计算机室空调系统和其冗余控制器的制作方法

专利名称：计算机室空调系统和其冗余控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机室等的空调系统。
背景技术：
IDC (互联网数据中心)等这样的设置了多个信息处理装置等(服务器等)的计算机室中，存在服务器故障引起数据损失这样的重大问题的可能性。近年来，服务器等的发热量增多，服务器等的冷却不足成为引起服务器故障的原因。因此，用于冷却计算机室的空调机不能停止。
在计算机室内，设置收纳信息处理装置等的机架(计算机收纳架)，多台计算机收纳架排列构成机架列。此外，机架列不仅存在一列，多数情况下存在多个机架列。关于为了对IDC (互联网数据中心)等这样的设置了多个信息处理装置等的发热密度高的空间(称为计算机室)进行冷却的空调系统，在具有对该空间整体(计算机室内整体等)进行冷却的大型的空调装置的空调系统以外(或者代替这样的空调系统)，已知在室内的局部区域(任意的计算机收纳架列附近等)配置多台局部空调机、对比较窄的区域(通道)内进行冷却的局部空调系统。通过对局部区域(通道)进行冷却而对该局部区域内的各机架内的各信息处理装置等进行冷却。上述计算机室空调系统(局部空调系统)中，通常对于上述多台局部空调机(对于各局部区域)设置一台制冷剂泵单元。即，是从一台制冷剂泵单元通过制冷剂配管等对多台局部空调机供给制冷剂的结构。因此，在该制冷剂泵单元故障的情况下，上述局部区域的所有局部空调机实质上都不工作，该局部区域冷却不足，不能够对该局部区域内的各机架中收纳的信息处理装置等进行充分的冷却。因此，信息处理装置等会因为热而发生故障，最差情况下，存在数据消失的可能性。此外，虽然存在局部空调机故障的可能性，但如上所述通常对每个局部区域设置多台局部空调机，所以即使其中一台发生了故障，其他台也能够一定程度上补足。与此相对，制冷剂泵单元的故障如上所述会使一个局部区域内的所有局部空调机功能不全，所以影响较大。此处，制冷剂泵单元包括冷凝器、制冷剂泵、逆变器、制冷器贮存槽等，但是制冷剂泵单元的故障主要是制冷剂泵的故障。因此，例如可以考虑使制冷剂泵为冗余化结构的方案。即，可以考虑在制冷剂泵单元内设置两台制冷剂泵，使一个运转，另一个待机，如果运转的制冷剂泵发生了故障，则使待机的制冷剂泵运转。关于这样的泵的冗余化结构，例如在专利文献I等中有公开。专利文献I :日本特开2005-315255号公报

发明内容
此处，上述计算机室空调系统(局部空调系统)的结构，是对于每个局部区域，设置有管理、控制上述局部区域的上述一台制冷剂泵单元和多台局部空调机的控制器(也称为通道控制器)。这样，通道控制器例如与每个局部区域对应地设置，管理、控制其局部区域的多台局部空调机和对该多台局部空调机供给制冷剂的一台制冷剂泵单元。对如上所述的多台局部空调机不能供给制冷剂的异常事态的原因，主要是制冷剂泵单元的故障，但不仅如此，还有原因在于上述通道控制器的故障的情况。如上所述，通道控制器控制制冷剂泵单元，所以在通道控制器故障的情况下，即使如上所述在使制冷剂泵为冗余化结构的情况下，冗余化也没有意义，即使有两台制冷剂泵，两台也都会停止工作，制冷剂供给停止。在上述现有技术中，不能够应对这样的问题，在通道控制器故障的情况下，因为对应的局部区域冷却不足而使信息处理装置等故障的可能性较高，最差情况下，存在数据消失的可能性。本发明的课题在于提供一种计算机室空调系统和其冗余控制器等，不仅对应制冷剂泵的异常也对应控制器的异常，能够使制冷剂供给不停止而是继续，能够使局部区域的温度保持正常，不会冷却不足，由此能够防止信息处理装置等的故障和数据消失的事态。本发明的计算机室空调系统，与计算机室内的任意的局部区域对应地具备多台局部空调机、对上述多台局部空调机供给制冷剂的制冷剂泵单元、和管理控制上述多台局部空调机和制冷剂泵单元的常用控制器，上述计算机室空调系统具有以下结构。S卩，首先，具备冗余控制器和作为预备的制冷剂泵单元的待机泵。然后，上述冗余控制器具有以下各单元。S卩，首先，具有监视单元，其监视用于上述常用控制器与各局部空调机通信的第一通信线上的信号的有无。 此外，具有状态判别单元，其通过第二通信线与上述常用控制器进行通信，判定能否通信，在能够通信的情况下至少取得上述制冷剂泵单元的正常/异常状态。此外，具有异常判定单元，其基于上述第一通信线上的信号的有无、能否与常用控制器通信、和能够通信的情况下的上述制冷剂泵单元的正常/异常状态，进行上述制冷剂泵单元和上述常用控制器的异常判定。此外，具有冗余切换单元，其在通过上述异常判定单元判定为发生了上述制冷剂泵单元异常或者上述常用控制器异常的情况下，执行利用上述待机泵代替上述制冷剂泵单元对上述多台局部空调机供给制冷剂、并且用冗余控制器代替上述常用控制器来管理控制上述多台局部空调机和上述待机泵的切换处理。上述计算机室空调系统中，例如上述异常判定单元基于上述第一通信线上的信号的有无、能否与常用控制器通信、以及能够通信的情况下的上述制冷剂泵单元的正常/异常状态，判定是正常、还是单纯的通信异常、还是上述制冷剂泵单元异常、还是上述常用控制器异常。上述计算机室空调系统中，例如上述异常判定单元，在与上述常用控制器不能通信并且上述第一通信线上没有信号的情况下判定为上述常用控制器异常，在与上述常用控制器不能通信并且上述第一通信线上有信号的情况下判定为上述单纯的通信异常。