机房监控SCADA系统解决方案

机房监控SCADA系统解决方案书目TOC\o"1-4"\h\z\u1、概述 41.1背景介绍 41.2机房监控系统目标 41.3实现的功能 52、机房监控内容 62.1环境系统 62.2动力设备监控 72.3消防系统监控 82.4安防系统监控 82.5网络监控 82.6多个机房远程集控 93、系统总体方案设计 103.1系统总体方案 103.2机房监控SCADA系统数据采集 11服务中心数据采集系统 11数据采集性能特点 113.3数据存储 12工业实时数据库 12工业实时数据库的介绍 12为什么选择实时数据库 12KingHistorian性能指标： 123.4计算引擎KingCalculation 133.5数据展示功能 143.5.1数据展示平台KingScada 14大画面与无极缩放功能 153.6多种客户端阅读方式 15发布 153.6.2KingMobile移动客户端（定制） 164、系统功能设计 174.1项目导航 174.2用户管理 184.3机房监控系统画面 184.4历史/实时数据列表 224.5日常报警处理 224.6报表检索 234.7曲线分析 244.8WEB发布 254.9手机监控功能（定制） 265、系统配置 275.1软件清单 276、典型胜利案例介绍 286.1中国银行西藏分行中心机房环境监控系统 281、项目背景 282、项目目标 283、系统架构 294、功能介绍 295、项目总结 351、概述1.1背景介绍随着信息、网络技术的发展，计算机、网络及通信设备数量与日俱增，现代化的中心机房、IDC等已成为各个单位业务管理的核心场所，而且这种规模越来越大。因此为了保证机房的正常平安运行，与之配套的动力系统、安防系统、环境系统、消防系统必需时刻保持稳定地运行。假如机房动力及环境设备出现故障，轻则导致计算机宕机，重则导致数据丢失等严峻后果。机房监控传统的方式是依靠人工轮番值班，人工巡回等方式查看。这种模式不仅效率低，同时也存在多种弊端，一些可能出现的紧急状况，均无法得到刚好的发觉和处理，也就很难被有效预见、防范和避开。亚控机房监控SCADA系统为现代化机房带来了诸多好处：（1）节约人力成本。通过自控系统代替人工操作，最大限度的降低人力成本，为实现机房“无人化管理”奠定基础；（2）提高维护质量。加快故障处理速度，现场告警能在极短的时间内反映到监控中心，为维护班组赶到现场抢得第一时间，为事故后的故障分析供应了手段，避开重大事故的发生；（3）设备运行状况诊断评估。依据现场采集的设备参数，通过统计分析，预估设备的运行状况，为消退隐患供应依据。1.2机房监控系统目标1.设备监控机房监控的目的在于爱护机房内IT系统的正常、有效运行，在事故发生之前侦测出潜在危机，并通过各种方式将警情信息发送给相关人员刚好进行处理。因此，机房监控的核心应当是对IT系统运行状态的监控，而最干脆有效的监控应当是干脆对IT设备运行状态进行监控。2.实现无人职守机房作为企业核心的业务支撑平台，其平安性特别重要。机房监控SCADA系统通过对机房门禁监控，正确识别非法开门，联动现场声光报警，短信或电话通知，结合视频监控，最大程度保障机房防盗平安需求。通过机房温湿度，烟感，漏水实时检测，实现机房的环境平安管理要求。3.刚好预警通过对机房动力设备与环境运行状况进行深化挖掘和总结分析，机房监控SCADA系统供应专业预警方案和故障监测，防范于未然，把损失降到最低。4.提高维护效率机房监控SCADA系统帮助维护工作由人工定期巡检变为主动提示模式，实现无人职守，大大削减维护工作量，削减诊断设备故障的时间和降低维护人员的技术门槛，提高维护效率。5.保证机房业务连续性机房的业务连续性须要依靠牢靠的动力保障，机房动力设备主要是指市电配电、发电机、UPS、蓄电池等，一体化动环监控系统通过对发电机油位预警，蓄电池状态监测等手段，帮助管理员做好日常维护，一旦市电停电，能顺当发挥其备用保障功能，有效预防机房断电状况的发生，保证机房业务的连续性。1.3实现的功能实时显示被监控现场监控设备的工作状态、运行参数；能远程地对监控现场被监控设备进行开/关机，远程在线调整监控设备的配置参数；可依据告警确认、屏蔽和打印的规则，声光提示各告警，自动处理告警；告警条件、告警等级及告警是否屏蔽可依据现场状况由系统管理员在线设置和修改；可依据告警类型、等级、时间、位置、屏蔽等因素依据预定规则自动将告警通知相关人员，通知方式可包括现场声光报警、电话、手机短信或E-mail等；统计查询设备的历史数据、告警记录、操作记录等，打印报表；供应多级管理权限，确保系统平安；有完善便利的维护、查询和统计功能；自动完成在网络异样时的数据保存与复原；值班管理：自动排班、交接班日志、值班统计与事务查询；系统可对设备故障告警的处理过程供应支持，供应各类设备故障处理的规范流程；能对被监控设备相关的信息进行管理，为电源运行维护人员供应全方位的信息服务。2、机房监控内容图SEQ图表\*ARABIC1机房监控内容结构图2.1环境系统温湿度监控

