证机房设备的稳定运行。

Ø实现方式

通过在有水泄露地方的四周敷设漏水感应绳，当发生漏水时感应绳将报警信号传给定位式测漏控制模块，通过定位式测漏控制模块提供的RS485智能接口及通讯协议，采用总线的方式将漏水报警信号直接接入监控服务器的串口，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，同时产生报警事件进行记录存储及有相应的处理提示，并第一时间发出手机短信、声光等对外报警。

1.6.3安保监控

1.6.3.1消防监测

Ø监控内容

设计对机房内1路由消防控制箱提供的干接点信号进行实时火警监测，一旦发生报警通过监控平台发出对外报警。

Ø实现方式

采用8路隔离数字量输入模块采集消防控制箱提供的干接点信号后，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消防的实时监测。

Ø实现功能

实时监测机房内的消防火警信号，一旦发生报警，系统自动切换到相应的监控界面，且火警状态图标变红闪烁显示，同时产生报警事件进行记录存储及有相应的处理提示，并第一时间发出手机短信、声光等对外报警。

1.7软件平台特色功能

1.7.1设备/页面/策略组态功能

共济监控软件的最大特色功能就是工程组态功能，该功能可以使我们的软件灵活配置在各种应用场景下，具有丰富的定制化配置功能。

工程组态功能主要体现在设备组态、策略组态和页面组态，通过三者配合，可以实现定制化功能。

Ø设备组态

监控平台存储有监控过的各类设备的模板信息，可直接组态到监控系统中，不需要重复开发。

对于没有监控过的设备，可以通过厂家提供的接口协议，开发相应的动态库，即可集成到监控系统中。

Ø页面组态

页面组态是根据用户需求，使用各种页面图元关联设备测点，通过定制的图形化界面提供与用户交互的监控信息。

通过页面不仅能看到设备运行的状态，如果设备协议支持远程控制，还可通过图形化界面直接控制设备。

Ø策略组态

策略组态利用系统提供的各种策略工具，通过简单的脚本语言的编写，来实现对各数据间相关性的定制。

策略是对采集数据的二次加工，用户可根据自身的个性化需要自由编写策略，完成各种复杂逻辑运算和智能联动控制，如某种条件触发设备（子系统）之间的联动、测点采集数据比较等。

1.7.2告警和事件管理功能

当系统发现有报警事件时，立即发送到事件栏进行显示并添加到数据库进行记录。

事件栏根据事件的级别和状态显示预先设定的颜色。

用户通过观察事件栏可以看到设备报警和恢复的情况，同时可在事件栏里对该事件进行确认处理。

确认处理后，该事件在事件栏消失。

当用户需要查看历史报警事件进行分析时，可以调用历史事件和日志查询程序，选择条件（设备范围、时间范围、级别范围、事件类型、确认状态和确认时间）组合查询，获得到需要的历史事件，并可导出为报表。

在该查询界面中，也可以对历史事件进行确认。

1.7.3操作日志管理功能

当监控软件平台有相应管理人员进行操作或配置时，系统会有权限验证，通过验证后，会将操作人员、操作内容、时间、类型、操作对象等信息进行记录。

当管理员需要查询最近对系统的操作，可通过查询操作日志来实现。

通过历史事件和日志查询程序，选择条件（设备范围、时间范围、类型范围和操作人员）组合查询，获取需要的操作日志，并可导出为报表。

1.7.4报表功能

配置实现的报表功能较简单，可定时生成这种报表，里面的数据是一段时间的设备测点历史数据，可用图形对这些数据显示。

格式固定，报表由模板生成。

报表可由平台页面中历史曲线导出生成，也可由数据保存模块配置生成。

1.7.5WEB浏览功能

系统运行后可通过WEB浏览查看和管理监控系统。

主要的功能有页面树显示、页面显示、实时事件查看和管理、历史事件查看和管理、语音报警功能、设备测点属性修改等。

通过页面显示可以查看设备信息、控制设备、对支持远程高级设置的设备进行设置。

1.7.6权限管理功能

监控系统具有权限管理功能，可以针对不同的用户角色赋予不同的权限，保证系统使用的安全性。

权限管理功能中，有很多系统默认的权限点；权限组是由多个权限点组合而成；新建用户后，指定该用户属于某个权限组，那么他就具有该权限组的所有权限；并可指定该用户的权限时段，可设置为永久有效、每天时间段有效和某个时间段有效。

权限点包括设备、策略、页面、系统、配置、登陆WEB几大部分的相关功能。

1.7.7安全时段功能

安全时段功能指在一个时间段内，选择树节点下面产生的报警事件将被屏蔽，不显示在事件栏，也不对外报警。

在使用过程中，系统已经默认提供了11个时间段，还可添加、修改和删除时间段；在设备树中，可针对工程、所有设备、单个设备、单个测点和所有策略选择屏蔽的时间段，实现安全时段功能。

1.7.8看门狗功能

监控主机具有看门狗功能，可针对操作系统和监控软件的运行状态进行监视，当发现异常时，采取必要措施使监控业务保持正常。

Ø针对操作系统：

当监控操作系统出现故障无响应时，看门狗将重启操作系统。

Ø针对监控软件：

当监控软件出现异常关闭时，看门狗立即启动监控软件，保证监控业务正常；当监控软件无响应时，看门狗强制重启监控软件，使监控业务恢复正常。

1.7.9报警管理功能

Ø系统的报警级别按重要性设为1-10级，级别越高的报警，表示重要性和危害性越大。

Ø报警方式：

系统提供界面报警、短信报警、声光报警等，同时告警信息可以限次播放，且两次告警间的停顿时间可以灵活设置。

Ø报警屏蔽功能：

系统对设备测点提供“屏蔽报警事件”、“屏蔽恢复事件”、“屏蔽低限报警”、“屏蔽高限报警”等多种选择。

Ø报警缓冲：

系统可设置报警缓冲的次数，当多次采集到该报警后才真正将报警在事件栏上显示出来，有效减少误报警的发生，提高监控系统的准确性。

1.7.10智能联动功能

通过设定联动逻辑（设定一些事件触发条件），当满足这些条件时，系统会自动执行某个动作，方便实现不同子系统的联动。

如：

当火警发生时，监控系统自动联动空调进行远程停机，同时联动门禁系统开启所有门。