CN104359196B - 一种基于数据中心多联空调的控制系统及实现方法 - Google Patents

一种基于数据中心多联空调的控制系统及实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明所提供的一种基于数据中心多联空调的控制系统及实现方法，在数据中心使用多台空调相互并联连接成多联空调，本控制系统将对上述多个并联的空调进行集中+冗余控制，正常运行时，主控制系统负责对所有空调进行采集监控、计算处理、控制输出，并且故障检测装置会实时对主控制器下系统是否发生故障进行检测，当检测到主控制器下系统运行出现故障时，则发送切换信号，触发主备切换装置，激活后备控制系统;切换后的所有空调的运行控制均由后备控制器来完成，从而避免了因主控制器出现故障带来的影响，提高了可靠性和对空调的控制精度，同时降低了控制成本。

Description

一种基于数据中心多联空调的控制系统及实现方法
技术领域
本发明涉及空调控制领域，尤其涉及一种基于数据中心多联空调的控制系统及实现方法。
背景技术
当前互联网、物联网和云计算高速发展，而数据中心是信息产业发展的基础，市场需求巨大；而模块化数据中心具有高功率密度、低能耗、占地面积小、建设周期短、运营成本低等优势，已经发展成为行业的主流趋势; 同时，精密空调作为模块化数据中心的主要制冷设备，在相同的热负荷下，其控制系统的优劣可以影响到空调的功耗、监控管理、控制成本，控制精度等。
一般模块化数据中心配置若干独立控制的空调（包括直接蒸发式、冷冻水式）; 每台空调配备独立控制系统，包括制冷、加热、加湿、除湿控制，其若干独立的控制系统很难有效的匹配机房热负荷；数据中心在建设前期，设备热负荷较小，空调在没有进行统一的监控管理的时候，会造成大马拉小车的情况，空调频繁启停，造成温度上下波动大，机房空间湿度不均匀，还容易引起相互之间的竞争运行，浪费巨大的能耗，无法保证温湿度的控制精度; 独立的空调控制系统设计初衷是为了提高控制可靠性、实现制冷的冗余备份；但这种设计理念，造成了控制成本的增加，并且这种增加没有带来明显的优势；随着科技的发展,控制器的端口数量、处理能力、可靠性都在增强的情况下，集中控制方案越来越成为发展的趋势！
因此，现有技术存在缺陷，有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中独立的空调控制系统无法实现精准控制，且浪费能耗的缺陷，提供一种基于数据中心多联空调的控制系统及实现方法。
本发明的技术方案如下：
一种基于数据中心多联空调的控制系统，其中，包括：多台相互并联的空调组合形成的多联空调，主控制器、后备控制器、数据采集装置和主备切换装置；
所述主控制器与所述多联空调相连接，用于对多联空调中包含的各个空调的运行进行集中控制；
所述后备控制器与所述多联空调相连接，用于当所述主控制器控制下系统运行出现故障时，负责对多联空调中包含的各个空调的运行进行集中控制；
所述主备切换装置与主控制器和后备控制器相连接，用于当接收到主控制器下系统运行出现故障而发出的切换信号时，将对所述多联空调的运行切换成由后备控制器进行控制；
所述的数据采集装置包括主控数据采集单元和后备数据采集单元；
所述主控数据采集单元与主控制器相连接，用于单独对主控制器下运行的空调参数进行采集；所述主控制器根据所述主控数据采集单元采集到的空调参数对多联空调进行集中控制；
所述后备数据采集单元与后备控制器相连接，用于单独对后备控制器下运行的空调参数信息进行采集；所述后备控制器根据所述后备数据采集单元采集到的空调参数对多联空调进行集中控制。
所述基于数据中心多联空调的控制系统，其中，所述多联空调包含的各个空调均具有独立的电气快速接口；所述主控制器或所述后备控制器通过所述电气快速接口与各个空调建立集中控制连接。
所述基于数据中心多联空调的控制系统，其中，所述切换信号包括：所述主控制器产生故障发出的切换信号、温度持续预定时间高于预定温度的信号。
所述基于数据中心多联空调的控制系统，其中，还包括故障检测装置；
所述故障检测装置与所述主控制器、主备切换装置、后备控制器相连接，用于对主控制器是否发生故障进行检测，若发生故障则自动发送切换信号到主备切换装置，同时发送切换信号到后备控制器，激活后备控制器对所述多联空调进行运行控制。
