石化碼頭智能化計算機房建設研究

朱子愚

(天津港石油化工碼頭有限公司 天津300461)

石化碼頭智能化計算機房建設研究

朱子愚

(天津港石油化工碼頭有限公司 天津300461)

隨著信息技術的發展，計算機軟硬件在各個行業的應用越來越深入。這些應用的核心設備是各種服務器、網絡交換機等，企業計算機房是這些設備的承載者。計算機房的建設管理水平直接影響企業的信息化水平，機房建設更是一門多學科綜合技術，運營管理也是頭緒紛繁。采用高新技術建設的智能化機房將提高企業計算機房的運營水平。以天津港石化碼頭公司智能化計算機房建設為例對現代化智能計算機房建設進行了探討。

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隨著信息技術的不斷發展，計算機軟硬件技術在各行業的應用越來越深入，各種服務器、網絡交換機等設備在企業中往往集中起來進行統一的管理、維護，從而形成企業級計算機房或數據中心。由此可見，作為企業信息化的核心，計算機房的建設管理水平直接影響著現代企業的信息化水平。而計算機房建設是一門多學科綜合技術，包括硬件與軟件環境。機房建設必須滿足微電子設備對溫度、濕度和空氣潔凈度、電磁場強度、屏蔽、供電質量、防雷、接地、振動等多項技術的要求。鑒于企業中的計算機房要求高，管理頭緒紛繁復雜，因此采用高新技術管理模式——智能化機房管理勢在必行。

石化碼頭公司作為天津港集團下重要的一線企業，在信息化建設方面始終走在集團前列。然而，隨著信息化建設的不斷深入，各種軟硬件設備不斷增加，公司的信息化核心——計算機房的基礎設施已不堪重負，難以滿足公司未來信息化發展的需要。因此，對于石化碼頭公司計算機房的智能化改造已迫在眉睫。

1 智能化機房的概述

智能化計算機房最重要的一點就是擁有完善的機房管理平臺，從設備的智能化到統一管理平臺的智能化。智能化計算機房應具備以下特點：①高安全性；②高可靠性；③高經濟性；④準確的機房預警；⑤標準化和規范化的設計；⑥高管理性；⑦優良的人機工程性；⑧高擴容維護性。

基于以上幾個特點設計建設的機房才能稱為智能化計算機房。

2 機房現狀及智能化改造的必要性

石化碼頭公司核心機房于2004年建成，總面積約為20,m2，有服務器機柜2臺，交換機柜3臺，各種類型服務器10余臺，網絡交換機20余臺，光線盒近5臺以及若干網絡設備。機房設置10,K UPS 1臺，后置64塊UPS電池組，設置機房空調兩臺。機房自建成投入運行已經10余年，目前承載能力已接近極限，無法滿足公司信息化的發展需求。具體表現在以下幾點：

2.1 機柜標準不統一

機房中的機柜型號各異，多為老式非標準機柜，無法進行設備的有效集成。

2.2 機柜承載已達極限

目前公司內各機柜均已滿載工作，已無空架可用，且機柜已出現機架塌陷情況。

2.3 溫控設備嚴重短缺

機房1共配置空調2臺，1臺已到達報廢期限，另外一臺作為備份的空調非機房專用精密空調，溫控設備現狀十分窘迫。

2.4 UPS系統未實現雙機備份

目前，公司機房雖已配置UPS后備電源，但并無備份。

2.5 機房智能化監控設施缺失

公司機房屬于夜間無人值守機房，僅設置一個監控探頭作為監控設施，無法達到夜間無人值守機房的要求。

2.6 線路狀況不佳

隨著機房的多年運行，各種設備不斷增加，導致機房內各種線路已非常凌亂。

2.7 機房裝修老化

目前公司機房裝修已10年，出現了多處墻皮脫落、線槽開裂等現象。

基于以上描述，公司機房的現代化改造已勢在必行。

3 機房建設方案研究

基于前文所述，現從總體設計、裝修設計、電氣系統設計、機房空調設計、動力環境監控系統設計、防雷接地系統設計幾個方面對公司計算機房智能化改造進行闡述。

3.1 總體設計

機房作為石化碼頭建設的重要組成部分，其建設必須按照高起點、高要求、高品質、高標準、高可靠性的原則進行。機房的整體設計和實施要充分體現安全性、可靠性、可管理性、靈活性、實用性和先進性的理念，要把石化碼頭的機房建設成為符合標準的現代化智能機房。

