石化碼頭智能化計算機(jī)房建設(shè)研究

朱子愚

(天津港石油化工碼頭有限公司 天津300461)

石化碼頭智能化計算機(jī)房建設(shè)研究

朱子愚

(天津港石油化工碼頭有限公司 天津300461)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)軟硬件在各個行業(yè)的應(yīng)用越來越深入。這些應(yīng)用的核心設(shè)備是各種服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等，企業(yè)計算機(jī)房是這些設(shè)備的承載者。計算機(jī)房的建設(shè)管理水平直接影響企業(yè)的信息化水平，機(jī)房建設(shè)更是一門多學(xué)科綜合技術(shù)，運營管理也是頭緒紛繁。采用高新技術(shù)建設(shè)的智能化機(jī)房將提高企業(yè)計算機(jī)房的運營水平。以天津港石化碼頭公司智能化計算機(jī)房建設(shè)為例對現(xiàn)代化智能計算機(jī)房建設(shè)進(jìn)行了探討。

智能化 計算機(jī)房 機(jī)房建設(shè) 機(jī)房管理 信息化

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)軟硬件技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用越來越深入，各種服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備在企業(yè)中往往集中起來進(jìn)行統(tǒng)一的管理、維護(hù)，從而形成企業(yè)級計算機(jī)房或數(shù)據(jù)中心。由此可見，作為企業(yè)信息化的核心，計算機(jī)房的建設(shè)管理水平直接影響著現(xiàn)代企業(yè)的信息化水平。而計算機(jī)房建設(shè)是一門多學(xué)科綜合技術(shù)，包括硬件與軟件環(huán)境。機(jī)房建設(shè)必須滿足微電子設(shè)備對溫度、濕度和空氣潔凈度、電磁場強度、屏蔽、供電質(zhì)量、防雷、接地、振動等多項技術(shù)的要求。鑒于企業(yè)中的計算機(jī)房要求高，管理頭緒紛繁復(fù)雜，因此采用高新技術(shù)管理模式——智能化機(jī)房管理勢在必行。

石化碼頭公司作為天津港集團(tuán)下重要的一線企業(yè)，在信息化建設(shè)方面始終走在集團(tuán)前列。然而，隨著信息化建設(shè)的不斷深入，各種軟硬件設(shè)備不斷增加，公司的信息化核心——計算機(jī)房的基礎(chǔ)設(shè)施已不堪重負(fù)，難以滿足公司未來信息化發(fā)展的需要。因此，對于石化碼頭公司計算機(jī)房的智能化改造已迫在眉睫。

1 智能化機(jī)房的概述

智能化計算機(jī)房最重要的一點就是擁有完善的機(jī)房管理平臺，從設(shè)備的智能化到統(tǒng)一管理平臺的智能化。智能化計算機(jī)房應(yīng)具備以下特點：①高安全性；②高可靠性；③高經(jīng)濟(jì)性；④準(zhǔn)確的機(jī)房預(yù)警；⑤標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的設(shè)計；⑥高管理性；⑦優(yōu)良的人機(jī)工程性；⑧高擴(kuò)容維護(hù)性。

基于以上幾個特點設(shè)計建設(shè)的機(jī)房才能稱為智能化計算機(jī)房。

2 機(jī)房現(xiàn)狀及智能化改造的必要性

石化碼頭公司核心機(jī)房于2004年建成，總面積約為20,m2，有服務(wù)器機(jī)柜2臺，交換機(jī)柜3臺，各種類型服務(wù)器10余臺，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)20余臺，光線盒近5臺以及若干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。機(jī)房設(shè)置10,K UPS 1臺，后置64塊UPS電池組，設(shè)置機(jī)房空調(diào)兩臺。機(jī)房自建成投入運行已經(jīng)10余年，目前承載能力已接近極限，無法滿足公司信息化的發(fā)展需求。具體表現(xiàn)在以下幾點：

2.1 機(jī)柜標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

機(jī)房中的機(jī)柜型號各異，多為老式非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜，無法進(jìn)行設(shè)備的有效集成。