所述基于数据中心多联空调的控制系统，其中， 所述后备控制器，还用于实时对主控制器下系统运行的温度进行检测，当检测到所述温度持续预定时间高于预定温度时，则发出切换信号。
所述基于数据中心多联空调的控制系统，其中， 所主控制器，还用于当所述多联空调处于后备控制器控制运行下时，实时对后备控制器控制下系统运行是否发生故障进行检测，当运行出现故障，则发出维修警报。
一种所述基于数据中心多联空调的控制系统的实现方法，其中，包括：
A、实时对主控制器集中控制运行下的多联空调的空调参数进行采集；
B、根据采集到的空调参数对控制系统是否发生故障进行检测；
C、若出现故障，则通过自动或者手动的方式发出切换信号，触发多联空调的控制装置由主控制器切换为后备控制器。
所述基于数据中心多联空调的控制系统的实现方法，其中，所述步骤C还包括：
C1、若出现的故障为主控制器发生故障，则故障检测装置发出切换信号到主备切换装置，触发主备切换装置将多联空调的运行控制装置切换成后备控制器，同时，故障检测装置发送切换信号到后备控制器，激活后备控制器对所述多联空调进行运行控制。
所述基于数据中心多联空调的控制系统的实现方法，其中，所述步骤C还包括：
C2、若出现的故障为控制系统温度持续预定时间高于预定温度，则后备控制器发出切换信号到主备切换装置，主备切换装置将多联空调的运行控制装置切换成后备控制器。
所述基于数据中心多联空调的控制系统的实现方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：
D、当所述多联空调处于主控制器控制运行下时，实时对后备控制器的运行是否发生故障进行检测，当运行出现故障，则发出维修警报。
有益效果：本发明所提供的一种基于数据中心多联空调的控制系统及实现方法，通过对将多个空调相互并联设置成多联空调，通过主控制器对上述多个并联的空调进行集中控制，且实时对主控制器是否发生故障进行检测，当检测到主控制器出现故障时，则发送切换信号，触发主备切换装置将切换多联空调的运行控制由后备控制器来完成，从而避免了因主控制器出现故障带来的影响，提高了可靠性和对空调的控制精度，同时降低了控制成本。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于数据中心多联空调的控制系统的结构示意图。
图2为本发明提供的一种基于数据中心多联空调的控制实现方法步骤流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于数据中心多联空调的控制系统及实现方法，以下结合附图本发明的实施例对所述方法及系统进行详细说明。
本发明提供了一种基于数据中心多联空调的控制系统，如图1所示为本发明所述系统的结构原理图，如图所述，包括：多台相互并联的空调组合形成的多联空调10，主控制器20、后备控制器30、数据采集装置和主备切换装置40。
主控制器20和后备控制器30均可以独立控制多联空调10的运行，并且主控制器20和后备控制器30均与多联空调10和主备切换装置40相连接，实现当主控制器20出现故障时，主备切换装置根据其接收到的切换信号进行多联空调10的运行控制由主控制器20切换成后备控制器30的操作。
所述主控制器20与多联空调10相连接，用于对多联空调10中包含的各个空调的运行进行集中控制。当主控制器未发生故障之前，设置使用主控制器控制多联空调运行。
所述后备控制器30与多联空调10相连接，用于当所述主控制器20出现故障时，对多联空调10包含的各个空调的运行进行集中控制。
所述主备切换装置40与主控制器20和后备控制器30相连接，用于当接收到主控制器20下系统运行出现故障而发出的切换信号时，将对所述多联空调10的运行切换成由后备控制器30进行控制。
具体的，所述数据采集装置包括主控数据采集单元60和后备数据采集单元70；所述主控数据采集单元60与主控制器20相连接，用于单独对主控制器20下运行的空调参数进行采集，所述主控制器20根据所述主控数据采集单元60采集到的空调参数对多联空调10进行集中控制。
所述后备数据采集单元70与后备控制器30相连接，用于单独对后备控制器30下运行的空调参数信息进行采集；所述后备控制器30根据所述后备数据采集单元70采集到的空调参数对多联空调10进行集中控制。
