台达动环监控系统设计方案.docx

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台达动环监控系统设计方案

机房动力环境集中监控系统

建议方案

××××

2007年5月

第一章设计方案说明

1．1设计宗旨

随着计算机的发展和普及，计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，计算机房已成为各大单位的重要组成部分。

机房的环境设备（供配电、UPS、空调、消防、保安等）必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。

一旦机房环境设备出现故障，就会影响计算机系统运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，尤其目前国普遍缺乏机房环境设备的专业管理人员，在许多地方的机房不得不安排软件人员或者不太熟悉机房设备人员值班维护，这对机房的安全运行无疑又是一个不利因素。

由此可见，加强动力设备、机房精密空调的维护和管理，确保设备正常运行，是各行各业计算机信息化迅猛发展的前提条件。

机房动力环境集中监控系统正是顺应这种发展趋势的产物，它具有实时监控设备运行状态、预期故障发生、迅速排除故障、记录和处理相关数据、进行综合管理等多重功能。

SuperWare动力环境集中监控系统是中达电通公司积累多年在动力领域的实践经验并针对上述问题提供的专业解决方案，实现了机房设备的统一监控，减轻了机房维护人员负担，提高了系统的可靠性，另外丰富的事件历史记录对系统设备的管理有重要的参考，因而该系统对机房的科学管理有特殊的意义。

为便于统筹规划，可将机房目前的各种被监控设备分为智能型和传统型两大类：

智能设备是指该设备有数据通信接口，通过该接口可将其协议转换读出数据即能达到监控目的，所以对智能设备的监控关键在于对协议的破解，正确的通信协议和解码经验是关键。

目前绝大多数的开关电源、柴油发电机、机房专用空调、UPS、逆变器等大多都是智能设备，近些年来，其便于管理维护的优点越来越得到充分的体现。

我们累积了多年的监控经验，已经对一百多种智能设备成功解码。

传统设备是指没有数据通信接口的设备，对这类设备的监控需要在设备上加装传感器、变换器、界面等，在不影响设备使用的同时将各种监控量转变为监控系统能接入的信号。

此外对于一些机房周边的环境量如温湿度、烟雾告警、红外告警、水浸等我们也可以把其归为传统设备。

对于传统设备的监控应采取分散式采集、多级电气安全隔离等措施。

以维护具体需要和建设投资合理性为基本出发点，我们确定了本期工程的监控容如下：

●UPS（台达）和机房专用空调：

视为智能型设备，通过协议转换将其纳入监控系统。

可实现对其通讯协议所包含所有数据量的监测。

●机房环境：

视为传统型设备，包括烟感、温湿度、门磁、漏水监测。

●机房配电：

视为传统型设备，配电柜配电监测。

对于上述各类智能设备，必须具备可用的监控接口板（RS232和RS485接口），且需要原厂家提供通信协议及原始测试软件。

本设计宗旨是将局机房动力环境集中监控系统建设成为稳定性高，实用性强、易于使用的综合性管理平台。

1．2设计依据

系统技术指标符合以下标准：

（1）根据用户对集中监控项目的要求

（2）《计算机场地安全要求》

（3）《计算机站场地技术条件》GB2887-89

（4）《工业企业通信接地设计规》GBJ79-85

（5）《安全防工程程序与要求》GA/T75-94

1．3系统技术特点

1、RT-OS实时多任务多用户操作系统下的软件开发体系：

是机房动力环境监控的最佳选择。

SWARE系统软件采用组态化设计。

2、浏览器终端+近/远程类UNIX登录的多媒体人机界面。

系统处理层与人机应用层分离，可以IP或Modem拨接方式实现远程终端监控接入。

可保证系统主处理机RT-OS系统永不中毒，安全性极高。

3、现场采集设备采用模块化的设计，针对UPS、精密空调等智能设备监控采用专用模块进行硬件解码（不同于一般厂家的PC机软件解码技术），稳定性高、便于维护管理；高可靠性的监控模块在国通信领域已安全可靠运行达10年之久；所有硬件设备在系统扩容时保持兼容，确实保障用户前期投资。

