安科瑞智能小母线监控装置在某电信数据机房的应用

　　安科瑞 黄飞蓉 18860995251
　　【摘要】介绍了安科瑞智能母线监控系统在某电信数据机房中的应用情况，展示了安科瑞智能母线监控系统在数据中心机房末端母线的应用可能性。
　　【关键词】数据中心;母线监控系统;始端箱;插接箱;
　　一、项目概述
　　传统数据中心根据不同负荷容量选用 35kV 或者 10kV 作为进线，根据不同等级配置单路或者双路变压器及 UPS，为 IT 设备供电，而制冷和辅助设备一般会有单独的配电回路。UPS 配电后端的设备，我们称之为数据中心末端配电。
　　随着数据中心进一步发展，对大功率，高可靠，模块化的需求日益加剧，机房末端母线产品，逐渐为更多客户所接受。
　　机房末端母线产品，具有电流小、插接方便、智能化程度高等特点，即插式插接箱给各个机柜内的PDU分配电。始端箱和插接箱内可设置监测模块，将数据上传至动环监控中心。
　　我司在某电信数据中心大型母线方案中，根据客户需求特殊定制方案，实现对现场母线系统的整体监控和报警记录。通过我司工作人员以及多方工作人员的共同努力，顺利地满足了客户需求、完善了用户体验、实现了项目目标。
　　二、应用方案
　　本现场采用了四路母线供电的方案，此种方式采用 4 路母线架设在两排微模块机柜后上方，直接为下方PDU 配电。这样每条母线负荷容量较小，结构简单，部署灵活。需要配置四个始端箱。
　　所以本方案利用触摸屏的2条RS485总线将始端箱与插接箱数据集中监控，然后通过网口将数据传输到后台系统。一共4列母线槽(分别为1主1备，2主2备)，每列母线槽上插有4-5台不等的插接箱。具体见下方示意图。
　　AMB 智能母线交流监控装置是针对电力智能母线需求新设计的产品，该监控装置包括始端箱检测模块和插接箱检测模块两部分。集成了常规电力参数的测量，以及电能监测和考核管理，同时具有在线报警功能且能够独立运行，脱离系统。可以实时监测母线接口温度，配合 2 路 RJ45 通讯接口(1 进 1 出)，采用 MODBUS-RTU协议可以方便可靠的将监测数据上传至主控箱触摸屏进行集中监控，保证系统安全可靠运行。智能母线监控装置具备接线灵活方便等优点，可以取代传统的集中式列头柜。


