數據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(diǎn)在于信號的采樣。由于采用的是多路信號通過(guò)電子開(kāi)關(guān)切換的方式，在每個(gè)采樣周期內，每個(gè)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(gè)周期內采集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，CPU會(huì )對其中的7個(gè)信號進(jìn)行采樣。且CPU需要切換6次才能實(shí)現所有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)的基礎上提 高6倍才能保證42個(gè)電流信號在一個(gè)周期內都被采集到。而且CPU在控制電子開(kāi)關(guān)切換的時(shí)序上也要控制好，否則容易出現電子開(kāi)關(guān)內的信號殘留，導致CPU采集本通道信號時(shí)，會(huì )采集到上一個(gè)通道的信號。
圖4 軟件的再一個(gè)重點(diǎn)就在于信號的運算，由于數據的運算量非常大，相當于在20ms內要運算完成42個(gè)單相回路的電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、有功電 能、無(wú)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的運算速率非常重要。在本設計中CPU的時(shí)鐘頻率采用了72MHz，保證 了每個(gè)信號周期內的數據處理。經(jīng)測試，整個(gè)測量周期所用時(shí)間為13ms左右，完全滿(mǎn)足在20ms內完成所有運算任務(wù)。5 測量精度
根據YD/T-2011《數據設備用網(wǎng)絡(luò )機柜技術(shù)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?xún)龋?。測試 按本方案設計的裝置測量精度，結果如表1-表7所示。由下表數據可以看出，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(jìn)線(xiàn)測量準確度測試數據
6 裝置的應用
按以上方式進(jìn)行設計的AMC16MA系列數據中心用多回路監控裝置已經(jīng)廣泛應用于數據中心精密配電柜中，結合配置的觸摸屏實(shí)現完整的精密配電柜監測系統，實(shí)現對服務(wù)器末端設備的精細化管理，該監測系統能夠實(shí)現以下功能，顯示界面見(jiàn)圖5：
圖5 5.1進(jìn)線(xiàn)監測：
1）三相電壓、三相電流、系統頻率；
2）各相及總的有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數；
3）各相及總的有功電能、無(wú)功電能；
4）電壓不平衡度、電流不平衡度；
5）進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)監測。
6）可選配監測諧波電流；
5.2出線(xiàn)監測：
1）額定電流設置、各相電流值；
2）負載百分比；
3）開(kāi)關(guān)量狀態(tài)監測；
4）各相有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數；
5）各相有功電能、無(wú)功電能；
6）能任意配置出線(xiàn)回路每個(gè)回路的相位。
5.3 告警功能：
1）進(jìn)線(xiàn)過(guò)電流2段閥值越限告警，可任意設定告警值；
2）進(jìn)線(xiàn)欠電流2段閥值越限告警，可任意設定告警值；
3）進(jìn)線(xiàn)過(guò)壓、欠壓、缺相、過(guò)頻率、低頻率越限告警；
4）聲光告警功能。
5.4 通訊：
1）可通過(guò)觸摸屏將采集到的數據上傳；
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(kāi)關(guān)量動(dòng)作事件記錄128條。
6 總結
按照本文思路所設計的多回路監測裝置是一款專(zhuān)用于數據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)品硬件設計簡(jiǎn)單，在性能和成本上達到了較高的性?xún)r(jià)比，是數據中心用電管理中理想的監控裝置。
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