4、持续进行新技术的实用化研发。

相序推出：

SMS短消息维护管理系统、SuperEyEs数字图像监控系统等新的实用功能。

1．4系统架构说明

1、监控系统网络结构设计

根据局机房具体情况及相应技术规要求，整个系统组网架构见下图：

机房监控容可分为传统设备、智能设备二大部分。

图中的UPC-48智能一体化采集器具有两个智能监控接口，最多可监控2种不同类型的智能设备；另外有24点开关量、16点模拟量、8点控制量的接入能力，可对温湿度传感器、烟雾告警传感器的输出信号进行采集。

根据被监控设备的数量，UPC-48可作数量上的横向扩充，每个本地网络最多可配置64个UPC-48模块，完全满足今后的设备监控扩容需要。

UPC-48采集器和机房专用空调之间以RS485总线方式进行连接组网，通过RS485/232接口转换后将数据接入数据处理主机进行分析处理。

数据处理主机（工控机）采用RT-OS9000实时多任务多用户操作系统，具有定时任务切换能力，可实现对多个进程的同步并发处理，全面提升CPU的工作效率；与一般商用操作系统相比，具有处理速度快、稳定性高、防病毒能力强（可保证主机永不中毒）等优点。

监控操作终端选用普通的商用PC机，采用WindowsXP/2000操作系统，安装监控系统人机界面软件，发挥Windows操作系统强大的多媒体功能，并提供直观简单的操作模式供维护人员使用。

采用系统主机+终端的组态化设计思想，RT-OS系统实时稳定和Windows系统界面友好的优点分别在数据处理层与人机应用层得以充分的发挥。

主机与终端之间以TCP/IP标准协议进行数据通讯。

2、系统组成与功能

◆监控中心：

设置实时监控处理主机一台（安装OS-OS9000实时多任务多用户操作系统/SWARE5.0监控软件），多媒体监控操作终端（安装WindowsXP/BROWSEforSWARE5.0），打印机，可供多个管理人员完成对机房动力设备运行情况的监视，通过相应权限的密码，操作人员还可以实现实时监控网上运行的UPS、机房专用空调等设备工作状态和工作数据，进行遥控、遥调等操作，视需要可查询及打印现场所有资料和故障报告。

可提供维护人员对监控数据的保存、统计，报表、曲线、运行记录等资料的生成与调阅；

监控中心可实现实时监控UPS、空调、环境等设备，可以收集、显示并记录各各监视点的设备运行状态及运行数据资料，指挥设备采集单元执行各种命令；可编辑设备管理报表，可制定时、日、月、年报表，能即时显示现场所有资料，视需要可查询及打印现场所有资料和故障报告。

所有告警信息、历史数据、人员操作记录能在监控主机中贮存2年以上。

设置远程服务接口，通过主机的置网络接口或置MODEM可提供远程访问服务，支持远程维护与操作。

设有短信发送接口，可把告警信息已短信方式发送至维护人员或相关人员的手机上，并可从手机确认该告警，且可通过手机对所监控设备进行三遥功能，（需要增加无线MODEM及配套软件模组）

1．5系统性能说明

●可靠性

监控系统硬件平均故障时间>100000小时，整个系统的平均无故障时间>20000小时。

各种监控器材,设备均提供接地保护,采用抗干扰特性好的铜网屏蔽和铝箔／铜网双屏蔽信号线。

采用国际标准的4-20mA电流源信号可达到更准确的信号传输。

并结合光电隔离技术，保证传输信号确实可靠。

监控系统的上电、掉电，在线、离线都不影响被监控设备的正常运行和人工操作。

系统具有较强的容错能力，不会因用户的误操作而引起死机。

对于外界的各种干扰，监控系统不产生误报警和混乱甚至死机；采用硬件WatchDog监视自动复位功能及软件自我诊断程序和诊断界面。

系统对具体设备监测与控制的信号数据皆采用CRC校验,进行ERROR_CONTROL。

接受方根据校验结果发回回应信息,并执行后续动作,如:

