交流配電監(jiān)控模塊在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用方案

【摘要】隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的能耗問題也越來越突出，有關(guān)數(shù)據(jù)中心的能源管理和供配電設(shè)計(jì)已經(jīng)成為熱門問題，合理可靠的數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)方案，是提高數(shù)據(jù)中心電能使用效率，降低設(shè)備能耗的合理方式。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能，首先需要監(jiān)測(cè)每個(gè)用電負(fù)載，而數(shù)據(jù)中心負(fù)載回路非常的多，傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表無(wú)法滿足成本、體積、安裝、施工等多方面的要求，因此需要采用適用于數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控要求的多回路監(jiān)控裝置。

安科瑞公司 AMC16Z和AMC100系列交流配電監(jiān)控模塊是專門針對(duì)于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電源管理設(shè)計(jì)的測(cè)量裝置。該裝置設(shè)計(jì)小巧，能夠?qū)M(jìn)出線的全電參量參數(shù)、輸入輸出開關(guān)及防雷器狀態(tài)等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)， 所有測(cè)量通道的告警閾值均可單獨(dú)設(shè)定，出現(xiàn)越限事件立即觸發(fā)系統(tǒng)聲光告警，是在傳統(tǒng)儀表的體積上實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控回路的高度集成。

一、應(yīng)用方案

2.1 AMC100直流選型案例——輸入：1*100A，輸出：72*100A

2.2 AMC100交流選型案例——輸入:2*400A/3P，輸出：2*85*32A/1P

2.3 AMC16Z交流選型案例——輸入:1*250A/3P，輸出：2*100A/3P + 1*32A/3P + 1*25A/3P + 15*32A/1P + 9*25A/1P

2.4 AMC16Z直流選型案例——輸入：2*400A，輸出：2*4*100A+2*20*63A

二、現(xiàn)場(chǎng)圖

2.1 江蘇某運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)中心電源列柜

2.2 江蘇某超算中心配電列頭柜

2.3 南京某運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)中心電源列柜

三、功能特點(diǎn)

4.1 AMC100和AMC16Z對(duì)比

4.2型號(hào)命名

注：AMC100系列無(wú)24回路模塊，AMC16Z系列無(wú)30回路模塊

本協(xié)議規(guī)定了 AMC16Z 系列直流配電監(jiān)控裝置與數(shù)據(jù)終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的物理連接和通訊協(xié)議， 其協(xié)議方式類同 Modbus_RTU 通信規(guī)約。

1)協(xié)議簡(jiǎn)述

AMC16Z 系列直流裝置所使用的通訊協(xié)議詳細(xì)定義了地址碼、功能碼、校驗(yàn)碼的數(shù)據(jù)序列定義，這些都是特定數(shù)據(jù)交換的必要內(nèi)容。該協(xié)議在一根通訊線上使用主從應(yīng)答式連接(半雙工)，這意味著在一根單獨(dú)的通訊線上信號(hào)沿著相反的兩個(gè)方向傳輸。首先，主計(jì)算機(jī)的信號(hào)尋址到一臺(tái)終端設(shè)備(從機(jī))，然后，終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號(hào)以相反的方向傳輸給主機(jī)。

本協(xié)議只允許在主機(jī)(PC，PLC 等)和終端設(shè)備之間通訊，而不允許獨(dú)立的終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，這樣各終端設(shè)備不會(huì)在它們初始化時(shí)占據(jù)通訊線路，而限于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢信號(hào)。

2)傳輸方式

信息傳輸為異步方式，并以字節(jié)為單位，在主機(jī)和從機(jī)之間傳遞的通訊信息是 11 位字格式，包含 1 個(gè)起始位、8 個(gè)數(shù)據(jù)位(有效位先發(fā)送)、奇偶校驗(yàn)位(無(wú)校驗(yàn))、1 個(gè)停止位。

3)錯(cuò)誤校驗(yàn)域

該域允許主機(jī)和終端檢查傳輸過程中的錯(cuò)誤。有時(shí)，由于電噪聲和其它干擾，一組數(shù)據(jù)在從一個(gè)設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)設(shè)備時(shí)在線路上可能會(huì)發(fā)生一些改變，出錯(cuò)校驗(yàn)?zāi)軌虮ＷC主機(jī)或者終端不去響應(yīng)那些傳輸過程中發(fā)生了改變的數(shù)據(jù)，這就提高了系統(tǒng)的安全性和效率，錯(cuò)誤校驗(yàn)使用了16 位循環(huán)冗余的方法(CRC16)。