2.2 機(jī)柜承載已達(dá)極限

目前公司內(nèi)各機(jī)柜均已滿載工作，已無空架可用，且機(jī)柜已出現(xiàn)機(jī)架塌陷情況。

2.3 溫控設(shè)備嚴(yán)重短缺

機(jī)房1共配置空調(diào)2臺，1臺已到達(dá)報廢期限，另外一臺作為備份的空調(diào)非機(jī)房專用精密空調(diào)，溫控設(shè)備現(xiàn)狀十分窘迫。

2.4 UPS系統(tǒng)未實現(xiàn)雙機(jī)備份

目前，公司機(jī)房雖已配置UPS后備電源，但并無備份。

2.5 機(jī)房智能化監(jiān)控設(shè)施缺失

公司機(jī)房屬于夜間無人值守機(jī)房，僅設(shè)置一個監(jiān)控探頭作為監(jiān)控設(shè)施，無法達(dá)到夜間無人值守機(jī)房的要求。

2.6 線路狀況不佳

隨著機(jī)房的多年運行，各種設(shè)備不斷增加，導(dǎo)致機(jī)房內(nèi)各種線路已非常凌亂。

2.7 機(jī)房裝修老化

目前公司機(jī)房裝修已10年，出現(xiàn)了多處墻皮脫落、線槽開裂等現(xiàn)象。

基于以上描述，公司機(jī)房的現(xiàn)代化改造已勢在必行。

3 機(jī)房建設(shè)方案研究

基于前文所述，現(xiàn)從總體設(shè)計、裝修設(shè)計、電氣系統(tǒng)設(shè)計、機(jī)房空調(diào)設(shè)計、動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計、防雷接地系統(tǒng)設(shè)計幾個方面對公司計算機(jī)房智能化改造進(jìn)行闡述。

3.1 總體設(shè)計

機(jī)房作為石化碼頭建設(shè)的重要組成部分，其建設(shè)必須按照高起點、高要求、高品質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)、高可靠性的原則進(jìn)行。機(jī)房的整體設(shè)計和實施要充分體現(xiàn)安全性、可靠性、可管理性、靈活性、實用性和先進(jìn)性的理念，要把石化碼頭的機(jī)房建設(shè)成為符合標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化智能機(jī)房。

3.2 機(jī)房場地及裝修設(shè)計

由于公司現(xiàn)有機(jī)房場地面積有限，因此機(jī)房場地及裝修設(shè)計方面的重點應(yīng)放在如何高效率地利用有限的場地進(jìn)行平面布置設(shè)計?；谏鲜鲈O(shè)計要求并結(jié)合場地的實際情況，機(jī)房場地布置設(shè)計如圖1所示。

圖1 機(jī)房場地布置設(shè)計圖Fig.1 Site layout of machine room

選用5個600,mm×1,100,mm×2,000,mm的艾默生Knurr Elite系列標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜，1臺Liebert．CRV系列空調(diào)機(jī)組，1臺標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房機(jī)柜式配電柜(內(nèi)置環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、配電系統(tǒng)及UPS主機(jī))。在機(jī)房裝修設(shè)計方面采用全鋼地板的方案替代原有鋁制地板，解決鋁制地板易變形的缺點。增加隔斷屏蔽以解決原機(jī)房防輻射及信號干擾方面的缺失。

3.3 機(jī)房電氣系統(tǒng)設(shè)計

機(jī)房的供配電系統(tǒng)是一個綜合性供配電系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中不僅要解決計算機(jī)等微電子設(shè)備的用電問題，還要解決其他設(shè)備的用電問題。根據(jù)機(jī)房現(xiàn)有設(shè)備負(fù)載容量及未來的擴(kuò)展需要，采用2臺16,K UPS，雙總線(2,N)架構(gòu)供電方式(見圖2)。

