安科瑞智能小母線監控裝置在某電信數據機房的應用

　　【摘要】介紹了安科瑞智能母線監控系統在某電信數據機房中的應用情況，展示了安科瑞智能母線監控系統在數據中心機房末端母線的應用可能性。

　　【關鍵詞】數據中心;母線監控系統;始端箱;插接箱;

　　一、項目概述

　　傳統數據中心根據不同負荷容量選用 35kV 或者 10kV 作為進線，根據不同等級配置單路或者雙路變壓器及 UPS，為 IT 設備供電，而制冷和輔助設備一般會有單獨的配電回路。UPS 配電后端的設備，我們稱之為數據中心末端配電。

　　隨著數據中心進一步發展，對大功率，高可靠，模塊化的需求日益加劇，機房末端母線產品，逐漸為更多客戶所接受。

　　機房末端母線產品，具有電流小、插接方便、智能化程度高等特點，即插式插接箱給各個機柜內的PDU分配電。始端箱和插接箱內可設置監測模塊，將數據上傳至動環監控中心。

　　我司在某電信數據中心大型母線方案中，根據客戶需求特殊定制方案，實現對現場母線系統的整體監控和報警記錄。通過我司工作人員以及多方工作人員的共同努力，順利地滿足了客戶需求、完善了用戶體驗、實現了項目目標。

　　二、應用方案

　　本現場采用了四路母線供電的方案，此種方式采用 4 路母線架設在兩排微模塊機柜后上方，直接為下方PDU 配電。這樣每條母線負荷容量較小，結構簡單，部署靈活。需要配置四個始端箱。

　　所以本方案利用觸摸屏的2條RS485總線將始端箱與插接箱數據集中監控，然后通過網口將數據傳輸到后臺系統。一共4列母線槽(分別為1主1備，2主2備)，每列母線槽上插有4-5臺不等的插接箱。具體見下方示意圖。

　　AMB 智能母線交流監控裝置是針對電力智能母線需求新設計的產品，該監控裝置包括始端箱檢測模塊和插接箱檢測模塊兩部分。集成了常規電力參數的測量，以及電能監測和考核管理，同時具有在線報警功能且能夠獨立運行，脫離系統。可以實時監測母線接口溫度，配合 2 路 RJ45 通訊接口(1 進 1 出)，采用 MODBUS-RTU協議可以方便可靠的將監測數據上傳至主控箱觸摸屏進行集中監控，保證系統安全可靠運行。智能母線監控裝置具備接線靈活方便等優點，可以取代傳統的集中式列頭柜。

　　三、現場圖片

　　四、基本功能

　　4.1始端箱智能監控的功能要求：

　　遙測：輸入分路的三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、有功電度、功率因數、諧波含量、

　　溫度(線纜/銅排連接處的實時運行溫度);

　　遙信：輸入分路的過壓/欠壓，缺相,過流，頻率過高/過低,輸入分路的開關狀態,具備電流、

　　功率需用量分析和統計，實現電壓、電流、頻率、功率等參數的越限報警功能。

　　4.2插接箱智能監控功能要求：

　　遙測：輸出分路的單相電壓、單相電流、有功功率、有功電度、插接箱插腳處實時運行溫度;

　　遙信：輸出分路的開關狀態,具備電流、功率需用量分析和統計，實現電壓、電流、功率等參數的越限報警功能。

　　4.3 概述

　　AMB 智能母線監控裝置采用 Modbus-RTU 協議：“9600，8，1，n"，其中 9600 為默認波特率，可通過通訊修改為 2400、4800、19200 等，參量地址見 7.5 通訊參量地址表;8 表示有 8 個數據位;n 表示無奇偶校驗位;1 表示有 1 個停止位。

　　錯誤檢測：CRC16(循環冗余校驗)

　　4.4 協議

　　當數據幀到達終端設備時，它通過一個簡單的“端口"進入被尋址到的設備，該設備去掉數據幀的“信封"(數據頭)，讀取數據，如果沒有錯誤，就執行數據所請求的任務，然后，它將自己生成的數據加入到取得的“信封"中，把數據幀返回給發送者。返回的響應數據中包含了以下內容：終端從機地址(Address)、被執行了的命令(Function)、執行命令生成的被請求數據(Data)和一個 CRC 校驗碼(Check)。發生任何錯誤都不會有成功的響應，或者返回一個錯誤指示幀。