在上述具体方案的基础上，所述系统还可以进行一下改进，结合本发明提供的所述系统的具体实施例，对所述系统及其可改进点进行更加详细的说明。
在具体的实施过程中，所述多联空调包含的各个空调均具有多个独立的电气快速接口；所述主控制器或所述后备控制器通过所述电气快速接口与各个空调建立集中控制连接，从而实现对所述多个空调的运行进行集中控制。由于设计各个空调具有独立电气快速接口，每台空调的电子电气线缆通过快速接口与控制系统相连，操作方便快捷。
进一步的，所述主控制器或后备控制器自动根据所述电气快速接口的温度信号对接入控制系统的空调进行识别，并根据识别的数量自动调整控制参数，实现空调电气热插拔。
所述切换信号包括：所述主控制器产生故障发出的切换信号、温度持续预定时间高于预定温度的信号。
如图1所示，所述系统还可以包括故障检测装置50。
所述故障检测装置50与所述主控制器20、主备切换装置40、后备控制器30相连接，用于根据采集到的空调参数对主控制器20是否发生故障进行检测，若发生故障则发送切换信号到主备切换装置40，及发送切换信号到后备控制器 30，激活后备控制器30运行，触发主备切换装置40将对多联空调10的控制装置切换成后备控制器30，启动后备控制器30对所述多联空调10的运行控制。
具体的，所述故障检测装置50与主控制器20相连接，用于实时对主控制器20是否发生故障进行检测；若检测到主控制器20发生故障则传送切换信号到主备切换装置40；
具体的，所述主控制器20控制与其相连接的多联空调10的运行，故障检测装置50与主控制器20相连接，并实时对其是否发生故障进行检测，当检测到主控制器20发生故障，不能正常对多联空调10进行控制时，则故障检测装置50发出切换信号到主备切换装置40，触发主备切换装置40将对多联空调10的运行控制装置切换为后备控制器30。
所述后备控制器30，还用于实时对主控制器20下系统运行的温度进行检测，当检测到所述温度持续预定时间高于预定温度时，则发出切换信号。
可以想到的是，在实施过程中，还可以通过手动的方式触发主备切换装置40将对多联空调10的运行控制装置切换为后备控制器30。
所述主备切换装置通过电气线路实现其切换功能，切换信号激活主备切换装置进行切换操作，在具体实施例中所述主备切换装置可以由以下类型的器件构成，包括但不限于机械式、电子式、中间继电器、接触器、固态继电器、电子管等电气线路切换器件。
可以想到的是，在具体实施过程中，所述系统还包括与主控制器和主备切换装置相连接的控制信号输出单元，以及与后备控制器和主备切换装置相连的控制信号输出，从而实现主控制器或者后备控制器对多联空调的运行控制。
在上述系统的基础上，本发明还提供了一种基于数据中心多联空调的控制实现方法，如图2所示，所述方法包括以下步骤：
S1、实时对主控制器集中控制运行下的多联空调的空调参数进行采集；
S2、根据采集到的空调参数对控制系统是否发生故障进行检测；
S3、若出现故障，则通过自动或者手动的方式发出切换信号，触发多联空调的控制装置由主控制器切换为后备控制器。
其中，所述步骤S3还包括：
若出现的故障为主控制器发生故障，则故障检测装置发出切换信号到主备切换装置，触发主备切换装置将多联空调的运行控制装置切换成后备控制器，同时，故障检测装置发送切换信号到后备控制器，激活后备控制器对所述多联空调进行运行控制。
所述步骤S3还包括：若出现的故障为控制系统温度持续预定时间高于预定温度，则后备控制器发出切换信号到主备切换装置，主备切换装置将多联空调的运行控制装置切换成后备控制器。
当主控制器控制运行时，数据中心控制系统的温度参数持续预定时间高于预定温度时，尤其是主要的温度参数出现异常时，则后备控制器可以自动的发出切换信号到主备切换装置，切换到后备控制系统运行。所述预定时间可以通过人工设置也可以通过后备控制器默认设置。
所述方法还包括步骤S4、当所述多联空调处于主控制器控制运行下时，实时对后备控制器的运行是否发生故障进行检测，当运行出现故障，则发出维修警报，从而可以保证可靠的后备控制系统，提高控制系统的可靠性。
