基于PLC的服務(wù)器機(jī)房電源控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、基于plc的服務(wù)器機(jī)房電源控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用的推進(jìn)下，教導(dǎo)信息化建設(shè)得到了飛快的進(jìn)展，基于網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用如網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教導(dǎo)、數(shù)字圖書館、網(wǎng)絡(luò)辦公等系統(tǒng)得到了快速的普及，越來越多的系統(tǒng)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)提出了更高的要求。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，信息資源呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，導(dǎo)致通過網(wǎng)絡(luò)舉行傳輸?shù)男畔⒘坎粩嗯蛎?，大量的信息需要舉行數(shù)字化存儲(chǔ)。而構(gòu)建大量的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)后，如何保證這些數(shù)據(jù)的平安、牢靠的運(yùn)行呢？ 越來越多的大學(xué)存在多地辦學(xué)的壓力，同學(xué)數(shù)目急劇增強(qiáng)，而工作人員工作量的加重、交通不便、機(jī)房系統(tǒng)管理人員的匾乏導(dǎo)致我們無法準(zhǔn)時(shí)應(yīng)對(duì)停電這些突如其來的偶然狀況。雖說大多數(shù)服務(wù)器機(jī)房配備了ups，但停電時(shí)光的

2、偶然性和 ups電池容量的有限性還是會(huì)導(dǎo)致一些重要數(shù)據(jù)的走失?，F(xiàn)在的服務(wù)器存放數(shù)據(jù)大多采納san（storage area network)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)模式，依賴系統(tǒng)管理人員手動(dòng)啟動(dòng)或手動(dòng)關(guān)閉服務(wù)器等設(shè)備。一旦停電，若處理不準(zhǔn)時(shí)，必定導(dǎo)致數(shù)據(jù)走失。下面我們以云南高校圖書館基于san架構(gòu)的ibm fast 900存儲(chǔ)為例（1）。利用了強(qiáng)大的規(guī)律功能和高牢靠性以及pc機(jī)的軟硬件資源，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)服務(wù)器機(jī)房電源控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了整套機(jī)房電源的自動(dòng)有序開啟或關(guān)閉（包括服務(wù)器、交換機(jī)、磁盤控制器、磁盤柜等），克服了傳統(tǒng)手工管理服務(wù)器機(jī)房的弊端。圖1 基于plc的服務(wù)器機(jī)房電源控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D2、服務(wù)器機(jī)

3、房電源控制系統(tǒng)的功能和組成2.1 電源自動(dòng)有序開啟和有序斷開服務(wù)器機(jī)房系統(tǒng)中有ups、磁盤柜（exp700）、光纖交換機(jī)（switch 3534-fo8）、光纖磁盤控制器（fast 900）、服務(wù)器，囫圇系統(tǒng)的開啟和斷開都是有挨次而且對(duì)時(shí)光也有一定要求。一旦挨次紊亂，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)走失。下面我們規(guī)定一下開關(guān)機(jī)條件：ups電池容量高于10%且處于充電狀態(tài)，可以開機(jī)；ups電池容量低于10%且處于放電狀態(tài)，關(guān)機(jī)。開啟和斷開挨次如下圖2所示：圖2 開關(guān)機(jī)暗示圖開機(jī)：全部磁盤柜（exp700）開啟一分鐘后，依次開啟光纖交換機(jī)（switch 3534-f08）、光纖磁盤控制器（fast 900），前后設(shè)備

4、間隔30秒啟動(dòng)；再打開服務(wù)器操作系統(tǒng)；關(guān)機(jī)：關(guān)閉服務(wù)器操作系統(tǒng)后，依次關(guān)閉光纖磁盤控制器（fast 900）、光纖交換機(jī)（switch 3534-f08）、磁盤柜（exp 700），前后設(shè)備間隔30秒關(guān)閉。囫圇過程無需手工介人，一旦確定開機(jī)或者關(guān)機(jī)，ups通過以太網(wǎng)發(fā)送開機(jī)/關(guān)機(jī)信號(hào)到pc機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)囫圇機(jī)房電源的自動(dòng)開啟或關(guān)閉。與傳統(tǒng)的手工開關(guān)機(jī)相比，節(jié)約了大量的人力、物力、時(shí)光，同時(shí)避開了誤操作而引起的系統(tǒng)故障。2.2 電源的監(jiān)視和信息統(tǒng)計(jì)pc機(jī)通過opc server與plc建立銜接，采集plc信息，顯示在pc程序界面上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的開啟和關(guān)閉次數(shù)的統(tǒng)計(jì)功能。2.3 組成系統(tǒng)軟件組成

5、：機(jī)房管理監(jiān)控軟件，plc編程軟件step7（ver5.0或更高)，siemens simatic net2006（opc軟件）。系統(tǒng)硬件組成：pc、西門子s7300 plc、16i/160輸入輸出模塊、cp343-1 it以太網(wǎng)卡、ps307 24vdc穩(wěn)壓源、以及單極斷路器、中間、指示燈、按鈕若干。3 基于plc的服務(wù)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程3.1 plc選型因?yàn)橄到y(tǒng)基于plc裝置的強(qiáng)大的規(guī)律功能和高牢靠性，建立其輸出節(jié)點(diǎn)與被控對(duì)象（中間繼電器）電源開關(guān)量之間的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”關(guān)系，對(duì)電源開關(guān)舉行控制；并且plc具備以太網(wǎng)與pc機(jī)通訊功能。所以在plc的選型上需要綜合考慮以下幾個(gè)因素：系統(tǒng)需要的功能、i

