CN113685977A - 多地机房空调集中控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多地机房空调集中控制系统及其控制方法，属于集散分布式控制系统技术领域。包括：主机，主机通过通讯总线与机房A……机房N内各个组态网关连接，每个机房内包括组态网关，组态网关通过通讯总线与信号采集模块连接，信号采集模块输入侧通过现场信号线与UPS电源和现场传感器连接，信号采集模块输出侧通过现场信号线与空调开关连接。本申请采用通讯总线协议将不同地区机房内的数据进行采集、处理和传输，最终可视化显示在主机上。在主机上不仅能实现对各地点各数据的实时监控，还能根据实际情况进行画面组态，设置报警阈值，在很大的程度上提升了能源的管控水平，同时对于节能减排、杜绝危险隐患具有重大意义。

Description

多地机房空调集中控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种多地机房空调集中控制系统及其控制方法，属于集散分布式控制系统技术领域。

背景技术

按照《国家电网公司信息机房设计及建设规范》，A级和B级机房主机开机时主机房温度要求为23℃±1℃，C级机房主机开机时主机房温度要求为20℃~26℃，D级机房主机开机时主机房温度要求为18℃~28℃，停机时主机房温度都为5~35℃。对于湿度同样有相应的规定。

作为国家电网地市供电公司、县供电公司及其他单位，信息机房的供电、温度、湿度对机房的正常运转起着极其重要的作用，信息机房一旦出现问题，不仅会影响电力的安全供应，给居民、企业用电造成损失，还有可能出现安全事故。

目前机房供电基本上都采用UPS稳压电源，同时采用空调制冷，有效的保证了机房内供电电压的稳定性以及《国家电网公司信息机房设计及建设规范》中对机房环境的温度和湿度的要求，但是在实际运用中，机房不可能一直专人值守，这就会出现当UPS供电电压异常或者机房空调控温效果不理想等情况时，不能及时发现问题，甚至等到机房出现问题才会发现。 同时现有的控制方式也不直观，不能及时发现和处理问题，尤其对于现有将近20个不在同一地点的机房，其监测和控制尤其不理想，对隐患的发现及问题的处理存在严重的滞后性。而且对于实际环境较低的情况时，空调一直处于打开状态也存在极大的能源浪费。

因此，亟需出现一种能解决上述技术问题的多地机房空调集中控制系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种现场重要信号的监测手段和一种可视化系统，实现各地机房的电压、电流、温度、湿度、风量等的实施集中监控，同时根据各地机房实际温度自动完成各处机房空调的启停控制。

多地机房空调集中控制系统，其特殊之处在于包括：主机，主机通过通讯总线与机房A……机房N内各个组态网关连接，每个机房内包括组态网关，组态网关通过通讯总线与信号采集模块连接，信号采集模块输入侧通过现场信号线与UPS电源和现场传感器连接，信号采集模块输出侧通过现场信号线与空调开关连接。

优选的，所述现场传感器包括机房内温度传感器、湿度传感器、空调出口风量传感器；

优选的，所述信号采集模块包括用于采集温度传感器温度信息的温度采集子模块、用于采集湿度传感器信息的湿度采集子模块、用于采集空调出口风量传感器信息的空调控制采集子模块；

优选的，所述每个机房内组态网关8与上位机通讯为modbus TCP协议通讯，与信号采集模块采用modbus RTU通讯；

优选的，所述UPS电源为支持modbus RTU通讯协议类型的UPS稳压电源；

优选的，所述组态网关具有短信报警功能；

优选的，所述信号采集模块至少含有5个模拟量输入点，至少含有1个开关量输出点；

优选的，所述各组态网关与主机分别一对一并行连接；

优选的，所述信号采集模块支持modbus RTU通讯协议。

多地机房空调集中控制系统的控制方法，其特殊之处在于包括以下步骤：

1、在一个机房内，现场传感器采集到现场温度、湿度、空调出口风量信号，通过现场信号线将信号接入信号采集模块的温度采集子模块、湿度采集子模块、空调控制子模块；

2、信号采集模块采集到温度、湿度、空调出口风量信号后，通过通讯总线以modbusRTU协议传输到组态网关，并以modbus TCP协议的方式将各类信号传输给主机进行可视化显示；

