宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011
摘 要：數據中心是主要存放計算機、服務器、交換機、存儲器等網絡核心設備的高標準機房。這對提升礦井單位網絡環境、提高辦公效率，節能降耗，提升自動化、信息化水平有很大的促進作用。某煤礦以建設區域中央生產控制指揮中心為契機，數據中心作為建設工程，也隨之成功投入使用。
關鍵詞：數據中心；機房； 一體化；
0引言
在高產的現代化煤礦生產中，信息化和智能化水平的提高也顯得尤為重要。伴隨區域中央生產控制指揮中心的建立，數據中心也隨之在某煤礦成功應用。數據中心機房是礦井自動化生產和信息化網絡辦公的神經，其重要性顯而易見。在移動互聯網、云計算大力發展的今天，機房作為設備的物理存放、信息載體的匯聚地，其發展的數量和規模迅速擴大，由此產生的能源消耗和運營成本也日益突出。在能源消費日益增長的今天，模塊化數據中心備受人們的關注，各種節能技術和能效提升技術也隨之出現。所謂模塊化數據中心是指，在不同位置區域的各個具有獨立功能的模塊，通過統一的輸入、輸出接口，互相關聯、組合后形成一個完整的數據中心。為了避免出現大馬拉小車等資源浪費現象，以及為滿足面向未來快速增長的發展需求，選擇一款適合自己企業使用的數據中心 顯得格外重要。通過招投標、對比分析、開會討論等方式，確定某煤礦數據中心建設采用華為技術公司的 IDS 2000 智能微模塊數據中心。
1某煤礦數據中心機房的設計原則
某煤礦數據中心位于某煤礦區域調度樓一層，是全礦井辦公自動化等數據和信息計算、交 換、存儲的核心區域，具有高速的網絡帶寬和完備的機房設施。其設計不僅需要滿足現代化網絡辦公、視頻會議、工控自動化的各項需求，還要滿足面向未來快速增長的網絡預留發展需求，其設計理念要高標準、嚴要求、靈活性強。根據以往機房建設的 基本原則和經驗，結合現有某煤礦的網絡設備、設施和需求，對數據中心在規劃時應遵循以下原則設計。
1.1安全可靠性
數據中心機房的安全可靠是運行的重中之重，直接關系到礦井網絡安全和網絡穩定，甚至影響到礦井安全生產。在對數據中心制定標書、設計之初，就應充分考慮其結構是否合理，是否便于日常機房的管理與維護，確保機房運行后安全、可靠。
1.2擴展性
在數據中心方案設計中，要充分考慮為數據中心未來擴展業務留有空間，對設備的網絡互聯層、核心層和分布層設備要考慮模塊化設計。此外，設備的端口密度要合理，為未來擴展網絡互聯、減少設備投入做好準備。可擴展的是數據中心機房是方案設計的基礎，可以為開發提供更多的業務需求。
1.3 標準化
在建設機房規劃的初期，就要按照國家的行業相關標準，對機房的設計、建筑的結構、橋架裝修、電氣施工以及局域網、廣域網的標準統一進行規劃，嚴把施工質量關，做神東集團煤炭公司標準模塊化數據中心機房的典范，為其他單位借鑒經驗和對標學習做表率。
1.4 可管理性
規劃的數據中心需要建立一個完善的管理和監控體系。智能化的數據中心應具備先進的管理系統，對機房的運行狀態實時監控，同時系統要記錄機房各模塊的歷史故障信息，并對故障隱患要提前預警，做到數據中心無人值守、智能化、自動化功能，方便管理人員對機房的后期維護，減少人員工作量，提高工作效率，為保障數據中心安全、穩定的運行提供決策依據。
2模塊化數據中心的特點與布局
某煤礦數據中心采用的華為技術公司生產的 IDS2000 智能微模塊數據中心，其具有快速部署、綠色節能、柔性擴展、一體化集成和先進的管理系統等優點，被廣泛使用。
2.1 一體化集成
一體化集成是指模塊數據中心將供配電系統、空調系統、照明系統、防雷接地系統、消防系統、機房管理系統和綜合布線集于一身，設計新穎。其中供配電系統集成了市政 ATS 配電、模塊化 UPS 配電、空調組配電和機柜其他設備的 PDU 配電，適用于不同組網情況下的模塊配電。
2.2 安全可靠
