冷源BA控制系统和数据中心的制作方法

本发明实施例涉及数据电气控制技术领域，尤其涉及一种冷源ba控制系统和数据中心。

背景技术：

随着互联网+、云计算业务需求的飞速增长，数据中心的建设逐渐呈现出向超大规模、高度集中、绿色节能的方向发展。目前，数据中心机电工程设计和土建工程设计已经有了国家标准《数据中心设计规范》(gb50174-2017)和uptimetier国际标准。《数据中心设计规范》(gb50174-2017)将机房划分为a、b、c共三级，级别依次降低。uptimetier国际标准将机房划分为tierⅳ、tierⅲ、tierⅱ、tierⅰ共四级，级别依次降低。一般来说，a级相当于tⅳ-或tⅲ+，b级相当于tⅲ-或tⅱ+，c级相当于tⅱ-或tⅰ+。国家标准《数据中心设计规范》和uptimetier国际标准给出了数据中心机房的建设要求，给出了要建设智能化系统。所述的智能化系统包括变配电系统、发电机系统、建筑设备监控系统、能源管理系统、安防系统、机房环境监控系统等，规范只是要求要包含这些方面，但是对数据中心智能化监控没有明确的建设标准和系统架构。这就导致了机电工程硬件已经到达了很高级别，但智能化监控系统的建设确级别很低，与之不匹配。数据中心的冷源ba控制系统的问题尤为突出。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供一种光冷源ba控制系统。

第一方面，本发明实施例提供一种冷源ba控制系统，用于对数据中心进行控制，该系统包括：

相互独立的多个冷源ba控制子系统，各个冷源ba控制子系统分别用于控制对应的制冷子系统；所述数据中心包括的所有制冷设备被划分为多个所述制冷子系统，所述冷源ba控制子系统的数量与所述制冷子系统的数量相同；

各冷源ba控制子系统包括：串联在一条总线上的多个ddc控制器和一台nae设备，所述多个ddc控制器均与所述nae设备通信连接。

第二方面，本发明实施例提供一种数据中心，包括：

多个制冷子系统，所述数据中心包括的所有制冷设备被划分为多个所述制冷子系统；

冷源ba控制系统，用于对数据中心进行控制；所述冷源ba控制系统包括：

相互独立的多个冷源ba控制子系统，各个冷源ba控制子系统分别用于控制对应的制冷子系统，所述冷源ba控制子系统的数量与所述制冷子系统的数量相同；各冷源ba控制子系统包括：串联在一条总线上的多个ddc控制器和一台nae设备，所述多个ddc控制器均与所述nae设备通信连接。

本发明实施例提供的冷源ba控制系统和和数据中心，冷源系统在运行期间，不因单次设备故障、外电源中断、维护和检修而导致电子信息系统运行中断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的冷源ba控制系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的冷源ba控制系统优化流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

经调研多个数据中心，发现冷源ba控制系统的机电硬件建设是a级或者tierⅲ+,而智能化监控智能层级仅仅是b级或者tierⅱ,甚至更低，导致监控故障频发。而大型数据中心，通常采用集中制冷系统，一旦集中制冷系统出现问题没有被及时发现和及时处理将造成整个数据中心的高温宕机。数据中心的冷源ba控制系统管理的大量的制冷设备启停、阀门切换、模式切换、故障应急切换等，冷源ba控制系统就是数据中心的眼睛和双手，而一旦ba控制系统故障或者瘫痪，就不能有效、及时的发现现有机电工硬件的各类故障，可能导致大的故障发生。分析近年数据中心故障情况，智能化冷源ba控制系统的层级不匹配对数据中心的稳定运行构成了隐患，迫切需要一种大型数据中心高可靠性冷源ba控制系统架构，指导数据中心ba控制系统的建设。目前国内的数据中心主流是国标a级数据中心，相当于uptime的tⅳ-或tⅲ+层级。本发明各实施例以a级数据中心为研究对象，提出一种大型数据中心高可靠性冷源ba控制系统。

图1为本发明实施例提供的冷源ba控制系统结构示意图，如图1所示，控制系统采用四层网络通讯结构：第一层为现场采集层，由冷源系统的各硬件组成部分组成，提供监测控制点，包括送排风系统、污水坑系统，集成冷水机组、集成蓄冷罐、集成水源热泵机组等。第二层为系统接入层，采用ddc(directdatacontroller)控制器及i/o模块或网关连接底层设备。第三层为系统控制层，控制设备nae(enhancednetworkcommunicationequipment)互联，采用bacnet通讯协议，用于连接控制设备(ddc及i/o模块或网关)，并进行逻辑运算和下发决策控制命令。第四层为系统显示层，使用tcp/ip协议，用于连接系统服务器、工作站及第三方系统。