所述组态网关通过其组态软件进行组态，设置为需要的组态画面；

3、对于多个地点的多个机房，各个机房中设备组态网关通过通讯总线以modbusTCP协议的方式并入总网，所有不同地区机房内传感器接收到的各类信号统一在主机上面进行可视化显示；

4、当机房温度值高限超过设定阈值，主机报警高温，同时将高温报警信息发送给短信接收人或者微信接收人，然后通过通讯总线，将打开空调的命令传递给信号采集模块执行动作，空调随即开启；当机房温度值低限超过设定阈值，主机报警低温，同时将低温报警信息发送给短信接收人或者微信接收人，然后通过通讯总线，将关闭空调的命令传递给信号采集模块执动作，空调随即关闭，由此实现机房空调的自动化控制。

所述温度信号通过温度采集子模块采集，具体过程：温度传感器采集到机房实时温度后，以485通信传输方式传送至信号采集模块的温度采集子模块，温度采集子模块根据实时温度情况在上传实时数据的同时再根据自身逻辑，判定是否存在问题并进行的联动运算处理，是否做出开启空调或关闭空调操作；

所述湿度信号通过湿度采集子模块采集，具体过程：湿度传感器实时采集现场环境湿度，将采集到的湿度信号传送至信号采集模块的湿度采集子模块，湿度采集子模块将数据手机上传至主机，湿度采集子模块对实时数据进行分析运算，根据实时湿度数据，运算并做出进一步处理，决定是否开启现场的除湿器、空调设备。

所述空调控制子模块：空调控制子模块根据现场实时环境温度情况开启或关闭空调。

本发明在每个机房配置一信号采集模块和一组态网关，将每个机房现场UPS电源的电压、电流通过modbus通讯送信号采集模块，同时对机房温度、湿度、风量信号进行采集的信号接入信号采集模块，然后信号采集模块所采集到的所有信息以modbusTCP通讯的方式送入组态网关，通过组态软件对各个信号进行组态，实时显示在可视化系统界面上，从而实现对供电所通信机房环境的实时监控、实现对供电所通信机房空调的远程遥控、实现空调来电远程重启功能，大大提升设备管理水平，提高传输设备运行可靠率，提高工作效率，降低开支。本发明能实现全天24小时推送告警信息至运维人员手机客户端，运维人员及时掌握告警信息，及时检修，不但可以保护蓄电池，而且将故障消灭在萌芽中，同时大大减轻工作人员劳动强度，具有很好的应用前景。

附图说明

图1：本发明多地机房空调集中控制系统的流程图。

图中：1、主机，2、通讯总线，3、机房A，4、机房N，5、现场传感器，6、UPS电源，7、信号采集模块，8、组态网关，9、现场信号线，10、空调开关。

具体实施方式

以下参考附图给出本发明的具体实施方式，用来对本发明做进一步的说明。

实施例1

本实施例的一种多地机房空调集中控制系统，参考附图1，包括：主机1，主机1通过通讯总线2与机房A3……机房N4内各个组态网关8连接，每个机房内包括组态网关8，组态网关8通过通讯总线与信号采集模块7连接，信号采集模块7输入侧通过现场信号线9与UPS电源6和现场传感器5连接，UPS电源6为支持modbus通讯的UPS稳压电源， UPS电源6的实时电压和实时电流以modbus通讯的方式接入信号采集模块7。信号采集模块7输出侧通过现场信号线9与空调开关10连接。现场传感器5采集到现场信号，通过现场信号线9将信号接入信号采集模块7，现场传感器5主要包括机房内温度传感器、湿度传感器、空调出口风量传感器，信号采集模块7采集到现场传感器信号后，通过通讯总线2以modbus RTU协议传输到组态网关8，所述组态网关8通过其组态软件进行组态，设置为需要的组态画面，并以modbus TCP协议的方式将各类信号传输给主机1进行可视化显示。空调设定温度为固定值。各个地区机房内设备组态网关之间、组态网关与主机之间采用内部modbus TCP协议通讯，保证了系统独立性。