模塊化數據中心頂部設計有天窗，當行間空調故障無法啟動造成機房溫度過高時，溫度傳感器便會聯動天窗控制器自動打開天窗來降低行間溫度。模塊化的 UPS 能實現 N + 1 冗余，保障在設備正常工作狀態下可檢修旁路開關，避免因誤操作引起電氣事故，確保人員安全。此外，機柜還具有綜合布線系統，即在機柜頂部將強弱電、光纜、網線分不同的 槽位布置，避免電磁信號干擾，影響通信質量。
2.3 節省機房使用面積降低能耗
無需進行機房工程設計，省去架空地板，可在機柜頂部敷設纜線。通道行間照明，紅外自動感應，節約電能損耗。
2.4 監控完善
通過各種傳感器，實現對機房各功能模塊的連 續監控，機房管理系統可在線 Web 訪問，易于實現遠程管理。
2.5 數據中心的布局
某煤礦模塊化數據中心的平面配置如圖 1 所示，某煤礦數據中心實景如圖 2 所示。 某煤礦數據中心共采購兩組 IDS 2000 雙 排模塊化數據中心，西側模塊數據中心包含一體化配電柜、行間空調、UPS 電源、雙回路電源輸入柜、UPS 電源輸出柜、空調電源柜，東側模塊數據中心包括配電柜、行間空調、中控、監控和 ODF 配線柜，其中還在數據中心機房預留有擴容區域。
3數據中心的系統功能
3.1供配電系統
數據中心IDS 2000 供配電系統的供電電壓為 380 V 三相電，主要為所有弱電機柜內的設備、應急照明、區域中央控制指揮中心智能調度臺和其他智能化設施供電。在數據中心的列頭柜配置一體化配電集成柜，為空調、監控、UPS 和網絡設備供電。在行間中部配置 UPS 不間斷電源柜，當兩路輸入電源故障斷電時，機柜自動切換成 UPS 供電，保障設備不間斷持續工作。供配電系統接口圖如圖 2 所示。
圖1 某煤礦數據中心平面布置圖
圖2 供配電系統接口圖
3.2 防雷接地系統
防雷系統: 防雷系統包括了直接防雷和防感應雷擊兩部分，直接防雷是在區域調度大樓的頂部安設的避雷設施，防感應雷擊是針對機房負載設備的配電裝置采取防雷措施。防雷系統主要包含兩部分: 一要對低壓配電室加裝防雷器，二要在 ATS 配電柜、一體化配電集成列頭柜、UPS 柜安裝 B 級防雷器，這樣就構成完整的防雷系統。
接地系統: 將網絡設備的機殼、機柜的柜門、柜 體等可能帶電的金屬表面通過接地線或直接接觸與大地相連，構成安全保護接地，通過不低于 16 mm2 的銅導線將等電位帶接入接地匯流排，與大樓總接地相連，形成接地系統。其中，機柜體的各金屬部件 或零件之間要良好的搭接，對柜體、柜門等外殼進行 絕緣保護或噴漆處理。機柜門使用不小于 2． 5 mm2 的電纜線與柜體緊固相連，各柜體內部均設計有一個接地排或主接地點供設備接地用，接地用不小于 M8 的螺栓連接。
3.3機房管理系統
微模塊數據中心的機房管理采用 NetEco 基礎設施管理系統，此系統由管理軟件和其他部件構成，實現了對數據中心的溫濕度、空調系統、供配電系 統、UPS 后備電源、消防及監控等多系統的數據采集與監控，將各子系統和分散環節集中統一管理，為智 能化微模塊數據中心的全系統監控提供了可靠保 障。NetEco 管理系統架構圖如圖3 所示。
3.4 機房管理系統
微模塊數據中心的機房管理采用 NetEco 基礎設施管理系統，此系統由管理軟件和其他部件構成，實現了對數據中心的溫濕度、空調系統、供配電系 統、UPS 后備電源、消防及監控等多系統的數據采集與監控，將各子系統和分散環節集中統一管理，為智 能化微模塊數據中心的全系統監控提供了可靠保 障。NetEco 管理系統架構圖如圖 3 所示。
圖3 NetEco 管理系統架構圖
NetEco 管理系統通過支持的 SNMP ( Simple Network Management Protocol，簡單網絡管理協議) 的標準網管接口，同其他系統進行信息交互對接，并具有擴展多協議的機制，用來滿足不同設備的訪問。 RH 2288 機架服務器是 NetEco 管理系統的監控主機，主要負責數據的處理和分析。 NetEco 管理系統的數據采集主要通過采集器 ECC 500，它將各部件的監控接口進行統一接入，向上提供給監控主機，起到對數據采集、處理、轉換和上傳的作用，安裝在列頭柜。