3.2 機房場地及裝修設計

由于公司現有機房場地面積有限，因此機房場地及裝修設計方面的重點應放在如何高效率地利用有限的場地進行平面布置設計。基于上述設計要求并結合場地的實際情況，機房場地布置設計如圖1所示。

圖1 機房場地布置設計圖Fig.1 Site layout of machine room

選用5個600,mm×1,100,mm×2,000,mm的艾默生Knurr Elite系列標準機柜，1臺Liebert．CRV系列空調機組，1臺標準機房機柜式配電柜(內置環境監控系統、配電系統及UPS主機)。在機房裝修設計方面采用全鋼地板的方案替代原有鋁制地板，解決鋁制地板易變形的缺點。增加隔斷屏蔽以解決原機房防輻射及信號干擾方面的缺失。

3.3 機房電氣系統設計

機房的供配電系統是一個綜合性供配電系統，在這個系統中不僅要解決計算機等微電子設備的用電問題，還要解決其他設備的用電問題。根據機房現有設備負載容量及未來的擴展需要，采用2臺16,K UPS，雙總線(2,N)架構供電方式(見圖2)。

圖2 計算機房供電拓撲圖Fig.2 Topological graph of computer machine room

3.4 機房空調設計

計算機的可靠運行依賴于機房嚴格的環境條件，即機房溫度、濕度、潔凈度及控制精度，這必須由長期可靠運行的空調系統來保證。GB,50174—2008《電子信息系統機房設計規范》中規定了機房溫度、濕度及溫度變化率，對應公司機房情況應在機房的溫控設計中遵循該標準的B級要求，對應的各項參數如表1所示。

表1 計算機房的溫控設計標準Tab.1 Temperature control design standard of computer machine room

根據計算選用一臺恒溫恒濕帶加熱功能，容量為20,KW的機柜間制冷風冷機房精密空調，采取上送風或水平送風方式。

3.5 動力環境監控系統設計

機房動力環境監控重點主要在于兩個方面：對機房內各設備運行環境、運行狀況的監控和對機房內人員的監控。

3.5.1 機房設備運行環境、運行狀況的監控

采用多媒體及網絡技術對計算機各應用系統及機房設備的運行進行監控，通過計算機網絡連接各應用系統的系統控制臺，通過切換控制在監控屏幕上顯示所需要的重點監控的系統信息。設備運行環境中央監控系統要求可以根據需要對供配電系統、UPS、精密空調系統、機房環境提供24,h全天候集中監控。

3.5.1.1 配電系統監控

實時監測配電柜中的市電質量，采用智能三相綜合電力參數監測儀表，將三相交流電量按線性關系轉換為規格化的數字用于實現監控。

3.5.1.2 UPS系統監控

實時顯示并保存各UPS通訊協議所提供的能遠程監測的運行參數和各部件狀態，實時判斷UPS的部件是否發生報警，當UPS的某部件發生故障或越限時，監控主系統發出報警。

3.5.1.3 機房精密空調系統監控

監測空調機運行狀態，故障時進行報警。監視空調各部件的運行狀態與參數，并實現遠程控制空調的開機和停機、遠程設置空調的溫度與濕度等。

3.5.1.4 機房環境監控

機房環境監控主要包括對于機房的溫度、濕度監控及火災預警幾個方面。

由于受氣流及設備分布的影響，機房內部分區域溫濕度值會發生較大變化，根據機房實際面積，加裝具備網絡傳輸功能的溫濕度傳感器，監測機房內的溫濕度。

此外，為了預防機房火災，方便用戶預判機房環境情況，根據國家標準每30～50,m2配置1個煙感探測器來檢測機房煙霧情況。

3.5.2 機房內人員的監控

對于機房內的人員監控主要采用視頻監控和紅外監控的方式。機房視頻監控系統建成統一的數組網絡視頻監控系統，實現機房區域監控無死角，用于監控機房內人員出入情況等。此外，配置紅外監控系統以防止非法入侵。

