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。本軟件的設計重點在于信號的采樣。由于采用的是多路信號通過電子開關切換的方式，在每個采樣周期內，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，CPU會對其中的7個信號進行采樣。且CPU需要切換6次才能實現所有42個電流的采樣。因此CPU的AD采樣頻率必須在每個周期32個點的基礎上提 高6倍才能保證42個電流信號在一個周期內都被采集到。而且CPU在控制電子開關切換的時序上也要控制好，否則容易出現電子開關內的信號殘留，導致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，由于數據的運算量非常大，相當于在20ms內要運算完成42個單相回路的電流、有功功率、無功功率、功率因數、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。在本設計中CPU的時鐘頻率采用了72MHz，保證 了每個信號周期內的數據處理。經測試，整個測量周期所用時間為13ms左右，完全滿足在20ms內完成所有運算任務。5 測量精度
根據YD/T-2011《數據設備用網絡機柜技術要求和檢驗方法》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%以內）。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 進線測量準確度測試數據
6 裝置的應用
按以上方式進行設計的AMC16MA系列數據中心用多回路監控裝置已經廣泛應用于數據中心精密配電柜中，結合配置的觸摸屏實現完整的精密配電柜監測系統，實現對服務器末端設備的精細化管理，該監測系統能夠實現以下功能，顯示界面見圖5：
圖5 5.1進線監測：
1）三相電壓、三相電流、系統頻率；
2）各相及總的有功功率、無功功率、視在功率、功率因數；
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）進線開關監測。
6）可選配監測諧波電流；
5.2出線監測：
1）額定電流設置、各相電流值；
2）負載百分比；
3）開關量狀態監測；
4）各相有功功率、無功功率、視在功率、功率因數；
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）進線過電流2段閥值越限告警，可任意設定告警值；
2）進線欠電流2段閥值越限告警，可任意設定告警值；
3）進線過壓、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）開關量動作事件記錄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用于數據中心精密電源配電柜的產品，該產品能夠符合精密電源柜對多回路配電的需求。產品硬件設計簡單，在性能和成本上達到了較高的性價比，是數據中心用電管理中理想的監控裝置。
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