圖2 計算機(jī)房供電拓?fù)鋱DFig.2 Topological graph of computer machine room

3.4 機(jī)房空調(diào)設(shè)計

計算機(jī)的可靠運行依賴于機(jī)房嚴(yán)格的環(huán)境條件，即機(jī)房溫度、濕度、潔凈度及控制精度，這必須由長期可靠運行的空調(diào)系統(tǒng)來保證。GB,50174—2008《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定了機(jī)房溫度、濕度及溫度變化率，對應(yīng)公司機(jī)房情況應(yīng)在機(jī)房的溫控設(shè)計中遵循該標(biāo)準(zhǔn)的B級要求，對應(yīng)的各項參數(shù)如表1所示。

表1 計算機(jī)房的溫控設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Temperature control design standard of computer machine room

根據(jù)計算選用一臺恒溫恒濕帶加熱功能，容量為20,KW的機(jī)柜間制冷風(fēng)冷機(jī)房精密空調(diào)，采取上送風(fēng)或水平送風(fēng)方式。

3.5 動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控重點主要在于兩個方面：對機(jī)房內(nèi)各設(shè)備運行環(huán)境、運行狀況的監(jiān)控和對機(jī)房內(nèi)人員的監(jiān)控。

3.5.1 機(jī)房設(shè)備運行環(huán)境、運行狀況的監(jiān)控

采用多媒體及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對計算機(jī)各應(yīng)用系統(tǒng)及機(jī)房設(shè)備的運行進(jìn)行監(jiān)控，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接各應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)控制臺，通過切換控制在監(jiān)控屏幕上顯示所需要的重點監(jiān)控的系統(tǒng)信息。設(shè)備運行環(huán)境中央監(jiān)控系統(tǒng)要求可以根據(jù)需要對供配電系統(tǒng)、UPS、精密空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)房環(huán)境提供24,h全天候集中監(jiān)控。

3.5.1.1 配電系統(tǒng)監(jiān)控

實時監(jiān)測配電柜中的市電質(zhì)量，采用智能三相綜合電力參數(shù)監(jiān)測儀表，將三相交流電量按線性關(guān)系轉(zhuǎn)換為規(guī)格化的數(shù)字用于實現(xiàn)監(jiān)控。

3.5.1.2 UPS系統(tǒng)監(jiān)控

實時顯示并保存各UPS通訊協(xié)議所提供的能遠(yuǎn)程監(jiān)測的運行參數(shù)和各部件狀態(tài)，實時判斷UPS的部件是否發(fā)生報警，當(dāng)UPS的某部件發(fā)生故障或越限時，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報警。

3.5.1.3 機(jī)房精密空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控

監(jiān)測空調(diào)機(jī)運行狀態(tài)，故障時進(jìn)行報警。監(jiān)視空調(diào)各部件的運行狀態(tài)與參數(shù)，并實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制空調(diào)的開機(jī)和停機(jī)、遠(yuǎn)程設(shè)置空調(diào)的溫度與濕度等。

3.5.1.4 機(jī)房環(huán)境監(jiān)控

機(jī)房環(huán)境監(jiān)控主要包括對于機(jī)房的溫度、濕度監(jiān)控及火災(zāi)預(yù)警幾個方面。

由于受氣流及設(shè)備分布的影響，機(jī)房內(nèi)部分區(qū)域溫濕度值會發(fā)生較大變化，根據(jù)機(jī)房實際面積，加裝具備網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的溫濕度傳感器，監(jiān)測機(jī)房內(nèi)的溫濕度。

此外，為了預(yù)防機(jī)房火災(zāi)，方便用戶預(yù)判機(jī)房環(huán)境情況，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)每30～50,m2配置1個煙感探測器來檢測機(jī)房煙霧情況。

3.5.2 機(jī)房內(nèi)人員的監(jiān)控

對于機(jī)房內(nèi)的人員監(jiān)控主要采用視頻監(jiān)控和紅外監(jiān)控的方式。機(jī)房視頻監(jiān)控系統(tǒng)建成統(tǒng)一的數(shù)組網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)機(jī)房區(qū)域監(jiān)控?zé)o死角，用于監(jiān)控機(jī)房內(nèi)人員出入情況等。此外，配置紅外監(jiān)控系統(tǒng)以防止非法入侵。

