Система мониторинга и диспетчеризации

Наше проектное бюро разработал рабочую документацию системы мониторинга и диспетчеризации центра.

проект АСДУ

Диспетчеризация и автоматизация

Наименование и назначение системы

Система мониторинга и диспетчеризации предназначена для централизованного мониторинга, контроля и ведения протокола событий, факторов окружающей среды, обеспечение мониторинга и дистанционного управления инженерным оборудованием, которое обеспечивает жизнедеятельность объекта.

Описание технических и проектных решений

Состав системы

Система мониторинга и диспетчеризации (СМД) состоит из двух подсистем:

Мониторинг и диспетчеризация температуры и влажности внутри шкафов серверного оборудования и хранения данных, параметров работы источников бесперебойного питания, кондиционеров и холодильных машин в помещении ЦОД, ИБП, улице.

Автоматизация и диспетчеризация инженерного оборудования объекта

Первая подсистема архитектурно включает три уровня:

  • Центральный сервер StruxureWare Data Center Expert Basic для получения, обработки, архивирования, передачи и отображения информации в виде, удобном для восприятия человеком - верхний уровень.
  • Контроллеры NetBotz 570, NetBotz 0356 и NetBotz Rack Sensor Pod 150. Для сбора, первичной обработки и регистрации собранной информации средний уровень.

Датчики температуры и влажности для получения информации о контролируемых параметрах, а также подключенных к сети SNMP устройств со своими встроенными датчиками - нижний уровень.

Вторая подсистема архитектурно включает три уровня:

Центральный сервер мониторинга и диспетчеризации - универсальный аппаратно-программный комплекс для дистанционного диспетчерского контроля и управления инженерным оборудованием объекта, визуализации, сигнализации, архивирования параметров и событий, выполнен на базе компьютера в виде автоматизированного рабочего места (АРМ) диспетчера (верхний уровень).

Шкафы автоматики, с установленными модулями удаленного ввода и вывода сигналов (средний уровень).

Датчики, преобразователи, привода исполнительных механизмов для сбора информации о параметрах и состоянии инженерного оборудования и управления ним (нижний уровень).

Верхний уровень обеспечивает отображение на АРМ диспетчера оперативной информации о состоянии систем объекта и удаленное управление оборудованием, которое интегрировано в СМД.

На нижнем уровне обеспечивается непосредственный контроль параметров и состояний инженерных систем. Техническая реализация нижнего уровня осуществляется с помощью:

  • Датчиков температуры воздуха и холодоносителя.
  • Датчиков давления холодоносителя в трубопроводах, воды на вводе в пароувлажнитель.
  • Датчика уровня жидкости в резервуаре подпитки внешнего контура холодоснабжения.

Контроль состояния (открыто/закрыто), управление исполнительных механизмов.

Технические решения

Подсистема мониторинга и диспетчеризации серверного оборудования построена на базе программно-аппаратного комплекса типа StruxureWare Data Center Expert Basic производства компании АРС, который предусматривает возможность ее резервирования, в том числе, на площадках, расположенных удаленно, за пределами основного объекта, но связанных с ним по внутренней локальной сети.

В каждом серверном шкафу и шкафу хранения данных расположены по три датчика. Два датчика температуры (температуры и влажности), установлены на передней двери шкафа на высоте 1,6м и 0,8м от фальшпола. Третий датчик температуры, установлен на задней двери шкафа на высоте 1,5 м от фальшпола.

Контроллеры NetBotz 570 расположены в серверном шкафу СШБ. К NetBotz 570 присоединяются последовательно 12 NetBotz Rack Sensor Pod 150, в серверном шкафу СШБ расположен центральный сервер StruxureWare Data Center Expert Basic, который через коммутатор соединен, с подключенными к сети SNMP устройствами и внешней сетью Ethernet.

Подсистема автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования построена на базе программно-аппаратного комплекса производства компаний Honeywell и аппаратного комплекса производства компании ОВЕН.

Шкафы мониторинга и диспетчеризации подключаются между собой одной информационной сетью. Данная архитектура позволяет расширять СМД путем подключения новых шкафов мониторинга и диспетчеризации к системе по информационной сети ModBus.

