CN208384368U - 大型数据中心发电机组动态冗余控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了大型数据中心发电机组动态冗余控制系统，包括若干组并联的单机系统，每个单机系统包括一个发电机，发电机电连接中置柜，同时电连接一个主控制器和一个备用控制器，各控制器和各备用控制器共同连接有一个集中监控柜；集中监控柜包括显示屏、交换机和PLC，交换机与各控制器和各备用控制器电连接，显示屏和交换机均与PLC电连接，集中监控柜中还设有扬声器，扬声器电连接有语音模块。本实用新型主控制器出现故障时，冗余控制器自动无缝接管机组，保证了大型数据中心发电机组多机并联系统的可靠性、稳定性和安全性；通过语音电路进行语音输出，便于快速反应，即时处理和排除制器故障，提高系统的可靠性。

Description

大型数据中心发电机组动态冗余控制系统

技术领域

本实用新型涉及发电机组控制系统领域，具体涉及一种大型数据中心发电机组动态冗余控制系统。

背景技术

普通数据中心的发电机组电源为多机并联系统，当某一台发生故障时，就会自动停机退出并联系统，整个系统对外供电能力就会下降，影响整个系统的可靠性和安全性。单机系统的控制原理就是单一式控制系统，系统中的控制器、软件功能、附属设备等都是单一的，没有冗余备份；系统在控制器或者某一个设备发生故障时，会导致单台控制系统失效，机组自动停机退出并联系统，系统在某台设备退出系统后，降低了系统对外供电能力，影响了整体系统的实际使用。控制系统稳定性直接关系到机组运行的工作效率及安全性；不仅如此，现有的控制系统中，都会配备语音功能，来给现场的工作人员进行语音提示，但是由于现有的语音电路，内部集成电路的工作电压一般都是±15V，而当现场电压发生波动的情况下，就容易出现击穿集成电路的情况，这样就降低了系统的可靠性。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述的不足，提供一种可靠性、稳定性和安全性高的大型数据中心发电机组动态冗余控制系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

大型数据中心发电机组动态冗余控制系统，包括若干组并联的单机系统，每个单机系统包括一个发电机，发电机电连接有一个中置柜，发电机还电连接有一个主控制器和一个备用控制器，各控制器和各备用控制器共同连接有一个集中监控柜；

集中监控柜包括显示屏、交换机和PLC，交换机与各控制器和各备用控制器电连接，显示屏和交换机均与PLC电连接；

该系统中，增加了一个备用控制器用于主控制器故障时，动态监测系统数据，无缝接管机组的控制系统，使其在多机并联系统中不退出并联系统；

其中，采用了硬件冗余，两套功能相同的硬件构成冗余核心，两条回路各自接收和处理各自回路的实时数据，通过不同的程序控制主备控制器，两个控制器有主从之分，正常情况下备用回路不会输出控制信号，通过热备份实现数据同步和主从切换；

采用了软件冗余，主备控制器之间通过CAN通讯实时监测两个控制器状态，冗余控制器通过CAN总线会周期性的发信息到主用控制器，以评估主用控制器的工作状态，随时准备接管主用控制器，而且实现数据的备份、读取以及监测到异常时自动切换，主控权转移；

综上所述，通过硬件冗余、软件冗余最大限度的提高机组并联系统的稳定、可靠性，控制器冗余技术中的同步特性和无缝接管特性使并联系统更加高效更加智能。

所述集中监控柜中还设有扬声器，扬声器电连接有语音模块，语音模块包括语音电路。

具体的，所述语音电路包括集成电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一二极管、第二二极管、第一三极管和第二三极管，集成电路的型号为TDA2030A，集成电路的第一端与第一电容连接，且通过第三电阻和第二电阻组成的串联电路接地，第二电容与第二电阻并联，第一电阻的一端分别与第二电阻和第三电阻连接，另一端外接+18V直流电压电源，且通过第三电容接地，集成电路的第二端通过第四电阻和第四电容组成的串联电路接地，且通过第五电阻与集成电路的第四端连接，集成电路的第三端通过第七电阻接地，且与第二三极管的基极连接，集成电路的第五端通过第六电阻外接+18V直流电压电源，且与第一三极管的基极连接，且通过第六电容与集成电路的第三端连接，第一三极管的发射极外接+18V直流电压电源，且通过第五电容接地，第一三极管的集电极与第二三极管的集电极连接，且与集成电路的第四端连接，第二三极管的发射极接地，第一二极管的阴极+18V直流电压电源，第一二极管的阳极与第二二极管的阴极连接，第二二极管的阳极接地，集成电路的第四端通过第八电阻和第七电容组成的串联电路接地，且通过第八电容和扬声器组成的串联电路接地。

该语音电路中，集成电路的第一端输入语音信号，随后经过集成电路功率放大以后，从集成电路的第四端输出，通过第八电容过滤以后，由扬声器进行语音输出；同时，第一二极管和第二二极管能够对电源电压进行稳压限压处理，而且配合第一三极管和第二三极管，当电压高的时候，能够进行暂态短路，对集成电路进行保护，从而进一步提高了语音电路的可靠性，提高了系统的可靠性。

具体的，单个单机系统中，主控制器和备用控制器之间通过CAN通讯方式连接。

具体的，所述交换机与各控制器和各备用控制器通过TCP/IP通讯协议连接。

具体的，所述显示屏为液晶屏。

具体的，各发电机共同连接有一个接地电阻柜。

本实用新型的有益效果是：相对于现有技术，本实用新型在主控制器出现故障时，冗余控制器自动无缝接管机组，保证了大型数据中心发电机组多机并联系统的可靠性、稳定性和安全性；不仅如此，通过语音电路，能够进行可靠的语音输出，从而便于快速反应，即时处理和排除制器的故障，提高系统的可靠性。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的系统原理图；