通过采集温湿度传感器所监测的温度和湿度数据，机房监控系统以直观的画面实时记录和显示机房各区域的温湿度数据及改变曲线，以及越界报警信息处理。漏水监测系统

漏水监测是对机房空调四周进行实时的水浸监测，一旦空调的加湿水跑水、冰凝水跑水、管道水漏水等水浸状况发生，系统可马上报警，严禁水浸状况危及机房平安。空调设备监控(1)一般空调：通过对其限制电路的分析，可以实现对一般空调的状态监测和启停限制。(2)精密空调：监测精密空调的回风温度、回风湿度、冷冻水进出温度、流量、冷却水进出温度及冷冻机、冷冻水泵、冷却水泵工作电流等参数；监测压缩机状态、风机状态、加热器状态、抽湿器状态（水冷式空调还可监测到冷却水塔的补水池液面状态、冷却水塔风扇状态、冷却水阀门状态等）等各种工作状态；显示和记录各种参数改变曲线，并对各种报警状态进行实时的记录和报警处理。限制空调的启停、调整温度和湿度。新风机

新风机组运行状态检测、启停限制等。2.2动力设备监控供配电监控机房监控系统监测一级、二级沟通配电柜的主回路和各分回路的各种参数。如电压、电流、频率、有功功率、功率因数、无功功率、视在功率等；监视各级开关的开关状态。UPS电源

在UPS（不间断电源）供应商供应UPS通讯协议的状况下，机房监控系统可以监测协议供应的全部参数和状态。参数包括输入输出电压、电流、频率、功率、蓄电池组的电压、后备时间、温度等;状态包括整流器、逆变器、电池、旁路、负载等部件的状态；显示和记录各种参数的改变曲线，并对各种报警状态进行记录和报警处理。柴油发电机

监测发电机组输出电压、电流、频率(转速)及水温、油位、油压等参数；发电机组运行状态、燃油阀开关状态等各种状态的实时记录和报警处理；限制发电机组的启停。蓄电池及电池组实时对电池组内阻、总电流及总电压的状况进行监控，针对单体电池可实时对电池的表面温度、单体电池的电流、电压等状况进行监控。2.3消防系统监控烟雾报警通过采集消防限制器或烟感探测器、温感探测器的报警信号实时监测火灾警状态，当有火警发生，机房监控系统以直观的画面显示报警信息并作报警通知，进行本地报警和手机短信报警，实行限制措施如开门开通风设备，启停其他相关设备。2.4安防系统监控视频监控图像监控系统采纳视频组态的概念，将各通道的图像以控件组态的方式随意插入某个界面，对于大型的监控系统而言，以电子地图的方式来集中管理各个场地的数据和图像的界面，特别便利。由于将机房监控系统和闭路监控合二为一，因而可以随意实现动力环境与图像的联动限制，一旦有异样事务发生，机房监控系统自动弹出现场图像画面，即时录像并作报警提示和处理。门禁管理系统由门禁限制器、门禁卡、读卡器、电控锁、网络扩展器、门禁管理软件、管理计算机等构成，机房监控系统实现了对机房的出入限制、进出信息登录、保安防盗、报警，同时供应了多种形式(RS485、无线modem、拨号、TCP/IP、短信、SP)的联网功能。防雷系统

监测电源防雷器的工作状态，对防雷器被雷击或浪涌破坏进行实时的记录和报警通知。2.5网络监控服务器基本运行参数状态实现对服务器CPU占用率、内存占用率、硬盘剩余空间、网口流量及带宽占用率、CPU运行温度等关键运行参数的实时监控。服务进程监控

