CN110007734A - 一种高性能集中式加固服务器液冷系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种高性能集中式加固服务器液冷系统，包括与单片机控制板相连的显示及手动控制面板、温度传感器、静音换热风扇和小型静音水泵；与服务器接触的冷板通过小型板翅式换热器散热，外部通过静音换热风扇和水箱物理散热，所述水箱通过小型静音水泵对冷板进行回流冷却；所述单片机控制板利用PID算法实现：根据温度传感器的反馈数据实现对冷板进行风冷和水冷的静音散热。本发明通过读取温度传感器的数据来获取冷板温度，并通过PID算法智能调节静音水泵以及静音换热风扇的转速，实现在不同负载情况下对散热能力的智能调节，并且可以手动开启强冷模式或设定温度值，达到散热效率与散热系统能耗之间的平衡，以防止散热系统故障导致的过热损坏。

Description

一种高性能集中式加固服务器液冷系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种高性能集中式加固服务器液冷系统及控制方法，属于计算机液冷控制系统的技术领域。
背景技术
集中式加固服务器作为雷达等领域实现高性能计算的核心设备，对于提高雷达系统的数字化、智能化以及灵活性起着非常重要的作用，而高性能计算平台发热量较大，因此集中式服务器对于整机的散热能力有着较高的要求。
当前的高性能集中式加固服务器散热方面还存在以下问题：多数高性能集中式加固服务器主要依靠风冷散热，高负载下散热效率不够高。液冷散热系统用于高性能集中式加固服务器存在能耗较高、噪声较大的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开一种高性能集中式加固服务器液冷系统及控制方法。
本发明的技术方案如下：
一种高性能集中式加固服务器液冷系统，包括与单片机控制板相连的显示及手动控制面板、温度传感器、静音换热风扇和小型静音水泵；
与服务器接触的冷板通过小型板翅式换热器散热，外部通过静音换热风扇和水箱物理散热，所述水箱通过小型静音水泵对冷板进行回流冷却；
所述单片机控制板利用PID算法实现：根据温度传感器的反馈数据实现对冷板进行风冷和水冷的静音散热。
根据本发明优选的，所述温度传感器通过采集冷板的液冷管道的温度，进而实现A/D转换后作为采集数据输入所述单片机控制板，经PID算法处理后，再经DA转换后用于控制静音换热风扇、水箱、小型静音水泵实现循环散热。
根据本发明优选的，对温度传感器的采集数据还经过运放LM358P放大后传输至单片机控制板的ADC进行模数转换。
上述系统的控制方法，包括如下步骤：
1)单片机控制板获取温度的预设值和采样值，经增量式PID算法计算最近三次的偏差值；此设计在于，通过较少的计算量即可获得稳定的控制效果；
2)单片机控制板输出的数字量通过DA转换，以PWM方式控制静音风扇以及小型静音水泵电机转速，使温度稳定在预设值；
3)当采样值与预设值的偏差超过一定值并持续固定时间后，则判断执行部分或反馈部分出现故障，或是环境温度过高，超过系统散热能力，并触发报警，防止服务器过热损坏；
4)当通过显示及手动控制面板触发手动强冷时，所述单片机控制板同时启动静音风扇以及小型静音水泵电机保持最高转速运行固定时间。
本发明的技术优势
本发明采用stm32f103单片机作为控制器，通过读取温度传感器的数据来获取冷板温度，并通过PID算法智能调节静音水泵以及静音换热风扇的转速，实现在不同负载情况下对散热能力的智能调节，并且可以通过显示及控制面板显示此时的冷板的实时温度以及手动开启强冷模式或设定温度值，达到散热效率与散热系统能耗之间的平衡，此外还具有故障报警功能，以防止散热系统故障导致的过热损坏。
附图说明
图1是本发明散热系统架构图；
图2是本发明PID调节算法控制示意图；
图3是本发明PID调节算法流程图；
图4是本发明中温度采集电路示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。
如图1-4所示。
实施例、
一种高性能集中式加固服务器液冷系统，包括与单片机控制板相连的显示及手动控制面板、温度传感器、静音换热风扇和小型静音水泵；
与服务器接触的冷板通过小型板翅式换热器散热，外部通过静音换热风扇和水箱物理散热，所述水箱通过小型静音水泵对冷板进行回流冷却；
所述单片机控制板利用PID算法实现：根据温度传感器的反馈数据实现对冷板进行风冷和水冷的静音散热。
所述温度传感器通过采集冷板的液冷管道的温度，进而实现A/D转换后作为采集数据输入所述单片机控制板，经PID算法处理后，再经DA转换后用于控制静音换热风扇、水箱、小型静音水泵实现循环散热。
对温度传感器的采集数据还经过运放LM358P放大后传输至单片机控制板的ADC进行模数转换。
应用例、
如实施例所述系统的控制方法，包括如下步骤：
1)单片机控制板获取温度的预设值和采样值，经增量式PID算法计算最近三次的偏差值；此设计在于，通过较少的计算量即可获得稳定的控制效果；
2)单片机控制板输出的数字量通过DA转换，以PWM方式控制静音风扇以及小型静音水泵电机转速，使温度稳定在预设值；
3)当采样值与预设值的偏差超过一定值并持续固定时间后，则判断执行部分或反馈部分出现故障，或是环境温度过高，超过系统散热能力，并触发报警，防止服务器过热损坏；
4)当通过显示及手动控制面板触发手动强冷时，所述单片机控制板同时启动静音风扇以及小型静音水泵电机保持最高转速运行固定时间。

Claims (4)

1.一种高性能集中式加固服务器液冷系统，其特征在于，该系统包括与单片机控制板相连的显示及手动控制面板、温度传感器、静音换热风扇和小型静音水泵；
与服务器接触的冷板通过小型板翅式换热器散热，外部通过静音换热风扇和水箱物理散热，所述水箱通过小型静音水泵对冷板进行回流冷却；
所述单片机控制板利用PID算法实现：根据温度传感器的反馈数据实现对冷板进行风冷和水冷的静音散热。
2.根据权利要求1所述的一种高性能集中式加固服务器液冷系统，其特征在于，所述温度传感器通过采集冷板的液冷管道的温度，进而实现A/D转换后作为采集数据输入所述单片机控制板，经PID算法处理后，再经DA转换后用于控制静音换热风扇、水箱、小型静音水泵实现循环散热。
3.根据权利要求1所述的一种高性能集中式加固服务器液冷系统，其特征在于，对温度传感器的采集数据还经过运放LM358P放大后传输至单片机控制板的ADC进行模数转换。
4.如权利要求1所述系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)单片机控制板获取温度的预设值和采样值，经增量式PID算法计算最近三次的偏差值；
2)单片机控制板输出的数字量通过DA转换，以PWM方式控制静音风扇以及小型静音水泵电机转速，使温度稳定在预设值；
3)当采样值与预设值的偏差超过一定值并持续固定时间后，则判断执行部分或反馈部分出现故障，或是环境温度过高，超过系统散热能力，并触发报警，防止服务器过热损坏；
4)当通过显示及手动控制面板触发手动强冷时，所述单片机控制板同时启动静音风扇以及小型静音水泵电机保持最高转速运行固定时间。
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