电力行业智慧机房动力环境集中监控架构浅析

电力行业智慧机房动力环境集中监控架构浅析

朱湘宝

桂林信通科技有限公司，广西 桂林  541004

摘要：文章提出一种适用于电力行业机房管理的动力环境监控系统,该系统基于各个监测子系统,通过采集机房的环境温湿度、空调运行参数、动力系统参数以及安防系统参数等多元数据,实现对机房更加精细、实时和可靠的智慧综合管控。

关键词：智慧机房;动力设备;综合集中管控

1 智慧机房监控架构

机房监控主机采用嵌入式软硬件一体化设计，高度集成，功耗低，使用寿命长，主机自带各种类型的串口，报警输入输出端口，各种被监控设备，传感器采用RJ45接口安装，主机供电，即插即用，施工方便，布线简洁。

机房监控主机操作系统由Windows变更为Linux，有效杜绝了Windows系统天生的不隐定、不安全、以及各种病毒的干扰，不易中毒也不受传播各种病毒，使整个系统稳定性大大提升，且Linux是工业级的开源软件，不涉及版权问题，不需要为此支付任何费用，有效避免因使用盗版Windows和SQLServer所带来的各种风险。

机房监控主机采用B/S架构，完全Web方式管理和浏览，普通办公电脑/笔记本通过Web浏览器即可随时随地方便管理机房动力环境监控系统，方便维护。

2系统概述

在电力行业中广泛分布着各种大中小型业务机房，由于各种类型的业务数据直接由这些机房提供支持，机房断电、系统故障、人为操作不当都有可能造成各种业务的中断或数据丢失，继而影响企业业务的停滞和运转。因此，电力行业对机房连续性要求极高，对关键业务数据安全性要求也非常之高，但是新建和维护这些机房成本越来越高，管理也变得更加精细和复杂。如何维护好这些机房，及时发现隐患和排除故障，降低管理成本，提高运维效率，延长使用寿命，成为管理者关注的重点。智慧机房动力环境监控系统为电力行业机房的管理与维护提供专业解决方案，通过嵌入式技术的研发，采用TCP/IP方式，用较低的成本，对的机房动力设备、环境、消防、门禁、视频等实现统一监控管理。通过网络传输，实现电力机房机房动力环境集中监控平台运维管理。在进行系统建设时，我们采用系统工程的观点对机房的环境结构、服务需求、设备内容和管理模式四个基本要素以及它们的内在联系进行优化组合，从而提供一个高度集成，稳定可靠、投资合理、高效方便、舒适安全的机房环境监控系统。

图1电力系统机房监控平台架构图

3监控系统功能要求

3.1采用嵌入式监控系统、安全可靠，使用寿命长

监控系统采用行业先进的嵌入式一体化监控主机，无硬盘设计，低功耗，稳定性设计，保障机房生命周期内无需更换监控系统，避免重复投资；监控主机内置Linux操作系统，有效杜绝Windows系统不隐定和不安全、以及各种病毒的干扰，最大程度保证机房网络安全。

3.2采用集中监控系统，界面友好，操作方便

集中监控系统采用B/S架构，维护和升级方式简单，最少支持1000个采集设备的监控和管理，支持通过IP访问方式进行采集设备的管理，采用专业的数据库，稳定可靠、易于扩展，支持软、硬件分层，支持多级用户管理权限，具备多级别告警方式，支持E-mail、电话、短信和现场语音报警方式。

3.3支持云端部署，云平台运维的方式，实现跨区域统一管理

集中监控系统支持云端部署，比如部署在阿里云、腾讯云、华为云等。监控主机通过设置将数据上传到云端，集中监控系统接收数据进行展示和处理，采用云平台运维的方式，实现跨区域统一管理。

3.4安装维护简易，布线简洁，最大程度降低对机房现有设备影响。

监控主机软硬件一体化设计，高度集成，各种被监控设备，由主机供电，不需要外接电源，接口采用RJ45、接线端子的方式，即插即用，施工方便，布线简洁。

3.5完全IE方式管理和浏览,使用维护方便

机房监控主机采用B/S架构，无须安装客户端软件，普通办公电脑/笔记本通过IE浏览器即可随时随地方便管理机房动力环境监控系统,支持IE方式增删设备和修改信号名称,告警阀值等信息,支持IE方式添加手机号码和选择所需接收的告警,支持历史数据和历史告警查询,支持历史曲线浏览，可通过IE远程在线升级，方便维护。

