监控系统技术方案.doc

监控系统技术方案 监监 控控 系系 统统 技术方案技术方案 监控系统技术方案 2 目目 录录 1 机房环境与动力设备监控系统概述机房环境与动力设备监控系统概述 3 1 1 系统概述 3 1 2 设计思想 3 1 3 设计依据 5 2 工程概况工程概况 6 3 系统组成系统组成 6 3 1 系统结构 6 3 2 监控主机 6 3 3 智能模块 7 3 4 客户机 7 3 5 上位软件 7 4 监控系统方案设计监控系统方案设计 8 4 1 项目规划 8 4 2 需求分析 9 4 3 系统结构图 9 4 4 监测内容展示 10 4 4 1 系统主界面 10 4 4 2 温湿度监测 13 4 4 3 电量仪监控 17 4 4 4 开关状态监测 20 4 4 5 电源系统拓扑 22 4 4 6 UPS监控 23 4 4 7 漏水监测 25 4 4 8 报警纪录界面 27 4 4 9 报表页面 29 4 4 10 退出与登录 31 4 5 系统的技术指标 31 4 5 1系统精度 31 4 5 2系统响应速度 32 4 5 3告警准确率 32 4 5 4系统供电 32 4 5 5系统可靠性 32 4 5 6系统环境 32 4 5 7系统容量 32 4 5 8系统平台 32 4 5 9数据管理 33 4 5 10操作权限 33 5 硬件产品选型硬件产品选型 33 监控系统技术方案 3 6 系统原理图系统原理图 38 1 1 机房环境与动力设备监控系统概述机房环境与动力设备监控系统概述 1 1 系统概述系统概述 随着计算机的发展和普及 计算机系统数量与日俱增 其配套的环境设备 也日益增多 计算机房已成为各大单位的重要组成部分 机房内的设备复杂 种类繁多 包括通讯设备 存储设备 系统设备 动力设备 环境保障设备 因为各种设备专业跨度很大 且因行业的不同 个别单位机房非常分散 因此 给机房的运行管理带来很大的难度 所以一套利用先进技术 智能化管理整体 机房运行的系统显得非常必要 根据XXX监控系统的实际情况 建议本套系统应具有低压配电系统 漏水 系统 机房温湿度系统 UPS系统的监测 并且通过语音报警做到无人值守 将 故障信息或预警信息通知到相关的管理人员 并且采用WEB发布的方式 将运行 信息公布网络上 SAM6 1SAM6 1 机房整体监控系统就是针对上述问题而设计的 该系统实现了机 房设备的统一监控 减轻了机房维护人员负担 提高了系统的可靠性 另外丰 富的事件历史记录对系统设备的管理有重要的参考 因而该系统对机房的科学 管理有特殊的意义 1 2 设计思想设计思想 系统整体设计有几个基本的原则 可靠性 实用性 功能完整性 易操作 性 安全性 开放性 可扩展性 网络化功能 原则原则1 1 可靠性 可靠性 首先系统硬件以台湾专业公司工业控制产品为主 包括主机 采集模块 各类产品都有严格的质量控制以确保性能的可靠性 原则原则2 2 实用性 实用性 在系统功能上 力求实用 在保证功能完整的基础上来丰富画面的灵活性 监控系统技术方案 4 和人性化 原则原则3 3 功能完整性 功能完整性 首先在系统功能上 我们要利用现有成熟技术 尽量提供一套完整功能 的系统 如利用电话语音技术而开发的电话语音报警系统 其开发工作类似 于建立一套电话银行系统 利用多媒体语音系统开发的现场语音报警系统 替代了原有的声光报警系统 历史记录查询功能 所有历史曲线 报警记录 均可查询 数据记录时间根据硬盘容量可存储一个月到数年 故障处理技术 支持文件 系统将所有的设备厂家提供的故障紧急处理编辑成为一个技术支 持文件 以便在故障发生时管理人员能够迅速做出一个判断 为减轻损害尽 可能节约宝贵时间 原则原则4 4 易操作性 易操作性 