Проектом предусмотрено использование следующего оборудования:

  • Свободно программируемый контроллер типа HAWK 250 производства компании Honeywell.
  • Свободно программируемый контроллер типа ПЛК 308 производства компании.
  • Модули аналоговых входов типа МВ110-8А и МВ110-8АС.
  • Модули дискретных входов типа МВ110.
  • Модули дискретных выходов типа МУ110-8Р производства компании ОВЕН.
  • Датчики температуры накладные типа ДТС3225-РТ100.
  • Датчик температуры наружного воздуха типа ДТС3005-Pt100.
  • Датчик давления жидкости типа ПД100-ДИ-1,0-221-0,5.
  • Датчик уровня жидкости с аналоговым выходом типа ПДУ-И с измерительной часть блинной 1000 мм.

СМД принимает и выдает следующие типы сигналов:

входные сигналы:

  • Дискретный сигнал типа «сухой контакт».
  • Аналоговый сигнал 4...20 мА.
  • Аналоговый сигнал от термометров сопротивления.

выходные сигналы:

  • Дискретный сигнал контакт электромагнитного реле.

Для обеспечения связи и обмена информацией используется протокол ModBus. Связь по другим типам информационных протоколов в подсистеме мониторинга и диспетчеризации инженерных систем банным проектом не предусмотрена.

Подсистема автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования обеспечивает выполнение следующих основных функций:

  • Дистанционное управление инженерным оборудованием в автоматическом режиме и по команде с АМР диспетчера.
  • Отображение на мониторе диспетчера информации о функционировании оборудования, включая сигнализацию неисправности.
  • Архивирование и вывод на экран статистической информации о работе оборудования.
  • возможность выяснения причин аварийных ситуаций, которые произошли.
  • возможность организации технического обслуживания оборудования по состоянию, а не по времени.

Для эффективного мониторинга работы инженерного оборудования, предусматривается организация диспетчерского пункта с размещением в нем АРМ диспетчера. Организация диспетчерского пункта и АРМ диспетчера приняты с учетом требований ISO 11064. Диспетчерский пункт состоящий из двух ПК, двух LCD мониторов 23,8" и двух LCD мониторов 56", предусмотрен в помещении на первом этаже. АРМ диспетчера состоит из одного ПК, одного LCD монитора 23,8" и двух LCD мониторов 56". АРМ IT-служб состоит из одного ПК и одного LCD монитора 23,8". Расположение оборудования диспетчерского пункта см. лист 125.

Конфигурация АРМ диспетчера и АРМ IT-служб следующая:

  • Материнская плата - P8H77-M.
  • Процессор - Core i5 3470.
  • Оперативная память - 2048MB DDR3-1333.
  • Жесткий диск - SATA-3 500G.
  • видеокарта - N630GT-MD1GD3.
  • Дисковод - DVD+/-RW SATA.
  • Корпус - PC310-31B.
  • Программное обеспечение АРМ - Microsoft Windows 7.

В качестве программного обеспечения системы системы автоматизации и диспетчеризации используется SCADA ARENA производства компании Honeywell, которая устанавливается на контроллере HAWK 2 Программное обеспечение подсистемы автоматизации и диспетчеризации инженерных систем выполняет следующие основные функции:

  • формирование и управление базой данных.
  • визуализация информации на монитор АРМ в интуитивно-понятной форме.
  • автоматическое ведение архива параметров, событий и действий диспетчера.
  • аудио-визуальная сигнализация аварийных сообщений.

Порядок и объем отображаемой информации на мониторе АРМ согласовывается с Заказчиком на этапе пусконаладочных работ.

Функционирование системы

Функционирование подсистемы мониторинга и диспетчеризации серверного оборудования

Проектом предусмотрена система диспетчеризации всех подсистем жизнеобеспечения серверного помещения. Система работает в непрерывном режиме, обеспечивает возможность сбора и предоставления эксплуатационному персоналу информации о параметрах состояния и исправности элементов инженерной инфраструктуры серверного помещения, включая подсистемы энергоснабжения и бесперебойного питания, подсистему кондиционирования и состояния внутренней среды, систему пожарной безопасности. Система сообщает эксплуатационному персоналу о предаварийном и аварийном состоянии контролируемых параметров.

Система обеспечивает удаленное ручное управление основными параметрами состояния ИБП:

  • Переход / возврат ИБП в электронный байпас.
  • Подать / отключить бесперебойное питание на оборудование серверного помещения.