本发明所提供的一种基于数据中心多联空调的控制系统及实现方法，在数据中心使用多台空调相互并联连接成多联空调，本控制系统将对上述多个并联的空调进行集中+冗余控制，正常运行时，主控制系统负责对所有空调进行采集监控、计算处理、控制输出，并且故障检测装置会实时对主控制器下系统是否发生故障进行检测，当检测到主控制器下系统运行出现故障时，则发送切换信号，触发主备切换装置，激活后备控制系统; 切换后的所有空调的运行控制均由后备控制器来完成，从而避免了因主控制器出现故障带来的影响，提高了可靠性和对空调的控制精度，同时降低了控制成本。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于数据中心多联空调的控制系统，其特征在于，包括：多台相互并联的空调组合形成的多联空调，主控制器、后备控制器、数据采集装置和主备切换装置；
所述主控制器与所述多联空调相连接，用于对多联空调中包含的各个空调的运行进行集中控制；
所述后备控制器与所述多联空调相连接，用于当所述主控制器控制下系统运行出现故障时，负责对多联空调中包含的各个空调的运行进行集中控制；
所述主备切换装置与主控制器和后备控制器相连接，用于当接收到主控制器下系统运行出现故障而发出的切换信号时，将对所述多联空调的运行切换成由后备控制器进行控制；
所述的数据采集装置包括主控数据采集单元和后备数据采集单元；
所述主控数据采集单元与主控制器相连接，用于单独对主控制器下运行的空调参数进行采集；所述主控制器根据所述主控数据采集单元采集到的空调参数对多联空调进行集中控制；
所述后备数据采集单元与后备控制器相连接，用于单独对后备控制器下运行的空调参数信息进行采集；所述后备控制器根据所述后备数据采集单元采集到的空调参数对多联空调进行集中控制;
还包括故障检测装置；
所述故障检测装置与所述主控制器、主备切换装置、后备控制器相连接，用于对主控制器是否发生故障进行检测，若发生故障则自动发送切换信号到主备切换装置，同时发送切换信号到后备控制器，激活后备控制器对所述多联空调进行运行控制。
2.根据权利要求1所述基于数据中心多联空调的控制系统，其特征在于，所述多联空调包含的各个空调均具有独立的电气快速接口；所述主控制器或所述后备控制器通过所述电气快速接口与各个空调建立集中控制连接。
3.根据权利要求2所述基于数据中心多联空调的控制系统，其特征在于，所述切换信号包括：所述主控制器产生故障发出的切换信号、温度持续预定时间高于预定温度的信号。
4.根据权利要求3所述基于数据中心多联空调的控制系统，其特征在于， 所述后备控制器实时对主控制器下系统运行的温度进行检测，当检测到所述温度持续预定时间高于预定温度时，则发出切换信号。
5.根据权利要求1所述基于数据中心多联空调的控制系统，其特征在于， 所主控制器，还用于当所述多联空调处于后备控制器控制运行下时，实时对后备控制器控制下系统运行是否发生故障进行检测，当运行出现故障，则发出维修警报。
6.一种如权利要求1所述基于数据中心多联空调的控制系统的实现方法，其特征在于，包括：
A、实时对主控制器集中控制运行下的多联空调的空调参数进行采集；
B、根据采集到的空调参数对控制系统是否发生故障进行检测；
C、若出现故障，则通过自动或者手动的方式发出切换信号，触发多联空调的控制装置由主控制器切换为后备控制器。
7.根据权利要求6所述基于数据中心多联空调的控制系统的实现方法，其特征在于，所述步骤C还包括：
C1、若出现的故障为主控制器发生故障，则故障检测装置发出切换信号到主备切换装置，触发主备切换装置将多联空调的运行控制装置切换成后备控制器，同时，故障检测装置发送切换信号到后备控制器，激活后备控制器对所述多联空调进行运行控制。
8.根据权利要求6所述基于数据中心多联空调的控制系统的实现方法，其特征在于，所述步骤C还包括：
C2、若出现的故障为控制系统温度持续预定时间高于预定温度，则后备控制器发出切换信号到主备切换装置，主备切换装置将多联空调的运行控制装置切换成后备控制器。
9.根据权利要求6所述基于数据中心多联空调的控制系统的实现方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：
D、当所述多联空调处于主控制器控制运行下时，实时对后备控制器的运行是否发生故障进行检测，当运行出现故障，则发出维修警报。
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