3.6报警功能齐全，管理灵活。

平台告警通知方式支持现场语音报警、短信报警、电话语言报警、声光报警、E-Mail报警等报警通知方式。通过IE可添加/删除机房管理员手机号码、邮箱，灵活设置任意报警以任意方式（邮件/短信/电话）通知给指定的管理人员，当有告警产生时，监控IE监控页面自动语音播报提示，自动弹出报警信息，并发送给管理人员。

3.7权限分组管理

监控系统具有权限分组管理功能，可以针对不同的用户赋予不同的权限，可根据系统操作功能设置分配不同权限，灵活满足各级机房管理员的权限管理要求，保证系统使用的安全。

4电力系统机房监控平台架构

整个电力系统主要由以下六部分组成：现场设备层、网络传输层一、集中服务层、综合管理平台、网络传输层二、应用管理层。各部分的主要作用如下：

现场设备层:由各种智能设备、智能传感器组成，如UPS、直流电源模块、配电检测仪、温湿度、精密空调、烟感、红外、漏水等的现场采集的信号，将信号通过RS485/RS232/DI通讯方式由监控主机进行采集，并由主机进行存储、显示、分析、报警、输出处理。

网络传输层一：监控主机通过网络传输层的交换机网络，将采集到的数据上传到集中服务层，由集中服务层进行统一管理。

集中服务层：平台服务器上安装集中管理平台软件，平台软件集中处理各个站点的动力环境信息，同时提供南向接口和北向接口协议。南向接口，管理其他厂家网管或设备的接口，即向下提供的接口，如网管系统的数据和告警信息等；北向接口，提供给其他厂家或运营商进行接入和管理的接口，即向上提供的接口，如电力监控系统的IEC61850协议、SNMP协议等。

综合管理平台：WEB浏览，平台软件部署在平台服务器上，用于集中管理下层的多台监控主机，统一集中管理每台监控主机采集数据的信息，处理显示和报警信息，具备多种报警方式，如短信、电话、邮件、微信等。

网络传输层二：平台数据往应用管理层传输的网络环境，由多重交换机组成，平台通过北向接口协议如SNMP、IEC61850、TMF814等将数据打包通过内部网络上传。

应用管理层：包括远程调度中心系统、终端监控系统等，属于用户应用管理层。每个站点的数据最终集中到用户应用管理层进行集中管理，实现动环和业务集中维护的统一性。

系统采用B/S分布模式的模块化结构，软硬件的安装与维护集中于监控主机端，易于实施和维护，该架构条件下客户端只负责用户界面显示，数据处理放在监控主机端，当监控需求增加时，只需对监控主机进行升级或扩展成多个监控主机即可，大大地加强系统的伸缩性。

采用IEC61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准，实现智能变电站的工程运作标准化，使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。

5系统性能

5.1 功能管理

系统功能实现对已监控对象的监控指标的属性进行修改，对所有设备监视实例当前采集状态与告警状态的集中监控，对监控指标的实时监视和控制。

同时系统功能还能根据用户采集周期的不同，查询监视到的设备指标数据，并以曲线图展示指标数据的变化情况，实时曲线的显示，结合选定时间范围内数据历史曲线的查询。

5.2 性能指标

5.2.1 可靠性

系统符合电磁兼容性和电气隔离性能设计要求，不会影响被监控设备的正常工作，具有自诊断功能，对软硬件故障能够自动重启恢复，监控设备具有良好的接地，抗干扰能力强。

5.2.2 稳定性

系统采用多总线方式，某一子系统的故障不影响其它子系统的正常运行。

5.2.3 安全性

主机监控系统基于Linux操作系统，抗病毒能力强，高安全性，最大程度保证网络安全，具有多级权限管理和功能模块化权限管理，用户管理采用不同访问级别，多种角色的权限设置，区分不同专业人员操作内容。

5.2.4 扩充性

系统支持RS232/485/422、TCP/IP、ICE61850、SNMP、OPC、DDE、MODBUS等各种标准化协议和接口，可快速方便的将各种监控对象集成到系统中。

结束语

综上所述，电力行业机房动力环境集中监控平台运维系统建立包含动力、环境、安保监控系统，主要监控对象包括：市电、配电空开、UPS、蓄电池、温湿度、精密空调、普通空调、新风机、漏水、红外、消防、门禁、视频等，保障机房环境及设备安全高效运行，以实现最高的机房可用率，不断提高运营管理水平。

参考文献

[1]基于ZigBee技术的机房温湿度监测系统的设计[J].张凤英;薄文彦;王秀慧.网络安全技术与应用,2010(11)

[2]浅谈机房动力环境监控系统建设[J].李伟.通讯世界,2016(22)

[3]绿色数据机房中智能控制系统的应用[J].袁元;周荣锋;刘军.电子技术与软件工程,2019(23)