　　4.5 錯誤校驗的方法

　　錯誤校驗(CRC)域占用兩個字節，包含了一個 16 位的二進制值。CRC 值由傳輸設備計算出來，然后附加到數據幀上，接收設備在接受數據時重新計算 CRC 值，然后與接收到的 CRC 域中的值進行比較，如果這兩個值不相等，就發生了錯誤。

　　CRC 運算時，首先將一個 16 位的寄存器預置為全 1，然后連續把數據幀中的每個字節中的 8 位與該寄存器的當前值進行運算，僅僅每個字節的 8 個數據位參與生成 CRC，起始位和停止位以及可能使用的奇偶位都不影響 CRC。在生成 CRC 時，每個字節的 8 位與寄存器中的內容進行異或，然后將結果向低位移位，高位則用“0"補充，低位(LSB)移出并檢測，如果是 1，該寄存器就與一個預設的固定值(0A001H)進行一次異或運算，如果低位為 0，不作任何處理。

　　CRC 生成流程：

　　1)預置一個 16 位寄存器為 0FFFFH(全 1)，稱之為 CRC 寄存器。

　　2)把數據幀中的一個字節的 8 位與 CRC 寄存器中的低字節進行異或運算，結果存回 CRC 寄存器。

　　3)將 CRC 寄存器向右移一位，高位填 0，低位移出并檢測。

　　4)如果低位移出為 0：重復第 3 步(下一次移位);如果低位移出為 1：將 CRC 寄存器與一個預設固定值(0A001H)進行異或運算。

　　5)重復第 3 步和第 4 步直到 8 次移位。這樣就處理完了一個完整的 8 位。

　　6)重復第 2 步到第 5 步來處理下一個 8 位，直到所有的字節處理結束。

　　7) CRC 寄存器的值就是 CRC 的值。

　　此外還有一種利用查表計算 CRC 的方法，它的主要特點是計算速度快，但是表格需要較大的存儲空間，該方法此處不再贅述，請查閱相關資料。

　　技術參數

　　注：1.AMB：母線產品系列，100：用于始端箱，110：用于插接箱，120：用于測溫，A：交流系統，P1:獨立輔助電源供電。

　　2.可選配 AMB10 顯示器，顯示器分為前置網口 AMB10(F)和后置網口 AMB10(B&DZ)，自動循環顯示電壓、電流參數。

　　3.帶 LORA 功能時，有外置吸盤天線，標配線長 2 米。

　　4.溫度傳感器有圓孔 12mm，8mm 兩種，圓柱 6mm 一種，每種可分黃、綠、紅、黑四色。

　　五、觸摸屏監控系統特點

　　5.1自定義回路數量和命名

　　此系統為一個4路的方案，整體分為2列，同時每列還有主路和備路。

　　原ABCD路名稱根據客戶需求定制為I主，I備，II主，II備，并且所有的報警信息也同步做修改，直觀地呈現了現場布局。

　　5.2交直流混用配置

　　本次現場方案涉及到需要使用一個觸摸屏集中監控一條直流母線+一條交流母線

　　直流

　　交流

　　5.3單三相投入配置

　　可以通過設置相位投入，實現只針對部分相位的監控，防止誤報警，插接箱實際使用更靈活。

　　五、結語

　　隨著通訊技術的迅猛發展以及近年來疫情等多方面因素的影響，在線業務成為了未來的趨勢，因此也給數據中心行業帶來了很多強烈的需求。隨著社會經濟的復蘇，數據中心的發展建設將迎來高速發展，再加上國家政策給予的大力扶持，都為數據中心行業的發展帶來了很大的優勢。我司順應時代浪潮推出了智能母線監控標準化的解決方案。并且在此基礎上，也可根據客戶需求實現定制化的功能，以實現更直觀和完善的用電保障。

作者介紹：黃飛蓉，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要從事光儲充等研發與應用；

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