图2为本发明实施例提供的冷源ba控制系统优化流程图，以下结合附图对本发明实施例进行介绍。本实施例提供的用于对数据中心进行控制的冷源ba控制系统,包括多个冷源ba控制子系统，各个冷源ba控制子系统分别用于控制对应的制冷子系统；所述数据中心包括的所有制冷设备被划分为多个所述制冷子系统，所述冷源ba控制子系统的数量与所述制冷子系统的数量相同。例如，数据中心的冷源系统装配了大量制冷设备，包括管路、阀门、冷却塔、风机、冷水机组、板式换热器、分集水器、蓄冷罐、冷却水泵、冷冻水泵、蓄冷泵、水源热泵、电伴热、补水泵、排污泵、集水坑及相关各类传感器及执行机构等等，组成了3套冷机系统作为制冷子系统，这些设施的有效运行和故障监控全部依赖数据中心的冷源ba控制系统。本实施例中，同样也设置3个冷源ba控制子系统，该3个冷源ba控制子系统相互独立工作，并分别用于控制对应的制冷子系统。该实施例中，各冷源ba控制子系统包括：串联在一条总线上的多个ddc控制器和一台nae设备，所述多个ddc控制器均与所述nae设备通信连接。具体地，高可靠性冷源ba控制系统首先把制冷站和机房的各个ddc进行了分类，将控制同一套系统的一组ddc串接在一条总线上，由一台nae控制，以保障监控的保护级别和机电配置的保护级别一致。

以下以一个实例介绍高可靠性冷源ba控制系统架构。目前中国移动(呼和浩特)数据中心已经建成3栋机房，均为国标a级。国标a级大型数据中心机电设施按容错系统配置，同样a级数据中心的冷源ba控制系统也应该按照容错系统配置，不应当冷源ba控制系统出现单点故障，导致整个系统或者整个冷源ba控制系统失控，进而引发大的故障。冷源ba控制系统作为数据中心集中式水冷系统的控制大脑，重要性不言而喻，单套系统就承担着超过3000个机柜，超过3000万台服务器的制冷要求。冷源ba控制系统接入层ddc采用rs-485总线架构，制冷子系统的各种制冷设备通过ms/tp协议接入到ddc控制器，ddc控制器通过rs-485总线接入到nae设备，nae设备再通过tcp/ip协议接入到ba智能化监控服务器，ba智能化监控服务器通过opc和snmp协议接入到数据中心综合管理平台。

若按照现有技术的设置，一栋机房楼包括制冷站的多个ddc控制器串联在一条总线上，一但其中某个ddc设备接线端子故障或者ddc之间的连接线故障，将导致下端相连的ddc均无法正常工作，进而引发ddc下端设备的失控。同时单体机房楼和制冷站仅配置1台nae设备，当单台nae软件故障、硬件故障或者nae到上游交换机的链路故障或者到dcc方向的总线故障，现有的冷源ba控制系统将无法正常使用，甚至造成制冷系统的失控，甚至中断，存在较大的安全风险。即使此时的冷机系统是2+1保护，供电系统是1+1保护，ba智能化控制系统处于失控状态，对现场制冷站内的多台高压冷水机组、水源热泵机组、循环水泵、冷却塔、管路阀门等一系类设备都无法控制。即机电配置的a级，因智能化监控的低等级而无法发挥设计时应用的保护作用。本发明实施例中，以中国移动(呼和浩特)数据中心的集中制冷系统为例，每栋机房配置了n+m(b01/b02/b03机房是2+1)保护的冷机系统，每套冷机系统保护高压冷水机组、循环冷却水泵、循环冷冻水泵、冷却塔、板式换热器和管路阀门等一系类设备，这些设备必须都正常可控时，这套制冷系统才能协调一致的正常工作。若这些设备分散由不同的nae控制，或者一台nae控制了多套冷机系统的组件，那么当一台nae故障时，多套冷机系统就不能运行。同样，一台nae控制3套制冷系统的不同部件时，一旦该nae设备故障，则3套制冷系统均无法正常工作，导致制冷站冷源中断，机房高温宕机。因此，每套系统的各个组件都应该由一台nae来控制，n+m套制冷系统就应配置n+m台nae控制设备。中国移动(呼和浩特)数据中心每个楼的2+1保护的冷机系统需要配置3台nae，同时将原来的1条总线结构变更为4条总线结构，第4条是机房的各类消防排风机、新风风机等。任意某台nae故障时机房的制冷系统还有两套可用，能够保障数据中心的稳定运行。