Выполнить диагностические тесты состояния

Система обеспечивает передачу информации в цифровом виде, управляющих команд в рамках системы и на выходе с помощью сетевого стандарта Ethernet по протоколам обмена данными - TCP IP, SNMP, SMTP. Средства передачи и отображения информации верхнего уровня системы диспетчеризации подключаются в локальную сеть объекта. Доступ к информации контролируемых параметров системы, и управления элементами инфраструктуры выполняется с рабочего места системного администратора, или с компьютеров подключенных в сеть через Web-браузер. Система имеет средства разграничения прав доступа к информации и параметров для любого пользователя локальной сети. Система диспетчеризации обеспечивает возможность передачи сообщений об авариях и событиях на рабочее место администратора системы (Email и SMS). Структурная схема диспетчеризации инженерной инфраструктуры приведена на чертеже.

Функционирование подсистемы мониторинга и диспетчеризации инженерного оборудования

Проектом предусмотрена интеграция в СМД следующих инженерных систем объекта:

  • вентиляция и кондиционирование.
  • Холодоснабжение.
  • Узел пароувлажнителя.
  • Электроснабжение.
  • Электроосвещение.
  • Система контроля состояния огнезадерживающих клапанов и клапанов газоудаления.
  • Дренаж.
  • Пожарная сигнализация.

мониторинг и диспетчеризация систем автоматики

Вентиляция и кондиционирование

Система вентиляции и кондиционирования предназначена для обеспечения заданного микроклимата в помещении ЦОД. Проектом предусмотрена интеграция инженерного оборудования системы вентиляции и кондиционирования в СМД.

Состав системы вентиляции и кондиционирования:

  • Приточная установка ПВ. Устанавливается в помещении и имеет шкаф локальной автоматики (ШАПВ), поставляемый комплектно с установкой. Интегрируется в СМД по протоколу ModBus. ШАПв также контролирует и управляет вытяжным вентилятором в1, который находится в этом же помещении.
  • вытяжной вентилятор санузла. Интеграция в СМД не предусмотрена, включается путем включения света в соответствующем помещении.
  • вентилятор газоудаления. Устанавливается в электрощитовой. СМД контролирует состояние вентилятора (вкл./выкл.).
  • Кондиционеры. Устанавливаются в помещениях ЦОД и ИБП (3 шт.), интегрируются в сеть СМД по протоколу Ethernet.

Проектом предусмотрено выполнение СМД следующих функций:

  • Дистанционное включение и выключение ПВ1.
  • Дистанционная задание температуры приточного воздуха.
  • Контроль температуры наружного воздуха.
  • Контроль работы и неисправности приточной вентиляции П1 и вытяжного В1 вентилятора.
  • Контроль работы кондиционеров.

При отклонении от заданных параметров работы инженерного оборудования системы вентиляции и кондиционирования, система выдает тревожные и аварийные сигналы в СМД.

Холодоснабжение

Система холодоснабжения предназначена для производства холодоносителя для потребностей системы кондиционирования помещений ЦОД и ИБП. Система холобоснабжения имеет следующий состав:

  • Холобильные машины - 4 шт. Устанавливаютсяна улице, имеют штатную локальную автоматику и подключаются в СМД по протоколу Ethernet.
  • Циркуляционные насосы контура холодильных машин - 4 шт.
  • Устанавливаются в помещении и управляются штатными шкафами локальной автоматики холодильных машин.
  • Циркуляционные насосы на контуре кондиционеров - 4 шт.
  • Устанавливаются в помещении и управляются шкафом ШХС.

Подпиточный насос контура холодильных машин - 1 шт. Устанавливается и управляется с пультом ручного управления (кнопки «пуск и стоп» установленных на дверях шкафа ШХС).

Отсечные клапана на подающих и обратных линиях циркуляции холодоносителя кондиционеров, а также на входе и выходе гидроакумуляторов - 64 шт. Устанавливаются возле соответствующих распределительных гребенок и управляются шкафом ШХС.

