設(shè)備機(jī)房動(dòng)環(huán)集中式監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

褚鴻銳

隨著空管氣象設(shè)備的不斷升級(jí)改造和智能化的應(yīng)用，設(shè)備機(jī)房已成為業(yè)務(wù)管理的核心場(chǎng)所。為保證設(shè)備安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行，使用傳感器對(duì)設(shè)備機(jī)房進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控，加裝WebPower卡采集UPS電源告警，控制UPS電源運(yùn)行狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備機(jī)房的環(huán)境和動(dòng)力監(jiān)控。本文介紹氣象設(shè)備的機(jī)房分布，分析現(xiàn)有設(shè)施無法24小時(shí)進(jìn)行動(dòng)力環(huán)境監(jiān)視控制的背景下，完成動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控總體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案，并實(shí)現(xiàn)部分機(jī)房的環(huán)境監(jiān)控。該系統(tǒng)具有成本低、實(shí)用性高的特點(diǎn)。

一、引言

目前氣象設(shè)備室機(jī)房一共有五個(gè)，分別是航管樓內(nèi)3樓設(shè)備機(jī)房，機(jī)場(chǎng)跑道23端的風(fēng)廓線方倉，位于天氣雷達(dá)樓內(nèi)2樓的UPS機(jī)房，5樓的雷達(dá)服務(wù)器機(jī)房，和6樓雷達(dá)設(shè)備機(jī)房。機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)供電使用市電，市電供電不穩(wěn)定或者間歇性中斷會(huì)導(dǎo)致空調(diào)制冷制熱失效。雖然每日進(jìn)行巡視，但是無法保證24小時(shí)空調(diào)均可有效運(yùn)行。

根據(jù)《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50174—2017）中規(guī)定環(huán)境溫度18℃-27℃，露點(diǎn)溫度5.5℃-15℃，同時(shí)相對(duì)濕度不大于60%，環(huán)境溫度允許值15℃-32℃露點(diǎn)溫度允許值20%-80%，同時(shí)露點(diǎn)溫度不大于17℃。由于黑龍江氣溫變化較大，天氣情況也稍有復(fù)雜，空調(diào)一直保持一個(gè)參數(shù)設(shè)定，很難保證機(jī)房的運(yùn)行要求。應(yīng)用動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程環(huán)境溫濕度等自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證機(jī)房各種設(shè)備在可靠的運(yùn)行環(huán)境中運(yùn)行。

二、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的框架

動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體框圖如圖1所示，虛線框中為機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，由環(huán)境監(jiān)控主機(jī)、系統(tǒng)報(bào)警設(shè)備、前端被監(jiān)測(cè)設(shè)備及溫濕度、煙感、人體紅外探測(cè)器（非法入侵）、水浸、空調(diào)控制器等變送器組成。在圖1中標(biāo)注點(diǎn)劃線的選裝內(nèi)容，可以選擇不安裝。在機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中，變送器與環(huán)境監(jiān)控主機(jī)的方式為RS485信號(hào)或者無線信號(hào)。動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控服務(wù)器安裝在就近的機(jī)房?jī)?nèi)，短信貓與動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控服務(wù)器連接方式為串口連接。

三、部分組件原理和搭建方法

（一）溫濕度采集、市電監(jiān)測(cè)、空調(diào)控制

空調(diào)控制器內(nèi)置的溫濕度傳感器能夠?qū)C(jī)房溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，若檢測(cè)到機(jī)房?jī)?nèi)溫濕度超過預(yù)設(shè)的閾值，空調(diào)控制器打開空調(diào)重新設(shè)置空調(diào)參數(shù)，同時(shí)服務(wù)器發(fā)出聲光告警并發(fā)送告警短信通知機(jī)務(wù)員；空調(diào)控制還配置掉電保護(hù)功能，掉電時(shí)自動(dòng)保存設(shè)置的參數(shù)。紅外萬能空調(diào)控制器通過通訊距離小于2000米的RS485總線與環(huán)境監(jiān)控主機(jī)連接，將空調(diào)控制器上的紅外發(fā)射頭放置在距空調(diào)5米內(nèi)的地方，通過服務(wù)器上監(jiān)控軟件選擇自動(dòng)模式或遠(yuǎn)程模式通過控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的控制。其中，將空調(diào)接線的火線或者零線串入電流互感器，檢測(cè)空調(diào)電流大小，以此檢測(cè)空調(diào)的啟停狀態(tài)及操作是否操成功和實(shí)現(xiàn)對(duì)市電監(jiān)控功能。