6、/o點(diǎn)數(shù)、程序存儲(chǔ)器的容量以及i/o信號(hào)的性質(zhì)、參數(shù)、特性等。本系統(tǒng)選用德國西門子有限公司的s7300系列器件。該器件由ps307電源、cpu315-2dp、cp343、1 tt、16點(diǎn)i/o模塊以及庇護(hù)電源的單極斷路器、控制電源通斷的中間繼電器（簡(jiǎn)稱“繼電器”）組成。plc上運(yùn)行的軟件用step7開發(fā)，用于采集相應(yīng)的輸入信號(hào)舉行處理，處理后輸出到控制繼電器來控制相應(yīng)設(shè)備的電源。3.2 原理電路原理3所示：圖3 基于plc的服務(wù)器機(jī)房電源控制系統(tǒng)的電路原理圖因?yàn)椴杉{plc vo控制，電路的控制變得異樣容易，由于plc程序取代了大部份原先電路規(guī)律所做的工作。s7300的16輸入16輸出模塊主要是

7、采集一個(gè)“啟動(dòng)”按鈕（startbutton）和一個(gè)“停止”按鈕（stopbutton）的信號(hào)，通過plc-s73110處理以后，輸出控制相應(yīng)的繼電器間接控制設(shè)備電源關(guān)開和指示燈。3.3 plc程序的主要控制程序簡(jiǎn)介圖4 主要控制程序（一）圖4是plc用法的典型梯形圖，常開規(guī)律推斷符，h常閉規(guī)律推斷符，（sd）延時(shí)接通計(jì)時(shí)器，（sf）延時(shí)斷開計(jì)時(shí)器。改控制程序?qū)崿F(xiàn)了設(shè)備的電源開關(guān)的延時(shí)接通和延時(shí)斷開，詳細(xì)時(shí)光由“starttime”和“stoptime”給定。一旦啟動(dòng)按鈕 “startbutton”被觸發(fā)，使能“menable”就具備，用法囫圇系統(tǒng)有序上電；而觸發(fā)停止按鈕“stopbutton

8、”以后，使能 “menable”走失，整系統(tǒng)就按照程序有序斷電。圖5 主要控制程序（二）圖5解釋了系統(tǒng)中設(shè)備的電源開關(guān)控制流程。使能“menable”，具備，則啟動(dòng)磁盤柜（exp700）使能“menable”具備，“exp700-on”是磁盤柜啟動(dòng)延時(shí)計(jì)時(shí)器（圖4），時(shí)光到達(dá)1分鐘后，光纖交換機(jī)（switch3534-f08）啟動(dòng)同理，時(shí)光到達(dá)30秒鐘后，光纖磁盤控制器（fast900）啟動(dòng)同理，時(shí)光到達(dá)30秒鐘后，服務(wù)器（seiveicomputer）啟動(dòng)。上面所介紹的只是系統(tǒng)啟動(dòng)過程，下面介紹系統(tǒng)關(guān)閉過程。圖4中，觸發(fā)停止按鈕“stopbutton”以后，使能“menable”走失，圖s中

9、的服務(wù)器（serveicomputer）輸出停止，服務(wù)器電源開關(guān)斷電；圖5中“serveicomputer-off”是服務(wù)器斷電延時(shí)計(jì)時(shí)器，時(shí)光達(dá)到30秒鐘后，光纖磁盤控制器（fast 900）輸出停止，光纖磁盤控制器電源開關(guān)斷電；之后再過30秒，光纖交換機(jī)（fast 900）電源開關(guān)斷電；再過30秒，磁盤柜（exp700）電源開關(guān)斷電，囫圇系統(tǒng)斷電完成。3.4 opc技術(shù)上述的過程需要對(duì)電源狀態(tài)舉行監(jiān)視和統(tǒng)計(jì)，因此pc與plc通訊是必不行少的，opc（ole for process control）技術(shù)是普遍采納的技術(shù)。opc技術(shù)規(guī)范是以microsoft的ole/com（object linking and embedding/component object model）技術(shù)為差礎(chǔ)，定義了一組接口規(guī)范。它包括opc自動(dòng)化接口（automation interface）和opc定制接口（custom interface）。另外，opc技術(shù)規(guī)范定義的是opc服務(wù)器程序和客戶機(jī)程序舉行通訊的接口或通訊的辦法。ole自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)接口定義了以下三層接口，依次呈包含關(guān)系。opc server：opc啟動(dòng)服務(wù)器，獲得其他對(duì)象和服務(wù)的起始類，并用于返回opc group類對(duì)象；opcgroup：存儲(chǔ)由若干。pc item組成的group信息，并用于返回opc item類對(duì)象；opc ite