一种数据中心动力环境监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种数据中心动力环境监控系统。该监控系统包括一种或多种监测装置、可编程自动化控制装置以及上位监控装置。可编程自动化控制装置包括多个采集接口以及一个或多个PAC(可编程自动化)控制器。可编程自动化控制装置带有多种类型的接口，并且PAC控制器支持多种通讯协议，可以提供不同种类的监测装置接入。利用PAC控制器的多种数据兼容性和高处理能力，替代常用的门禁接入器，空调设备接入器，动力环境设备接入器等接入装置，实现了上位监控装置与底层监测装置的简单对接，降低监控系统复杂度，提高数据中心的整体管理能力。
【专利说明】
一种数据中心动力环境监控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及监控系统，特别涉及一种数据中心动力环境监控系统。
【背景技术】
[0002]数据中心动力环境监控系统用于对数据中心的动力系统、环境系统、空调及节能系统、安保系统、信息技术(Informat1n Technology，简称IT)系统等多种系统中的各项参数进行测量及监控。动力环境监控系统还可以通过记录和分析相关运行参数，诊断和处理上述多种系统中的故障。数据中心动力环境监控系统可以对数据中心各个位置的动力设备和运行环境数据进行连续、实时的集中监控，以便及时准确反映数据中心的现场状况。
[0003]由于数据中心逐渐向大规模发展，动力环境监控系统接入的监测设备种类和设备数量都不断的增加。各种监测设备使用的接口差别很大，并且使用不同类型的数据以及协议。例如智能测量仪表通常采用基于RS232或485总线的Modbus协议，动力设备如发电机、配电柜采用DNP通信协议，智能机柜采用SNMP报文协议，冷水机组机房采用可编程逻辑控制器的OPC协议等等。
[0004]目前采用的数据中心动力环境监控系统，每个监测设备均需配置与其接口相对应的接入装置，以对数据进行上报处理，例如温湿度传感器配置有传感器接入端口、门禁设备安装有门禁接入器等等。然而，由于监测设备的不同，这些接入装置的种类繁多、型号也不统一，会造成数据中心动力环境监控系统复杂度升高，并且不易于维护管理。
【实用新型内容】
[0005]鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种数据中心动力环境监控系统。
[0006]本实用新型一个进一步的目的是要降低数据中心动力环境监控系统的复杂程度。
[0007]本实用新型的另一个进一步的目的是要提高数据中心动力环境监控系统的运行可靠性。
[0008]根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种数据中心动力环境监控系统，包括:一种或多种监测装置，每种监测装置用于监测数据中心的一种运行环境参数，并通过其配置的输出接口进行上报;可编程自动化控制装置，其包括，多个采集接口，与监测装置连接，并且每个采集接口与其连接的监测装置的输出接口对应设置，以采集运行环境参数，以及一个或多个可编程自动化控制器，与多个采集接口连接，转换运行环境参数为统一格式，并通过其配置的网络传输接口向上位监控装置提供；以及上位监控装置，通过网络传输线与网络传输接口相连。
[0009]可选地，监测装置包括:漏水报警装置，用于检测数据中心的漏水情况，其设置有用于输出漏水报警信号的开关量输出接口以及用于输出反映漏水量大小的电流模拟量信号的第一模拟量输出接口，并且多个采集接口中包括:开关量采集接口，与开关量输出接口相连，以接收漏水报警信号；以及第一模拟量采集接口，与第一模拟量输出接口相连，以接收反映漏水量大小的电流模拟量信号。
[0010]可选地，监测装置包括:温湿度采集装置，用于检测数据中心的温度和湿度，其设置有用于输出反映温度大小的电流模拟量信号的第二模拟量输出接口以及用于输出反映湿度大小的电流模拟量信号的第三模拟量输出接口，并且多个采集接口中包括:第二模拟量采集接口，与第二模拟量输出接口相连，以接收反映温度大小的电流模拟量信号;第三模拟量采集接口，与第三模拟量输出接口相连，以接收反映湿度大小的电流模拟量信号。
