基于SAIA PCD系列控制器實現(xiàn)機房環(huán)境及動力設備監(jiān)控系統(tǒng)的設計

1、引言

隨著社會數(shù)字信息化進程的加快，計算機中心機房的設備和規(guī)模也日趨擴大。機房環(huán)境和設備出現(xiàn)故障會危及計算機系統(tǒng)的安全運行，后果不堪設想。因此對機房里面環(huán)境和設備進行自動監(jiān)控，進行現(xiàn)代化管理尤顯得十分重要。機房環(huán)境及動力設備監(jiān)控系統(tǒng)主要是對機房供配電系統(tǒng)、ups電源、空調系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、排風系統(tǒng)等的運行狀態(tài)、溫度、濕度、空氣質量、供電的電壓、電流、頻率、配電系統(tǒng)的開關狀態(tài)、測漏系統(tǒng)等進行實時監(jiān)控并記錄歷史數(shù)據及記錄發(fā)送故障報警信息，為機房高效的管理和安全運營提供有力的保證。

目前監(jiān)控系統(tǒng)的技術的發(fā)展已經比較成熟，國內市場上有許多自主品牌的機房專用監(jiān)控系統(tǒng)，很多成功案例廣泛應用于電力、電信、公安、銀行、廣電、證券、移動基站等領域。瑞士思博公司SAIA PCD系列控制器有著強大的通信能力和良好的開放性，cpu的快速處理能力、易于使用的編程工具，優(yōu)越的通用性，在機器設備制造工業(yè)、樓宇自動化控制、基礎設施建設（能源、交通運輸、水處理）以及其他自動控制的工業(yè)領域，以其高超的電子技術，計算機技術，控制技術，網絡及通信技術和卓越的品質贏得市場的認可和廣大用戶的信賴。

2、系統(tǒng)實現(xiàn)

北京ibm亦莊數(shù)據中心項目選用了SAIA PCD2.m480控制器，監(jiān)測、自動化控制現(xiàn)場設備及末端傳感器等。i/o點共73個，同時與6臺精密空調、2臺ups、2臺柴油發(fā)電機組、2臺主電源配電柜、6臺列頭柜通過rs485接口，采用現(xiàn)場總線協(xié)議進行通信，另外通過rs232接口與手機短信報警器通信，最后通過以太網進入計算機管理系統(tǒng)。我們選配了6塊i/o模塊，1塊以太網通信模塊，2塊rs232/485通信模塊，采用windows2000/xp操作系統(tǒng)，mcgs組態(tài)軟件，參見圖1。

SAIA PCD2.m480控制器使用了最新的cpu技術，嵌入了新一代coldfire cf5407微控制器，集成了1mb ram用戶存儲空間，可選1mb flash卡用戶備份存儲器，同時集成usb，mpi，pgu通信接口，具有高速的處理運算能力，可擴展最大1024 i/o點和8個通信接口，支持ethernet tcp/ip，profibus，s-bus，modbus，mpi，http，ftp等多種通信協(xié)議，它是目前SAIA最強大的一款控制器，主要用于對時間要求非常嚴格，需要采用多處理器技術的應用系統(tǒng)中。

2.1 系統(tǒng)設計特點

本系統(tǒng)可以實現(xiàn)供配電、ups、柴油發(fā)電機、精密空調、消防、漏水、新風系統(tǒng)、溫濕度檢測等子系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控，并在這些子系統(tǒng)發(fā)生故障的時候向管理員報警：監(jiān)視設備的運行狀態(tài);記錄設備的運行參數(shù);設備參數(shù)異常時，及時報警并提供處理支持畫面，報警方式包括：工作站聲光報警與手機短信息報警;系統(tǒng)參數(shù)和報警信息全部記入數(shù)據庫，可供查詢和事故追憶;分類用戶權限配置，用戶權限分為999級;報表及數(shù)據報表、報警報表、操作記錄報表;方便擴充。在機房增加、減少設備時，系統(tǒng)只作少量修改即可。該系統(tǒng)具有保護、測量、計量和監(jiān)視功能，由現(xiàn)場控制系統(tǒng)和上位工作站兩部分組成。

2.2 監(jiān)控功能設計

由SAIA PCD構成的現(xiàn)場控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對各智能設備或子系統(tǒng)的實時運行參數(shù)的采集與處理，主要包括：配電系統(tǒng)、ups系統(tǒng)、柴油發(fā)電機系統(tǒng)、新風、空調系統(tǒng)、精密空調監(jiān)控、機房溫濕度監(jiān)測、漏水系統(tǒng)、辦公區(qū)照明控制、環(huán)境監(jiān)控、排風系統(tǒng)及消防聯(lián)動。