上述计算机室空调系统中，例如上述异常判定单元，在与上述常用控制器能够通信、上述取得的上述制冷剂泵单元的正常/异常状态是异常状态的情况下，判定为上述制冷剂泵单元异常。关于上述计算机室空调系统，例如上述局部区域存在多个，与该多个局部区域分别对应地设置有包括上述多台局部空调机、上述制冷剂泵单元和上述常用控制器的冷却系统。然后，该多个冷却系统的任意的冷却系统中存在上述制冷剂泵单元异常或者上述常用控制器异常的情况下，对于存在该异常的冷却系统进行使用上述冗余控制器和上述待机泵的替代运转。上述计算机室空调系统中，不仅能够检测制冷剂泵单元的异常，还能够检测常用控制器的异常，能够应对常用控制器的异常来维持该冷却系统的冷却。此外，能够判别是常用控制器的异常还是单纯的通信异常。此外，能够在多个冷却系统中共用冗余化结构。



图I是本例的计算机室空调系统的结构图。图2是表示图I的结构中的制冷剂配管的结构例的图。图3是系统整体的动作序列(sequence)图。图4是冗余控制器的处理流程图。图5是用于说明常用泵的异常的检测/代替动作的图。图6是用于说明通道控制器(aisle control)的异常的检测/代替动作的图。图7是冗余控制器的结构、功能框图。
具体实施例方式以下参照

本发明的实施方式。图I是本例的计算机室空调系统(局部空调系统)的系统结构图。在图I中，假设在任意的计算机室(IDC (互联网数据中心)等)内，存在三个局部单元空调区域A、B、C。各局部单元空调区域A、B、C，分别是例如包括一列或两列机架列的局部区域(以下也称为通道)。其中，如以上说明，机架是收纳信息处理装置等的机架，通过对各局部单元空调区域A、B、C进行冷却，来对局部区域内的机架内的信息处理装置等进行冷却，防止信息处理装置等的故障和数据消失。与以往同样，与一个局部区域(一个通道)对应地设置有多台局部空调机、一台制冷剂泵单元和一台通道控制器。S卩，与各局部单元空调区域A、B、C的每一个对应地，分别设置有多台局部空调机
I、一台制冷剂泵单元2 (2a、2b、2c)和一台通道控制器3 (3a、3b、3c)。但是，多台局部空调机I配置在各局部单元空调单元A、B、C的空间内(机架列附近等)，但是制冷剂泵单元2和通道控制器3不必须配置在局部区域的空间内，而且，也不必须配置在计算机室内，也可以设置在计算机室外(例如邻接的机械室等)。而且，设置有一台上位控制器(上级控制器)4。其中，上位控制器4也不必须配置在计算机室内，还可以设置在计算机室外(例如邻接的机械室等)。此外，有时也将上述局部单元空调区域称为局部区域。此外，在图中没有上述制冷剂泵单元2的“2”，但是对于上述2a.2b.2c不特别区别地进行说明的情况下记作“2”。这对于上述通道控制器3和后述的机器通信线5、制冷剂往路管21、制冷剂返路管22、开闭阀25、26、27、28也同样。
此处，例如用设置在局部单元空调区域A内的多台局部空调机1，对该局部区域A的空间进行冷却(供给冷气)，对在该局部区域A内的机架列的各计算机收纳架内所收纳的信息处理装置等进行冷却。此外，对于局部单元空调区域A，设置有一台制冷剂泵单元2a和一台通道控制器3a。制冷剂泵单元2a通过未图示的制冷剂配管对上述局部区域A内的多台局部空调机I供给制冷剂，通道控制器3a管理、控制局部区域A的多台局部空调机I和制冷剂泵单元2a。其中，同样地对于局部单元空调区域B，设置有制冷剂泵单元2b和通道控制器3b。对于局部单元空调区域C，设置有制冷剂泵单元2c和通道控制器3c。按各局部单元空调区域A、B、C的每个，与上述局部区域对应的 通道控制器3管理、控制与上述局部区域对应的制冷剂泵单元2和多台局部空调机I。该管理、控制处理自身，是现存的处理，例如如后所述，基于来自上位控制器4的指令/设定等控制自身的管理下的各局部空调机1，定期地收集、存储这些各局部空调机I的状态数据，控制自身的管理下的制冷剂泵单元2的泵转速等，进行自身的管理下的制冷剂泵单元2的正常/异常的检查等。此外，虽然没有特别详细图示，但制冷剂泵单元2包括用冷却液对从各局部空调机I返回的制冷剂进行冷却的冷凝器、和将用冷凝器冷却后的制冷剂在配管上进行压送的制冷剂泵 逆变器等。此外，通道控制器3与各局部空调机I的通信，通过图示的机器通信线5 (5a、5b、5c ;RS485等)进行。例如，管理局部区域A的冷却系统的通道控制器3a，能够通过图示的机器通信线5a与局部区域A内的各局部空调机I通信。对于通道控制器3b、3c也是大致相同的。其中，虽然没有特别图示/说明，但是在各局部空调机I内具备小型的控制器(称为局部控制器)，各局部控制器与机器通信线5连接，通道控制器3与各局部控制器进行通信。通道控制器3与上位控制器4的通信，通过图示的通信线6 (Ethernet (注册商标)，以下相同)进行。此外，此处通道控制器3与制冷剂泵单元2是一体型的，因此通道控制器3-制冷剂泵单元2之间能够不经过通信线而直接发送接收信号。此外，图I等中，对于制冷剂配管没有特别图示，但是之后对制冷剂配管的结构图进行图示说明。此处进行简单说明，对于各局部单元空调区域A、B、C的每一个，分别设置用于从一台制冷剂泵单元2对上述局部区域内的多台局部空调机I供给/回收制冷剂的制冷剂配管。由此，例如，对于局部单元空调区域A的多台局部空调机1，用上述制冷剂泵单元2a通过该局部区域A用的制冷剂配管(未图示)供给制冷剂等。此外，对于各计算机收纳架(机架列)和信息处理装置等，不特别图示。以上的说明可以视为对于图I的结构中与现有技术大致相同的结构、控制的说明。如上所述，作为本说明的系统的前提的结构，是具备多个冷却系统、由上位控制器4管理这些多个冷却系统的系统结构。但是，这只是一例，并不限定于这样的前提，例如也可以仅有一个冷却系统，也可以是没有上位控制器4的结构。其中，上述“冷却系统”，是对于上述每个局部区域为了对该局部区域局部地进行冷却而设置的结构，从而，各“冷却系统”包括多台局部空调机I、一台制冷剂泵单元2、一台通道控制器3和制冷剂配管等的结构。此外，以下说明中，例如也将与局部区域A对应的“冷却系统”记作“冷却系统A”。