[0011]可选地，监测装置包括:动力监控装置，用于检测数据中心的供电情况;并且多个采集接口中包括:供电数据采集接口，与动力监控装置的输出接口相连，以接收反映供电情况的供电信息。
[0012]可选地，监测装置包括:消防监控装置，用于检测数据中心的消防情况，并且多个采集接口中包括:消防数据采集接口，与消防监控装置的输出接口相连，以接收反映消防情况的消防信息。
[0013]可选地，监测装置包括:门禁控制装置，用于对数据中心的门禁系统进行控制，并且多个采集接口中包括:门禁数据采集接口，与门禁控制装置的输出接口相连，以接收门禁系统的运行信息。
[0014]可选地，可编程自动化控制装置包含两个可编程自动化控制器，每个可编程自动化控制器与多个采集接口分别连接，并且两个可编程自动化控制器互为冗余备用。
[0015]可选地，上述数据中心动力环境监控系统还包括:供电装置，分别与两个可编程自动化控制器连接，以向两个可编程自动化控制器供电。
[0016]可选地，供电装置包括:多路直流电源，分别独立设置；电源切换器，分别与多路直流电源连接，以选择多路直流电源中的一路向两个可编程自动化控制器供电。
[0017]可选地，上位监控装置包括:客户机、网络显示器以及监控中心服务器;客户机、网络显示器、监控中心服务器与一个或多个可编程自动化控制器通过网络传输线组成环形网连接结构。
[0018]本实用新型提供了一种数据中心动力环境监控系统。该监控系统包括一种或多种监测装置、可编程自动化控制装置以及上位监控装置。可编程自动化控制装置包括多个采集接口，并且每个采集接口与其连接的监测装置的输出接口对应设置，以采集运行环境参数，以及一个或多个PAC(可编程自动化)控制器，与多个采集接口连接，转换运行环境参数为统一格式，并通过其配置的网络传输接口向上位监控装置提供。可编程自动化控制装置带有多种类型的接口，并且PAC控制器支持多种通讯协议，可以提供不同种类的监测装置接入，以接收不同类型的数据。利用PAC控制器的多种数据兼容性和高处理能力，替代常用的门禁接入器，空调设备接入器，动力环境设备接入器等接入装置，实现了上位监控装置与底层监测装置的简单对接，降低监控系统复杂度，提高数据中心的整体管理能力。
[0019]进一步地，本实用新型的数据中心动力环境监控系统采用两台PAC控制器，每个PAC控制器均与多个采集接口分别连接，互为冗余备用。其中一台作为主PAC控制器，另外一台作为冗余备用PAC控制器。在监控系统正常工作状态下，主PAC控制器接收来自采集接口的数据，并对数据进行处理。当主PAC控制器发生故障时，监控系统使用冗余备用PAC控制器工作，从而减少了系统的故障时间，降低了数据遗失的可能性，提高了环境监控系统的运行可靠性。
[0020]根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
【附图说明】
[0021]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0022]图1是根据本实用新型一个实施例的数据中心动力环境监控系统的示意图；
[0023]图2是根据本实用新型另一个实施例的数据中心动力环境监控系统的示意图；以及
[0024]图3是根据本实用新型另一个实施例的数据中心动力环境监控系统的供电装置的示意图。
【具体实施方式】
[0025]本实施例首先提供了一种数据中心动力环境监控系统，图1是根据本实用新型一个实施例的数据中心动力环境监控系统的示意图。该数据中心动力环境监控系统包括一种或多种监测装置10、可编程自动化控制装置20以及上位监控装置30。
[0026]每种监测装置10用于监测数据中心的一种运行环境参数，并通过其配置的输出接口进行上报。可编程自动化控制装置20包括，多个采集接口 21，与监测装置10连接，并且每个采集接口 21与其连接的监测装置10的输出接口对应设置，以采集运行环境参数，以及一个或多个PAC(可编程自动化)控制器22，与多个采集接口 21连接，转换运行环境参数为统一格式，并通过其配置的网络传输接口向上位监控装置30提供。上位监控装置30通过网络传输线与网络传输接口相连。