探测服务器服务响应的正常与否及响应时间，并按用户设定策略对各类服务响应失败、服务响应异样、服务响应过慢等现事务按用户设定策略进行报警。2.6多个机房远程集控机房监控系统对分布在不同区域的多个机房内各类设备和信息进行全数字化集中监控管理，少人或无人值守，满意现代化机房管理的须要。每个独立机房可形成一套完整的监控系统本地站。中心机房可对各监控本地站实施二次集中监控管理，实现管理者对全部机房及机房内设备环境系统的远程集中联网监控管理。3、系统总体方案设计3.1系统总体方案图2机房监控系统方案结构图如图2为机房监控系统方案的结构图。监控管理中心部署的我公司高端监控软件KingSCADA，现场部署IOServer采集器，采集现场实时数据，然后进行数据展示。监控中心或者现场人员可以通过KingSCADA客户端以及IE发布界面进行数据阅读以及其他管理功能。方案亮点：IOServer采集器可以部署分布式采集，即KingSCADA可以和IOServer采集器部署在不同的电脑上，这样可以分散服务器的承载实力。多驱动支持实力，IOServer支持4000多种设备，能够与现场各种设备进行通讯。3.2机房监控SCADA系统数据采集3.2.1服务中心数据采集系统服务器监控中心KingSCADA通过IP和端口号关联相应的KingIOServer采集器，对相应各个现场工作站实时数据进行采集，存放到KingSCADA历史数据库中，保证数据的完整性。3.2.2KingIOServer完成数据的采集和传输。数据来源为各种硬件设备。包括PLC，智能模块，智能仪表等。通讯方式包括串口，以太网，GPRS，USB等。供应API接口，并且支持OPC2.0/3.0。KingIOServer供应网络监视功能。可获得运行状态下连接至KingIOServer的客户端的具体信息，包括客户端信息、网络传输信息等。包括KingIOServer的性能监视，链路、设备、数据块的采集信息、当前状态、失败记录等。KingIOServer是独立的程序。满意如下部署方式，客户可依据工程须要随意组合。同一个节点上可以运行多个KingIOServer。可以是不同的KingIOServer类型，也可以是同一种KingIOServer类型依据不同的配置文件运行的不同实例。同一个KingIOServer可以向不同的客户端供应数据。KingIOServer和客户端可以部署在同一台机器上，也可以部署在不同机器上，通过以太网连接。数据采集方面，同时支持与多个厂家多种型号PLC的通讯，具有很强的兼容性，以便利项目硬件设备选型和以后硬件系统升级改造。在数据的采集技术上，具备相位采集功能。支持在线监视和故障诊断。当某个数据点或者站点发生数据传输故障时，能够产生报警，通知相应人员进行处理。支持多种冗余方式。支持双链路冗余、双设备冗余、双机热备，具备设置专用的冗余探测通道功能，冗余切换时间应小于1秒。3.3数据存储3.3.1工业实时数据库监控过程中针对采集的各种过程数据等均会被存储到工业实时历史数据库中，以便利展示系统分析数据。工业实时数据库KingHistorian，作为可选产品。3.3.2工业实时数据库的介绍实时数据库是数据库系统发展的一个分支，它适用于处理不断更新的快速改变的数据及具有时间限制的事务处理。适应于测点数量浩大、采集数据量巨大、数据实时性要求高的应用场合。实时数据库主要是数据库技术和流程实时技术结合的产物。同时，实时数据库针对工业流程数据的特征，采纳了优化的存储结构和高效的数据压缩算法。3.3.3为什么选择实时数据库工业实时历史数据库担当着存储与管理大量的、高密度的过程数据工作，当须要时它还需快速的将某时间段内的过程数据供应出来，实现高效、快速地查询。由于调度系统的计算、状态推断以及调度预案的执行都是建立在对大量数据分析的基础上的，因此工业实时历史数据库的性能干脆关系到分析、调度的效果。3.3.4KingHistorian支持毫秒级数据采集；单台数据库服务器稳定支持50--100万设备监控点的数据存储；支持10年连续历史数据的存储、分析与查询；支持单个测点每秒存储峰值为15万条数据记录，每秒并发存储峰值为5万测点；支持将数据压缩到原始数据的20%-30%，最高峰值可达到原始数据的3%-5%；单客户端单点检索每秒查询峰值超过40万条记录,多点检索平均每秒查询峰值为10万条记录；200客户端并发检索平均每秒查询峰值多达2万条记录；随意变量随意一天的历史数据（数据量为50，000——100，000条记录）不超过5秒；支持256个并发客户端；最多可支持500个客户端。采集服务器KingDataServer支持软件采集和设备限制器干脆采集；采集服务器KingDataServer单机支持100万点容量；采集服务器KingDataServer单机支持2000个采集器KingDataCollector。3.4计算引擎KingCalculationKingCalculation是与工业库KingHistorian相配套的数据分析处理组件，将生产数据转化为企业所需信息。