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机房环境动力监控系统功能介绍及设计需求规划和选择(下)

更新时间:2016-07-22点击次数:1070次

      七、现场采控设备的选择


  (一)常用的现场采控设备
  机房内常用的基于串口网络的现场采控设备是多串口卡、RS485/32转换器、数字输入模块、数字输出模块、模拟输入模块。
  (1)多串口卡。用以扩充PC串口数量。常用的有2、4、8端口的。串口卡选择时应注意选择带浪涌保护功能的光电隔离型产品。串口类型选择应和被监测设备相符,在设备接口未明确是RS232还是485时,可选择带可转换接口类型的产品。
  (2)RS485/32转换器。用以实现RS232的远距离传输或实现485线路和PC串口的连接。建议采用光电隔离型产品。常用的是单路转换器。
  (3)数字输入模块。简称DI,用于采集现场的开关量信号如风机、配电开关的状态信号等,并将其转化为数字信号通过RS485进行传输。
  (4)数字输出模块。简称跃DO,用于开关量控制,比如开灯控制。需要注意的是,这类模块和PLC或DDC不同,它仅仅是将上位机的动作命令输出给被控设备去执行,自身并没有决策控制功能。
  (5)模拟输入模块。简称AI,用于如温湿度模拟信号的采集和传输。模拟量输入有电压和电流型之分。选择时应根据传感器的输出接口形式来确定AI的接口形式,二者要一致,包括信号量程范围。


  (二)根据安装模式选择
  DI、DO、AI等模块分两种安装模式:独立式和组合式。组合式安装模式可以共用底板,共用一个通信接口、一个地址和电源,初期配置不必配满,扩容时只增加功能模块即可。而且组合后的容量很大,可达数百个DI通道和上百个AI通道,适合大容量集中采控。而独立式安装模式每个都有一个通信口,需要单独赋予地址,扩展时只能整个增加,单个模块的容量有限,一般AI仅8路信号,DI仅16个通道,适合分散式采集。


  (三)根据被监测设备的位置布局选择
  相近的设备可以共用一个多路Dl、AI,这样可以节约成本。设备距离较远时则应分别配置模块。


  (四)根据扩展性选择
  对DI、DD、AI等应留有扩展通道,方便扩容和在发生故障时的临时替换。
  

(五)根据兼容的通信协议选择
  模块应支持标准的MODBUS协议,便于开发。


八、环境动力监控系统软件的选择


  (一)常用的环境动力监控系统软件
  目前市场上应用在机房环境的监控系统软件主要分两大类:通用SCADA/HMI软件和专用软件。通用控制软件可以应用在机房、楼宇、工厂等众多领域,一般采取组态的方法来实现每个具体项目监控系统软件的开发。由于需要兼顾各个行业,软件的通用性强,功多,集成性好,开放。其最大的优点在于开放性,用户不必因为软件而被绑定在一个集成商身上,其他集成商也可以维护,风险小。而专用软件则仅仅是针对机房监控应用开发的,功能单一、封闭、二次开发困难,而且只能由原厂商维护。
  SCADA(supervisorycontrolanddataacquisition)系统,即数据采集与监视控制系统,HMI则是人机界面(humanmachineinterface)的简称。HMI广义的解释就是"使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口"。在机房里,要搜集机房关键房间、区域的温度、湿度以及电源、空调设备的状态等等的信息,通过一台主控器监视并记录这些参数,并在一些意外状况发生的时候能够加以处理,这便是一个很典型的SCADA/HMI的运用,一般而言,HMI系统必须有几项基本的能力:
  (1)实时的资料显示。把采集的资料经换算后立即显示在屏幕上。
  (2)自动记录资料。自动将资料储存至数据库中,以便日后查看。
  (3)警报的产生与记录。使用者可以定义一些警报产生的条件,比方说温度过度或压力超过临界值,在这样的条件下系统会产生警报,通知作业员处理。
  (4)历史资料趋势显示。把数据库中的资料作可视化的呈现。
  (5)报表的产生与打印。能把资料转换成报表的格式,并能够打印出来。
  (6)图形接口控制。操作者能够透过图形接口直接控制机台等装置。


  (二)选择环境力监控系统软件应把握的原则
  开放性:保证系统可兼容更多的采集设备,能够与更多的应用软件交换数据。其中,对OPC接口的支持非常必要。OPC是用于过程控制的OLE。在传统系统中,解决客户应用程序从数据源(如现场设备、SCADA系统等)读取数据的方法是为不同的客户应用程序编写不同的驱动程序。这种方式存在许多问题,如同一个设备为适应不同的应用程序可能需要多种驱动程序,不同的驱动程序之间存在着不一致性,驱动程序对硬件存在着极大的依赖性等等。为了解决这些问题,一些与微软公司合作的自动化硬件和软件供应商联合制定了一套称为OPC规范的OLE/COM接口协议,以此来提高过程控制申现场设备以及应用程序之间的互操作性。
  可以说OPC是监控软件的现场总线,其基本思想是:每个硬件供应商为其设备开发一个通用的数据接口(即OPCserver),供其他系统读写信息,客户的应用软件也可以通过OPC规范的接口来读写硬件设备的信息。由于硬件供应商通常将硬件驱动程序封装成OPCserver单独出售,这样作为OPC数据客户端的上层应用,可以不包含任何通信接口程序,不必关心底层硬件内部的具体细节,只需遵循OPC数据接口协议,就能够从不同的硬件供应商提供的OPC数据服务器中取得数据。另一个重要的特性就是对主流数据库的支持,没有数据库的支撑,监控软件功能将大打折扣。对数据库的支持以MSSQLserver、ACCESS为主。
  易用性:软件应采用组态的方式进行二次开发,功能强大灵活,简单易用。对开发者来说,可以极大地节约开发时间,而不用为某些要求单独编写程序。对用户前言,许多用户往往缺少专业知识,易用的软件可以使用户快速掌握,甚至可以自行开发一些需要的简单功能。
  扩展性:在选择软件时,软件支持的变量容量是一个关键参数。通常用支持的变量标记名(TAG)数量来衡量。常见的软件容量分为64、128、256、512、1024、3000、无限点。每一个变量点可以表示一个实际参数如电压、电流或温度等。不同品牌的软件对点数的划分有不同的解释,主要有两类计算方法:一是只计算I/O变量;二是对I/O变量和中间变量均计算。I/O变量指监控软件与其他应用程序交换数据用到的变量,比如采集的温湿度、电压、电流、功率值为输人变量(input),控制空调开关机的信号为输出变量(output)。而中间变量则仅在监控软件内部使用,比如内部条件判断变量。在规划设计时,需要针对项目的具体情况,对需要用到的变量数量做出估算,并预留20%左右的变量数以备扩展。
  先进性:监控的作用实质上是两类功能:采集信息以及处理信息。从采集信息角度看,软件应能支持较多的通信协议和接口,比如现场总线、OPC等,以便能支持更多的设备。从处理信息来看,除了要求软件能够实现前面所描述的各种基本功能外,还要求能够提供更多的基于后台数据库的分析工具,帮助用户更好地掌握机房运行规律。