隨著計算機技術的發(fā)展，相當一部分廠商的設備均為智能設備，可通過現(xiàn)場總線通信與其連接，讀取數(shù)據，大大節(jié)約成本及調試時間。本系統(tǒng)中配電系統(tǒng)、ups系統(tǒng)、柴油發(fā)電機系統(tǒng)、精密空調系統(tǒng)均由rs-485現(xiàn)場總線協(xié)議通信實現(xiàn)數(shù)據采集。各系統(tǒng)說明如下：

（1）配電系統(tǒng)。通過modbus現(xiàn)場總線，對2臺施耐得斷路器和6臺施耐得電力參數(shù)測量儀的工作狀態(tài)進行監(jiān)測。檢測配電柜斷路器和多功能電表的電壓、電流、頻率、功率、功率因數(shù)等參數(shù)，并檢測配電開關狀態(tài)，故障及斷開時發(fā)送手機報警短信。

（2）ups系統(tǒng)。通過modbus現(xiàn)場總線，對2臺梅蘭日蘭ups的工作狀態(tài)進行監(jiān)測。監(jiān)測ups輸入、輸出電壓、電流、頻率等參數(shù);監(jiān)測ups逆變器、整流器、等運行狀態(tài)監(jiān)測。

（3）柴油發(fā)電機。通過modbus現(xiàn)場總線，對2臺梅蘭日蘭柴油發(fā)電機的工作狀態(tài)進行監(jiān)測，監(jiān)測柴油發(fā)電機的運行狀態(tài)和故障報警，監(jiān)測其電壓，電流、頻率，功率等參數(shù)。

（4）新風、空調系統(tǒng)。新風機組、空調機組運行狀態(tài);新風機組、空調機組開關機控制。

（5）精密空調系統(tǒng)。通過modbus現(xiàn)場總線，對6臺梅蘭日蘭精密空調的工作狀態(tài)進行監(jiān)測，監(jiān)測精密空調溫度、濕度、設置設定溫度、設定濕度等參數(shù);精密空調運行狀態(tài)，故障報警狀態(tài);精密空調開關機控制。

（6）機房溫濕度。機房高溫、低濕、高濕度監(jiān)測，報警。

（7）漏水系統(tǒng)。監(jiān)測機房內精密空調和水管接頭處的漏水狀態(tài)和進行漏水報警。

（8）辦公區(qū)照明控制。對辦公區(qū)的照明進行自動控制。如在下班后，節(jié)假日可自動關燈。

（9）環(huán)境監(jiān)控。系統(tǒng)報警信號可直接發(fā)送到相關人員的手機上 。

（10）排風系統(tǒng)。排風機可以通過時間表控制（定時排風），也可手動強制控制。

（11）消防聯(lián)動。系統(tǒng)與消防系統(tǒng)聯(lián)動，通過手機短信（sms）發(fā)送消防預警信號，當火災發(fā)生時，關閉新風、空調、排風系統(tǒng)。噴發(fā)結束后，可通過相應排風開關手動排風。

2.3 組態(tài)軟件介紹

本監(jiān)控軟件使用mcgs組態(tài)軟件，同過給上位操作站安裝SAIA PCD的opc sever軟件。采用ethernet/tcp/ip與上位操作站完成通信。由mcgs構成的中央工作站實現(xiàn)了現(xiàn)場數(shù)據的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶展示了系統(tǒng)狀態(tài)：用模擬畫面動態(tài)實時地顯示系統(tǒng)的工作情況;設定和修改設備的工作程序;直接操作設備的啟停;收集和分析各種數(shù)據，并可以圖形、表格形式顯示;管理系統(tǒng)內報警信息，處理操作者信息;產生和打印工作報表;產生和維護數(shù)據庫，供建筑物管理系統(tǒng)使用。

3 、結束語

項目產品采用先進、成熟、實用的技術，在使用上簡便實用。系統(tǒng)具有集中統(tǒng)一的管理能力，為系統(tǒng)管理大大提供方便，并實施科學合理的管理，使監(jiān)控技術發(fā)揮最高的效用。系統(tǒng)具有很強的開放性，能靈活的與各種網絡傳輸方式機融合成一個整體，能隨時適應對系統(tǒng)的擴容要求，有很強的兼容性和靈活性，能適應產品的升級換代。適合企事業(yè)單位機房使用。

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