4)錯(cuò)誤檢測(cè)的方法

錯(cuò)誤校驗(yàn)域占用兩個(gè)字節(jié)，包含了一個(gè) 16 位的二進(jìn)制值。CRC 值由傳輸設(shè)備計(jì)算出來，然后附加到數(shù)據(jù)幀上，接收設(shè)備在接收數(shù)據(jù)時(shí)重新計(jì)算 CRC 值，然后與接收到的 CRC 域中的值進(jìn)行比較，如果這兩個(gè)值不相等，就發(fā)生了錯(cuò)誤。CRC 運(yùn)算時(shí)，首先將一個(gè) 16 位的寄存器預(yù)置為全 1，然后連續(xù)把數(shù)據(jù)幀中的每個(gè)字節(jié)中的 8位與該寄存器的當(dāng)前值進(jìn)行運(yùn)算，僅僅每個(gè)字節(jié)的 8 個(gè)數(shù)據(jù)位參與生成 CRC，起始位和終止位以及可能使用的奇偶位都不影響 CRC。在生成 CRC 時(shí)，每個(gè)字節(jié)的 8 位與寄存器中的內(nèi)容進(jìn)行異或，然后將結(jié)果向低位移位，高位則用“0” 補(bǔ)充，低位(LSB)移出并檢測(cè)，如果是 1，該寄存器就與一個(gè)預(yù)設(shè)的固定值(0A001H)進(jìn)行一次異或運(yùn)算， 如果低位為 0，不作任何處理。

上述處理重復(fù)進(jìn)行，直到執(zhí)行完了 8 次移位操作，當(dāng)后一位(第 8 位)移完以后，下一個(gè) 8 位字節(jié)與寄存器的當(dāng)前值進(jìn)行異或運(yùn)算，同樣進(jìn)行上述的另一個(gè) 8 次移位異或操作，當(dāng)數(shù)據(jù)幀中的所有字節(jié)都作了處理，生成的終值就是 CRC 值。生成一個(gè) CRC 的流程為：

⑴預(yù)置一個(gè) 16 位寄存器為 FFFFH(全 1)，稱之為 CRC 寄存器。.把數(shù)據(jù)幀中的一個(gè)字節(jié)的 8 位與 CRC 寄存器中的低字節(jié)進(jìn)行異或運(yùn)算，結(jié)果存回CRC 寄存器。將 CRC 寄存器向右移一位，高位填以 0，低位移出并檢測(cè)。如果低位為 0：重復(fù)第三步(下一次移位);如果低位為 1：將 CRC 寄存器與一個(gè)預(yù)設(shè)的固定值(0A001H)進(jìn)行異或運(yùn)算。重復(fù)第三步和第四步直到 8 次移位。這樣處理完了一個(gè)完整的八位。

⑵重復(fù)第 2 步到第 5 步來處理下一個(gè)八位，直到所有的字節(jié)處理結(jié)束。CRC 寄存器的值就是 CRC 的值。此外還有一種利用預(yù)設(shè)的表格計(jì)算 CRC 的方法，它的主要特點(diǎn)是計(jì)算速度快，但是表格需要較大的存儲(chǔ)空間，該方法此處不再贅述，請(qǐng)參閱相關(guān)資料。

四、結(jié)語(yǔ)

伴隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，數(shù)據(jù)中心在新型基礎(chǔ)設(shè)施體系的支撐作用愈發(fā)凸顯，其在賦能千行百業(yè)數(shù)字化變革的同時(shí)，所帶來的巨大能耗問題也引起社會(huì)的高度關(guān)注。加之“雙碳”戰(zhàn)略的出臺(tái)，地方對(duì)數(shù)據(jù)中心能耗指標(biāo)提出更高要求。安科瑞配電列頭柜監(jiān)控模塊是針對(duì)數(shù)據(jù)中心列頭柜的配電監(jiān)控要求而設(shè)計(jì)的多回路監(jiān)控裝置，解決數(shù)據(jù)中心末端監(jiān)控的需求。
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審核編輯：湯梓紅