[0027]可编程自动化控制装置20带有多种类型的接口，并且PAC控制器22可支持多种通讯协议，以供不同种类的监测装置10的接入。PAC控制器22还具有多进程处理能力，并采用统一的数据库，方便程序与界面的管理，同时其开放的软硬件结构，可以很方便地和后期产品及其它PAC产品兼容。在本实用新型的实施例中，利用PAC控制器22的强大硬件接口能力替代常用的门禁接入器，空调设备接入器，动力环境设备接入器等接入装置，实现上位监控装置30与底层监测装置10的简单对接，减低系统复杂度，提高数据中心的整体管理能力。
[0028]图2是根据本实用新型一个数据中心动力环境监控系统的示意图。本实施例的监控系统的监测装置10可以包括:漏水报警装置11，用于检测数据中心的漏水情况，其设置有用于输出漏水报警信号的开关量输出接口以及用于输出反映漏水量大小的电流模拟量信号的第一模拟量输出接口，并且多个采集接口 21中包括:开关量采集接口 211，与开关量输出接口相连，以接收漏水报警信号；以及第一模拟量采集接口212，与第一模拟量输出接口相连，以接收反映漏水量大小的电流模拟量信号。
[0029]漏水报警装置11可以配备点式漏水监控传感器，用于监测单个点或较小区域是否有漏水以及漏水量。漏水报警装置11还配备2组24V直流继电器，继电器用于连接开关量采集接口 21，以利用继电器的形成开关量信号以传递报警信息。漏水报警装置11配置的4-20mA模拟量电流输出接口，通过导线连接可编程自动化控制装置20的模拟量采集接口 21，以供输出反映漏水量大小的电流模拟量信号。
[0030]本实施例的监控系统的监测装置10还可以包括:温湿度采集装置12，用于检测数据中心的温度和湿度，其设置有用于输出反映温度大小的电流模拟量信号的第二模拟量输出接口以及用于输出反映湿度大小的电流模拟量信号的第三模拟量输出接口，并且多个采集接口 21中包括:第二模拟量采集接口213，与第二模拟量输出接口相连，以接收反映温度大小的电流模拟量信号；第三模拟量采集接口 214，与第三模拟量输出接口相连，以接收反映湿度大小的电流模拟量信号。
[0031]上述温湿度采集装置12可以采用芯片式温湿度传感器，并使用220V直流供电。根据数据中心环境要求，检测温度范围可以设置为0-55摄氏度，检测相对湿度范围可以设置为0%-95%。温度测量误差0.25摄氏度，湿度测量误差2%。温湿度采集装置12配备两路4-20mA模拟量电流输出接口，以供通过导线输出反映温度大小和湿度大小的电流模拟量信号。电流模拟量信号强度与采集数值成正比，即温湿度数值越大，模拟量电流值越大。
[0032]本实施例的监控系统的监测装置10还可以包括:动力监控装置13，用于检测数据中心的供电情况;多个采集接口 21中包括:供电数据采集接口 215，与动力监控装置13的输出接口相连，以接收反映供电情况的供电信息。
[0033]动力监控装置13负责整个监控系统的电力供应，保证系统的持续运行。本实施例中的动力监控装置13设置有一级配电，二级配电，蓄电池组，UPS(不间断电源)，防雷器等设备。检测的供电信息可以包括市电输入电压、电流、频率和功率等参数，发电机输出电压、电流、频率和功率，冷却水温等参数。其中UPS作为监控系统的冗余备用电源，在动力监控装置13检测出市电输入电压或电流发生异常时，切换UPS作为监控系统的电源。
[0034]本实施例的监控系统的监测装置10还可以包括:消防监控装置14，用于检测数据中心的消防情况，并且多个采集接口 21中包括:消防数据采集接口 216，与消防监控装置14的输出接口相连，以接收反映消防情况的消防信息。
[0035]消防监控装置14包括烟感设备和报警主机，烟感设备监测数据中心的烟雾浓度以确定是否发生火情。在发生火情时，消防监控装置14还可以开启录像功能，显示火情地点并发出警笛提示。
[0036]本实施例的监控系统的监测装置10还可以包括:门禁控制装置15，用于对数据中心的门禁系统进行控制，并且多个采集接口 21中包括:门禁数据采集接口 217，与门禁控制装置15的输出接口相连，以接收门禁系统的运行信息。
[0037]门禁控制装置15可以控制和管理机房人员进出。上述门禁系统可以安装在数据中心入口处，当数据中心开门时，还可以启动相关摄像设备的录像功能。