图2是本实用新型的语音电路的电路原理图。

图中：1.发电机，2.中置柜，3.主控制器，4.备用控制器，5.集中监控柜，6.接地电阻柜，BL1.扬声器，U1.集成电路，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，R5.第五电阻，R6.第六电阻，R7.第七电阻，R8.第八电阻，C1.第一电容，C2.第二电容，C3.第三电容，C4.第四电容，C5.第五电容，C6.第六电容，C7.第七电容，C8.第八电容，VD1.第一二极管，VD2.第一二极管，VT1.第一三极管，VT2.第二三极管。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1和图2所示，大型数据中心发电机组动态冗余控制系统，包括若干组并联的单机系统，每个单机系统包括一个发电机1，发电机1电连接有一个中置柜2，发电机1还电连接有一个主控制器3和一个备用控制器4，各控制器和各备用控制器4共同连接有一个集中监控柜5；集中监控柜5包括显示屏、交换机和PLC，交换机与各控制器和各备用控制器4电连接，显示屏和交换机均与PLC电连接；所述集中监控柜5中还设有扬声器BL1，扬声器BL1电连接有语音模块，语音模块包括语音电路；所述语音电路包括集成电路U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第一三极管VT1和第二三极管VT2，集成电路U1的型号为TDA2030A，集成电路U1的第一端与第一电容C1连接，且通过第三电阻R3和第二电阻R2组成的串联电路接地，第二电容C2与第二电阻R2并联，第一电阻R1的一端分别与第二电阻R2和第三电阻R3连接，另一端外接+18V直流电压电源，且通过第三电容C3接地，集成电路U1的第二端通过第四电阻R4和第四电容C4组成的串联电路接地，且通过第五电阻R5与集成电路U1的第四端连接，集成电路U1的第三端通过第七电阻R7接地，且与第二三极管VT2的基极连接，集成电路U1的第五端通过第六电阻R6外接+18V直流电压电源，且与第一三极管VT1的基极连接，且通过第六电容C6与集成电路U1的第三端连接，第一三极管VT1的发射极外接+18V直流电压电源，且通过第五电容C5接地，第一三极管VT1的集电极与第二三极管VT2的集电极连接，且与集成电路U1的第四端连接，第二三极管VT2的发射极接地，第一二极管VD1的阴极+18V直流电压电源，第一二极管VD1的阳极与第二二极管VD2的阴极连接，第二二极管VD2的阳极接地，集成电路U1的第四端通过第八电阻R8和第七电容C7组成的串联电路接地，且通过第八电容C8和扬声器BL1组成的串联电路接地；单个单机系统中，主控制器3和备用控制器4之间通过CAN通讯方式连接；所述交换机与各控制器和各备用控制器4通过TCP/IP通讯协议连接；所述显示屏为液晶屏；各发电机1共同连接有一个接地电阻柜6。

上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种大型数据中心发电机组动态冗余控制系统，其特征在于：包括若干组并联的单机系统，每个单机系统包括一个发电机，发电机电连接有一个中置柜，发电机还电连接有一个主控制器和一个备用控制器，各控制器和各备用控制器共同连接有一个集中监控柜；

集中监控柜包括显示屏、交换机和PLC，交换机与各控制器和各备用控制器电连接，显示屏和交换机均与PLC电连接；

所述集中监控柜中还设有扬声器，扬声器电连接有语音模块，语音模块包括语音电路。

2.根据权利要求1所述的大型数据中心发电机组动态冗余控制系统，其特征在于：所述语音电路包括集成电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一二极管、第二二极管、第一三极管和第二三极管，集成电路的型号为TDA2030A，集成电路的第一端与第一电容连接，且通过第三电阻和第二电阻组成的串联电路接地，第二电容与第二电阻并联，第一电阻的一端分别与第二电阻和第三电阻连接，另一端外接+18V直流电压电源，且通过第三电容接地，集成电路的第二端通过第四电阻和第四电容组成的串联电路接地，且通过第五电阻与集成电路的第四端连接，集成电路的第三端通过第七电阻接地，且与第二三极管的基极连接，集成电路的第五端通过第六电阻外接+18V直流电压电源，且与第一三极管的基极连接，且通过第六电容与集成电路的第三端连接，第一三极管的发射极外接+18V直流电压电源，且通过第五电容接地，第一三极管的集电极与第二三极管的集电极连接，且与集成电路的第四端连接，第二三极管的发射极接地，第一二极管的阴极+18V直流电压电源，第一二极管的阳极与第二二极管的阴极连接，第二二极管的阳极接地，集成电路的第四端通过第八电阻和第七电容组成的串联电路接地，且通过第八电容和扬声器组成的串联电路接地。

3.根据权利要求1所述的大型数据中心发电机组动态冗余控制系统，其特征在于：单个单机系统中，主控制器和备用控制器之间通过CAN通讯方式连接。

4.根据权利要求1所述的大型数据中心发电机组动态冗余控制系统，其特征在于：所述交换机与各控制器和各备用控制器通过TCP/IP通讯协议连接。

5.根据权利要求1所述的大型数据中心发电机组动态冗余控制系统，其特征在于：所述显示屏为液晶屏。

6.根据权利要求1所述的大型数据中心发电机组动态冗余控制系统，其特征在于：各发电机共同连接有一个接地电阻柜。