CN104913433A - 数据中心机房风机排风自动控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数据中心机房风机排风自动控制系统和方法,将空调自动控制系统分区化,将风机排风作为一个子管理系统独立控制,减少控制器数量,降低建设和维护成本。本发明的系统包括上位机、集控器、单元控制器以及与风机连接的风机变频器、排风阀执行器和旁通阀执行器,上位机连接集控器,集控器连接单元控制器,单元控制器分别连接风机变频器、排风阀执行器和旁通阀执行器,单元控制器根据压差信号,通过风机变频器控制调节风机功率的大小,通过排风阀执行器控制排风阀的开度大小,通过旁通阀执行器控制旁通阀的开度大小,以控制风机的排风量,集控器将控制信号发送给单元控制器,并将反馈信号反馈给上位机。
Description
技术领域
本发明涉及数据中心建设技术领域,特别是涉及一种数据中心机房风机排风自动控制系统和方法。
背景技术
当前数据中心作为新兴的数据增值业务发展迅速。数据中心(data center),或称为服务器场(server farm),指用于安置计算机系统及相关部件的设施。数据中心基础设施的建设,很重要的环节是计算机机房的建设,一般它还包含环境控制设备(例如空调、灭火器)和安全设备。一个数据中心占用一幢大楼的一个房间、一层或多层,甚至整幢大楼。大部分的设备常常放在具有隔层的机架中。这些机架成排放置,形成一个走廊。这允许人们从前面或后面访问隔层。服务器从1U的服务器到独立筒仓的存储设备在尺寸上有很大的不同,一些设备,像大型计算机和存储设备常常像他们的机架那么大。随着数据中心的规模越来越大,对数据中心机房的物理环境的要求更是越来越高,与其相配套的设备也相对增多。机房的环境设备(供配电、UPS、空调等等)必须时刻为计算机系统提供正常的运行环境,一旦出现故障,就会影响计算机系统的安全运行,严重时会造成机房内设备损坏,甚至网络系统瘫痪,后果不堪设想。因此,为保证计算机系统安全可靠的工作,对机房环境的自动监控是极其重要的,机房环境的自控系统也应运而生。
发明内容
本发明提供一种数据中心机房风机排风自动控制系统和方法,将空调自动控制系统分区化,将风机排风作为一个子管理系统独立控制,减少控制器数量,降低建设和维护成本。
本发明的技术方案是:
一种数据中心机房风机排风自动控制系统,其特征在于,包括上位机、集控器、单元控制器以及与风机连接的风机变频器、排风阀执行器和旁通阀执行器,所述上位机连接集控器,集控器连接单元控制器,单元控制器分别连接风机变频器、排风阀执行器和旁通阀执行器,所述单元控制器根据压差信号,通过风机变频器控制调节风机功率的大小,通过排风阀执行器控制排风阀的开度大小,通过旁通阀执行器控制旁通阀的开度大小,以控制风机的排风量,所述集控器将控制信号发送给单元控制器,并将反馈信号反馈给上位机。
一种数据中心机房风机排风自动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)控制器上电,判断集控器按键是否是开机状态;
2)每组新风阀根据设定,开机时是否需要开启到最小输出,判断新风阀是否执行到位;
3)每组回风阀根据设定,开机时是否需要开启到最小输出,判断回风阀是否执行到位;
4)每组排风阀根据运行反馈,判断排风阀是否执行到位;
5)所有控制器上的送风机逐个开启,并以最小速度运行;
6)依次判断是否处于微压差稳定区、微压差加载区、微压差减载区;
7)如果是微压差稳定区,排风机根据算法自动调节运行速度;
8)如果是微压差加载区,所有控制器上的排风机开始周期性的增加输出,直到最大输出限制;
9)如果是微压差减载区,所有控制器上的送风机开始周期性的减少输出,直到最小输出限制;
10)如果不是在微压差减载区,旁通阀100%开启。
本发明的技术效果:
本发明提供的一种数据中心机房风机排风自动控制系统和方法,具有以下技术效果:
1.节约成本:相比以往的机房自控系统,现有设计减少了控制器数量,降低了成本。
2.便于管理:通过把空调自控系统区域分区化,把风机排风系统看做一个子管理系统,当故障发生时,可以直接准确到事故发生区,准确的找出报警点,使运维人员能及时到达事发现场,更加方便运维。
3.便于维护:系统设有全手动模式,方便设备调试及检修,在该模式下,通过PID仪表及人机界面可以任意控制、测试系统的各个部件运行状态及性能,包括流量调节阀的测试,变频器及风机的测试、各种传感器的测试,大大降低了维护人员的劳动强度和检修时间。
附图说明
图1是本发明的数据中心机房风机排风自动控制系统结构示意图。
图2是本发明的数据中心机房风机排风自动控制方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
如图1所示,是本发明的数据中心机房风机排风自动控制系统结构示意图。一种数据中心机房风机排风自动控制系统,包括上位机、集控器、单元控制器以及与风机连接的风机变频器、排风阀执行器和旁通阀执行器,上位机连接集控器,集控器连接单元控制器,单元控制器分别连接风机变频器、排风阀执行器和旁通阀执行器,单元控制器根据压差信号,通过风机变频器控制调节风机功率的大小,通过排风阀执行器控制排风阀的开度大小,通过旁通阀执行器控制旁通阀的开度大小,以控制风机的排风量,集控器将控制信号发送给单元控制器,并将反馈信号反馈给上位机。
本发明的设计思路是:人的身体是由各种器官组成的,而每一个器官又是由独立的细胞组成的。人体的器官可以分成三种类型:第一种类型的器官负责感知,比如眼睛,耳朵,鼻子,舌头,皮肤等,这些器官实时的接收着人体外部的信息,并第一时间反馈给大脑,人的大脑会分析这些信息,根据判断结果去安排执行器官行动;第二种器官即使外部执行器官,比如手臂,双腿等,根据大脑或小脑的指令准确无误的执行动作;第三种器官是支持器官,比如心脏,肺,肝脏,胰脏,肾脏等,这些器官的工作通常无需要大脑有意识的给出指令,他们会根据自己的感知,按照人体的需要自动工作,比如,当血液里的二氧化碳的浓度升高后,你的心脏就会加速跳动,提高血液的流量,同时,你的肺会增大呼吸的频率和深度,以增加氧气的交换量;无论你是劳动,还是爬山,还是跑步,只要你有细胞的新陈代谢加快,随着血液的二氧化碳浓度的升高,你的心肺工作就会增加,即使你没有做剧烈的运动,只是血液的氧气含量少了,比如你到了高海拔地区,空气稀薄了,血液的单位载氧量有所减少,即使你没有剧烈运动,你的心肺也会自动的增加工作量;你通常是感觉不到这些器官的存在的。当你有感觉的时候,往往是它出了问题,向你的神经中枢反馈,让你知道它出了问题。
数据中心项目,空调部分是最有挑战的系统,我们将他设计成为一个像人体的支持器官一样的工作。在使用全新风自然冷却的数据中心里,数据中心的进风温度、出风温度,是空调系统的运行主线,所有的功能子系统都是围绕着这条主线展开工作的。我们将通风空调系统分解成不同子系统,每个子系统就如同一个独立的器官一样,拥有自己的运行控制系统,这些子系统根据自己的传感器反馈回来的数据,实时的调整自己所负责的功能段的工作状态,去控制他所负责功能段的送风、排风、温度、相对湿度,这种工作状态的调整并没有(或不需要)中央控制系统参与,中央控制系统可以实时的监控每一个不能功能段子系统的工作状态,在子系统功能段正常工作时,中央控制系统不会发出任何的干预工作指令。
如图2所示,是本发明的数据中心机房风机排风自动控制方法流程图。
一种数据中心机房风机排风自动控制方法,包括以下步骤:
1)控制器上电,判断集控器按键是否是开机状态;
2)每组新风阀根据设定,开机时是否需要开启到最小输出,判断新风阀是否执行到位;
3)每组回风阀根据设定,开机时是否需要开启到最小输出,判断回风阀是否执行到位;
4)每组排风阀根据运行反馈,判断排风阀是否执行到位;