此处，本结构中在上述与现有技术大致相同的结构之外，还具备冗余化结构。SP，如图I所示，还具有冗余控制器10和制冷剂泵单元11。此外，虽然图I中没有表示，但是如之后图示，还具备冗余用的制冷剂配管和开闭阀。这些冗余化结构在本例中是在上述多个“冷却系统”中共有的结构，上述多个“冷却系统”的某一个中发生了异常的情况下(泵或者控制器的异常)，通过代替而运转、使用。其中，上述冗余化结构，狭义上指的是“冗余控制器10+制冷剂泵单元11 ”，广义上还包括冗余用的制冷剂配管和开闭阀。其中，本例中冗余化结构在三个“冷却系统”中共有，但是不限于本例，也可以在两个或四个以上的“冷却系统”中共有，或者也可以不是对多个，而是对每一个“冷却系统”都设置冗余化结构。但是，冗余化结构在多个“冷却系统”中共有在成本方面有利而优选。此处，本方法的情况下，“冷却系统”的异常指的是制冷剂泵单元2的异常或者通道控制器3的异常。因此，例如“冷却系统A”的异常，指的是制冷剂泵单元2a或者通道控制器3a的异常。 在现有技术中也公开了用于应对制冷剂泵单元2的异常的制冷剂泵的冗余化结构，但本方法中除此之外还使控制器为冗余化结构。因此，对于现有技术中不能够应对的通道控制器3的故障，也能够应对。现有技术中，即使通道控制器3存在异常也不能够应对。例如即使制冷剂泵单元2正常，但是通道控制器3故障的情况下，对局部空调机I的制冷剂供给也会停止。因此，对于防止上述问题(服务器装置的故障、导致数据消失)并不充分。对此，本方法中，能够充分地防止这样的问题。此外，以下说明中，有时也将上述各制冷剂泵单元2称为“常用泵2”，将上述通道控制器3称为“常用控制器3”，将上述制冷泵单元11称为“待机泵11”。制冷剂泵单元11，其结构本身与制冷剂泵单元2相同，可以视为预备的制冷剂泵单元2。本方法中，冗余控制器10监视冷却的关键部分的各常用泵2 (2a、2b、2c)的异常和控制这些常用泵2的各通道控制器3 (3a、3b、3c)的异常，在任何部分中有异常的情况下切换为冗余化结构(冗余控制器10和待机泵11)进行替代运转。详情之后叙述。冗余控制器10与上述通信线6连接，能够通过通信线6与上位控制器4、各通道控制器3a、3b、3c通信。此外,冗余控制器10与上述各机器通信线5a、5b、5c连接，能够检测(监视)在上述各机器通信线5a、5b、5c上流过的信号的有无等。此处，图2中，表示图I的结构中的(图I中未图示的)制冷剂配管的结构例。图2中，表示制冷剂配管和与制冷剂配管相关的结构。因此，如图所示，省略了上述控制器3、4、10等，表不了上述常用栗2a、2b、2c、待机栗11、各局部空调机I等。首先，在图2的结构中，说明与现有结构大致相同的部分。如上所述，对于各“冷却系统”的每一个设置有制冷剂配管，该制冷剂配管，在各局部区域的每一个中，包括用于从与上述局部区域对应的制冷剂泵单元2向上述局部区域内的各局部空调机I供给制冷剂的制冷剂往路管21、和用于使对上述各局部空调机I供给后的制冷剂返回(回收)到制冷剂泵单元2的制冷剂返路管22。例如，以局部单元空调区域A为例，包括用于从制冷剂泵单元2a向局部区域A内的各局部空调机I供给制冷剂的制冷剂往路管21a、和用于使对局部区域A内的各局部空调机I供给后的制冷剂返回制冷剂泵单元2a的制冷剂返路管22a。
关于其他区域B、C也大致餐厅，设置有图示的制冷剂往路管21b与制冷剂返路管22b、制冷剂往路管21c与制冷剂返路管22c。然后，本结构中，对于上述已存的结构，还新设置有上述制冷剂泵单元11、能够从该待机泵11向任意局部区域的各局部空调机I供给制冷剂的冗余制冷剂往路管23、用于使对任意局部区域的各局部空调机I供给后的制冷剂返回制冷剂泵单元11的冗余制冷剂返路管24。进而，在这些新设的配管23、24上、和上述已存的配管21、22上，设置有开闭阀25、26、27、28。冗余制冷剂往路管23，如图所示，其一端与制冷剂泵单元11连接，并且其另一端在中途分支为三路，这三路的各分支管分别与上述制冷剂往路管21a、21b、21c的任一个连接。此外，在各分支管上设置有开闭阀27(27a、27b、27c)。例如如图所不,在各分支管与各 制冷剂往路管21a、21b、21c的连接地方之前，设置有开闭阀27a、27b、27c。此外，在各制冷剂往路管21a、21b、21c上，也如图所示在上述连接地方之前，设置有开闭阀25 (25a、25b、25c)。冗余制冷剂返路管24也同样，如图所示其一端与制冷剂泵单元11连接，并且其另一端在中途分支为三路，这三路的各分支管分别与上述制冷剂返路管22a、22b、22c的任一个连接。