管理人员可能对某一个或几个设备比较了解 面对其他设备却无能为 力 也可能面对繁多的工作 没有精力去学习监控系统如何组成漂亮的界面 实现完美的功能 他们需要的是一套操作简便的应用系统 简洁易用 系统 根据众多资深工程师的实际工程经验 厂家提供的产品特点 结合用户的使 用需求组成集中监控系统 将所有功能操作简便化 使用户只需填写 YES NO 或 1 2 3 即可完成大部分管理功能 原则原则5 5 安全性 安全性 在所有涉及登录和修改系统参数 系统报警是否启动和关闭监控系统 等操作时均需要密码才可执行 而且根据管理权限可以设置不同的管理级别 原则原则6 6 开放性 开放性 系统采用COM技术 配有设备自动连接向导 支持多种现场总线 PLC 智能仪表 采集板 智能模块 变频器等 支持OPC接口 可与任何支持该 接口的硬件完美通讯 内嵌SQL Server系统 支持开放式数据接口 ODBC 自由管理各种标准的数据库 原则原则7 7 可扩展性 可扩展性 首先通过对智能和非智能设备通过通讯或加装硬件的方式很容易实现系 监控系统技术方案 5 统的扩容 而且对不同种设备 不同的厂家轻易实现集成和后期集成 集成 内容已经包含机房的保安监控系统 门禁控制系统 供配电系统 UPS系统 柴油机系统 有源谐波滤波系统 精密空调系统 温湿度检测系统 漏水检 测系统 消防报警系统等 厂家包括法国梅兰日兰 德国STULZ 意大利 HIROSS SICON 瑞士IMV 美国APC SILCON 美国LIBERT等 在每次的设计中 都会根据用户将来的发展需求在硬件上做一定的接口 冗余 避免用户需要升级或扩容时另外增加不必要的负担和技术难点 另外针对机房管理要求的不断升级 在条件允许的情况下 可以根据用 户的要求对系统设备 网络交换设备的进行统一监控管理 原则原则8 8 网络化 网络化 基于网络浏览与管理 1 3 设计依据设计依据 国家标准 电子计算机机房设计规范 GB50174 93 国家标准 计算机场地技术要求 GB2887 89 国家标准 计算机机房活动地板的技术要求 GB6650 86 国家标准 计算站场地安全技术 GB9361 88 国家标准 电子计算机机房施工及验收规范 SJ T3003 93 中国移动通信动力及环境集中监控系统技术规范 原邮电部网综 1997 472 号文 通信电源 机房空调集中监控管理系统暂行 规定 中国邮电电信总局中国电信交换 1999 625 号文 即 关于印发通信局 站 电 源 空调及环境集中监控系统前端智能设备通信协议的通知 关于资 XXX 监控系统的要求 监控系统技术方案 6 2 2 工程概况工程概况 1 1 项目名称 XXXXXXXXX 2 2 工程地点 XXXXX 3 3 系统组成系统组成 本系统由远程用户计算机 监控主机 计算机网络 智能模块 远程模 块 协议转换模块 信号处理模块 多串口服务器及智能设备等组成 3 1 系统结构系统结构 系统采用开放式结构 支持各种传输网络 本系统主要采用 RS485 通讯 方式 机房内空调和 UPS 设备是 RS232 接口 可通过协议转化模块转变成 RS485 通讯 3 2 监控主机监控主机 监控主机是本地系统的监控中心 在 WIN98 2000 NT下运行 根据用户需要将监控主机安装在值班室 监控系统技术方案 7 在监控主机内加配智能电话语音卡 网卡 设备驱动卡等配件 低压配电系统 UPS电源系统 空调系统 环境系统等运行状态信息 以数据的形式进入各自 的RS485总线后 接入监控主机的设备驱动板 设备驱动板中有专用的通讯芯 片 芯片上下载有各设备的驱动程序 可实现高速通讯 在内部管理模块的管 理下 现场的数据按预先的安排 有条不紊地进入软件系统 由于软件采用多 线程分时处理方式 