本发明涉及一种智能控制系统，尤其涉及一种专用于数据中心楼宇制冷的冷源智能控制系统。
背景技术：
随着互联网计算和云技术的不断发展，大数据存储及运算已热门兴起。而作为数据中心的建设的硬件设备，机柜是合理存放交换机、硬盘等数据存储和传输的必要设备。众所周知，在机房的运转过程中，各类硬盘和交换机等设备集约化运行会产生大量的热能，而为了保障机房的可持续性运行，室内需要良好的控温循环系统进行降温。
数据中心的定位和职能决定了其机房的环境安全指标要远高于普通企业通讯机房，为此在控温循环系统的冷源配置上，显然要更加完善和复杂，无论是硬件配置还是软件控制方面均需要优化而合理的设计，才能切实保障机房中数据服务器等计算设备的稳定运行。
此中，传统楼宇制冷的控温循环系统的冷源硬件配置简单、大都需要人力现场操作或进行维护，而各类硬件设备仅具有输入控制而不具有实时反馈状态的功能，从而导致复杂化的冷源系统无法相互关联，部分设备的故障、停机无法得到及时响应、排查、恢复运行。这对控温循环系统的稳定运行带来了不小的安全隐患，而数据丢失将会造成的实际损失是无法估量的。
技术实现要素：
本发明的目的旨在提出一种数据中心楼宇制冷的冷源智能控制系统，解决制冷系统冷源的远程逻辑程控问题。
本发明实现上述目的的技术解决方案是，数据中心楼宇制冷的冷源智能控制系统，其特征在于包括：
制冷逻辑控制主机，包含设于楼宇的监控机房中数据互联的主服务器、冗余服务器和客户端，且客户端通过弱电箱接入局域网；
监测及控制网关，包含分设于楼宇各个楼层的定压补水设备网关、冷水机组网关、对象监控网关，各网关均接入局域网并与客户端数据互联；
冷却塔，设于楼宇顶部室外，通过一路冷却泵、冷水机、冷冻泵和管路接入楼宇空调，并通过另一路冷却泵、冷冻机、冷冻泵和管路接入楼宇空调，其中所述冷却塔、冷水机、冷冻机、冷却泵和冷冻泵各配置有一台主设备和一台以上并行运载的从设备，且各个设备的进出水双向和管路中均设有阀门；
其中所述阀门为双输入四输出的反馈型阀门，且全部阀门均通过监测及控制网关信号接入制冷逻辑控制主机，反馈各阀门相关联设备的运行状态。
进一步地，所述冷却塔设有接入自身腔体中部并外联冷冻机房水箱间冷却水的恒压变频补水泵。
进一步地，所述冷却塔与冷却泵之间的循环总管段中设有第一自动水软化装置，所述冷冻泵与楼宇空调之间的循环总管段中设有第二自动水软化装置；且所述冷水机和冷冻机在进出水双向的冷水总管段各设有一个螺旋排气集污阀。
进一步地，还包括外接的区域性集中供冷，且区域性集中供冷通过一路冷水机、冷冻泵和管路接入楼宇空调，其中所述冷水机和冷冻泵各配置有一台主设备和一台以上并行运载的从设备，且各个设备的进出水双向和管路中均设有阀门；其中所述阀门为双输入四输出的反馈型阀门，且全部阀门均通过监测及控制网关信号接入制冷逻辑控制主机，反馈各阀门相关联设备的运行状态。
更进一步地，所述冷冻泵与楼宇空调之间的循环总管段中设有第三自动水软化装置，且所述冷水机出水向的冷水总管段设有一个螺旋排气集污阀。
再进一步地，所述管路中留设有用于扩展冷冻机和冷冻泵的接口阀门，且接口阀门均通过监测及控制网关信号接入制冷逻辑控制主机，反馈各接口阀门扩展状态及相关联设备的运行状态。
再进一步地，所述管路在冷冻泵进水向的冷水总管段通过真空喷射式排气定压补水装置外联冷冻机房水箱间冷却供水。
再进一步地，所述冷冻泵均为独立受控的变频水泵。
再进一步地，所述管路在楼宇空调的每个接入端分别设有调整延时的电动调节阀。
再进一步地，所述管路在冷冻泵进水向的冷水总管段接设有蓄冷罐，且蓄冷罐的进出水双向均设有阀门。
应用本发明的的冷源智能控制系统，具备突出的实质性特点和显著的进步性：通过成套配置各类设备的主机、从机进一步完善冷源控制的实时调整切换能力；并且由于采用了反馈型阀门使得控制系统得以智能化改造，对每个设备都能有效而及时地远程了解状态和实施操控，提供了逻辑编程控制的智能化可能性；根据末端空调设备的需求控制变频驱动，综合性能上具有冷源控制稳定性、安全性、节能、操控便捷等优点。
