數(shù)據(jù)中心能耗采集裝置的設(shè)計(jì)
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4 軟件設(shè)計(jì)
程序設(shè)計(jì)流程如圖4所示。本軟件的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于信號(hào)的采樣。由于采用的是多路信號(hào)通過電子開關(guān)切換的方式，在每個(gè)采樣周期內(nèi)，每個(gè)電流信號(hào)都要完成一次采 樣，因此必須要提高AD的采樣速率。例：每路信號(hào)的周期為20ms，每個(gè)周期內(nèi)采集32個(gè)點(diǎn)，所有的電流回路分為7組，每組6個(gè)，那么也就是同一時(shí)間 內(nèi)，CPU會(huì)對其中的7個(gè)信號(hào)進(jìn)行采樣。且CPU需要切換6次才能實(shí)現(xiàn)所有42個(gè)電流的采樣。因此CPU的AD采樣頻率必須在每個(gè)周期32個(gè)點(diǎn)的基礎(chǔ)上提 高6倍才能保證42個(gè)電流信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)都被采集到。而且CPU在控制電子開關(guān)切換的時(shí)序上也要控制好，否則容易出現(xiàn)電子開關(guān)內(nèi)的信號(hào)殘留，導(dǎo)致CPU采集本通道信號(hào)時(shí)，會(huì)采集到上一個(gè)通道的信號(hào)。
圖4 軟件的再一個(gè)重點(diǎn)就在于信號(hào)的運(yùn)算，由于數(shù)據(jù)的運(yùn)算量非常大，相當(dāng)于在20ms內(nèi)要運(yùn)算完成42個(gè)單相回路的電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電 能、無功電能，并且還要隨時(shí)處理各種其他事件，如通訊等。因此軟件的算法和CPU的運(yùn)算速率非常重要。在本設(shè)計(jì)中CPU的時(shí)鐘頻率采用了72MHz，保證 了每個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的數(shù)據(jù)處理。經(jīng)測試，整個(gè)測量周期所用時(shí)間為13ms左右，完全滿足在20ms內(nèi)完成所有運(yùn)算任務(wù)。5 測量精度
根據(jù)YD/T-2011《數(shù)據(jù)設(shè)備用網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法》5.6.2要求機(jī)柜配置的檢測裝置的測量精度為2級(jí)或更高（即誤差為±2%以內(nèi)）。測試 按本方案設(shè)計(jì)的裝置測量精度，結(jié)果如表1-表7所示。由下表數(shù)據(jù)可以看出，其測量準(zhǔn)確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出2級(jí)要求，完全符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，是一款精度較高的多回路采 集裝置。本裝置設(shè)計(jì)測量精度為電壓、電流1%；電能1%。
表1 進(jìn)線測量準(zhǔn)確度測試數(shù)據(jù)
6 裝置的應(yīng)用
按以上方式進(jìn)行設(shè)計(jì)的AMC16MA系列數(shù)據(jù)中心用多回路監(jiān)控裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心精密配電柜中，結(jié)合配置的觸摸屏實(shí)現(xiàn)完整的精密配電柜監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對服務(wù)器末端設(shè)備的精細(xì)化管理，該監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能，顯示界面見圖5：
圖5 5.1進(jìn)線監(jiān)測：
1）三相電壓、三相電流、系統(tǒng)頻率；
2）各相及總的有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)；
3）各相及總的有功電能、無功電能；
4）電壓不平衡度、電流不平衡度；
5）進(jìn)線開關(guān)監(jiān)測。
6）可選配監(jiān)測諧波電流；
5.2出線監(jiān)測：
1）額定電流設(shè)置、各相電流值；
2）負(fù)載百分比；
3）開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測；
4）各相有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)；
5）各相有功電能、無功電能；
6）能任意配置出線回路每個(gè)回路的相位。
5.3 告警功能：
1）進(jìn)線過電流2段閥值越限告警，可任意設(shè)定告警值；
2）進(jìn)線欠電流2段閥值越限告警，可任意設(shè)定告警值；
3）進(jìn)線過壓、欠壓、缺相、過頻率、低頻率越限告警；
4）聲光告警功能。
5.4 通訊：
1）可通過觸摸屏將采集到的數(shù)據(jù)上傳；
5.5 事件記錄：
1）各種電參量越限報(bào)警記錄（當(dāng)前報(bào)警和報(bào)警記錄各128條）
2）開關(guān)量動(dòng)作事件記錄128條。
6 總結(jié)
按照本文思路所設(shè)計(jì)的多回路監(jiān)測裝置是一款專用于數(shù)據(jù)中心精密電源配電柜的產(chǎn)品，該產(chǎn)品能夠符合精密電源柜對多回路配電的需求。產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)簡單，在性能和成本上達(dá)到了較高的性價(jià)比，是數(shù)據(jù)中心用電管理中理想的監(jiān)控裝置。
評(píng)論