硬件结构采用分布控制管理模式 响应迅速 使监控计算 机对现场设备达到实时监控 用户如选择智能电话语音卡 一旦现场设备异常 报警 系统会自动拨打设定的电话号码 采用语音方式通知有关人员 或通过短 消息通知 3 3 智能模块智能模块 智能模块用于采集控制模拟量 开关量等信号 将信号传输给监控主机 智能模块分为二种 即智能模拟量采集模块 智能开关量采集模块 智能模块 采用RS485通讯接口 可以远传 智能测控模块可独立运行 采集控制各种设 备 系统采用智能模块实现对非智能设备的监控 3 4 客户机客户机 通过网络与监控主机相连 可以通过 IE 直接访问现场监控主机 实时监控 机房各设备的运行情况 3 5 上位软件上位软件 3 5 13 5 1 基本功能基本功能 上位软件可通过物理层连接各种 UPS 配电柜 温湿度 空调等智能或非智 能设备以及各种环境量的采集器 通过驱动程序系统对监控对象进行数据采集 并且能接收监控对象的告警信息 包括事件 通过通信把这些数据上行传送给 监控主机 监控主机可通过上传来的数据在自己的数据库中进行分析 形成曲线 历史 记录等方便用户查询的方式 监控系统技术方案 8 3 5 23 5 2 WEBWEB 功能功能 上位软件可通过网络进行 WEB 浏览 远端计算机只须通过 IE 在地址栏中输 入主机的 IP 地址 输入正确的用户名和密码后就可以在远端对监控主机进行相 应的设置 4 4 监控系统方案设计监控系统方案设计 4 1 项目规划项目规划 系统整体架构如下 指挥楼监控中心 为一级监控中心 031 楼机房监 控中心为二级 监控中心 一级监控中 心除了监控 本地数据以 外 还可通 过网络监控 下级监控中 心的数据 二级监控中 心除了监控 本地数据以 外 还可通 过网络监控 下级监控中 心的数据 二级监控中心 今后可扩展 三级监控中心 今后可扩展 监控系统技术方案 9 4 2 需求分析需求分析 需求分析表 位置房间监控内容数量单位 1 配电柜电量仪4台 2 开关状态监控16套 3 电流监控27套 4 环境温湿度监控2台 106 室 UPS 机房 5 UPS 监控1台 1 电流监控59套 指挥楼 指挥机房 2 环境温湿度监控6台 1 环境温湿度监控2台 2 UPS 监控1台106 室 UPS 机房 3 电量仪监控17台 1 开关状态监控90个 108 配线间 2 环境温湿度监控10台 1 环境温湿度监控1台 2 开关状态监控18个236 指挥大厅 3 空调漏水监控2套 1 环境温湿度监控1台 2 电量仪监控1台 3 电流监控6套 4 开关状态监控16个 312 监控室 5 空调漏水监控1套 1 环境温湿度监控2台 2 电量仪监控1台 031 楼 324 传输室 3 开关状态监控9套 监控系统技术方案 10 4 3 系统结构图系统结构图 4 4 监测内容监测内容展示展示 4 4 1 系统主界面系统主界面 当进入机房动力环境监控系统后 首先呈现在我们眼前的是主界面 界面 大致分为 3 个区域 主导向画面主导向画面 如下 通过点击该画面的图标 来选择要查看的设备类型 监控系统技术方案 11 菜单画面菜单画面 如下 即整个画面上左侧的竖条 通过点击该画面内的图标 可以进入特定的监控界面 监控展示区域监控展示区域 如下 在该位置的区域内 将展示出所有被监控设备的监 控画面 具体的监控画面及其内容 请参看后面的介绍 进入设置参数的画面时需要登录 监控系统技术方案 12 4 4 2 温湿度温湿度监测监测 如上图 机房的温湿度点位分布图 如果用户想知道某一温湿度的具体数 值 可点击具体的温湿度图标 如下图 出现了数值展示窗口 监控系统技术方案 13 或者在菜单画面中 在选中了某一具体 楼层 图标的情况下 如 机房 三 点 实时数值 