董國(guó)梁

（兗礦能源集團(tuán)信息化中心，山東鄒城，273500）

1 機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

為提高機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、提高機(jī)房報(bào)警響應(yīng)速度，同時(shí)為適應(yīng)信息化發(fā)展步伐，我們提出一種機(jī)房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)來解決目前所面臨的問題，使機(jī)房智能化數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)—診斷—維護(hù)—決策逐步得到完善[1]。

2 系統(tǒng)概述

機(jī)房智能監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要分為三層，包括數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層。

機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1 數(shù)據(jù)采集層

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第一層是數(shù)據(jù)采集層。數(shù)據(jù)采集層的核心是安裝在機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)的專用工業(yè)級(jí)嵌入式RTU， RTU通過連接各種傳感器，采集機(jī)房的溫濕度、煙霧、漏水、空調(diào)開停等狀態(tài)，通過編制好的程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房環(huán)境和設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)節(jié)。

對(duì)于機(jī)房?jī)?nèi)UPS、直流電源、油機(jī)、智能交流三相電度表等設(shè)備，系統(tǒng)通過RS232或RS485總線方式完成RTU與設(shè)備之間的互聯(lián)互通，采用GB/T 15969.3-2005標(biāo)準(zhǔn)編程方式對(duì)非標(biāo)通訊協(xié)議進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。通過RTU所提供的自由口編程模塊，循環(huán)向設(shè)備發(fā)出命令請(qǐng)求指令，同時(shí)對(duì)響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。系統(tǒng)部分功能程序如下：

圖2 機(jī)房數(shù)據(jù)采集模塊

2.2 數(shù)據(jù)服務(wù)層

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第二層是數(shù)據(jù)服務(wù)層。數(shù)據(jù)服務(wù)層作為業(yè)務(wù)服務(wù)和底層元數(shù)據(jù)之間的橋梁，收集數(shù)據(jù)采集層送來各種數(shù)據(jù)，管理各數(shù)據(jù)服務(wù)程序之間的聯(lián)系，保證各種應(yīng)用能實(shí)時(shí)了解數(shù)據(jù)的變化。為保證數(shù)據(jù)服務(wù)層的安全穩(wěn)定，我們將其構(gòu)建于集團(tuán)公司云計(jì)算平臺(tái)上,增加了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

圖3 機(jī)房監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示屏

2.3 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

第三層為業(yè)務(wù)應(yīng)用層。數(shù)據(jù)服務(wù)層通過科學(xué)合理地組織各類底層數(shù)據(jù)資源及自動(dòng)一的流程化服務(wù)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面、高效和有序的管理和整合。在海量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建面向安全和管理的各種業(yè)務(wù)應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房管理的高度信息化、智能化。

3 機(jī)房智能監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用

3.1 機(jī)房環(huán)境管理

機(jī)房監(jiān)控對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)的監(jiān)控，是監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容之一，主要通過現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器，對(duì)機(jī)房環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具體采用煙感、浸水、溫濕度等傳感器，利用專用RTU等控制系統(tǒng)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，同時(shí)通過數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、WEB技術(shù)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)發(fā)布。

3.2 機(jī)房恒溫恒濕調(diào)控

該功能以溫濕度探測(cè)器、RTU、紅外遠(yuǎn)程控制模塊等為基礎(chǔ)對(duì)空調(diào)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)溫，RTU在固定時(shí)間內(nèi)循環(huán)監(jiān)測(cè)溫度探測(cè)器數(shù)值，當(dāng)該數(shù)值高于低于設(shè)定值時(shí)，通過紅外控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)風(fēng)速、溫度、加除濕等，使機(jī)房室內(nèi)溫濕度保持在恒定狀態(tài)。由于RTU屬于過程控制系統(tǒng)，因此在該部分功能設(shè)計(jì)過程中，對(duì)溫濕度探測(cè)器采用定時(shí)數(shù)據(jù)采集，從而保證空調(diào)對(duì)機(jī)房溫濕度的穩(wěn)定和有效調(diào)節(jié)。

圖4 系統(tǒng)原理圖

3.3 機(jī)房供電管理

機(jī)房智能管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)機(jī)房設(shè)備在線負(fù)荷管理、機(jī)房全年用電量統(tǒng)計(jì)管理等。對(duì)機(jī)房負(fù)載率的監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)掌握機(jī)房設(shè)備的在線情況，并能夠使機(jī)房管理人員在機(jī)房市電中斷期間，實(shí)時(shí)掌握機(jī)房負(fù)載在線率，對(duì)保證機(jī)房重要設(shè)備的安全運(yùn)行提供數(shù)據(jù)參考。系統(tǒng)采用RTU、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、WEB技術(shù)等對(duì)機(jī)房用電量進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和統(tǒng)計(jì)，分類統(tǒng)計(jì)出機(jī)房年用電、月用電、日用電和當(dāng)前用電量，并以報(bào)表形式提供給相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和管理部門。對(duì)于核心節(jié)點(diǎn)機(jī)房，RTU根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電總協(xié)議，遙控機(jī)房油機(jī)開機(jī)、關(guān)機(jī)、市電/油機(jī)ATS轉(zhuǎn)換，滿足在特殊情況下交流設(shè)備應(yīng)急電力供應(yīng)。