　　三、现场图片


　　四、基本功能
　　4.1始端箱智能监控的功能要求：
　　遥测：输入分路的三相电压、三相电流、频率、有功功率、有功电度、功率因数、谐波含量、
　　温度(线缆/铜排连接处的实时运行温度);
　　遥信：输入分路的过压/欠压，缺相,过流，频率过高/过低,输入分路的开关状态,具备电流、
　　功率需用量分析和统计，实现电压、电流、频率、功率等参数的越限报警功能。
　　4.2插接箱智能监控功能要求：
　　遥测：输出分路的单相电压、单相电流、有功功率、有功电度、插接箱插脚处实时运行温度;
　　遥信：输出分路的开关状态,具备电流、功率需用量分析和统计，实现电压、电流、功率等参数的越限报警功能。
　　4.3 概述
　　AMB 智能母线监控装置采用 Modbus-RTU 协议：“9600，8，1，n”，其中 9600 为默认波特率，可通过通讯修改为 2400、4800、19200 等，参量地址见 7.5 通讯参量地址表;8 表示有 8 个数据位;n 表示无奇偶校验位;1 表示有 1 个停止位。
　　错误检测：CRC16(循环冗余校验)
　　4.4 协议
　　当数据帧到达终端设备时，它通过一个简单的“端口”进入被寻址到的设备，该设备去掉数据帧的“信封”(数据头)，读取数据，如果没有错误，就执行数据所请求的任务，然后，它将自己生成的数据加入到取得的“信封”中，把数据帧返回给发送者。返回的响应数据中包含了以下内容：终端从机地址(Address)、被执行了的命令(Function)、执行命令生成的被请求数据(Data)和一个 CRC 校验码(Check)。发生任何错误都不会有成功的响应，或者返回一个错误指示帧。
　　4.5 错误校验的方法
　　错误校验(CRC)域占用两个字节，包含了一个 16 位的二进制值。CRC 值由传输设备计算出来，然后附加到数据帧上，接收设备在接受数据时重新计算 CRC 值，然后与接收到的 CRC 域中的值进行比较，如果这两个值不相等，就发生了错误。
　　CRC 运算时，首先将一个 16 位的寄存器预置为全 1，然后连续把数据帧中的每个字节中的 8 位与该寄存器的当前值进行运算，仅仅每个字节的 8 个数据位参与生成 CRC，起始位和停止位以及可能使用的奇偶位都不影响 CRC。在生成 CRC 时，每个字节的 8 位与寄存器中的内容进行异或，然后将结果向低位移位，高位则用“0”补充，低位(LSB)移出并检测，如果是 1，该寄存器就与一个预设的固定值(0A001H)进行一次异或运算，如果低位为 0，不作任何处理。
　　CRC 生成流程：
　　1)预置一个 16 位寄存器为 0FFFFH(全 1)，称之为 CRC 寄存器。
　　2)把数据帧中的一个字节的 8 位与 CRC 寄存器中的低字节进行异或运算，结果存回 CRC 寄存器。
　　3)将 CRC 寄存器向右移一位，高位填 0，低位移出并检测。
　　4)如果低位移出为 0：重复第 3 步(下一次移位);如果低位移出为 1：将 CRC 寄存器与一个预设固定值(0A001H)进行异或运算。
　　5)重复第 3 步和第 4 步直到 8 次移位。这样就处理完了一个完整的 8 位。
　　6)重复第 2 步到第 5 步来处理下一个 8 位，直到所有的字节处理结束。
　　7) CRC 寄存器的值就是 CRC 的值。
　　此外还有一种利用查表计算 CRC 的方法，它的主要特点是计算速度快，但是表格需要较大的存储空间，该方法此处不再赘述，请查阅相关资料。


　　技术参数

　　注：1.AMB：母线产品系列，100：用于始端箱，110：用于插接箱，120：用于测温，A：交流系统，P1:独立辅助电源供电。
　　2.可选配 AMB10 显示器，显示器分为前置网口 AMB10(F)和后置网口 AMB10(B&DZ)，自动循环显示电压、电流参数。
　　3.带 LORA 功能时，有外置吸盘天线，标配线长 2 米。
　　4.温度传感器有圆孔 12mm，8mm 两种，圆柱 6mm 一种，每种可分黄、绿、红、黑四色。
　　五、触摸屏监控系统特点
　　5.1自定义回路数量和命名
　　此系统为一个4路的方案，整体分为2列，同时每列还有主路和备路。
　　原ABCD路名称根据客户需求定制为I主，I备，II主，II备，并且所有的报警信息也同步做修改，直观地呈现了现场布局。

　　5.2交直流混用配置
　　本次现场方案涉及到需要使用一个触摸屏集中监控一条直流母线+一条交流母线
　　直流

　　交流

　　5.3单三相投入配置
　　可以通过设置相位投入，实现只针对部分相位的监控，防止误报警，插接箱实际使用更灵活。

　　五、结语
　　随着通讯技术的迅猛发展以及近年来疫情等多方面因素的影响，在线业务成为了未来的趋势，因此也给数据中心行业带来了很多强烈的需求。随着社会经济的复苏，数据中心的发展建设将迎来高速发展，再加上政策给予的大力扶持，都为数据中心行业的发展带来了很大的优势。我司顺应时代浪潮推出了智能母线监控标准化的解决方案。并且在此基础上，也可根据客户需求实现定制化的功能，以实现更直观和完善的用电保障。