将会弹出一个整个楼层温湿度数值的表格 如下图所 示 监控系统技术方案 14 当用户得知某一处处于报警状态时 希望系统不要再发送报警信息或者拨 打报警电话 可以通过下面的界面进行设置 当在相应的报警项前选择 是 用光标点击 是 字 时 系统会正常报警 当选择 否 时 即使产生了报 警 系统也不会发送报警信息或者拨打报警电话 监控系统技术方案 15 在温湿度的画面中 有一个画面用以设备温度和湿度的报警上限 如下图 用户可以通过直接点击 输入数值进行设置 监控系统技术方案 16 当用户将数值设置好之后 即使推出程序的运行 设置好的数值仍然会在 下次运行系统的时候继续保持不变 4 4 3 电量仪监控电量仪监控 监控系统技术方案 17 如上图所示 电量仪监控画面展示了电量仪的电参数 报警点 以及三相 电压的历史曲线 电参数部分 请参看下面的清晰图 报警点 以及三相电压的历史曲线请参看下面的清晰图 监控系统技术方案 18 下图是关于电量仪电压阀值的设置页面 在相应的数字上点击一下 就会 弹出一个输入框 用户可在此输入数值并点确定 说明 说明 高限的设置 此高限是为防止电网电压过高而设定的 用户可以根据自身 内部电网的状况 酌情设置 我们的建议是 将高限设置为比正常值高出 监控系统技术方案 19 10 低限的设置 此低限是为防止电网电压过低 对用电设备的供电造成威胁 而设定的 用户可以根据自身内部电网的状况 酌情设置 我们的建议是 将 低限设置为比正常值低 10 4 4 4 开关状态监测开关状态监测 监控系统技术方案 20 如上图 是某个配电柜内 所有开关状态监测的画面 开关闭合 在画面 上呈现 ON 状态 开关断开 在画面上呈现 OFF 状态 类似于温湿度部分 下面的画面用户可以通过自行设置 是 与 否 来决定当报警产生时 是否 发送报警短信 或者拨打报警电话 关于开关状态监控 有一点需要说明 现实中 并不是配电柜内的每一个 开关都处于开启 ON 状态 那么如果按常规报警方式来处理 当每次重新 启动监控系统时 系统都会针对未闭合的开关 对用户发出报警 而这样实际 上是用户并不想要的结果 面对此问题 我公司的软件中特有一个判断程序 只针对软件运行周期内 发生跳闸的开关进行报警 而对于在软件运行周期外 已经是断开状态的开关 即使重新运行我系统 软件也不会发出报警 监控系统技术方案 21 4 4 5 电源系统拓扑电源系统拓扑 如上图 为配电柜内上下级开关拓扑图 对流经每一个开关的电流 有电 路互感器来监测 下面为具体的电流监测界面 监控系统技术方案 22 4 4 6 UPS 监控监控 上图为 UPS 监控的展示画面 画面大致分为 报警点 UPS 逻辑结构图 数值展示 报警点报警点 针对不同品牌 型号的 UPS 我公司根据其通讯协议开发出动态连接 库 里面包含该 UPS 独有的报警信息点 上图中每个报警点都有中文 说明 以及报警指示灯 正常情况下 报警指示灯为绿色 当某报警 点产生报警时 灯变为红色 UPSUPS 逻辑结构图逻辑结构图 UPS 内部重要结构的展示 每个结构上都有相关部件的状态 如上图中 整流器绿色 表示其工作正常 当呈现红色时 预示着该 部件有故障发生 监控系统技术方案 23 数值展示数值展示 内容有输入电压 电流 频率 输出电压 电流 频率 功率 下图是报警设置界面 这里不再详细介绍 监控系统技术方案 24 4 4 7 漏水监测漏水监测 漏水监测主要针对空调而言 如上图为空调位置图 每个空调周围都围上 了漏水检测线 正常状态下 此闭合线呈绿色 当漏水发生时 该线变为红色 并且不断闪烁 从而达到醒目的目的 让用户很快就了解到是哪台空调产生了 漏水 监控系统技术方案 25 用户还可以对漏水监测方面 提出自己的需求 如对某个水池液面超高的 