数据中心能耗收集设备的规划

1 导言
跟着数据中心的迅猛发展，数据中心的能耗问题也越来越杰出，有关数据中心的能源管理和供配电规划已经成为抢手问题，高效牢靠的数据中心配电体系计划，是提 高数据中心电能运用功率，下降设备能耗的有用办法。要完成数据中心的节能，首要需求对每个用电负载完成准确的监测，而数据中心负载回路十分的多，传统的测 量外表无法满意本钱、体积、设备、施工等多方面的要求，因而需求选用适用于数据中心会集监控要求的多回路监控设备。 本文所要介绍的是一种适 用于数据中心精细电源配电柜运用需求的丈量设备的规划办法，该设备适用于单路输入、单段输出、单点检测；双路输入、单段输出、单点检测；双路输入、单段输 出、双点检测的体系电源输入办法。可以准确地丈量配电体系各项参数，包含三相进线的母线电压、频率和2路三相进线的电流、分相和总有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能。以及准确丈量36个出线（单相）支路的电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能、支路的通断状况等电参量，并可经过长途通讯，完成机房数据的会集监控。
2 规划思路
要完成选用单个设备就可以集成丈量相当于14个三相多功用电力外表的功用，需求选用十分规的硬件规划思路才行。咱们知道现在三相多功用电力外表的完成办法 最常见的一般有三相电能芯片+CPU、高精度ADC芯片+CPU、三相SOC芯片和单芯片（内部带有ADC的CPU）等办法。而单个设备来完成14个三相 多功用外表的功用，选用以上恣意一种办法的多个组合都不是很适宜，考虑到硬件的本钱和软件完成的难易程度，咱们挑选选用多个电子开关+单芯片（内部带有 ADC的CPU）的规划办法。
3 全体硬件
体系规划考虑到设备所运用的场合为数据中心精细电源配电柜，并需求完成对2路三相进线和36个出线的各种电参量的丈量，而进线回路因为电流一般都比较大， 可以到达几百安培，出线回路电流都比较小，一般都在63安培以下，因而设备的进线部分电流选用5A电流输入，内置小型5A电流互感器，出线部分选用 20mA电流输入，外置100A/20mA互感器。设备因为设备于机柜内部，因而设备自身不带有显现，需求显现则选用触摸屏办法，经过RS485通讯连 接，将数据传输给触摸屏进行显现。全体硬件体系如图1所示。首要分为信号处理部分、电源部分、通讯部分、设置部分、数据存储部分及CPU部分。

图1 3.1 信号处理信号处理部分
最要害的在于沟通采样的信号处理及电子开关的切换。因为本规划选用的是沟通采样的办法，ADC的采样只能针对正信号，而沟通信号是一个正弦波信号，信号有 正有负，因而需求将信号进行举高，以确保信号的最低点也能被ADC进行采样处理。这儿选用的是TL431进行信号举高，将所采的电流信号举高到最低点也能 由ADC进行采样。如图2所示。一切电流信号总共有42个，本规划中将其分为7组，每组6个电流信号，每组电流信号经过一个电子开关CD4051进行挑选，图3，电子开关由CPU操控进行分时导通，在同一时间内有7个电流信号流入CPU的ADC进行AD转化。
图2
图3 3.2 电源设备
选用开关电源模块。电源模块输入电压为AC85V～265V，输入频率45Hz～60Hz，具有多路阻隔电压输出，满意多种功用对不同供电电压的要求。输 出电压安稳、毛病率小，输出纹波 <1％，转化功率≥75％。具有过压、过流维护。该模块经实践现场运用，具有很高的安稳性、牢靠性和抗干扰才能。设备可选配双路电源供电形式，可选 双路沟通、双路直流或一路沟通+一路直流供电形式，便于精细配电柜在割接或检修时，设备仍能正常作业。
3.3 通讯
通讯接口模块选用通用的RS-485、Modbus RTU通讯规约，能完成遥测、遥控、遥信等功用。在本规划中，因为设备没有显现，设备于柜内后，本地显现需求经过通讯将数据传给触摸屏，需占用掉一个通讯 口，因而在设备上规划为双通讯办法，可以与2个体系进行通讯。
3.4 设置
因为设备不带有显现，因而涉及到一些参数的设置就不是很便利，在此选用拨码开关进行通讯地址、波特率等参数的设置。
3.5 数据存储
本规划选用FM31256带有时钟的铁电存储器，在完成数据存储的基础上集成有实时时钟，进行各种毛病或是状况的记载。
3.6 CPU
结合本规划的硬件办法及软件处理办法，本规划中的CPU选用ST公司的根据ARM最新的、进行架构Cortex-M3内核的32位处理器 STM32F103VBT6，时钟频率最高可达72MHz，内置128K的Flash、20K的RAM、12位AD、4个16位定时器、3路USART通 讯口等多种资源，具有极高的性价比，可以满意本规划的使用。