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FIX软件在计算机机房场地监控系统中的应用

------郑明惠----福建省计算中心 福州 350003

供稿:GE 自动化&控制 2002/9/16 13:15:00

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摘要 本文介绍计算机机房场地监控的主要内容,并通过一个典型的计算机机房场地监控系统介绍FIX软件的实际应用。
  关键词 场地监控 数据采集 I/O驱动摸块 设备映象表
  一、概述
   随着社会电子信息化进程的加快,许多行业计算机中心机房的设备和规模也日趋扩大,与其相配套的环境设备也日益增多,机房的环境设备(供配电、UPS、消防、空调、防盗)一旦出现故障,就会影响计算机系统的安全运行,严重时会造成机房内计算机设备损坏,甚至使网络系统瘫痪,后果不堪设想。因此,为了保证计算机系统安全可靠工作,对机房的环境设备进行自动监控是极其重要的。
  二、机房环境设备监控的主要内容
   (一)、机房电力监测:
   通过测量低压配电柜和UPS设备的入端和出端的电压电流、频率、电功率值、在监视屏上在线直观地显示各路电力参数,以便了解供电品质,各路载荷情况以及UPS设备运行状况,确保安全供电。
   (二)、温度、湿度监测:
   机房的温度和湿度是重要的环境参数,是计算机设备正常运行的必要条件。为此在机房的主要设备工作间均需安装温度和湿度传感探头,对温度、湿度进行实时检测,在监视屏上显示各测点温度、湿度值。当检测值超过各工作区规定的温、湿度上、下限值时,在监视屏的相应数据旁用醒目的标志符的闪动来提示该值的超限报警。为在总体上监视整个机房的温度,湿度状况,可在新风机的进风口和主空调机的回风口,分别检测温度和湿度。
   (三)、门禁系统的监测:
   环境监测主控机,能与门禁装置进行通讯,可收集并显示每个门禁装置内储存的数名持卡人出入工作间的磁卡号和出入时间日期。同时可设定,消除或修正门禁装置内的识别密码和允许出入时间等。
   (四)、安全防破坏监视:
   计算机房做为计算机网络的枢扭,安全性十分重要,因此必须具有安全防破坏入侵功能。为此在主要设备工作间都安装双鉴红外探头,这样在非常管制时期,一旦有破坏性入侵,双鉴探头即发出信号,监视器即时显示破坏性入侵部位,并驱动报警装置进行声光报警。
   (五)、火警消防监测:
   根据安装在主控室、主机室、终端室、通讯网络室、微机房等重点消防区的感烟探测器及感温探测器发出的信号,在监视器上显示火警方位,发出声光报警。
   (六)、机房漏水监测:
   在环绕机房的重点部位及空调机的加加湿管、抽湿管、本体等部位的活动地板下,设置漏水传感器,一旦机房出现漏水情况,即显示漏水部位并报警。
  三、监控系统的要求
  由于计算机房场地监督控制系统所扮演角色的重要性,因而它要比其它普通监控和数据采集(Supervisory Control And Date Acquisition)即SCADA系统有更高的要求:
   1、系统的可靠性:要求无故障运行时间更长,系统可用率高,系统的硬件和软件工作稳定,而系统的维修能快速简便,使停机时间达到最短。
   2、安全性:系统可提供多种安全保护措施,可对多种异常状态进行分析,记录、及时报警,以使操作员尽快了解所发生的情况并及时处理。
   3、系统的功能:要求可实现的监控目标更高,功能更趋综合化,不仅提供一般的系统报警功能,而且有数据记录和历史曲线记忆等功能。
   4、系统的易用性:要求有非常友好的人——机界面,随着图形用户界面(GUI)技术的不断发展和完善,监视器上窗口化的操作将成为主流。在计算机房场地监控系统中,各种机房场地设备的运行状态和参数,均由形象、生动、直观的图表画面来显示,同时操作方式要求软件化,即通过用鼠标在监视器上对一些用模拟图表示的软件按钮的操作来实现相应的监视项目或完成某项控制功能。
   5、系统容易扩充:可以在对系统进行少量更改或扩充后增添新的监控项目,扩充监测点数,适应新监控要求,并且可实现网络功能。
   高性能的计算机房场地监控系统是一个分布式网络结构的监督控制和数据采集(SCADA)系统。它是根据当今计算机产品和技术发展的大趋势--开放系统结构(Open System Architecture)和在这个大趋势下产生的新一代计算机房场地监控系统。在开放环境下,一个自动化监控系统的设计应该遵循如下原则:
   采用具有最大市场销售量的标准化,通用化和系统化的计算机硬件产品。
   监控系统软件要具有良好的模块化程度及标准的互联接口,便于组成各种规模的系统及有利于产品和技术的更新换代。
   构成系统的软件应具有强有力的应用程序接口(API),以便针对特殊应用编制应用软件及进行系统功能的扩充和开发。
   监控系统应有很强的网络构成能力,并可以在保持已有系统继续使用情况下实现升级和扩充。系统应允许不同厂家不同牌号的计算机产品在同一网络中协调运行。
  四、一个典型的计算机房场地监控系统实例解析:(一)、硬件结构框图
   如硬件结构框图(一)所示,监控系统主机采用高技术质量指标和高可靠性要求的工业控制专用计算机。该工业控制计算机主机箱为19"ESA RS-310C国际标准全钢板结构。前后二个风扇使机箱内始终保持正气压,并且前面的抽风扇带有防尘过滤网,带有胶垫的加固压条可无级调整高度,使各插板不会因振动而松动。无源底板有SMT的精密电阻及电容,驱动能力强,选用7国安规认定的直流电源。控制面板上装有复位、键盘锁定按钮开关,在特殊情况下可以打开此开关,同时用机械锁锁上控制面板上的盖板,此时就锁定了键盘和鼠标,使无关的人员无法动用键盘和鼠标进行随意的操作,确保系统处于监控软件控制下正常封闭地运行。
  