附图说明
图1是本发明冷源智能控制系统基于管路的设备架构示意图。
图2是本发明冷源智能控制系统的通讯架构示意图。
具体实施方式
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。
本发明的设计者在长期从事数据中心机房环境管控工作的经验基础上，考察并研究了传统机房楼宇制冷方面，尤其是其中冷源运行状态的管控方面的诸多不足：传统单纯而离散式的传感器布局只能做到有限的设备状态反馈，特别是控制信号所主导的各个阀门启闭状态或开启程度无法准确反馈，这对整个冷源控制系统的程控智能化带来了极大的困扰。有鉴于此，设计者创新提出了一种数据中心楼宇制冷的冷源智能控制系统，并籍此解决制冷系统冷源的远程逻辑程控问题。
如图1和图2所示，该冷源智能控制系统的功能实现仰赖于如下详述的设备架构和通过寻架。具体图示可见其中包含：制冷逻辑控制主机1，包含设于楼宇的监控机房中数据互联的主服务器11、冗余服务器12和客户端13，且客户端13通过弱电箱接入局域网2。监测及控制网关3，包含分设于楼宇各个楼层的定压补水设备网关31、冷水机组网关32、对象监控网关33，各网关均接入局域网2并与客户端13数据互联。冷却塔4，设于楼宇顶部室外，通过一路冷却泵5、冷水机6、冷冻泵8和管路9接入楼宇空调，并通过另一路冷却泵、冷冻机7、冷冻泵和管路接入楼宇空调，其中冷却塔、冷水机、冷冻机、冷却泵和冷冻泵各配置有一台主设备和一台以上并行运载的从设备，且各个设备的进出水双向和管路中均设有阀门；其中阀门为双输入四输出的反馈型阀门，且全部阀门均通过监测及控制网关信号接入制冷逻辑控制主机1，反馈各阀门相关联设备的运行状态。
此外，图示实施例中，上述冷却塔4设有接入自身腔体中部并外联冷冻机房水箱间冷却水的恒压变频补水泵101。上述冷却塔与冷却泵之间的循环总管段中设有第一自动水软化装置102，冷冻泵与楼宇空调之间的循环总管段中设有第二自动水软化装置103；且冷水机和冷冻机在进出水双向的冷水总管段各设有一个螺旋排气集污阀105。
进一步地，如图所示从供源头来看，还包括外接的区域性集中供冷，且区域性集中供冷通过一路冷水机、冷冻泵和管路接入楼宇空调，其中冷水机和冷冻泵各配置有一台主设备和一台以上并行运载的从设备，且各个设备的进出水双向和管路中均设有阀门；其中所述阀门为双输入四输出的反馈型阀门，且全部阀门均通过监测及控制网关信号接入制冷逻辑控制主机，反馈各阀门相关联设备的运行状态。
并且，该冷冻泵与楼宇空调之间的循环总管段中设有第三自动水软化装置104，且所述冷水机出水向的冷水总管段设有一个螺旋排气集污阀105。需要说明的是，上述冷冻泵均为独立受控的变频水泵，进一步提高切换调整冷源补水的控制柔顺程度。
除上述优选硬件配置外，该管路9中留设有用于扩展冷冻机和冷冻泵的接口阀门106，且接口阀门均通过监测及控制网关信号接入制冷逻辑控制主机，反馈各接口阀门扩展状态及相关联设备的运行状态。
该管路9在冷冻泵进水向的冷水总管段通过真空喷射式排气定压补水装置107外联冷冻机房水箱间冷却供水。
该管路9在楼宇空调的每个接入端分别设有调整延时的电动调节阀108。
可选性地，该管路9在冷冻泵进水向的冷水总管段接设有蓄冷罐109，且蓄冷罐的进出水双向均设有阀门。
综上所述的该冷源智能控制系统，从冷源获取途径上来讲分为自然空冷、冷冻机压缩制冷和区域性集中供冷多种方式。而针对不同的冷源获取方式连接形成了两路并行的供冷设备。根据能耗的大小和制冷需求的强度不同，可以分别择取两路或其一进行优化节能控制。
而除开区域性集中供冷的冷源获取方式，另一路供冷设备则为自然空冷和冷冻机压缩制冷的并管运行模式。由此提供了该冷源智能控制系统具有冷机模式和自然冷却模式两种可控切换的运行方式。此外需要注意的是：1、冷机模式运行中，实时检查泵、塔、冷机必须至少有一台在正常运行状态，如果某台出现故障或其它方式停机后，应能启动备用设备。减载时，绝对不能把某种设备全部停止。2、系统自动运行中，设备、阀门等可切换到手动控制，返回到自动后，应能返回逻辑控制，自动保持到逻辑要求的状态。3、系统自动运行中，如发现某台设备或阀门未能按照逻辑控制，应有报警提示。4、系统中涉及到延时的内容，都应有可调的控件，可以以管理员的身份进去调整。