3．5 綜合布線
綜合布線是模塊化數據中心的一大亮點，利用網線或光纜來傳輸監控信息，服器、采集器等設備。設備的纜線連接是通過機柜頂部的四路走線槽，走線槽從里至外分別是強電、弱電、光纜、網線，做到電源和信號分線槽敷設，兩個模塊單元之間用走線架連接，確保纜線布置合理，消除電磁干擾。
4安科瑞ANDPF精密列頭柜介紹
4.1產品介紹
隨著數據中心的迅猛發展，數據中心能耗問題也越來越突出，可靠的數據中心配電系統方案，是提高數據中心電能使用效率，降低設備能耗的有效方式。
AMC系列數據中心精密配電系統是針對數據機房末端設計的，能夠綜合采集所有能源數據的智能系統，為交直流電源配電柜提供精確的電參量信息，并可通過通訊將數據上傳到動環監控系統，實現對整個數據機房的實時監控和有效管理，為實現綠色IDC提供可靠保證。
4.2安科瑞精密配電產品解決方案
1）交流系統
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；
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、頻率等參數的越限報警功能。
配置方案如圖4，
圖4 交流系統配置方案
2）直流系統
功能要求
遙測：輸入分路的電壓、電流、功率、電度；
遙信：輸入分路的過壓/欠壓，輸入分路的熔絲狀態，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。
配置方案如圖5，
圖5 直流系統配置方案
4.3產品選型
表1 精密列頭柜產品選型表
5安科瑞智能小母線監控系統介紹
5.1產品介紹
針對數據中心智能小母線的監控要求,安科瑞推出了AMB系列小母線監控解決方案，該方案包括采集模塊、配套附件、監控系統,能對母線運行過程中的各種參數進行監控，發生故障則進行告警，以保證系統穩定運行。
AMB檢測單元是針對數據中心智能小母線插接箱/始端箱的監控要求新設計的產品，該檢測單元安裝固定在插接箱/始端箱內部，插接箱/始端箱采用方式與母線連通，它集成全部電力參數的測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、功率因數)以及電能監測和考核管理。同時可以實時監控母線接口溫度，配合2路Rs45通訊接口（1進1出）或LORA無線通訊，采用MODBUS-RTU協議可以方便可靠的將監測數據上傳至主控箱和后臺系統，保證系統可靠運行。
5.2產品選型
安科瑞智能母線測控儀表選型如表2，
注：AMB100用于始端箱、AMB110用于插接箱、A-交流系統、D-直流系統可選配AMB10顯示器，顯示器只循環顯示電壓、電流參數。
6結束語
區域中央生產控制指揮中心的成立，使某煤礦模塊化數據中心機房充分發揮其施工簡單、建設期短、配置靈活等優勢，實現了網絡資源的統一管理、統一部署、統一備份和統一監控。對提高辦公效率、集中管理 IT 設備、降低能耗、提高空間和設備利用率、提升礦井信息化、智能化起到了積極作用，開啟了某煤礦數字化礦山建設的全新模式。
【參考文獻】
[1]唐亮.模塊化數據中心的應用實踐研究[J].信息化建設，2016,19( 5):46-46.
[2]侯建發.淺談模塊化數據中心在大柳塔煤礦的應用[J].陜西煤炭，2019（02）：83-86.
[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.
作者簡介：
宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為絕緣監測及剩余電流監測， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）