[0038]在本实施例中，可编程自动化控制装置20包含两个PAC控制器22，每个PAC控制器22与多个采集接口 21分别连接，并且两个PAC控制器22互为冗余备用。
[0039]为了提高数据中心动力环境监控系统的运行可靠性，本实施例优选采用两台PAC控制器22，其中一台为主PAC控制器，另外一台为冗余备用PAC控制器。在监控系统正常工作状态下，主PAC控制器接收来自采集接口 21的数据，并对数据进行处理。当主PAC控制器发生故障时，监控系统使用冗余备用PAC控制器工作，由此减少了系统的故障时间，降低了数据遗失的概率，提高了环境监控系统的运行可靠性。
[0040]本实施例的上位监控装置30包括:客户机31、网络显示器32以及监控中心服务器33;客户机31、网络显示器32、监控中心服务器33与一个或多个PAC控制器22通过网络传输线组成环形网连接结构。
[0041 ]本实施例的监控系统的上位监控装置30和PAC控制器22组成双向环型网络拓扑结构，可以通过双向传输数据。在网络其中一个节点出现问题的情况下，可以自动通过另一个方向传输数据，以实现客户机31、网络显示器32以及监控中心服务器33数据的实时共享与更新，增加了监控系统的实时性、稳定性和健壮性。
[0042]上位监控装置30之间通讯通过工业以太网TCP/IP(传输控制协议/网际协议)来实现。上述双向环型网络还包含环网冗余功能，该功能使用生成树协议来标记一个交换功能的网络设备，作为整个网络的根，然后自动发送数据包广播漫游整个网络的所有路径(包括环网的冗余网络通道)。如果一个网络通道意外的中断了，生成树协议将会自动调整网络的拓扑结构，这样寻找到网络的其它路径进行通讯。从而使得整个监控系统零故障全天候运行。
[0043]本实施例的监控系统的控制模式参考物联网控制模式，基于PAC三级工业控制网络，即感知层、PAC冗余控制网、工业以太网三级通讯网络的构建方法。
[0044]图3是根据本实用新型另一个实施例的数据中心动力环境监控系统的供电装置的示意图。本实施例的监控系统的监测装置10还可以包括供电装置。供电装置，分别与两个可编程自动化控制器连接，以向两个PAC控制器22供电。
[0045]上述供电装置包括:多路直流电源41，分别独立设置；电源切换器42，分别与多路直流电源41连接，以选择多路直流电源41中的一路向两个可编程自动化控制器供电。
[0046]在本实施例中，供电装置包括三路独立的24V直流电源41，电源切换器42以及逻辑表决器43。三路24V直流电源41互为冗余备用。在其中一路电源出现故障时，监控系统通过逻辑表决器43决定选用另外两路中的一路电源对两个PAC控制器22供电，并通过电源切换器42实现对电源的切换。
[0047]本实用新型提供了一种数据中心动力环境监控系统。该监控系统包括一种或多种监测装置10、可编程自动化控制装置20以及上位监控装置30。可编程自动化控制装置20包括，多个采集接口 21，与监测装置1连接，并且每个采集接口 21与其连接的监测装置10的输出接口对应设置，以采集运行环境参数，以及一个或多个PAC控制器22，与多个采集接口 21连接，转换运行环境参数为统一格式，并通过其配置的网络传输接口向上位监控装置30提供。PAC控制器22支持多种通讯协议，可编程自动化控制装置20带有多种类型的接口，可以提供不同种类的监测装置10的接入，已接收不同类型的数据。PAC控制器22还具有多进程处理能力，并采用统一的数据库，方便程序与界面的管理，同时其开放的软硬件结构，可以很方便的和后期产品及其它PAC产品兼容。利用PAC控制器22的多种数据兼容性和高处理能力，替代常用的门禁接入器，空调设备接入器，动力环境设备接入器等接入装置，实现了上位监控装置30与底层监测装置10的简单对接，降低监控系统复杂度，提高数据中心的整体管理能力。
[0048]进一步地，本实用新型的数据中心动力环境监控系统采用两台PAC控制器22，每个PAC控制器22均与多个采集接口 21分别连接。其中一台为主PAC控制器，另外一台为冗余备用PAC控制器。在监控系统正常工作状态下，主PAC控制器接收来自采集接口 21的数据，并对数据进行处理。当主PAC控制器发生故障时，监控系统使用冗余备用PAC控制器工作，由此减少了系统的故障时间，降低了数据遗失的概率，提高了环境监控系统的运行可靠性。