报警等 我方将会一如既往地满足用户的需求 监控系统技术方案 26 4 4 8 报警纪录界面报警纪录界面 上图为报警记录画面 画面中有两个下拉菜单 可供用户选择 下拉菜单 展示如下 通过第一个下拉菜单 用户可以选择自己要查看的设备 如此案例中区域区域 2 2 展示的是 UPS 的报警 通过第二个下拉菜单 用户可以选择报警信息的查看 监控系统技术方案 27 方式 其中需要重点介绍的为历史查询历史查询方式 用户在选定区域的情况下 选择 此方式 将出现如下画面 用户可以输入要查询的时间段及过滤条件 来查询符合条件的报警信息记 录 监控系统技术方案 28 4 4 9 报表页面报表页面 我方软件具有强大的报表统计功能 用户可以根据自己的需求 提出自己 对报表内容 功能的需求 我方会按照用户需要 为用户设计出满足要求的报 表页面 下面的案例中 每个部分的报表内容包含 日报表 周报表 月报表 时间段查询报表 表格中的内容有 实时数值 最大值 最小值 次数统计 数值计算 等 监控系统技术方案 29 报表还可以设定一个变量 通过变量数值的改变 使其定期保存 并可以 监控系统技术方案 30 为其设置保存路径 下图为此案例中 报表保存路径的层次展示 4 4 10 退出与登录退出与登录 要退出系统的运行 可以点击如下图标 我们可以通过软件来设置权限 未登录时点退出按钮 会自动弹出登录对 话框 可以输入用户名 密码来登录 若无权限 则不能 4 5 系统的技术指标系统的技术指标 4 5 1 系统精度系统精度 模拟量 直流电量 测量误差 0 5 模拟量 交流电量 测量误差 1 模拟量 非电量 测量误差 2 电池端电压测量误差 5mv 监控系统技术方案 31 4 5 2 系统响应速度系统响应速度 数据扫描采样周期 1s 数据响应时间 5s 命令执行相应时间 5s 告警响应时间 5s 4 5 3 告警准确率告警准确率 告警准确率 98 8 4 5 4 系统供电系统供电 局站监控硬件DC 10V 30V 监控中心系统AC 220V 15 4 5 5 系统可靠性系统可靠性 硬件 MTBF 100 000 小时 系统 MTBF 40 000 小时 MTTR 0 5 小时 4 5 6 系统环境系统环境 现场监控单元 环境温度 18 60 相对湿度 10 90 RH 无冷凝 监控中心系统 环境温度 5 35 相对湿度 10 90 RH 无冷凝 4 5 7 系统容量系统容量 现场监控单元 通道编址容量 大于 1 000 000 监控通道容量 65 000 区域监控中心管理 512 个以上交换机机房和动力机房 总监控单元管理 32 个区域监控中心 4 5 8 系统平台系统平台 监控中心微机服务器 工作站 微机星型局域网 监控系统技术方案 32 络系统 Windows NT Windows 2000 本地数据库 ACCESS 交换机房和动力机房 以及监控单元 无人值守系统 PowerCom Plus 系统 BSMS 系统 485 场地总线 内置数据存储系统 4 5 9 数据管理数据管理 位置数据内容保存方式 交换机房 和动力机房监 控单元 每通道最近 1 天次告警历史 最近 2 天模拟通道小时平均值 日平均值 日峰谷值 模拟通道最近 300 点采样数据 系统配置数据 保存在具体有掉 电保护功能的存储器 中 监控中心 告警历史数据 操作记录 电池充放电数据 系统配置数据 数据库 保存时间可设置 4 5 10 操作权限操作权限 权限 类别 监视 确认 告警 控制 修改 配置 人员管理 操作员 2 级 系统管理员 1 级 5 5 硬件产品选型硬件产品选型 我公司在 XXX 监控项目 中采用的主要硬件设备 及其性能如下 温湿度传感器温湿度传感器 产品名称 产品名称 