KingCalculation的最终目标是协助企业管理，为企业决策供应依据。KingCalculation对具有行业特点的计算，支持自定义函数库的方式进行数据统计分析，帮助用户实现各种数据统计和数据分析。图3为KingCalculation工作过程图。KingCalculation的基于现场实时、历史数据的统计分析，可以回答用户诸如设备运转统计状况、设备能耗状况、各车间能源消耗对比状况、各园区能源消耗对比状况等多种问题，这些信息都是来源于对设备运行统计计算、设备能源消耗分析、企业能源消耗分析。图3KingCalculation工作过程图计算引擎KingCalculation可依据实际项目须要，作为可选方案。3.5数据展示功能3.5.1数据展示平台KingScada我公司数据展示产品KingSCADA是组态式可视化数据展示系统。KingSCADA支持多种冗余方式，支持双链路冗余、双设备冗余、双机热备，冗余切换时间小于1秒；支持开放的工业标准通讯协议DDE/NetD、OPC2.0/3.0；支持丰富的API接口、ODBC/OLE接口、COM、SQL接口支持ActiveX控件。KingSCADA可在线升级、扩展。工程开发过程中常会遇到大量同类设备，这些设备本身具有类似的外观、参数、操作等。在一个困难的工程中可能会用到上百个这样的设备，为了削减大量的重复工作，KingSCADA可将其做成一个图形模型，再将图形模型进行实例化处理后应用在相应的画面中。KingSCADA具有完善的数据库接口，能对各种实时历史数据库、关系数据库进行全面访问，其内嵌ocx技术还能对视频监控、GIS等系统进行有效整合，为用户在一个集成融合的视图系统里就能查看到全部相关信息创建可能。KingSCADA可以连接实时数据库采集的全厂限制系统数据和关系数据库保存的报警数据，帮助用户实现对全局限制系统的综合监测与分析。KingSCADA将各分系统方方面面，不同部门、不同车间、不同岗位的数据信息整合到统一的应用平台上，是一个面对企业全部人员的可视化操作平台，上至企业最高管理层，下至基层操作员都能在KingSCADA这个统一一样、上下覆盖的平台上进行工作，因此能更好地将企业目标和员工实际行动统一起来，保证企业级操作和营运的最优化。同时，实时、一样的视图和内容能使更多的人发觉和看到问题，并能共同处理这些问题。相同的分析工具还可以使全部的员工都可以通过“专家的眼睛”来看待和发觉问题，从而在全企业范围内构建强壮的故障解除和相互沟通的实力。KingSCADA软件功能完全满意提出的“平台应能支持完全在线方式的规模扩展与升级，能供应API、ODBC、COM、SQL等各类接口，具备断线缓存、冗余、运行状态监控、日志等功能”这一需求。KingSCADA图形模型功能完全满意提出的“能实现将个项目站点画面干脆移植到监控中心,削减组态工作量”这一需求。3.5.2大画面与无极缩放功能一个困难的工艺流程有时很难在一个屏幕大小的画面上显示出来，假如分开为多个画面，则不能体现工艺流程的完整性，而且操作和阅读上也会造成不便。KingSCADA与KingGraphic支持大画面和导航图，支持画面的最大像素为32000*32000，并通过导航图进行整个画面的阅读。无极缩放是指无论放大或者缩小，都能清晰地依据显示原有画面，画面不受放大、缩小的影响，不失真。KingSCADA与KingGraphic具有强大的无极缩放功能，即可细致入微，又可统观整体，无论在开发过程中，还是工程运行时，都能无限的扩展您的可视空间。KingSCADA大画面与无极缩放功能完全可满意“全中文操作界面，辨别率不低于1920*1080，界面布局合理、美观，画面显示直观，图片、模型可进行无极缩放”这一需求。3.6多种客户端阅读方式3.6.1Web发布为解决企业用户客户端的随意性和升级维护等难题，KingSCADA及KingGraphic除了供应传统的画面阅读器桌面产品外，还供应一个能基于网页阅读器运行的画面阅读器Web插件，借助Internet技术实现客户端零维护。KingSCADA的画面阅读器Web插件和KingSCADA流程图组态文件被统一部署在Web服务器上，客户端除网页阅读器外不需任何其它软件，就能实现画面阅读器Web插件的自动下载、安装、运行和更新，同时KingSCADA组态文件的自动下载更新和运行则由画面阅读器Web插件全权负责，最小化的成本完成KingSCADA软件模块和应用的分发。