結(jié)合公司機(jī)房的場地情況，配置1個紅外探測器，2個高清IP視頻攝像頭用于整個機(jī)房設(shè)備圖像監(jiān)控，并可在后臺進(jìn)行錄像保存和調(diào)用，可與告警系統(tǒng)實現(xiàn)智能告警聯(lián)動的功能。

上述所有智能設(shè)備(見圖3)的監(jiān)控均通過RJ45接口接入1臺管理器主機(jī)，并采用RS-485方式及MODBUS協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)配置和采集。而管理主機(jī)配置G網(wǎng)無線Modem用于短信和電話實時告警，通知機(jī)房維護(hù)人員第一時間得到信息關(guān)注機(jī)房告警狀態(tài)，以便快速地采取相應(yīng)措施“防患于未然”。

圖3 機(jī)房監(jiān)控智能設(shè)備Fig.3 Intelligent devices for machine room monitoring

3.6 防雷接地系統(tǒng)設(shè)計

3.6.1 防雷系統(tǒng)設(shè)計

計算機(jī)房中由于單位空間內(nèi)工作電子器件眾多，因此極易受到雷擊的傷害。首先，在機(jī)房UPS配電柜內(nèi)安裝模塊化二級電源防雷器從而避免配電系統(tǒng)遭受雷擊入侵。另一方面，對于信號線路雷擊的成因和解決方式則相對復(fù)雜一些。采取外線進(jìn)入的信號線屏蔽、多點接地和安裝防雷器等保護(hù)措施，來防止雷電對設(shè)備的侵入。

3.6.2 接地保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計

機(jī)房的接地保護(hù)設(shè)計要考慮交流保護(hù)接地及計算機(jī)直流工作地線接地兩方面因素。交流保護(hù)接地就是將電氣設(shè)備的金屬外殼等通過接地裝置與大地直接連接起來，以防止因絕緣損壞等原因造成的觸電危險。

此外，由于計算機(jī)系統(tǒng)中邏輯電路一般工作電平低，信號幅度小，易受地電位差和外界磁場的干擾，因此需要一個良好的直流工作接地，以消除地電位差和磁場的影響。機(jī)房直流工作接地可采用串聯(lián)法、匯集法、網(wǎng)格法。

4 結(jié) 論

經(jīng)過以上6個方面的考慮，計算機(jī)房的設(shè)計實施方案基本完成。按照該方案設(shè)計的計算機(jī)房將徹底解決現(xiàn)有機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、無法增容、溫控缺失、布局不合理、線路狀況不佳、配電不合理、缺乏智能化環(huán)境監(jiān)控、裝修老化等一系列問題。真正建成具有高安全性、高可靠性、高經(jīng)濟(jì)性、高管理性、高擴(kuò)容性、具備準(zhǔn)確機(jī)房預(yù)警和優(yōu)良人機(jī)功能的標(biāo)準(zhǔn)化智能機(jī)房?！?/p>

［1］ 姜飛. 機(jī)房的建設(shè)與維護(hù)[J]. 電腦知識與技術(shù)：學(xué)術(shù)交流，2007(2)：379-381.

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Intelligent Computer Room Construction for Petrochemical Engineering Wharfs

ZHU Ziyu
(Tianjin Port Petrochemical Engineering Wharf Co.，Ltd.，Tianjin 300461，China)

Along with the development of information technology，the applications of computer hardware and software in various industries are becoming more and more deep．Key equipment of these applications include servers，network switches，etc．Enterprise computer room is the carrier of these equipments．The construction and management level of the computer room directly affects the enterprise’s informatization level．Adopting new techniques to build intelligent computer room will improve the operational level．In this paper，the author takes the intelligent computer room construction of Tianjin port petrochemicals terminal company as an example to discuss the intelligent computer room construction.

intelligent；computer room；computer room construction；computer room management；informatization

TU244.5

：A

：1006-8945(2016)10-0111-04

2016-09-02