温湿度传感器温湿度传感器 功能特点 功能特点 TH802 是带 LCD 本地现实的网络型智能 监控系统技术方案 33 温湿度传感器 内置处理芯片 自带 RS485 接口 适用于博物馆 计算机机房 档案馆等对环境要求较高的场所 属精密网络型温湿度传感器 可以设定通讯 地址和波特率 经可溯源标准检验 精度高并具备程序校准精度功能 低功耗 高稳定性 提供 RS485 输出 供主机采集 通讯协议采用标准 MODBUS 协议 输 入电源无极性要求 阻燃绝缘纤维外壳 采用快速端子 安全可靠 用途广泛 配备相应封装的温湿度探头可测量各种管道及特殊场合的温湿度 规格 规格 供电电源 12VDC 24VDC 电 流 30 mA 测湿范围 0 100 RH 精 度 3 RH 测温范围 10 50 串行输出 RS485 工作环境 20 50 C 0 100 RH 最大尺寸 86 86 30mm 重 量 205g 安装方式 壁挂 螺丝固定墙面 天花板吸顶安装 S 7000S 7000 系列采集模块系列采集模块 产品名称 产品名称 S 7000S 7000 系列采集模块系列采集模块 功能特点 功能特点 模拟量输入的信号经 PLC 计算后或以模拟量输出外部 特定数值时所必要的模块 每一模块具有 4 8 16 通道的模拟量 输入类型 模拟量输入 输出单元的通道所指的是信号的数量 网络串口服务器网络串口服务器 产品名称 产品名称 网络串口服务器网络串口服务器 功能特点 功能特点 10 100M 自适应以太网口 实现串口 设备的快速联网 监控系统技术方案 34 高性能的处理器 大容量内空间 可通过网络 使用 WEB 浏览器远程进行参数配置 内嵌 15KV ESD 浪涌保护所有的串口 直观的中文菜单这事界面 是安装配置更加简单 RS 232 422 485 串口可以灵活组合 类型转换完全依靠软件 WINDOWS 下实 COM 口驱动 可支持最多 6 台主机同时打开同一串口 支持 TCP 和 UDP Socket 每串口可支持 6 个不同的会话模式 提供 UNIX 和 LINUX 固定 TTY 驱动 支持 PPP SLIP 拨入拨出 支持 TTY 可连接银行系统的字符终端 采用透明传输的方式 用户不用指导复杂的 TCP IP 协议 AES 加密功能 可选 使用户的数据得到可靠的安全保障 多等级的电源设计 满足不同现场环境的电源需求 参数介绍 参数介绍 处理器 32bits 100MHz 电 源 24V 48V 110V 220V DC 220VAC 操作温度 10 60 操作湿度 5 95 存储温度 20 85 存储湿度 5 95 智能多功能用户卡智能多功能用户卡 产品名称 产品名称 智能多功能用户卡智能多功能用户卡 功能特点 功能特点 监控系统技术方案 35 4 口 RS 232 串口通讯卡 紧凑的 PCI 板卡设计 通用 PCI 总线 同时兼容浒的 64 位和 32 位 PCI 配置方便无须开关和跳线 可与其他设备共享中断 多功能语音卡多功能语音卡 产品名称 产品名称 多功能语音卡多功能语音卡 功能特点 功能特点 采用 PCI2 1 总线标准 具有高稳定性 高可 靠性的特点 即插即用 主机资源 中断 内存 由操作系统直接分配 无需人工干预 支持所有 通道的同时录放音 支持 A Law Law IMA ADPCM 32KBps 等格式的录音和放音 操作 支持 MP3 WAV VOX 等文件格式的直接录放音 支持双向均衡录音 即发话方和受话方可以同时录音 且大小一致 自动完成模拟线路呼出拨号 全过程 并能准确识别是人或录音电话或传真机的应答 准确的主叫号码 Caller ID 自动侦测 支持 FSK 制式和 DTMF 制式 准确的信号音检测 支持标准的或自定义的单