5)所有控制器上的送风机逐个开启,并以最小速度运行;
6)依次判断是否处于微压差稳定区、微压差加载区、微压差减载区;
7)如果是微压差稳定区,排风机根据算法自动调节运行速度;
8)如果是微压差加载区,所有控制器上的排风机开始周期性的增加输出,直到最大输出限制;
9)如果是微压差减载区,所有控制器上的送风机开始周期性的减少输出,直到最小输出限制;
10)如果不是在微压差减载区,旁通阀100%开启。
排风系统的最大排风量应满足送风系统最大送风量95%的需要,且在最大排风量时,排风机组应工作在不超过80%的负荷状态下;排风系统无需要设计额外的冗余风机,且风机即使在最大送风量时,功耗会有所抑制;当有风机故障或者更换时,整个排风系统风机可以适当的再提高工作负荷,确保在最大需求风量时,满足风量需求。
排风系统的控制也是由热风通道的温度传感器来完成;当热风通道的温度达到最高温度时,排风系统应工作最大排风量状态下,即达到80%的工作负荷;机房模块内应设置多个微压差传感器,实时的监控机房的冷风通道内的静压,应略高于室外静压(20Pa,数值可调整),当微压差小于最低值时,排风机开始调速运行,并控制微压差维持在正常压力值之间,
排风机最小工作负荷控制在30%,当最小负荷时,微压差仍然小于最低值时,将逐次关闭排风风机;当热风通道的出风温度低于最低温度时,排风风机全部停止工作;此时排风工作完全由热压完成;当热风通道的出风温度回到正常温度区间时,排风机从新开启工作,并直接进入到调速运行状态,调速规则同前。
在此指明,以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造,但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施,均落入本发明创造的保护范围。
Claims (2)
1.一种数据中心机房风机排风自动控制系统,其特征在于,包括上位机、集控器、单元控制器以及与风机连接的风机变频器、排风阀执行器和旁通阀执行器,所述上位机连接集控器,集控器连接单元控制器,单元控制器分别连接风机变频器、排风阀执行器和旁通阀执行器,所述单元控制器根据压差信号,通过风机变频器控制调节风机功率的大小,通过排风阀执行器控制排风阀的开度大小,通过旁通阀执行器控制旁通阀的开度大小,以控制风机的排风量,所述集控器将控制信号发送给单元控制器,并将反馈信号反馈给上位机。
2.一种数据中心机房风机排风自动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)控制器上电,判断集控器按键是否是开机状态;
2)每组新风阀根据设定,开机时是否需要开启到最小输出,判断新风阀是否执行到位;
3)每组回风阀根据设定,开机时是否需要开启到最小输出,判断回风阀是否执行到位;
4)每组排风阀根据运行反馈,判断排风阀是否执行到位;
5)所有控制器上的送风机逐个开启,并以最小速度运行;
6)依次判断是否处于微压差稳定区、微压差加载区、微压差减载区;
7)如果是微压差稳定区,排风机根据算法自动调节运行速度;
8)如果是微压差加载区,所有控制器上的排风机开始周期性的增加输出,直到最大输出限制;
9)如果是微压差减载区,所有控制器上的送风机开始周期性的减少输出,直到最小输出限制;
10)如果不是在微压差减载区,旁通阀100%开启。
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CN108253586A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-07-06 | 南京鼎擎科技有限责任公司 | 一种计算机机房环境检测系统 |
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