在主机1的可视化界面上，为经过设备组态网关8组态后的界面，包括各个采集信号的实时监控值及空调开关状态以及各类信号历史曲线、设定报警值等，当其中某个监控值达到所设定的阈值后，通过组态软件组态设置，可以进行短信或者微信报警，与此同时，在主机1上报警并同时进行报警后的操作。

其中，信号采集模块7包括用于采集温度传感器温度信息的温度采集子模块、用于采集湿度传感器信息的湿度采集子模块、用于采集空调出口风量传感器信息的空调控制采集子模块。

每个机房内组态网关8与上位机通讯为modbus TCP协议通讯，与信号采集模块7采用modbus RTU通讯，UPS电源为支持modbus RTU通讯协议类型的UPS稳压电源；组态网关8具有短信报警功能；信号采集模块7至少含有5个模拟量输入点，至少含有1个开关量输出点；各组态网关8与主机1分别一对一并行连接；信号采集模块7支持modbus RTU通讯协议。

当机房温度值高限超过设定阈值，主机1报警高温，同时将高温报警信息发送给短信接收人或者微信接收人，然后通过通讯总线2，将打开空调的命令传递给信号采集模块7执行动作，空调10随即开启；当机房温度值低限超过设定阈值，主机1报警低温，同时将低温报警信息发送给短信接收人或者微信接收人，然后通过通讯总线2，将关闭空调的命令传递给信号采集模块7执动作，空调10随即关闭，由此实现机房空调的自动化控制。

实施例2

本实施例的一种多地机房空调集中控制系统的控制方法，参考附图1，包括以下步骤：

1）、在一个机房内，现场传感器5采集到现场温度、湿度、空调出口风量信号，通过现场信号线9将信号接入信号采集模块7的温度采集子模块、湿度采集子模块、空调控制子模块；

2）、信号采集模块7采集到温度、湿度、空调出口风量信号后，通过通讯总线2以modbus RTU协议传输到组态网关8，并以modbus TCP协议的方式将各类信号传输给主机1进行可视化显示，组态网关8通过其组态软件进行组态，设置为需要的组态画面；

3）、对于多个地点的多个机房，各个机房中设备组态网关8通过通讯总线2以modbus TCP协议的方式并入总网，所有不同地区机房内传感器接收到的各类信号统一在主机1上面进行可视化显示；

温度信号通过温度采集子模块采集，具体过程：温度传感器采集到机房实时温度后，以485通信传输方式传送至信号采集模块7的温度采集子模块，温度采集子模块根据实时温度情况在上传实时数据的同时再根据自身逻辑，判定是否存在问题并进行的联动运算处理，是否做出开启空调或关闭空调操作；湿度信号通过湿度采集子模块采集，具体过程：湿度传感器实时采集现场环境湿度，将采集到的湿度信号传送至信号采集模块7的湿度采集子模块，湿度采集子模块将数据手机上传至主机1，湿度采集子模块对实时数据进行分析运算，根据实时湿度数据，运算并做出进一步处理，决定是否开启现场的除湿器、空调设备。空调控制子模块：空调控制子模块根据现场实时环境温度情况开启或关闭空调。

4）、当机房温度值高限超过设定阈值，主机1报警高温，同时将高温报警信息发送给短信接收人或者微信接收人，然后通过通讯总线2，将打开空调的命令传递给信号采集模块7执行动作，空调10随即开启；当机房温度值低限超过设定阈值，主机1报警低温，同时将低温报警信息发送给短信接收人或者微信接收人，然后通过通讯总线2，将关闭空调的命令传递给信号采集模块7执动作，空调10随即关闭，由此实现机房空调的自动化控制。

本发明能实现全天24小时推送告警信息至运维人员手机客户端，运维人员及时掌握告警信息，及时检修，不但可以保护蓄电池，而且将故障消灭在萌芽中。减轻工作人员劳动强度，工作人员不必7*24小时值班。3、打破了品牌瓶颈制约，此装置可安装于不同厂家、不同品牌、不同型号的通信电源上。