此外，在各分支管上设置有开闭阀28(28a、28b、28c)。例如如图所示，在各分支管与各制冷剂返路管22a、22b、22c的连接地方之前，设置有开闭阀28a、28b、28c。此外，在各制冷剂返路管22a、22b、22c上，也如图所示在上述连接地方之后，设置有开闭阀26 (26a、26b、26c)。然后，通常运行使用时，使开闭阀25a、25b、25c和开闭阀26a、26b、26c全部为“开”状态，使开闭阀27a、27b、27c和开闭阀28a、28b、28c全部为“闭”状态。然后，在三个“冷却系统”的某一个发生了异常的情况下，将存在该异常的“冷却系统”的开闭阀25和开闭阀26切换为“闭”状态，并且将对应的开闭阀27和开闭阀28切换为“开”状态。由此，对于上述存在该异常的“冷却系统”，能够用上述冗余化结构进行替代运转。例如，在“冷却系统A”中有异常的情况下(制冷剂泵单元2a或者通道控制器3a发生了故障的情况下)，将开闭阀25a和开闭阀26a切换为“闭”状态，并且将开闭阀27a和开闭阀28a切换为“开”状态。由此，从制冷剂泵单元11通过冗余制冷剂往路管23和制冷剂往路管21a的一部分对局部区域A的各局部空调机I供给制冷剂。同样，对上述局部区域A的各局部空调机I供给后的制冷剂，通过制冷剂返路管22a的一部分和冗余制冷剂返路管24，返回制冷剂泵单元11。即，对于存在了异常的“冷却系统A”，用上述冗余化结构(冗余控制器10+制冷剂泵单元11)代替制冷剂泵单元2a和通道控制器3a进行替代运转，能够对该局部区域A的各局部空调机I供给制冷剂。此外，在代替后，上述冗余化结构还进行上述局部区域A的各局部空调机I的管理、控制(接收运转指令、发送运转指示、收集状态等)等。以下，参照图3、图4，说明上述图I、图2所示的系统中的控制处理。图3是系统整体的动作序列图。图4是冗余控制器10的处理流程图。其中，冗余控制器10、通道控制器3、上位控制器4，具有此处没有特别图示的CPU、存储器、通信接口等，存储器中预先保存了规定的应用程序。该应用程序，在冗余控制器10、通道控制器3、上位控制器4中分别不同，但是各控制器IO、3、4，通过各CPU分别读取、执行自身的存储器中保存的应用程序，来进行例如图3所示的动作处理。此外，关于冗余控制器10，进行图4的处理流程图的处理动作。图3中，上位控制器4定期地或者在任意时刻，对任意的通道控制器3通过通信线6发送任意的运转指令。接收了该运转指令的通道控制器3，对应该运转指令自身进行管理的局部空调机1，通过机器通信线5发送运转指示。这些运转指令、运转指示的内容(此处并不特别有关)不特别说明，例如是设定温度、风量等。局部空调机I对应该运转指示地返回规定的响应(response)(正常/异常0K/NG等)。此外，各通道控制器3(3a、3b、3c)，例如定期地收集自身管理的各局部空调机I的状态数据。如图3所示，通道控制器3通过机器通信线5对局部空调机I发送规定的命令(状态询问1)，局部空调机I对应该命令返回规定的回复P (自身的状态数据等)。该回复P中，例如包括局部空调机I的现在的状态(status)(正常/异常等)和传感器计测值(现在 温度等)等数据。此外，虽然没有特别图示，但通道控制器3还可以进行将接收到的回复P的数据通过通信线6通知到上位控制器4的处理。此外，图3中仅表示了一个局部空调机1，但如上所述每个局部区域中存在多个局部空调机1，所以虽然没有特别图示，但是上述的通道控制器3-局部空调机I之间的通信(运转指示、状态询问I、回复P等)，是对于所有局部空调机I分别进行的。同样的，图3中仅表示了一个通道控制器3，但本例中存在多个通道控制器3 (本例中为三台)，所以虽然没有特别图示，但上述的通道控制器3-冗余控制器10之间的通信(状态询问2、回复Q等)、和通道控制器3-上位控制器4之间的通信(运转指令等)，是对于所有通道控制器3分别进行的。此外，以上动作可以认为是已存的动作。然后，本系统中，新设置了上述冗余控制器10，追加了与冗余控制器10相关的图示的动作。即，冗余控制器10例如定期地对各通道控制器3 (3a、3b、3c)通过通信线6发送图示的状态询问2。接收了该状态询问2的通道控制器3，对冗余控制器10返回规定的回复Q。此处，回复Q中，包括该通道控制器3的状态信息，该状态信息中包括该通道控制器3管理的制冷剂泵单元2的状态信息(正常/异常等)。其中，回复Q中还可以包括例如上述运转指令的内容和管理下的各局部空调机I的当前的状态等。此外，冗余控制器10随时监视各机器通信线5a、5b、5c，检测机器通信线5a、5b、5c上有无信号。在发送接收上述图3所示的运转指示、响应(正常/异常0K/NG等)、状态询问2、回复Q等时，检测为有信号。其中，并不了解这些发送接收的数据的内容。此外，状态询问2和回复Q的发送接收定期地进行，从而一定时间以上(例如5秒以上)机器通信线5上没有信号的状态，至少在通道控制器3正常的情况下是不会发生的。因此，冗余控制器10在机器通信线5上没有信号的状态持续一定时间以上(例如5秒以上)的情况下，判定为没有信号。接着，对图4的冗余控制器10的处理流程图进行说明。图4中，冗余控制器10通常时，首先随时执行制冷剂泵单元11的待机运转控制(步骤SI)。此外，虽然未图示，但是随时监视上述机器通信线5a、5b、5c，存储监视结果(有无信号)。