（二）UPS監(jiān)測(cè)

以山特UPS為例，加裝WebPower卡，在動(dòng)環(huán)監(jiān)控服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程獲得完備的UPS管理性能，包括監(jiān)控UPS所有的狀態(tài)值（如：電壓、負(fù)載、電池、事件等），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程UPS自測(cè)，定時(shí)開關(guān)機(jī)，可以集中管理控制網(wǎng)絡(luò)中所有UPS，還可以遠(yuǎn)程查看UPS的歷史記錄數(shù)據(jù)，了解UPS的工作情況，以便采取預(yù)防措施。

（三）動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控服務(wù)器

該服務(wù)器放置在監(jiān)控室內(nèi)，采用Windows操作系統(tǒng)，接受各個(gè)機(jī)房的環(huán)境監(jiān)控主機(jī)、UPS主機(jī)發(fā)來的狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控和管理，服務(wù)器通過串口與短信貓相連，當(dāng)出現(xiàn)告警事件時(shí)，短信貓發(fā)送短信給值班手機(jī)，第一時(shí)間通知機(jī)務(wù)人員處理告警。

四、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的部分軟件設(shè)計(jì)

目前，已實(shí)現(xiàn)的部分功能有：在風(fēng)廓線機(jī)房?jī)?nèi)使用臺(tái)式終端機(jī)代替環(huán)境監(jiān)控主機(jī)，通過接收溫濕度組件的485信號(hào)計(jì)算出溫濕度值，采用TCP/TP協(xié)議發(fā)送給室內(nèi)動(dòng)環(huán)監(jiān)控服務(wù)器，動(dòng)環(huán)監(jiān)控服務(wù)器設(shè)置溫度上限和下限、濕度上限和下限，當(dāng)超過閾值時(shí)，動(dòng)環(huán)監(jiān)控服務(wù)器發(fā)出聲光告警，提醒機(jī)務(wù)人員處理。對(duì)市電監(jiān)控和空調(diào)自動(dòng)調(diào)節(jié)也均可實(shí)現(xiàn)。

溫濕度服務(wù)器軟件界面如圖2所示。該軟件目前運(yùn)行在風(fēng)廓線方艙內(nèi)一臺(tái)主機(jī)內(nèi)，溫濕度傳感器通過串口RS232信號(hào)連接在主機(jī)上，傳感器和主機(jī)通信采用輪詢模式，主機(jī)發(fā)送信息給傳感器，傳感器返回16進(jìn)制信息，主機(jī)解析16進(jìn)制信息得到當(dāng)前溫濕度傳感器所處環(huán)境的溫濕度。主機(jī)上的服務(wù)器軟件支持與客戶端通過TCP/IP協(xié)議通信。支持一對(duì)多的模式。

溫濕度客戶端軟件界面如圖3所示。客戶端軟件支持與服務(wù)端通過TCP/IP協(xié)議通信?？蛻舳讼到y(tǒng)設(shè)置可以配置服務(wù)器地址和端口，告警設(shè)置內(nèi)可以設(shè)置溫濕度上下限，當(dāng)實(shí)時(shí)溫濕度超過所設(shè)置閾值，會(huì)有聲音告警，溫濕度數(shù)據(jù)會(huì)變紅，達(dá)到聲光告警的目的。

五、結(jié)束語

本文介紹了氣象設(shè)備的機(jī)房分布，分析了現(xiàn)有設(shè)施無法24小時(shí)進(jìn)行動(dòng)力環(huán)境監(jiān)視控制的背景下，完成了動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控總體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案，并實(shí)現(xiàn)了部分機(jī)房的環(huán)境監(jiān)控。綜上所述，根據(jù)上述方案，可以利用機(jī)房?jī)?nèi)現(xiàn)有設(shè)施，可低成本實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，維護(hù)人員可實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)房環(huán)境和電力的運(yùn)行狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境自動(dòng)和手動(dòng)遠(yuǎn)程控制，及時(shí)告警，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。

作者單位：中國(guó)民用航空東北地區(qū)空中交通管理局黑龍江分局