主机板为高性能的PLA-450 Series主板,它是一种全尺寸的采用Pentium处理器工业级主机板,同时也是All-in-one CPU card支持Ultra-wide SCSL,使用最先进的 Intel Tritron II chipset,适应于恶劣环境。 PLA-450主机板有4个72芯SLMM插槽,可使板上的DRAM容量从IBM扩展到256MB,板上也可支持突发的同步Cache RAM到256KB,1KB,2KB。这种主机板可工作在PCL/ISA总线的无源底板上。
   PLA-450主机板具有一个PS/2键盘接口和一个PS/2鼠标接口。它也可以具有两个RS-232串行口(与带有16安节FIFO的16C550 UARTS兼容)和一个增强型并口(EPP/ECP)。该卡支持2个PCI ELDE控制器有5种工作模式,可提供大于22KB/see的数据传输速率。可控制2个软驱的软驱控制器(FDC)。
   PLA-450主机板具有快速上电自检(POST)的LEDS和筒单的错误诊断功能。其它的特点包括用硬件可选到16级的中断的看门狗或非中断的软件控制。可备份用户精确数据的EEPOM;可接PC/104模块的接口。PLA-450主机板设计了一个特殊的PCI总线控制器,可以使用PCI的VCA模块或SCSI模块。
  
  
   在系统硬件的IO/AD模块中,主要采用了16通道的光电隔离输入板ACLD-9182;16通道继电器功率输出板PCLD-785;多功能增益可编程数据采集卡A-821 PGH/PGL(PCL-812PG);32通道数据输入输出和3道计数卡ACL-7120,单片机智能控制板HY-51A,工业接线端子板PCLD-780等,现将这些硬件模块和板卡性能和特点分别说明如下:
   1)、ACLD-9182光电隔离输入板,是一种带光电耦合器的开关量信号隔离板,它可以实现监控计算机总线与被测机房现场设备之间的完全电隔离,以消除公共地线和电源的干扰,从而使机房现场设备和监控计算机系统互不干扰,可靠工作,它还可以实现电平转换等功能。它的输入信号采用双端输入。这样,各通道之间是相互独立的,使用比较方便。
   2)、32通道数据输入输出和3通道计数卡ACL-7120;该卡包含有32路数据输入通道,32路数据输出通道和3个定时器/计数器通道。数据输入通道具有低负载特性;输入电压0.4V时电流为15MA。数据输出通道的驱动能力为:灌电流24MA,该卡的五个连接器分别为:
   CN1——数据输出(0-15)连接器; CN2——数据输入(0-15)连接器;
   CN3——数据输出(16-31)连接器 CN4——数据输入(16-31)连接器;
   CN5——计数器连接器。
  3)、多功能益可编程数据采集卡A-821 PGH/PGL包括:
  a、 16通道A/D输入,其分辨12位,输出范围:±10V;±5V;±2V;±1V。触发方式可为软件触发、可编程定时触发及外部触发。
  b、 2通道模拟信号输出(D/A):分辨率为12位,输出范围:0-5V。
  c、 16通道数字量输入。
  d、 16通道数字量输出。
  e、 2个可编程计数器/定时器。
  该卡的一个连接器分别为:CN1——数据输入(DI)连接器;CN2——数据输出(DO)连接器;CN3——模拟量输入/模拟量输出/变时器/计数器连接器。
  在监控系统的硬件结构中,监控计算机与门禁控制器,电量测试仪,精密空调机等智能设备通讯中,都采用了RS485通讯方式。ELA RS-485是工业上使用最广泛的双向有补偿输线标准。它是特别为能够高速和长距离发送和接收的工业多工通讯(MULTI-KROP)系统特别开发的。EIA RS-485协议支持每段最大连线长度为1200M,每段最多32个节点,单组双绞线电缆上的双向主从通讯,高阻抗,抗噪声的差分人(有补偿线)传送。传输速率最高达到10M波特。
   另一方面计算机场地监控系统,在总体结构选用ETHERNET(以太网)作为系统的网络结构,符合IEEE802.3标准。目前这种网络应用十分广泛,特别是在管理信息系统(MIS)中,以太网的使用几乎占了绝大部分。这给计算机场地监控系统以后联入其它计算机管理系统创造了有利条件。在计算机网络中,有两种基本的通讯方式,一种是CLIENT/SERVER方式,或称客户/口服务器方式,另一种是PEER-TO-PEER方式,或称对等通讯方式,这二种通讯方式的区别在于互相通讯的二个网络节点所采用的服务方式。在CLIENT/SERVER方式中,一方是委托方,一方是服务方,二个节点在功能上是有差异的,服务方的工功能比较齐

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