例如，如上所述，如果规定时间以上没有检测到信号，则判定、存储“无信号”，如果检测到信号，则判定、存储“有信号”。然后，定期地进行对各通道控制器3的上述状态询问2的发送(步骤S2)，判定是否通信正常(OK)(步骤S3)。对于状态询问2有上述回复Q的情况下判定为通信正常(OK)(步骤S3，是)并转移到步骤S4。另一方面，在没有上述回复Q的情况下判定为通信异常(NG)(步骤S3，否)并转移到步骤S6。步骤S4中，参照回复Q中包括的上述制冷剂泵单元2的状态(status)信息(正常/异常等)，如果是“正常”(步骤S4，否)则返回步骤SI，如果是“异常”(步骤S4，是)则执行步骤S5的处理。步骤S5中，对该泵状态为“异常”的回复Q的发送源的通道控制器3发送“停止指令”，接着进行冗余切换处理(步骤S5)。在后文中说明该冗余切换处理，是用上述冗余化结 构执行替代运转的处理。此外，接收了上述“停止指令”的通道控制器3，停止所有控制处理。从而，停止与自身的管理下的常用泵2和局部空调机I的通信，也停止与上位控制器4的通信。另一方面，在判定为上述通信异常(NG)的情况下(步骤S3，否)，参照与成为该通信异常(NG)的通道控制器3相关的上述机器通信线5上的监视结果，在“有信号”的情况下视为监视正常(OK)(步骤S6，是)并执行步骤S9。另一方面，在“无信号”的情况下视为监视异常(NG)(步骤S6，否)并执行步骤S7、S8。此外，例如由于局部空调机I的故障等，虽然有状态询问I但没有回复P的情况下，检测出了状态询问I的信号，因此是“有信号”。另一方面，在通道控制器3异常的情况下，即使局部空调机I正常，也没有状态询问1，所以也没有回复P，所以是“无信号”。此外，判定为通道控制器3异常的情况下，基本上在通道控制器3故障时其制冷剂泵单元2自动停止，另外即使同时制冷剂泵单元2也故障也无法得知，因此不能采用冗余控制器继承制冷剂泵单元2的控制的方法。步骤S9中，例如将通知“通信线断线”的警报，发送到例如上位控制器4。然后，返回步骤SI。即，该情况下，不进行如步骤S5和S8的冗余切换处理，仅进行警报。然后，继续图4的处理。另一方面，进行如步骤S5和S8的冗余切换处理的情况下，之后不进行图4的处理(进行替代运转处理)。步骤S7中，例如将通知“通道控制器3发生异常”的警报，发送到例如上位控制器4。步骤S8中，对于判定为发生异常的冷却系统，进行与上述步骤S5同样的冗余切换处理。其中，步骤S5与步骤S8的不同在于步骤S5中如上所述对通道控制器3发送“停止指令”，但是步骤S8中因为通道控制器3中存在异常，所以即使发送“停止指令”也没有意义，所以不进行“停止指令”的发送这一点。关于上述冗余切换处理，在以下进行说明。上述步骤S5、步骤S8中的任意一个情况下，冗余切换处理例如进行以下处理。冗余控制器10首先进行制冷剂配管的开闭阀切换控制，使得利用待机泵11进行常用泵2或通道控制器3存在异常的冷却系统的对各局部空调机I的制冷剂供给/回收。该开闭阀切换控制的具体例，在上述图2中进行了说明，此外也在后述的图5和图6中进行说明，所以此处不说明。冗余控制器10进而停止存在异常的制冷系统的通信线5上的监视处理。进而，开始代替存在异常的冷却系统的通道控制器3进行该冷却系统的各局部空调机I的管理、控制。即，通过通信线5，以固定周期收集存在异常的冷却系统的各局部空调机I的运转装置，进行异常等的监视。此外，基于用步骤S2的处理取得的、从上位控制器4对存在异常的冷却系统的通道控制器3的设定、运转指示，控制存在异常的冷却系统的各局部空调机I。进而，冗余控制器10代替存在异常的冷却系统的通道控制器3接收来自上位控制器4的新的设定、运转指令，基于该新的设定、运转指令，控制存在异常的冷却系统的各局部空调机I。此外，为此，冗余控制器10例如将任意的冷却系统中的常用泵2或通道控制器3的异常发生，通过通信线6通知到上位控制器4。由此，上位控制器4将设定、运转指令的 送信目标，从存在异常的冷却系统的通道控制器3变更为冗余控制器10。以上，说明了上述冗余切换处理的具体例，但不限定于该具体例。这样，用冗余化结构(冗余控制器10和待机泵11)代替存在异常的冷却系统的通道控制器3和常用泵2执行存在异常的冷却系统的各局部空调机I的管理控制(制冷剂供给、动作指示、状态数据收集)(进行替代运转)。通过设置冗余化结构(冗余控制器10和待机泵11)，不仅能够应付(对应)常用泵2的异常，也能够应付(对应)通道控制器3的异常。然后，通过与异常发生对应地进行替代运转，能够使制冷剂供给不会停止而是继续。由此，能够使局部单元空调区域的温度保持正常，不会冷却不足，从而能够防止区域内的信息处理装置等的故障和数据消失的事态。此外，能够判别异常是常用泵2的异常、还是通道控制器3的异常、还是单纯的通信异常，能够执行与判别结果相应的适当的对应处理。关于与上述处理相应的系统动作，以下参照图I、图5、图6进行说明。首先，已经参照图I说明了系统结构，以下参照图I说明正常时的系统动作。此外，之后参照图5说明制冷剂泵单元2存在异常的情况下的系统动作，参照图6说明通道控制器3存在异常的情况下的系统动作。其中，以下说明中不逐一叙述，如以上所述，通道控制器3-上位控制器4之间的通信、冗余控制器10-上位控制器4之间的通信、冗余控制器10-通道控制器3之间的通信，通过图示的通信线6 (Ethernet (注册商标)等)进行。