客户端以控件方式在标准的Web阅读器界面中显示KingSCADA视图，就可以实现数据的远程（因特网/内联网）的可视化访问，访问过程特别简洁，和上网一样，而且远程客户端没有地点限制。KingSCADA画面阅读器Web控件将对各种数据源进行访问操作的工作统一交给Web服务器去完成，有效爱护了企业数据平台的管理访问权限，同时大大简化了客户端电脑的工作，也避开了大量客户端的重复访问对数据源造成的严峻负担和访问滞塞。WEB发布服务具备Internet发布功能、B/S模式客户端，具备最多300客户端登陆系统并发客户同时存储和检索实时及历史数据。200客户端并发客户同时检索实时及历史数据可达20000条数据每秒，用户可通过Internet了解各类设备运行信息，包含单台和系统运行状态。管理人员在客户端可便利地通过IE阅读系统发布的画面，实时了解现场设备的运行信息。管理人员可通过台式机、笔记本电脑等工具连入互联网，远程登录系统。客户端以控件方式在标准的Web阅读器界面中显示KingSCADA视图，就可以实现数据的远程（因特网/内联网）的可视化访问，访问过程特别简洁，和上网一样，而且远程客户端没有地点限制。3.6.2KingMobileKingSCADA及KingGraphic移动设备客户端支持iOS和Android系统，可在iphone、ipad，或其他Android掌上电脑上操作。客户可安装KingSCADA及KingGraphic移动设备客户端软件KSTouch，通过配置IP地址和端口即可实现对各站点的监控。4、系统功能设计机房监控主要目标是针对机房全部的设备及环境进行集中监控和管理的，其监控对象构成机房的各个子系统：动力系统、环境系统、消防系统、保安系统、网络系统等。机房监控系统基于网络综合布线系统，采纳集散监控，在机房监视室放置监控主机，运行监控软件，以统一的界面对各个子系统集中监控。机房监控系统实时监视各系统设备的运行状态及工作参数，发觉部件故障或参数异样，即时实行多媒体动画、语音、电话、短消息等多种报警方式，记录历史数据和报警事务，供应智能专家诊断建议和远程监控管理功能以及WEB阅读等。4.1项目导航监控画面具有无极缩放的功能，操作者可以干脆调整画面百分比来调整界面显示效果，不再受辨别率的影响。另外该系统总貌图包含集控中心和各子系统，操作员可以在中心和子系统间实现自由切换。如图4为系统总貌示意图。图4系统总貌示意图4.2用户管理不同级别的人，依据其所管理厂区、车间的不同，只能查看所管辖厂区、车间的安排。用户管理功能可以设置不同级别的人员查看、管理数据的权限。图5用户管理画面4.3机房监控系统画面以下为机房监控系统部分监控画面：图6精密空调监控图7UPS监控图8动力配电柜图9温湿度检测图10漏水报警4.4历史/实时数据列表数据列表功能，可以展示实时的、历史的数据列表。通过列表的形式，可以显示设备实时数据，数据列表可以实时滚动，替换的方式更新。可以敏捷配置自动生成报表，支持班报、日报、月报、季报、年报；支持报表的删除、即时生胜利能；可以便利用户组织和阅读报表，可自行定制报表。如图11为起重机参数列表，展示了如设备编号、锁机状态、发动机转速等一系列起重机的参数。列表展示的同时，还能实现对数据的查询，通过条件查询的方式，查询客户想要的数据信息。图11起重机参数列表4.5日常报警处理报警显示可以通过KingA&E进行报警显示，也可以在全国地图上做报警标识显示，当某一个客户设备点产生报警时，此区域有报警等闪耀，管理人员可以点击此标识快速的查看到当前客户那一路采样点发生报警。报警同时依据设置好的当前报警点对应的手机号，进行刚好有效的发送给工作人员。报警查询产生的报警信息，系统自动进行保存，管理人员可以进行全部报警数据的检索，以及分区检索，指定检索等。图12所示，为报警监控界面。图12报警监控界面4.6报表检索通过管理员指定的检索内容，在报表界面上通过选择“过滤字段”（如设备名称、设备号、省份）进行第一次过滤，再通过输入“过滤条件”进行其次次过滤，便可展示到管理员须要检索内容。用户依据权限分为单个用户和集团用户。通过们通过IE登录后，单个用户展示当前客户的设备信息报表，监控中心用户显示当前全部设备的信息报表，报表能进行各个现场设备报表信息以及综合报表信息，再就是各个之间的数据对比等。图29所示，为数据检索界面。图13数据检索界面4.7曲线分析选择好须要查看客户的名称，显示某段时间内（几秒钟、几分钟、几小时、几天、几个月甚至一年）的各种参数连续改变状