数据中心能耗采集装置的设计
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4 软件设计
程序设计流程如图4所示。本软件的设计重点在于信号的采样。由于采用的是多路信号通过电子开关切换的方式，在每个采样周期内，每个电流信号都要完成一次采 样，因此必须要提高AD的采样速率。例：每路信号的周期为20ms，每个周期内采集32个点，所有的电流回路分为7组，每组6个，那么也就是同一时间 内，CPU会对其中的7个信号进行采样。且CPU需要切换6次才能实现所有42个电流的采样。因此CPU的AD采样频率必须在每个周期32个点的基础上提 高6倍才能保证42个电流信号在一个周期内都被采集到。而且CPU在控制电子开关切换的时序上也要控制好，否则容易出现电子开关内的信号残留，导致CPU采集本通道信号时，会采集到上一个通道的信号。
图4 软件的再一个重点就在于信号的运算，由于数据的运算量非常大，相当于在20ms内要运算完成42个单相回路的电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电 能、无功电能，并且还要随时处理各种其他事件，如通讯等。因此软件的算法和CPU的运算速率非常重要。在本设计中CPU的时钟频率采用了72MHz，保证 了每个信号周期内的数据处理。经测试，整个测量周期所用时间为13ms左右，完全满足在20ms内完成所有运算任务。5 测量精度
根据YD/T-2011《数据设备用网络机柜技术要求和检验方法》5.6.2要求机柜配置的检测装置的测量精度为2级或更高（即误差为±2%以内）。测试 按本方案设计的装置测量精度，结果如表1-表7所示。由下表数据可以看出，其测量准确度远远超出2级要求，完全符合标准的要求，是一款精度较高的多回路采 集装置。本装置设计测量精度为电压、电流1%；电能1%。
表1 进线测量准确度测试数据
6 装置的应用
按以上方式进行设计的AMC16MA系列数据中心用多回路监控装置已经广泛应用于数据中心精密配电柜中，结合配置的触摸屏实现完整的精密配电柜监测系统，实现对服务器末端设备的精细化管理，该监测系统能够实现以下功能，显示界面见图5：
图5 5.1进线监测：
1）三相电压、三相电流、系统频率；
2）各相及总的有功功率、无功功率、视在功率、功率因数；
3）各相及总的有功电能、无功电能；
4）电压不平衡度、电流不平衡度；
5）进线开关监测。
6）可选配监测谐波电流；
5.2出线监测：
1）额定电流设置、各相电流值；
2）负载百分比；
3）开关量状态监测；
4）各相有功功率、无功功率、视在功率、功率因数；
5）各相有功电能、无功电能；
6）能任意配置出线回路每个回路的相位。
5.3 告警功能：
1）进线过电流2段阀值越限告警，可任意设定告警值；
2）进线欠电流2段阀值越限告警，可任意设定告警值；
3）进线过压、欠压、缺相、过频率、低频率越限告警；
4）声光告警功能。
5.4 通讯：
1）可通过触摸屏将采集到的数据上传；
5.5 事件记录：
1）各种电参量越限报警记录（当前报警和报警记录各128条）
2）开关量动作事件记录128条。
6 总结
按照本文思路所设计的多回路监测装置是一款专用于数据中心精密电源配电柜的产品，该产品能够符合精密电源柜对多回路配电的需求。产品硬件设计简单，在性能和成本上达到了较高的性价比，是数据中心用电管理中理想的监控装置。
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