此外，通道控制器3与各局部空调机I的通信(控制和数据收集)，通过图示的机器通信线5 (5a,5b,5c ；RS485等)进行。此外，以下说明中的(2)、(2)’、(3)、(4)、(4)’是图I、图5、图6的图上表示的记号，为了易于说明而记载。(A)所有的局部区域中，通道控制器3和制冷剂泵单元2双方都正常运转并且没有通信异常的情况下(参照图I)(a)各通道控制器3接收来自上位控制器4的设定、运转指令(2)，进行管理下的各局部空调机I的控制(4)(上述运转指示等)。此外，控制自泵(=常用泵2)使其对管理下的各局部空调机I供给制冷剂。此外，各通道控制器3以固定周期收集管理下的各局部空调机I的运转状态等(4)(上述状态询问I和回复P)，进行异常等的监视。此外，各通道控制器3随时检查自泵(=常用泵2)的状态(正常/异常)，存储检查结果。
(b)各局部空调机1，接收来自通道控制器3的设定、运转指示(风量、吹出温度、运转、停止)(4)，进行风量控制和吹出温度(制冷剂阀)控制，进行局部区域的局部空调运转。(C)冗余控制器10定期地与各通道控制器3a 3c通信(3)，取得、存储各通道控制器3从上位控制器4接收的设定、运转指令内容、管理下的各局部空调机I的运转状态、其自泵(=常用泵2)的状态(正常/异常)等通道控制器3的控制状态数据(上述状态询问2和回复Q)。此外，冗余控制器10在对各通道控制器3进行的用于固定周期收集各局部空调机I的运转状态的通信(4 )通过监视(4 )’进行监视的同时，使自泵(=待机泵11)待机运转。本例如上所述是正常情况的例子，所以图4的处理中，反复执行步骤SI —步骤S2 —步骤S3中是一步骤S4中否。其中，(a)中运转指示是上位控制器4 —通道控制器3 (2)，但也可以是上位控制 器4—通道控制器3 (2)和冗余控制器10 (2)’。(B)因为常用泵的异常而切换(以常用泵2a的故障为例；参照图5)本例中，通道控制器3a检测自泵(=常用泵2a)的制冷剂水平异常和INV(逆变器)异常等异常(由此，通道控制器3a例如使常用泵2a停止运转并且使警报0N。此外，上述回复Q中包括常用泵2a的异常检测信息)。本例的情况下，冗余控制器10通过与通道控制器3a的通信(3)(上述状态询问2和回复Q)，识别通道控制器3a的常用泵2a的异常(上述步骤S4中是的判定)。识别了异常的冗余控制器10，执行上述步骤S5的处理。即，首先，对通道控制器3a发送停止指示(3)，使其停止对局部空调机I的运转指示/状态收集处理(4)。进而，进行制冷剂配管的开闭阀切换控制(停止从通道控制器3a的异常泵2a的制冷剂供给)，使得对局部区域A的各局部空调机I从待机泵11供给制冷剂。S卩，图2中，将开闭阀25a和开闭阀26a切换为“闭”状态，并且将开闭阀27a和开闭阀28a切换为“开”状态。由此，从待机泵11通过冗余制冷剂往路管23和制冷剂往路管21a的一部分对局部区域A的各局部空调机I供给制冷剂。同样，对上述局部区域A的各局部空调机I供给后的制冷剂，通过制冷剂返路管22a的一部分和冗余制冷剂返路管24，返回待机泵11。冗余控制器10，在待机运转中通过步骤S2的处理事先取得、管理各通道控制器3的设定信息和动作状态等，由此在切换时，继承该设定和动作，停止对局部区域A的各局部空调机I的监视(4)’，开始运转指示/状态收集处理(与(4)同样的处理)，控制各局部空调机I。此外，切换后的来自上位控制器4的设定、运转指令，由冗余控制器10代替通道控制器3a接收(2)’。然后，与该运转指令等相应地对局部区域A的各局部空调机I发出运转指
/Jn o以上，通过对于局部区域A切换为使用冗余化结构的替代运转，与局部区域A相关的控制从利用图5中下侧的虚线包围的结构切换为利用图中上侧的虚线包围的结构而进行。这样，即使常用泵2a发生异常，也能够使局部单元空调区域A的温度保持正常。当然，这不限于常用泵2a，在其他常用泵2b、2c故障的情况下也同样。(C)因为通道控制器3自身的异常而切换(以通道控制器3b的异常为例；参照图6)冗余控制器10在与通道控制器3b的通信(3)(上述状态询问2和回复Q)中检测到不能通信(步骤S3，否)，并且在通道控制器3b与其管理下的各局部空调机I的通信(机器通信线5b上的通信)的监视(4)’处理中检测到无通信的情况下(步骤S6，否)，判定为通道控制器3b自身异常。其中，图6所示的两处的X标记，表示上述的不能通信和检测到无通f目。识别了通道控制器3b异常的冗余控制器10，进行制冷剂配管的开闭阀切换控制(停止从通道控制器3b的常用泵2b供给制冷剂)，使得对局部区域B的各局部空调机I从待机泵11供给制冷剂。S卩，图2中，将开闭阀25b和开闭阀26b切换为“闭”状态，并且将 开闭阀27b和开闭阀28b切换为“开”状态。由此，从待机泵11通过冗余制冷剂往路管23和制冷剂往路管21b的一部分对局部区域B的各局部空调机I供给制冷剂。同样，对上述局部区域B的各局部空调机I供给后的制冷剂，通过制冷剂返路管22b的一部分和冗余制冷剂返路管24，返回待机泵11。冗余控制器10，在待机运转中事先取得、管理各通道控制器3a 3c的设定信息和动作状态等，因此在切换时继承与局部区域B相关的设定和动作，停止对局部空调机I的监视(4)’，开始运转指示/状态收集处理(与(4)同样的处理)，控制局部区域B的各局部空调机I。