[0049]至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
【主权项】
1.一种数据中心动力环境监控系统，其特征在于包括: 一种或多种监测装置，每种所述监测装置用于监测所述数据中心的一种运行环境参数，并通过其配置的输出接口进行上报； 可编程自动化控制装置，其包括，多个采集接口，与所述监测装置连接，并且每个所述采集接口与其连接的所述监测装置的输出接口对应设置，以采集所述运行环境参数，以及一个或多个可编程自动化控制器，与所述多个采集接口连接，转换所述运行环境参数为统一格式，并通过其配置的网络传输接口向上位监控装置提供;以及所述上位监控装置，通过网络传输线与所述网络传输接口相连。2.根据权利要求1所述的数据中心动力环境监控系统，其特征在于， 所述监测装置包括: 漏水报警装置，用于检测所述数据中心的漏水情况，其设置有用于输出漏水报警信号的开关量输出接口以及用于输出反映漏水量大小的电流模拟量信号的第一模拟量输出接口，并且 所述多个采集接口中包括: 开关量采集接口，与所述开关量输出接口相连，以接收所述漏水报警信号；以及第一模拟量采集接口，与所述第一模拟量输出接口相连，以接收所述反映漏水量大小的电流模拟量信号。3.根据权利要求1所述的数据中心动力环境监控系统，其特征在于， 所述监测装置包括: 温湿度采集装置，用于检测所述数据中心的温度和湿度，其设置有用于输出反映温度大小的电流模拟量信号的第二模拟量输出接口以及用于输出反映湿度大小的电流模拟量信号的第三模拟量输出接口，并且所述多个采集接口中包括: 第二模拟量采集接口，与所述第二模拟量输出接口相连，以接收所述反映温度大小的电流模拟量信号； 第三模拟量采集接口，与所述第三模拟量输出接口相连，以接收所述反映湿度大小的电流模拟量信号。4.根据权利要求1所述的数据中心动力环境监控系统，其特征在于， 所述监测装置包括: 动力监控装置，用于检测所述数据中心的供电情况;并且 所述多个采集接口中包括: 供电数据采集接口，与所述动力监控装置的输出接口相连，以接收反映所述供电情况的供电信息。5.根据权利要求1所述的数据中心动力环境监控系统，其特征在于， 所述监测装置包括: 消防监控装置，用于检测所述数据中心的消防情况，并且 所述多个采集接口中包括: 消防数据采集接口，与所述消防监控装置的输出接口相连，以接收反映所述消防情况的消防信息。6.根据权利要求1所述的数据中心动力环境监控系统，其特征在于， 所述监测装置包括: 门禁控制装置，用于对所述数据中心的门禁系统进行控制，并且 所述多个采集接口中包括: 门禁数据采集接口，与所述门禁控制装置的输出接口相连，以接收所述门禁系统的运行信息。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的数据中心动力环境监控系统，其特征在于， 所述可编程自动化控制装置包含两个可编程自动化控制器，每个所述可编程自动化控制器与所述多个采集接口分别连接，并且所述两个可编程自动化控制器互为冗余备用。8.根据权利要求7所述的数据中心动力环境监控系统，其特征在于，还包括: 供电装置，分别与所述两个可编程自动化控制器连接，以向所述两个可编程自动化控制器供电。9.根据权利要求8所述的数据中心动力环境监控系统，其特征在于，所述供电装置包括: 多路直流电源，分别独立设置； 电源切换器，分别与所述多路直流电源连接，以选择所述多路直流电源中的一路向所述两个可编程自动化控制器供电。10.根据权利要求1至6中任意一项所述的数据中心动力环境监控系统，其特征在于， 所述上位监控装置包括:客户机、网络显示器以及监控中心服务器； 所述客户机、所述网络显示器、所述监控中心服务器与一个或多个所述可编程自动化控制器通过网络传输线组成环形网连接结构。
【文档编号】G05B19/418GK205507515SQ201620153061
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】俞涛
【申请人】上海冰核时代科技中心（有限合伙）