在上述实施例的基础上，该系统还进行了供电可靠性优化，即该系统中的多个ddc控制器和多个nae设备，均接入ups不间断电源进行供电，且包括两套ups不间断电源，且所述两套ups不间断电源为互为主备使用。具体地，系统服务器通常只有一路ups保障供电，存在单点隐患，可靠性不足。如遇供电中断，将导致整个制冷系统瘫痪。设备ddc没有ups保障供电，如遇市电停电，管路阀门及控制系统均无法正常工作，也无法对下端设备发出任何指令。停电后管路阀门停止，再次来电时阀门需要先关闭再打开；如果ddc掉电而管路阀门有电时，管路阀门将直接关闭，导致冷冻水或者冷却水水流中断，存在较大隐患。所以对于，冷源ba控制系统的冷水机组控制电源、电动阀门、ddc、nae等重要设备负荷均需要接入ups，防止控制电源的在市电供电一旦中断，冷机启动所需时间延长，制冷系统停止运行，造成机房高温。

该系统中，将现有冷源系统的冷水机组控制电源、电动阀门、ddc、nae等重要设备负荷均接入ups不间断电源，对于单电源设备需将其接入由2台ups组成的“1+1”ups并机系统，对于双电源设备需将其接入由2台ups形成2n甚至3nups保护系统，两套ups不间断电源为互为主备使用，以提高冷源系统相关控制组件的供电可靠性。

在上述实施例的基础上，该系统还进行了网络保护优化，即各个冷源ba控制子系统中的ddc控制器和nae设备之间采用多链路聚合进行通信。现有系统中，系统测点到ddc控制器到nae或者网关到服务器，往往是单条链路，当链路中的网线、交换机、路由器、尾纤、光纤有任何一处故障，甚至电磁干扰大、光纤衰耗大等都会造成智能化监控系统断链。通常，冷源ba控制系统现网中ddc控制器-nae控制设备的网络连接、nae控制设备-ba控制系统服务器的网络连接、ba控制系统服务器-监控中心网络物理单链路连接，同时ba服务器到数据中心综合管理平台也是物理单链路连接，网络安全存在很大隐患。本发明实施例提供的系统中采用链路聚合、设备主备冗余或者设备负载分担等方式，在两个汇聚或者核心的设备之间要加强链路的健壮性，链路聚合、设备主备冗余或者设备负载分担的物理链路要求是物理不同路由，即不同的敷设方式、不同光缆、不同波分系统等，避免存在单点隐患。

数据中心进行机电设计时要同步设计与机电保护级别一致的高可靠性冷源ba控制系统。本发明实施例提供的冷源ba控制系统，包括高可靠性冷源ba控制系统架构，ba控制系统设备供电可靠性优化和ba控制系统网络保护优化。冷源系统在运行期间，不因单次设备故障、外电源中断、维护和检修而导致电子信息系统运行中断，为国标a级大型数据中心冷源ba控制系统设计或者改造提供参考。

本发明实施例还提供一种数据中心，多个所述制冷子系统，所述数据中心包括的所有制冷设备被划分为多个所述制冷子系统；数据中心的冷源系统装配了大量制冷设备，包括管路、阀门、冷却塔、风机、冷水机组、板式换热器、分集水器、蓄冷罐、冷却水泵、冷冻水泵、蓄冷泵、水源热泵、电伴热、补水泵、排污泵、集水坑及相关各类传感器及执行机构等等，这些设备被划分为多个所述制冷子系统。

还包括冷源ba控制系统，用于对数据中心进行控制；所述冷源ba控制系统包括：相互独立的多个冷源ba控制子系统，各个冷源ba控制子系统分别用于控制对应的制冷子系统，所述冷源ba控制子系统的数量与所述制冷子系统的数量相同；各冷源ba控制子系统包括：串联在一条总线上的多个ddc控制器和一台nae设备，所述多个ddc控制器均与所述nae设备通信连接。

进一步地，该数据中心中，所有制冷设备、多个ddc控制器和多个nae设备，均接入ups不间断电源进行供电，且包括两套ups不间断电源，且所述两套ups不间断电源为互为主备使用。

进一步地，该数据中心中，各个冷源ba控制子系统中的ddc控制器和nae设备之间采用多链路聚合进行通信。

进一步地，该数据中心中，各制冷子系统中的制冷设备通过ms/tp协议接入到ddc控制器，各冷源ba控制子系统中ddc控制器和通过rs-485总线接入到nae设备。

本实施例提供的数据中心所包括的冷源ba控制系统可以采用上述实施例提供的冷源ba控制系统，其具体结构和功能详见上述介绍，此处不再赘述。

本实施例提供的数据中心，包括高可靠性冷源ba控制系统，以达到监控设施的容错系统配置，在系统运行期间，冷源系统设施不应因ba控制系统操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修而导致冷源系统运行中断。该优化方法包括高可靠性冷源ba控制系统架构优化,ba系统设备供电可靠性优化,冷源ba控制系统网络保护优化。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。