基于SAIA PCD系列控制器实现机房环境及动力设备监控系统的设计

1、引言

随着社会数字信息化进程的加快，计算机中心机房的设备和规模也日趋扩大。机房环境和设备出现故障会危及计算机系统的安全运行，后果不堪设想。因此对机房里面环境和设备进行自动监控，进行现代化管理尤显得十分重要。机房环境及动力设备监控系统主要是对机房供配电系统、ups电源、空调系统、消防系统、排风系统等的运行状态、温度、湿度、空气质量、供电的电压、电流、频率、配电系统的开关状态、测漏系统等进行实时监控并记录历史数据及记录发送故障报警信息，为机房高效的管理和安全运营提供有力的保证。

目前监控系统的技术的发展已经比较成熟，国内市场上有许多自主品牌的机房专用监控系统，很多成功案例广泛应用于电力、电信、公安、银行、广电、证券、移动基站等领域。瑞士思博公司SAIA PCD系列控制器有着强大的通信能力和良好的开放性，cpu的快速处理能力、易于使用的编程工具，优越的通用性，在机器设备制造工业、楼宇自动化控制、基础设施建设（能源、交通运输、水处理）以及其他自动控制的工业领域，以其高超的电子技术，计算机技术，控制技术，网络及通信技术和卓越的品质赢得市场的认可和广大用户的信赖。

2、系统实现

北京ibm亦庄数据中心项目选用了SAIA PCD2.m480控制器，监测、自动化控制现场设备及末端传感器等。i/o点共73个，同时与6台精密空调、2台ups、2台柴油发电机组、2台主电源配电柜、6台列头柜通过rs485接口，采用现场总线协议进行通信，另外通过rs232接口与手机短信报警器通信，最后通过以太网进入计算机管理系统。我们选配了6块i/o模块，1块以太网通信模块，2块rs232/485通信模块，采用windows2000/xp操作系统，mcgs组态软件，参见图1。

SAIA PCD2.m480控制器使用了最新的cpu技术，嵌入了新一代coldfire cf5407微控制器，集成了1mb ram用户存储空间，可选1mb flash卡用户备份存储器，同时集成usb，mpi，pgu通信接口，具有高速的处理运算能力，可扩展最大1024 i/o点和8个通信接口，支持ethernet tcp/ip，profibus，s-bus，modbus，mpi，http，ftp等多种通信协议，它是目前SAIA最强大的一款控制器，主要用于对时间要求非常严格，需要采用多处理器技术的应用系统中。

2.1 系统设计特点

本系统可以实现供配电、ups、柴油发电机、精密空调、消防、漏水、新风系统、温湿度检测等子系统的统一监控，并在这些子系统发生故障的时候向管理员报警：监视设备的运行状态;记录设备的运行参数;设备参数异常时，及时报警并提供处理支持画面，报警方式包括：工作站声光报警与手机短信息报警;系统参数和报警信息全部记入数据库，可供查询和事故追忆;分类用户权限配置，用户权限分为999级;报表及数据报表、报警报表、操作记录报表;方便扩充。在机房增加、减少设备时，系统只作少量修改即可。该系统具有保护、测量、计量和监视功能，由现场控制系统和上位工作站两部分组成。

2.2 监控功能设计

由SAIA PCD构成的现场控制系统实现了对各智能设备或子系统的实时运行参数的采集与处理，主要包括：配电系统、ups系统、柴油发电机系统、新风、空调系统、精密空调监控、机房温湿度监测、漏水系统、办公区照明控制、环境监控、排风系统及消防联动。

随着计算机技术的发展，相当一部分厂商的设备均为智能设备，可通过现场总线通信与其连接，读取数据，大大节约成本及调试时间。本系统中配电系统、ups系统、柴油发电机系统、精密空调系统均由rs-485现场总线协议通信实现数据采集。各系统说明如下：

（1）配电系统。通过modbus现场总线，对2台施耐得断路器和6台施耐得电力参数测量仪的工作状态进行监测。检测配电柜断路器和多功能电表的电压、电流、频率、功率、功率因数等参数，并检测配电开关状态，故障及断开时发送手机报警短信。

（2）ups系统。通过modbus现场总线，对2台梅兰日兰ups的工作状态进行监测。监测ups输入、输出电压、电流、频率等参数;监测ups逆变器、整流器、等运行状态监测。

（3）柴油发电机。通过modbus现场总线，对2台梅兰日兰柴油发电机的工作状态进行监测，监测柴油发电机的运行状态和故障报警，监测其电压，电流、频率，功率等参数。

（4）新风、空调系统。新风机组、空调机组运行状态;新风机组、空调机组开关机控制。

（5）精密空调系统。通过modbus现场总线，对6台梅兰日兰精密空调的工作状态进行监测，监测精密空调温度、湿度、设置设定温度、设定湿度等参数;精密空调运行状态，故障报警状态;精密空调开关机控制。

（6）机房温湿度。机房高温、低湿、高湿度监测，报警。

（7）漏水系统。监测机房内精密空调和水管接头处的漏水状态和进行漏水报警。

（8）办公区照明控制。对办公区的照明进行自动控制。如在下班后，节假日可自动关灯。

（9）环境监控。系统报警信号可直接发送到相关人员的手机上 。

（10）排风系统。排风机可以通过时间表控制（定时排风），也可手动强制控制。

（11）消防联动。系统与消防系统联动，通过手机短信（sms）发送消防预警信号，当火灾发生时，关闭新风、空调、排风系统。喷发结束后，可通过相应排风开关手动排风。

2.3 组态软件介绍

本监控软件使用mcgs组态软件，同过给上位操作站安装SAIA PCD的opc sever软件。采用ethernet/tcp/ip与上位操作站完成通信。由mcgs构成的中央工作站实现了现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户展示了系统状态：用模拟画面动态实时地显示系统的工作情况;设定和修改设备的工作程序;直接操作设备的启停;收集和分析各种数据，并可以图形、表格形式显示;管理系统内报警信息，处理操作者信息;产生和打印工作报表;产生和维护数据库，供建筑物管理系统使用。

3 、结束语

项目产品采用先进、成熟、实用的技术，在使用上简便实用。系统具有集中统一的管理能力，为系统管理大大提供方便，并实施科学合理的管理，使监控技术发挥最高的效用。系统具有很强的开放性，能灵活的与各种网络传输方式机融合成一个整体，能随时适应对系统的扩容要求，有很强的兼容性和灵活性，能适应产品的升级换代。适合企事业单位机房使用。

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