推广前景：国家电网系统县级供电企业目前普遍存在信通运检人员不足，运维力量薄弱等问题，无法实现7*24小时值班，但是通信网络的安全稳定运行对设备的要求很高，通信电源作为通信设备的能量站，更及其重要，在此背景下，亟需对设备的管理实现智能化监控，适用于县级供电企业办公场所的通信电源或UPS电源及供电所机房，可以在县级供电企业部分推广，运行一段时间，在运行中不断发现问题，改进和完善，最终做到全面推广。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.多地机房空调集中控制系统，其特征在于包括：主机，主机通过通讯总线与机房A……机房N内各个组态网关连接，每个机房内包括组态网关，组态网关通过通讯总线与信号采集模块连接，信号采集模块输入侧通过现场信号线与UPS电源和现场传感器连接，信号采集模块输出侧通过现场信号线与空调开关连接。

2.按照权利要求1所述的多地机房空调集中控制系统，其特征在于所述现场传感器包括机房内温度传感器、湿度传感器、空调出口风量传感器。

3.按照权利要求2所述的多地机房空调集中控制系统，其特征在于所述信号采集模块包括用于采集温度传感器温度信息的温度采集子模块、用于采集湿度传感器信息的湿度采集子模块、用于采集空调出口风量传感器信息的空调控制采集子模块。

4.按照权利要求1所述的多地机房空调集中控制系统，其特征在于所述每个机房内组态网关与上位机通讯为modbus TCP协议通讯，与信号采集模块采用modbus RTU通讯。

5.按照权利要求1所述的多地机房空调集中控制系统，其特征在于所述UPS电源为支持modbus RTU通讯协议类型的UPS稳压电源；所述组态网关具有短信报警功能。

6.按照权利要求1所述的多地机房空调集中控制系统，其特征在于所述信号采集模块至少含有5个模拟量输入点，至少含有1个开关量输出点。

7.按照权利要求1所述的多地机房空调集中控制系统，其特征在于所述各组态网关与主机分别一对一并行连接；所述信号采集模块支持modbus RTU通讯协议。

8.按照权利要求1-7任一权利要求所述的多地机房空调集中控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1）、在一个机房内，现场传感器采集到现场温度、湿度、空调出口风量信号，通过现场信号线将信号接入信号采集模块的温度采集子模块、湿度采集子模块、空调控制子模块；

2）、信号采集模块采集到温度、湿度、空调出口风量信号后，通过通讯总线以modbusRTU协议传输到组态网关，并以modbus TCP协议的方式将各类信号传输给主机进行可视化显示；

3）、对于多个地点的多个机房，各个机房中设备组态网关通过通讯总线以modbus TCP协议的方式并入总网，所有不同地区机房内传感器接收到的各类信号统一在主机上面进行可视化显示；

4）、当机房温度值高限超过设定阈值，主机报警高温，同时将高温报警信息发送给短信接收人或者微信接收人，然后通过通讯总线，将打开空调的命令传递给信号采集模块执行动作，空调随即开启；当机房温度值低限超过设定阈值，主机报警低温，同时将低温报警信息发送给短信接收人或者微信接收人，然后通过通讯总线，将关闭空调的命令传递给信号采集模块执动作，空调随即关闭，由此实现机房空调的自动化控制。

9.按照权利要求8所述的多地机房空调集中控制系统的控制方法，其特征在于所述组态网关通过其组态软件进行组态，设置为需要的组态画面。

10.按照权利要8所述的多地机房空调集中控制系统的控制方法，其特征在于

所述温度信号通过温度采集子模块采集，具体过程：温度传感器采集到机房实时温度后，以485通信传输方式传送至信号采集模块的温度采集子模块，温度采集子模块根据实时温度情况在上传实时数据的同时再根据自身逻辑，判定是否存在问题并进行的联动运算处理，是否做出开启空调或关闭空调操作；

所述湿度信号通过湿度采集子模块采集，具体过程：湿度传感器实时采集现场环境湿度，将采集到的湿度信号传送至信号采集模块的湿度采集子模块，湿度采集子模块将数据手机上传至主机，湿度采集子模块对实时数据进行分析运算，根据实时湿度数据，运算并做出进一步处理，决定是否开启现场的除湿器、空调设备；

所述空调控制子模块：空调控制子模块根据现场实时环境温度情况开启或关闭空调。

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