CN104913467A - 数据中心机房风阀自动控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数据中心机房风阀自动控制系统和方法，将空调自动控制系统分区化，将风阀控制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、单元控制器和新风阀、回风阀，新风阀控制新风进风量，回风阀控制回风量；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新风阀和回风阀，单元控制器根据混风区温度信号控制新风阀和回风阀开启和关闭以及开度大小，以控制混风区温度在正常温度之间，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

数据中心机房风阀自动控制系统和方法

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阀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阀自动控制系统和方法，将空调自动控制系统分区化，将新风阀和回风阀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阀自动控制系统，其特征在于，包括上位机、集控器、单元控制器和新风阀、回风阀，所述新风阀控制新风进风量，所述回风阀控制回风量；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新风阀和回风阀，所述单元控制器根据混风区温度信号控制新风阀和回风阀开启和关闭以及开度大小，以控制混风区温度在正常温度之间，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阀自动控制方法，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)排风阀100％开启；

5)判断新风温度是否高于设定温度，如果是，则所有控制器上的回风阀全部关闭，所有控制器上的新风阀开启到最大；

6)依次判断是否处于混风稳定区、混风加载区、混风减载区；

7)如果是在混风加载区，开始一个一个开启每组新风阀中的一个新风阀到最小开度；当所有新风阀都开到最小开度，开始一个一个关闭每组新风阀中的一个新风阀；

8)如果是在混风减载区，所有控制器上的回风阀开到最大输出，新风阀开始周期性减少输出；

9)当混风温度低于预设温度，所有控制器上的新风阀反馈为最少输出设定时，开始一个一个关闭每组新风阀中的一个新风阀。

本发明的技术效果：

本发明提供的一种数据中心机房风机送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，把风阀控制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阀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阀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阀自动控制系统结构示意图。一种数据中心机房风阀自动控制系统，包括上位机、集控器、单元控制器和新风阀、回风阀，所述新风阀控制新风进风量，所述回风阀控制回风量；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新风阀和回风阀，所述单元控制器根据混风区温度信号控制新风阀和回风阀开启和关闭以及开度大小，以控制混风区温度在正常温度之间，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。

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。

图2是本发明的数据中心机房风阀自动控制方法流程图。一种数据中心机房风阀自动控制方法，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)排风阀100％开启；

5)判断新风温度是否高于设定温度，如果是，则所有控制器上的回风阀全部关闭，所有控制器上的新风阀开启到最大；

6)依次判断是否处于混风稳定区、混风加载区、混风减载区；

7)如果是在混风加载区，开始一个一个开启每组新风阀中的一个新风阀到最小开度；当所有新风阀都开到最小开度，开始一个一个关闭每组新风阀中的一个新风阀；

8)如果是在混风减载区，所有控制器上的回风阀开到最大输出，新风阀开始周期性减少输出；

9)当混风温度低于预设温度，所有控制器上的新风阀反馈为最少输出设定时，开始一个一个关闭每组新风阀中的一个新风阀。

当室外空气全新风的进风温度低于最低时，逐渐开启回风阀，通过调节回风阀的开度，控制高效过滤器后端的混风传感器温度在正常温度之间；当混风温度低于/达到18C时，回风风阀应该开到最大值；并同时开始关小新风阀；新风阀的关闭度在最小时(根据新风阀执行机构的最小开度确定)，如果混风温度继续下降到最低时，开始顺序关闭新风阀，每5个新风阀为一组，每次每组新风阀关闭其中的一个(确保在室外极限低温的时候，即使新风阀最小开度情况下，仍然可以继续关闭最大到80％的新风阀开度。当高效过滤器后端的混风温度升高到最高时，顺序开启新风阀，但开启的新风阀仍然处在最小开度，直到所有的新风阀全部打开后，并全部调节新风阀的开度逐渐加大；同时关小回风阀开度；当全新风的进风温度达到最高时，关闭全部的回风阀；同时新风的风阀开启到最大值。

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阀自动控制系统，其特征在于，包括上位机、集控器、单元控制器和新风阀、回风阀，所述新风阀控制新风进风量，所述回风阀控制回风量；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新风阀和回风阀，所述单元控制器根据混风区温度信号控制新风阀和回风阀开启和关闭以及开度大小，以控制混风区温度在正常温度之间，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阀自动控制方法，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)排风阀100％开启；

5)判断新风温度是否高于设定温度，如果是，则所有控制器上的回风阀全部关闭，所有控制器上的新风阀开启到最大；

6)依次判断是否处于混风稳定区、混风加载区、混风减载区；

7)如果是在混风加载区，开始一个一个开启每组新风阀中的一个新风阀到最小开度；当所有新风阀都开到最小开度，开始一个一个关闭每组新风阀中的一个新风阀；

8)如果是在混风减载区，所有控制器上的回风阀开到最大输出，新风阀开始周期性减少输出；

9)当混风温度低于预设温度，所有控制器上的新风阀反馈为最少输出设定时，开始一个一个关闭每组新风阀中的一个新风阀。