數(shù)據(jù)中心能耗采集裝置的設計
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4 軟件設計
程序設計流程如圖4所示。本軟件的設計重點在于信號的采樣。由于采用的是多路信號通過電子開關切換的方式，在每個采樣周期內，每個電流信號都要完成一次采 樣，因此必須要提高AD的采樣速率。例：每路信號的周期為20ms，每個周期內采集32個點，所有的電流回路分為7組，每組6個，那么也就是同一時間 內，CPU會對其中的7個信號進行采樣。且CPU需要切換6次才能實現(xiàn)所有42個電流的采樣。因此CPU的AD采樣頻率必須在每個周期32個點的基礎上提 高6倍才能保證42個電流信號在一個周期內都被采集到。而且CPU在控制電子開關切換的時序上也要控制好，否則容易出現(xiàn)電子開關內的信號殘留，導致CPU采集本通道信號時，會采集到上一個通道的信號。
圖4 軟件的再一個重點就在于信號的運算，由于數(shù)據(jù)的運算量非常大，相當于在20ms內要運算完成42個單相回路的電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電 能、無功電能，并且還要隨時處理各種其他事件，如通訊等。因此軟件的算法和CPU的運算速率非常重要。在本設計中CPU的時鐘頻率采用了72MHz，保證 了每個信號周期內的數(shù)據(jù)處理。經測試，整個測量周期所用時間為13ms左右，完全滿足在20ms內完成所有運算任務。5 測量精度
根據(jù)YD/T-2011《數(shù)據(jù)設備用網(wǎng)絡機柜技術要求和檢驗方法》5.6.2要求機柜配置的檢測裝置的測量精度為2級或更高（即誤差為±2%以內）。測試 按本方案設計的裝置測量精度，結果如表1-表7所示。由下表數(shù)據(jù)可以看出，其測量準確度遠遠超出2級要求，完全符合標準的要求，是一款精度較高的多回路采 集裝置。本裝置設計測量精度為電壓、電流1%；電能1%。
表1 進線測量準確度測試數(shù)據(jù)
6 裝置的應用
按以上方式進行設計的AMC16MA系列數(shù)據(jù)中心用多回路監(jiān)控裝置已經廣泛應用于數(shù)據(jù)中心精密配電柜中，結合配置的觸摸屏實現(xiàn)完整的精密配電柜監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對服務器末端設備的精細化管理，該監(jiān)測系統(tǒng)能夠實現(xiàn)以下功能，顯示界面見圖5：
圖5 5.1進線監(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）進線開關監(jiān)測。
6）可選配監(jiān)測諧波電流；
5.2出線監(jiān)測：
1）額定電流設置、各相電流值；
2）負載百分比；
3）開關量狀態(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回路的相位。
5.3 告警功能：
1）進線過電流2段閥值越限告警，可任意設定告警值；
2）進線欠電流2段閥值越限告警，可任意設定告警值；
3）進線過壓、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）各種電參量越限報警記錄（當前報警和報警記錄各128條）
2）開關量動作事件記錄128條。
6 總結
按照本文思路所設計的多回路監(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品，該產品能夠符合精密電源柜對多回路配電的需求。產品硬件設計簡單，在性能和成本上達到了較高的性價比，是數(shù)據(jù)中心用電管理中理想的監(jiān)控裝置。
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