以下通过该系统两种运行模式的控制逻辑，具象化地了解该系统智能化控制的优点。
首先是冷机模式，在夏天或高温气候环境下通过普通的自然冷却法无法及时满足冷源供冷需求的情况。
一、冷机自动启动：
1、关闭板换阀门，打开主管阀门，选择运行时间短的冷水机，对应的四个阀门打开，关闭另一台冷冻机的对应阀门，选择运行时间短、在远程状态的冷却塔，打开对应的阀门，关闭另一台冷却塔的阀门；
2、条件：全部阀门开、关到位后，开启运行时间短、在远程状态的一台冷却泵、冷冻泵，如3s后反馈状态未运行，将切换到另外一台相同功能的泵（先发开启命令，反馈状态已运行，后发出关闭原泵）；
3、条件：冷却泵反馈已运行，延时30s后开启第一步选取的冷却塔；如3s后反馈状态未运行，将切换到另外一台塔（先发开启阀门，开启塔，反馈状态已运行，后发出关闭原塔，关闭原塔阀门）；
4、条件：冷冻泵、冷却泵反馈已运行，延时30s后开启第一步选取的冷冻机，如120s后反馈状态未运行，将切换到另外一台冷冻机（先发开启阀门，开启冷冻机，反馈状态已运行，后发出关闭原冷冻机，关闭对应阀门）。
二、冷机自动关闭：
1、关闭冷冻机；
2、条件：冷冻机反馈已停止，延时30s后关闭冷却泵、冷冻泵；
3、条件：冷却泵反馈已停止，延时30s后关冷却塔，关冷却塔的阀门。
其中冷冻机加载的逻辑顺序为：
1、判断冷水机的电流百分比达到加载设定值，开启冷却塔阀门、开启冷冻机对应阀门；
2、条件：冷却侧阀门开到位后开启冷却泵；
3、条件：冷却泵反馈已运行后开启冷却塔；
4、条件：冷却塔反馈已运行、冷冻侧阀门开到位后开启冷冻机。
冷冻机减载的逻辑顺序为：
1、判断冷水机的电流百分比达到减载设定值，关闭时间长的冷冻机；
2、条件：一台冷冻机反馈已停止，延时30s后关闭冷却泵；
3、条件：冷却泵反馈已停止，关闭对应的冷冻机阀门。
再者是自然冷却模式，在严冬或低温气候环境下辅助集中供冷或冷冻机满足冷源供冷需求，符合节能型工业控制的要求。
一、自然冷却模式自动启动：
1、开启板换阀门，关闭冷水机冷却侧阀门，开启运行时间短、在远程状态的冷却塔对应阀门；
2、条件：阀门开、关到位后，开启运行时间短、在远程状态的一台冷却泵、冷冻泵；
3、条件：冷却泵反馈已运行，延时30s后开启第一步选取的冷却塔。
二、自然冷却模式自动停止：
1、关闭冷却泵、冷冻泵；
2、条件：冷却泵反馈已停止，延时30s后关闭冷却塔；
3、条件：冷却塔反馈已停止，关闭冷却塔对应阀门。
其中冷却泵、冷却塔加载的逻辑顺序为：温度条件达到加载设定值，升频率，频率达到加载设定值（开启塔），开启第二台塔的阀门、状态反馈到位后开塔，塔全部工频后，延时60s加载冷却泵。
冷却泵、塔减载的逻辑顺序为：温度条件达到减载设定值后，先关一台运行时间长的冷却泵，温度条件达到减载设定值后，降冷却塔频率，冷却塔频率降到关塔设定值后，关闭一台塔，关闭对应阀门。
冷冻泵加载的逻辑顺序为：压差条件达到加载设定值，升频率，频率达到加载设定值（开启泵），开启第二台泵。
冷冻泵减载的逻辑顺序为：压差条件达到后，先降频率，频率达到减载设定值（关泵），关闭一台运行时间长的泵。
综上关于本发明冷源智能控制系统架构及控制逻辑的详细说明可见，应用本发明的的冷源智能控制系统，具备突出的实质性特点和显著的进步性：通过成套配置各类设备的主机、从机进一步完善冷源控制的实时调整切换能力；并且由于采用了反馈型阀门使得控制系统得以智能化改造，对每个设备都能有效而及时地远程了解状态和实施操控，提供了逻辑编程控制的智能化可能性；根据末端空调设备的需求控制变频驱动，综合性能上具有冷源控制稳定性、安全性、节能、操控便捷等优点。