Проектом предусмотрено выполнение СМД следующих функций:

  • Дистанционное управление (вкл./выкл.) холодильными машинами диспетчером.
  • Дистанционное и автоматическое управление (вкл./выкл.) циркуляционными насосами контура кондиционеров.
  • Местное управление (вкл./выкл.) подпиточным насосом контура ХМ.
  • Дистанционное и автоматическое управление (откр./закр.) отсечными клапанами.
  • Мониторинг температуры на подающих (основном и резервном) контурах холодоснабжения.
  • Мониторинг температуры на обратных (основном и резервном) контурах холодоснабжения.
  • Мониторинг давления на подающих (основном и резервном) контурах холодоснабжения.
  • Мониторинг давления на обратных (основном и резервном) контурах холодоснабжения.
  • Мониторинг температуры после теплообменников соответствующих ХМ.
  • Мониторинг давления после теплообменников соответствующих ХМ.
  • Мониторинг уровня жидкости в подпиточном резервуаре.

При отклонении параметров работы инженерного оборудования системы холодоснабжения от штатных значений, проектом предусмотрена выдача соответствующих аварийных сигналов в СМД.

Узел пароувлажнителя

Проектом предусмотрен контроль давления воды на входе в узел пароувлажнителя. При отклонении текущего давления воды от заданных значений, система выдает соответствующие аварийные сигналы в СМД.

Электроснабжение

Система электроснабжения предназначена для обеспечения электропитания за счет распределения подачи электроэнергии.

Состав системы электроснабжения:

1.

ДГУ

2.

ГЭЩ

•

АВР

•

вводные автоматы

•

Распределительные автоматы

•

ИБП

Дизельные электростанции ДГУ устанавливаются в помещениях. Подключаются к СМД по протоколу ModBus. Главный электрический щит устанавливается и состоит из 10 секций.

Проектом предусмотрено выполнение следующих функций:

  • мониторинг состояния АВР.
  • мониторинг состояния ИБП.
  • мониторинг параметров электрической сети
  • мониторинг наличия напряжения на вводных и выходных автоматических выключателях.

Мониторинг сигналов выполняется путем подключения контрольного кабеля после соответствующего автоматического выключателя/АвР, подключения анализаторов параметров электрической сети типа DIRIS A20, производства компании SOCOMEC к СМД по протоколу ModBus. При отклонении параметров работы инженерного оборудования системы электроснабжения, от заданных значений, система выдает аварийные сигналы в СМД.

Электроосвещение

Проектом предусмотрен контроль наличия напряжения после автоматических выключателей групп освещения, а также управление (вкл./выкл.) соответствующими группами освещения. Дистанционный мониторинг и управление освещением производится с диспетчерского пункта при помощи модулей удаленного ввода-вывода установленных в шкаф ШДЭ. При отклонении от заданных параметров системы электроосвещения, система выдает аварийные сигналы в СМД.

Система контроля состояния огнезадерживающих клапанов и клапанов газоудаления.

Состав клапанов на объекте:

  • Огнезадерживающий клапан на линии приточной установки - 2 шт.
  • Огнезадерживающий клапан на линии вытяжного вентилятора - 2 шт.
  • Огнезадерживающий клапан на линии газоудаления - 2 шт.

Описание алгоритма работы ОЗК см. раздел ЭТР.

Проектом предусмотрен контроль состояния групп огнезаберживающих клапанов (открыт/закрыт).

Дренаж

Проектом предусмотрен мониторинг наличия напряжения на дренажном насосе. При пропадании напряжения, проектом предусмотрена выдача соответствующих тревожных и аварийных сигналов в СМД.

Пожарная сигнализация

Проектом предусмотрен мониторинг системы пожарной сигнализации и выполнение следующих функций:

  • Мониторинг состояния ППКП.
  • Мониторинг неисправности ППКП.
  • Мониторинг неисправности блока питания пускателя пожаротушения ИБП.
  • Мониторинг неисправности блока питания пускателя пожаротушения ДЭС-1.
  • Мониторинг неисправности блока питания пускателя пожаротушения ДЭС-2.
  • Мониторинг неисправности блока питания СО.

При отклонении текущего давления во6ы от штатных значений, проектом предусмотрена выдача соответствующих тревожных и аварийных сигналов в СМД.

Электропитание и кабельная сеть

Электропитание системы СМД осуществляется по 1-й категории электроснабжения, модули ввода/вывода запитаны через источники бесперебойного питания, установленные в шкафах ШХС и ШДЭ. Кабельная сеть системы построена по «шинной» топологии, в рамках кабельной информационной сети. Передача информации по кабельной сети системы осуществляется на основе открытых стандартных протоколов типа Ethernet, SNMP, ModBus. Кабельная сеть ModBus физически отбелена от общей административной структурированной кабельной сети (СКС) объекта.