3.4 機(jī)房報(bào)警聯(lián)動(dòng)

系統(tǒng)通過現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器和控制器完成對(duì)機(jī)房環(huán)境信息和設(shè)備運(yùn)行信息的收集，同時(shí)在上位組態(tài)和WEB網(wǎng)頁中實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息的顯示和報(bào)警的聯(lián)動(dòng)功能。

依照YD/T 1821-2008《通信中心機(jī)房環(huán)境條件要求》，機(jī)房按照二類機(jī)房和三類機(jī)房進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)范圍如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)范圍表

機(jī)房環(huán)境和設(shè)備參數(shù)的嚴(yán)格定義，在于保障機(jī)房設(shè)備的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)市電供電電壓的監(jiān)測(cè)，按市電上/下浮動(dòng)15%的范圍進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)電壓過高或過低時(shí)，以短信形式將報(bào)警信息發(fā)送到相關(guān)人員手機(jī)上。

機(jī)房報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能是在報(bào)警發(fā)生時(shí)，聯(lián)動(dòng)機(jī)房?jī)?nèi)其它非報(bào)警設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作。系統(tǒng)主要采用OPC方式，實(shí)現(xiàn)與RTU或監(jiān)控平臺(tái)的數(shù)據(jù)連接，聯(lián)動(dòng)報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控和錄像功能。系統(tǒng)機(jī)構(gòu)圖如圖5所示。

圖5 報(bào)警聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖

3.5 機(jī)房移動(dòng)信息管理功能

機(jī)房移動(dòng)信息管理系統(tǒng)作為機(jī)房監(jiān)控在智能手機(jī)、平板電腦等智能設(shè)備上的最新應(yīng)用，通過調(diào)用系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)及視頻監(jiān)控平臺(tái)，使決策層和相關(guān)管理人員能夠隨時(shí)隨地看到機(jī)房安防情況，掌握機(jī)房環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)，滿足了對(duì)機(jī)房數(shù)據(jù)的移動(dòng)監(jiān)控要求。

系統(tǒng)基于HTML5技術(shù)，依托兗礦集團(tuán)現(xiàn)有的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)展示，不需要修改即可部署在Android、IOS、Windows Mobile等目前流行的移動(dòng)設(shè)備操作系統(tǒng)中。

移動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)架構(gòu)如圖6所示。

圖6 移動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)共分為三層：數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和用戶展示層。數(shù)據(jù)采集層主要負(fù)責(zé)提供系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理層提供了四種功能，即數(shù)據(jù)封裝將從數(shù)據(jù)采集層獲取的文本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、提煉和數(shù)據(jù)格式的封裝提供給用戶展示層顯示；接收?qǐng)?bào)警信息并主動(dòng)推送給用戶展示層；后臺(tái)管理為用戶展示層提供權(quán)限管理和系統(tǒng)模塊管理；數(shù)據(jù)展示層即移動(dòng)客戶端，表現(xiàn)形式為數(shù)據(jù)列表界面。

3.6 短信報(bào)警功能

基于C#語言的短信報(bào)警功能，依托于現(xiàn)有的監(jiān)控平臺(tái)，能夠完成報(bào)警/解警信息的短信發(fā)送任務(wù)。機(jī)房相關(guān)人員可根據(jù)報(bào)警短信、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控等對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行預(yù)處理，確定報(bào)警對(duì)象和報(bào)警等級(jí)，及時(shí)完成對(duì)機(jī)房報(bào)警源的排查和報(bào)警源的處理，保證機(jī)房的穩(wěn)定運(yùn)行。短信報(bào)警原理圖如圖7所示。

圖7 報(bào)警短信發(fā)送原理圖

機(jī)房短信報(bào)警系統(tǒng)，使機(jī)房少人/無人值守管理成為現(xiàn)實(shí)。相關(guān)人員通過短信報(bào)警功能，能夠在第一時(shí)間內(nèi)掌握機(jī)房報(bào)警信息，同時(shí)結(jié)合機(jī)房報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)房報(bào)警的精確定位。

4 結(jié)論

機(jī)房智能監(jiān)控系統(tǒng)以專用工業(yè)級(jí)嵌入式RTU、集團(tuán)公司監(jiān)控平臺(tái)為基礎(chǔ)，符合煤礦企業(yè)處置機(jī)房報(bào)警、故障等突發(fā)事件的要求，通過機(jī)房環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)備監(jiān)測(cè)、用電管理、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、報(bào)警短信發(fā)送、機(jī)房移動(dòng)信息管理等功能，使決策層、管理人員能夠快速、準(zhǔn)確的掌握機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警數(shù)據(jù)，提高報(bào)警處理的響應(yīng)速度，使事件處理能夠快速有效的開展，為企業(yè)的安全生產(chǎn)信息化工作提供良好的支撐。