數(shù)據(jù)中心能耗采集裝置的設(shè)計
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4 軟件設(shè)計
程序設(shè)計流程如圖4所示。本軟件的設(shè)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(guān)切換的方式，在每個采樣周期內(nèi)，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(nèi)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(nèi)，CPU會對其中的7個信號進(jìn)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(chǔ)上提 高6倍才能保證42個電流信號在一個周期內(nèi)都被采集到。而且CPU在控制電子開關(guān)切換的時序上也要控制好，否則容易出現(xiàn)電子開關(guān)內(nèi)的信號殘留，導(dǎo)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(dāng)于在20ms內(nèi)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(shè)計中CPU的時鐘頻率采用了72MHz，保證 了每個信號周期內(nèi)的數(shù)據(jù)處理。經(jīng)測試，整個測量周期所用時間為13ms左右，完全滿足在20ms內(nèi)完成所有運算任務(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級或更高（即誤差為±2%以內(nèi)）。測試 按本方案設(shè)計的裝置測量精度，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)合配置的觸摸屏實現(xiàn)完整的精密配電柜監(jiān)測系統(tǒng)，實現(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）各種電參量越限報警記錄（當(dāng)前報警和報警記錄各128條）
2）開關(guān)量動作事件記錄128條。
6 總結(jié)
按照本文思路所設(shè)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(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)計簡單，在性能和成本上達(dá)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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