切换后的来自上位控制器4的设定、运转指令，由冗余控制器10代替通道控制器3b接收(2)’。然后，与该运转指令等相应地对局部区域B的各局部空调机I发出运转指示。以上，通过对于局部区域B切换为使用冗余化结构的替代运转，与局部区域B相关的控制从利用图6中下侧的虚线包围的结构切换为利用图中上侧的虚线包围的结构而进行。这样，即使通道控制器3b发生异常，也能够使局部单元空调区域B的温度保持正常。当然，在其他通道控制器3a、3c发生了异常的情况下也同样。(D)冗余控制器10与通道控制器3之间的Ethernet (注册商标)通信异常(以与通道控制器3c相关的通信异常为例；未图示)本例中，没有特别图示，但是例如参照图I等用上述记号(2) (4)’进行说明。冗余控制器10在与通道控制器3c的通信(3)中检测到通信异常(不能通信)(步骤S3，否)，但是通道控制器3c与其局部空调机I之间的通信的监视(4)’正常(有信号)的情况下(步骤S6，是)，判定通信(3)中的通信异常是线缆断裂等原因引起的，发出警报但是不进行对冗余化结构的运转切换(步骤S9)。如图4中说明，这样的情况下，不进行对冗余化结构(控制器10和待机泵11)的运转切换。由此，通道控制器3c和其常用泵2c继续工作。但是，这样的状态下通道控制器3c不能够从上位控制器4接收新的设定/运转指示，也不能够从通道控制器3c对上位控制器4发送数据(管理下的各局部空调机I的状态数据等)。由此，保持该状态运行并不适当。因此，需要如上述步骤S9所述发出警报(例如用上位控制器4或者冗余控制器10发出警报等)，使例如作业人员等执行对通信线6上的通信异常的对应。
此外，该情况下，冗余控制器10和待机泵11对于局部控制器C不进行替代运转，在上述步骤S9的处理后返回步骤SI，继续图4的处理，因此之后在通道控制器3a和3b或者常用泵2a和2b中发生了异常的情况下，能够进行替代运转。进而，由于高可靠性能够实现通信线路的二重化，在检测出线路异常时切换为待机线路继续处理。图7中表示冗余控制器的结构、功能块图。图7中，冗余控制器10具有通信接口 101、存储器102、0 ~10^等运算处理器103、输入输出接口 104等。通信接口 101是与上述通信线6连接，用于通过通信线6与各通道控制器3和上位控制器4进行通信的通信模块。此外，通信接口 101也具有与机器通信线5连接的结构，能够检测在机器通信线5上流通的信号的有无。 输入输出接口 104是与待机泵11连接，是用于输入输出控制待机泵11用的信号的结构。通过与上述各通道控制器3和上位控制器4的通信而得到的数据保存在存储器102中。此外，在存储器102中预先保存了规定的应用程序，运算处理器103通过读取、执行该应用程序，由此实现图示的各种处理功能部的处理。S卩，运算处理器103具备监视部111、状态判别部112、异常判定部113、冗余切换部114。监视部111监视通道控制器3与各局部空调机I通信用的上述机器通信线5上的信号的有无。然后，将监视结果(信号的有无)保存在存储器102中。状态判别部112通过通信线6与各通道控制器3进行通信，判定能否通信，在能够通信的情况下至少取得常用泵2的正常/异常状态。如上所述，回复Q中包括常用泵2的正常/异常状态数据，所以只要不是不能通信就能够取得常用泵2的正常/异常状态。异常判定部113基于机器通信线5上的信号的有无、与通道控制器3能否通信、能够通信的情况下的常用泵2的正常/异常状态，进行常用泵2、通道控制器3的异常判定。特别判定是正常、还是单纯的通信异常、还是常用泵2异常、还是通道控制器3异常。该判定如上所述，通过与通道控制器3能够通信时取得的常用泵2的正常/异常状态数据，能够识别常用泵2正常还是异常。此外，与通道控制器3不能通信的情况下，如果机器通信线5上没有信号则判定为通道控制器3异常，如果机器通信线5上有信号则判定为单纯的通信异常(通信线6断线等)。除此之外的情况判定为正常。冗余切换部114在利用上述异常判定部113判定为常用泵2异常或者通道控制器3异常的情况下，执行用待机泵11代替常用泵2对存在异常的冷却系统的多台局部空调机I供给制冷剂、并且用冗余控制器10代替通道控制器3管理控制上述多台局部空调机和待机泵11的切换处理。该切换处理是上述开闭阀的开闭切换处理等。此外，在常用泵2异常的情况下还包括发送上述停止指令等。其中，通道控制器3在硬件上也是与上述图7大致相同的结构。但是，输入输出接口 104的连接目标是常用泵2，且在存储器102中保存的应用程序与冗余控制器10不同。从而，通过运算处理器103读取、执行在存储器102中保存的应用程序来实现的各种处理功能，与上述符号111 114的处理功能不同。但是，通道控制器3的情况下，几乎都是已存的处理功能，只是增加了对于上述状态询问2生成、发送上述回复Q的处理，所以此处不特别进行图示、说明。对于上位控制器4也大致同样，此处不特别进行图示、说明。如以上说明，本方法中，首先作为冗余化结构，不是如现有技术仅设置冗余用的预备的泵，而是设置“冗余控制器10+待机泵11”。然后，冗余控制器10在待机中不仅监视常用泵2的异常，还监视通道控制器3的异常。监视通道控制器3的上位(上级)和下位(下级)的各通信状态，在上级和下级双方都异常的情况下判定通道控制器3自身异常，切换为使用冗余化结构(冗余控制器10+待机泵11)的替代运转。其中，“上级”的通信指的是通过通信线6与各通道控制器3的通信。