数据错误,要求重发;或数据正确,接受数据-执行控制。

●可扩充性

监控系统软、硬件均采用模块化结构。

采用可经由RS422/485总线相连接的分散式前端设备采集单元：

通用型采集模块（RTU）、智能型采集模块（UPC-48）、电池组采集模块（BCMS）。

由于监控系统使用了模块化设计，使后续扩容时变得简单容易，并应用组态化软件设定，扩容不需修改软件。

构成系统的计算机只需激活通讯口即可增强外部通信能力。

●实时性

整个系统的数据响应时间不大于五秒。

●智能设备解码完整性

中达电通在国通信行业积累了十年的机房监控实施经验，因此对于各类智能设备通信协议具有专业的解码能力，可承诺对智能设备解码100%的完整性，对UPS、机房专用空调的所有数据点（遥测、遥信、遥控）均可纳入监控平台。

●安全保障

监控系统对被控设备进行控制或参数设定时，其控制值始终保持在安全极限；被监控设备处于任何工作状态下监控系统应能正常工作，同时监控设备

本身不会产生影响被监控设备正常工作的电磁干扰；监控系统所有部件与连线均有金属屏蔽，监控器与被监控设备均用光隔离，监控系统具有良好的电磁兼容性；监控系统能监控不同接地要求的多种设备，且任何监控点接入均不应破坏被监控设备的接地系统。

●测量精度

电量精度均优于0.5%。

非电量测量精度均优于5%。

●电源

所有监控模块均采用DC-24V不间断电源，计算机设备采用AC-220V不间断电源。

在市电或油机断电后仍可继续工作。

●接地

监控系统采用局（站）接地系统。

各种监控器材,设备均提供接地保护,采用抗干扰特性好的铜网屏蔽和铝箔／铜网双屏蔽信号线。

1．6监控数据采集方式

●机房

采用分散式采集方法，根据实际情况，目前使用的是智能一体化监控采集器（UPC-48）.

智能一体化采集器（UPC-48）

智能与通用设备合二为一的监控设备——一体化采集器UPC-48。

UPC-48可实现的监控容为：

交流配电、开关电源、柜式空调、各种环境量等等。

功能：

对于非智能设备的监控，具有监视、控制和测量能力，接受并执行监控主机所下达的各种命令。

对于智能设备的解码，将各种智能型接口的协议码转换成为同一标准协议码。

综合以上两种能力，对各种设备进行集中监控。

规格：

每台UPC-48可采集24个模拟量（AI）、16个开关量（DI）、8个控制量（DO）和2个智能设备接口（RS232/RS485/RS422）。

传统采集对象：

传统设备的模拟量、状态量、控制量，如——低压设备的三相交流电压、开关状态、各告警点；相控电源的输出电压；传统空调的开关控制、状态；以及环境系统的温湿度、火警、水浸、门禁监控点可通过传感器或变送器等界面输入。

智能设备监控特点：

智能设备经协议转换并入集中监控网后，其监控功能完全取决于智能设备本身监控软件所能达到的功能。

解码能力：

只要厂方能提供正确的监控软件（监控软件可与设备连线且监、测、控功能都能正确实现）及必要的通讯协议，该智能设备就一定能纳入集中监控网。

解码成功经验：

中达电源、珠江电源、亚奥电源、塞特电源、洲际电源、新电元、侨兴电源、澳新电源、新西兰电源、青浦电源、科华电源、华为电源、卡特比勒油机、辛普森油机、十字军油机、劳斯来斯油机、康明斯油机、斯图斯空调、海洛斯空调、力博特空调、RC空调、ATLAS空调、UPS等百余种。

1．7系统软件功能说明

●用户维护操作方面：

实现多人在不同地点同时作不同的操作，提供在线帮助、事件打印、远端监控等功能。

每个操作人员都有唯一的用户名和密码，并在进入系统时输入，根据密码等级的不同，操作人员具有不同的操作围和权限，所有的重要操作如告警确认、遥控等，均记录在系统部，且不可删除。

●系统警报管理方面：

系统提供三级警报能力，可由用户依需要自行定义警报点及警报等级。

分别以三种颜色（红紫蓝）显示在相应局站的地理区域点、具体设备及相应的菜单上，并配以三种响声及颜色的闪烁、BP机自动呼叫及打印机自动打印等动作来提醒