結合公司機房的場地情況，配置1個紅外探測器，2個高清IP視頻攝像頭用于整個機房設備圖像監控，并可在后臺進行錄像保存和調用，可與告警系統實現智能告警聯動的功能。

上述所有智能設備(見圖3)的監控均通過RJ45接口接入1臺管理器主機，并采用RS-485方式及MODBUS協議進行數據配置和采集。而管理主機配置G網無線Modem用于短信和電話實時告警，通知機房維護人員第一時間得到信息關注機房告警狀態，以便快速地采取相應措施“防患于未然”。

圖3 機房監控智能設備Fig.3 Intelligent devices for machine room monitoring

3.6 防雷接地系統設計

3.6.1 防雷系統設計

計算機房中由于單位空間內工作電子器件眾多，因此極易受到雷擊的傷害。首先，在機房UPS配電柜內安裝模塊化二級電源防雷器從而避免配電系統遭受雷擊入侵。另一方面，對于信號線路雷擊的成因和解決方式則相對復雜一些。采取外線進入的信號線屏蔽、多點接地和安裝防雷器等保護措施，來防止雷電對設備的侵入。

3.6.2 接地保護系統設計

機房的接地保護設計要考慮交流保護接地及計算機直流工作地線接地兩方面因素。交流保護接地就是將電氣設備的金屬外殼等通過接地裝置與大地直接連接起來，以防止因絕緣損壞等原因造成的觸電危險。

此外，由于計算機系統中邏輯電路一般工作電平低，信號幅度小，易受地電位差和外界磁場的干擾，因此需要一個良好的直流工作接地，以消除地電位差和磁場的影響。機房直流工作接地可采用串聯法、匯集法、網格法。

4 結 論

經過以上6個方面的考慮，計算機房的設計實施方案基本完成。按照該方案設計的計算機房將徹底解決現有機房標準不統一、無法增容、溫控缺失、布局不合理、線路狀況不佳、配電不合理、缺乏智能化環境監控、裝修老化等一系列問題。真正建成具有高安全性、高可靠性、高經濟性、高管理性、高擴容性、具備準確機房預警和優良人機功能的標準化智能機房。■

［1］ 姜飛. 機房的建設與維護[J]. 電腦知識與技術：學術交流，2007(2)：379-381.

［2］ 宋麒. 計算機實驗室建設與設計的探討[J]. 湖北成人教育學院學報，2007(6)：98-99.

［3］ 黃宗建，周偉. 網絡中心機房建設解決方案[J]. 計算機與信息技術，2008(11)：97-98.

Intelligent Computer Room Construction for Petrochemical Engineering Wharfs

ZHU Ziyu
(Tianjin Port Petrochemical Engineering Wharf Co.，Ltd.，Tianjin 300461，China)

Along with the development of information technology，the applications of computer hardware and software in various industries are becoming more and more deep．Key equipment of these applications include servers，network switches，etc．Enterprise computer room is the carrier of these equipments．The construction and management level of the computer room directly affects the enterprise’s informatization level．Adopting new techniques to build intelligent computer room will improve the operational level．In this paper，the author takes the intelligent computer room construction of Tianjin port petrochemicals terminal company as an example to discuss the intelligent computer room construction.

intelligent；computer room；computer room construction；computer room management；informatization

TU244.5

：A

：1006-8945(2016)10-0111-04

2016-09-02