此外，对应进行图4的处理，冗余控制器10通过与机器通信线5不同的通信线6与各通道控制器3进行通信，判定能否通信，能够通信的情况下进行常用泵2的状态(正常/异常)的取得即可，在该意义上不一定需要上位控制器4。没有上位控制器4的情况下，当然没有上述与上位控制器4的通信处理，各通道控制器3例如独自地控制自己管理下的局部空调机I和常用泵2，但是冗余控制器10用步骤S2的处理，不仅能够取得常用泵2的状态，还能够取得当前的控制内容，因此在发生异常时能够原样继承控制。此外，通常通道控制器3以固定周期收集下位(下级)的各局部空调机I的运转状态，对于该收集用的通信是否中断而成为无通信的状态进行监视。在IDC内的局部空调系统中，在常用结构的“通道控制器+常用泵”之外配置冗余化结构的“冗余控制器+待机泵”，冗余侧监视常用侧的运转状态。此时，不仅监视常用泵，也监视通道控制器自身的异常，如果存在异常则切换为冗余化结构，由此不仅对应泵的异常，也对应控制器的异常，在检测到异常时切换为冗余化结构，由此能够可靠地使局部单元空调区域的温度保持正常。本发明的计算机室空调系统，通过其冗余控制器等，不仅对应制冷剂泵异常，也对应控制器异常，能够使制冷剂供给不停止而是继续，能够使局部区域的温度保持正常，不会冷却不足，从而能够防止信息处理装置等的故障和数据消失的事态。
权利要求
1.一种计算机室空调系统，其与计算机室内的任意的局部区域对应地具备多台局部空调机、对所述多台局部空调机供给制冷剂的制冷剂泵单元和管理控制所述多台局部空调机和制冷剂泵单元的常用控制器，所述计算机室空调系统的特征在于 具备冗余控制器和作为预备的制冷剂泵单元的待机泵， 所述冗余控制器包括 监视单元，其监视用于所述常用控制器与各局部空调机通信的第一通信线上的信号的有无； 状态判别单元，其通过第二通信线与所述常用控制器进行通信，判定能否通信，在能够通信的情况下至少取得所述制冷剂泵单元的正常/异常状态； 异常判定单元，其基于所述第一通信线上有无信号、能否与常用控制器通信、和能够通信的情况下的所述制冷剂泵单元的正常/异常状态，进行所述制冷剂泵单元和所述常用控制器的异常判定；和 冗余切换单元，其在所述异常判定单元判定为发生了所述制冷剂泵单元异常或者所述常用控制器异常的情况下，执行用于用所述待机泵代替所述制冷剂泵单元对所述多台局部空调机供给制冷剂、并且用冗余控制器代替所述常用控制器管理控制所述多台局部空调机和所述待机泵的切换处理。
2.如权利要求I所述的计算机室空调系统，其特征在于 所述异常判定单元，基于所述第一通信线上有无信号、能否与常用控制器通信、以及能够通信的情况下的所述制冷剂泵单元的正常/异常状态，判定是正常、还是单纯的通信异常、还是所述制冷剂泵单元异常、还是所述常用控制器异常。
3.如权利要求2所述的计算机室空调系统，其特征在于 所述异常判定单元，在与所述常用控制器不能通信并且所述第一通信线上没有信号的情况下判定为所述常用控制器异常，在与所述常用控制器不能通信并且所述第一通信线上有信号的情况下判定为所述单纯的通信异常。
4.如权利要求2或3所述的计算机室空调系统，其特征在于 所述异常判定单元，在与所述常用控制器能够通信、所述取得的所述制冷剂泵单元的正常/异常状态是异常状态的情况下，判定为所述制冷剂泵单元异常。
5.如权利要求2 4中任意一项所述的计算机室空调系统，其特征在于 所述局部区域存在多个，与该多个局部区域分别对应地设置包括所述多台局部空调机、所述制冷剂泵单元和所述常用控制器的冷却系统， 在多个所述冷却系统的任意个冷却系统中存在所述制冷剂泵单元异常或者所述常用控制器异常的情况下，对于存在所述异常的冷却系统进行使用所述冗余控制器和所述待机泵的替代运转。
6.一种计算机室空调系统的冗余控制器，所述计算机室空调系统与计算机室内的任意的局部区域对应地具备多台局部空调机、对所述多台局部空调机供给制冷剂的制冷剂泵单元和管理控制所述多台局部空调机和制冷剂泵单元的常用控制器，所述计算机室空调系统的冗余控制器的特征在于，包括 监视单元，其监视用于所述常用控制器与各局部空调机通信的第一通信线上的信号的有无；状态判别单元，其通过第二通信线与所述常用控制器进行通信，判定能否通信，在能够通信的情况下至少取得所述制冷剂泵单元的正常/异常状态； 异常判定单元，其基于所述第一通信线上有无信号、能否与常用控制器通信、和能够通信的情 况下的所述制冷剂泵单元的正常/异常状态，进行所述制冷剂泵单元和所述常用控制器的异常判定；和 冗余切换单元，其在所述异常判定单元判定为发生了所述制冷剂泵单元异常或者所述常用控制器异常的情况下，执行用于用预备的待机泵代替所述制冷剂泵单元对所述多台局部空调机供给制冷剂、并且用冗余控制器代替所述常用控制器管理控制所述多台局部空调机和所述待机泵的切换处理。
全文摘要
设置冗余控制器(10)和预备的制冷剂泵单元(11)。冗余控制器(10)监视各通道控制器(3a～3c)、各制冷剂泵单元(2a～2c)的状态，检测到异常的情况下，切换到使用自身控制器(10)和制冷剂泵单元(11)的替代运转。
文档编号H05K7/20GK102971588SQ20118002617
公开日2013年3月13日 申请日期2011年5月26日 优先权日2010年5月27日
发明者嶋崎优子, 坂井一博, 水村信次 申请人:富士电机株式会社