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CN104456861B - 一种机房空调轮值系统及控制方法 - Google Patents

一种机房空调轮值系统及控制方法 Download PDF

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CN104456861B
CN104456861B CN201310433348.5A CN201310433348A CN104456861B CN 104456861 B CN104456861 B CN 104456861B CN 201310433348 A CN201310433348 A CN 201310433348A CN 104456861 B CN104456861 B CN 104456861B
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Abstract

本发明公开了一种机房空调轮值系统及控制方法，该系统包括主空调和多台从空调、与主空调电性连接的主控制板、多个分别与多台从空调一一对应连接的从控制板，主控制板包括一个主控制开关，每个从控制板均包括一个从控制开关，主控制板和每个从控制板均还包括信号输入端以及信号识别端，主控制开关和每个从控制开关依次串联连接之后一端与主控制板的信号输入端连接，另一端分别与所有控制板的信号识别端连接。实施本发明的有益效果是，通过主控制开关通断的方式来控制整个机房空调的轮值运行，系统连接线采用普通的电器连接线即可，降低了系统成本。并且通过系统中控制开关的连接方式，任一空调损坏，其余空调均可以识别，备用空调可以有效的开启。

Description

一种机房空调轮值系统及控制方法
技术领域
本发明涉及机房空调领域，更具体地说，涉及一种机房空调轮值系统及控制方法。
背景技术
机房空调是一种专供机房使用的高精度空调，其不但可以控制机房温度，也可以同时控制湿度。机房空调的主要服务对象为计算机，为机房提供稳定可靠的互联网数据中心（Internet Data Center，IDC）与检测机房工作温度、相对湿度、空气洁净度，具有高显热比、高能效比、高可靠性、高精度等特点。一个机房最重要的就是可靠性，全年8760小时要无故障运行，就需要空调可靠的零部件和优秀的控制系统。一般机房多是N+1备份，一台空调出了问题，其他空调便可以马上接管整个系统。
目前对机房空调的控制系统的互联网方式一般采用RS485总线的链路，通过多机通信的方式，由主机对多台机组进行控制调配，当主机获取到其他机组有故障或者功率需求时，会发出命令让备用机组开机。备用机组在接收到主机命令后，进入值机状态。但通过RS485链路进行轮值控制的系统存在几个问题：1）RS485通信需要使用双绞线，以保证通信质量，双绞线的布线成本比一般线材要高；2）RS485通信系统中如果出现有一台机组出现物理故障，即不是通信故障，也会导致整个通信链路瘫痪，因此主机无法有效的控制从机；3）RS485通信系统中如果有一台出现物理故障，即不是通信故障，导致该机组退出通信链路，此时主机通信链路仍然正常，仍然会有一台机组处于备用状态，只是其他机组并不能识别到系统中有设备损坏，不能有效开启备用机组。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种机房轮值系统及控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种机房空调轮值系统，包括主空调和多台从空调、与所述主空调电性连接，用于控制所述主空调的工作状态的主控制板、以及多个分别与所述多台从空调一一对应地电性连接，用于分别控制所述多台从空调的工作状态的从控制板；其特征在于，所述主控制板包括主控制开关，每个从控制板均包括从控制开关，且所述主控制板和每个从控制板均还包括用于提供预设的检测信号的信号输入端、用于连接外部电源的电源输入端以及用于识别所述预设的检测信号的信号识别端，所述主控制开关的一端与所述主控制板的信号检测端连接，另一端与每个从控制开关依次连接，其中，最后一个从控制开关的一端与前一个从控制开关连接，另一端分别与所述主控制板和每个从控制板的信号识别端连接；所述主控制板控制所述主空调工作，同时通过发送脉冲信号来控制所述主控制开关的通断，每个从控制板的信号识别端均识别所述脉冲信号，并根据所识别到的脉冲信号控制每台从空调工作或停机等待。
在上述机房空调轮值系统中，每个从控制板的信号输入端均与所述主控制开关的信号输入端连接，每个从控制板的电源输入端均与所述主控制板的电源输入端连接。
在上述机房空调轮值系统中，每个从控制板均设置有对应的内部编号，并将所述内部编号与所述脉冲信号进行匹配，当所述内部编号与所述脉冲信号的匹配结果满足预设条件时，则控制对应的从空调停机等待。
在上述机房空调轮值系统中，所述预设条件是：当所述主控制板发送的脉冲信号包含的脉冲数量为M+d时，则内部编号为M的从控制板控制对应的M号从空调停机等待，其中，M与d均为自然数，且d为预设的用于每个从控制板均能准确识别所述脉冲信号的基础次数。
在上述机房空调轮值系统中，每隔一个预设的第一时间段，所述主控制板重复发送所述脉冲信号；每隔一个预设的第二时间段，若当前时刻停机等待的从空调是为最大数值的M号从空调，则所述主控制板发送一个脉冲数量为1+d的脉冲信号，内部编号为1的从控制板控制对应的1号从空调停机等待，否则所述主控制板发送一个比上一时刻多一次脉冲次数的脉冲信号，以控制下一台从空调停机等待；其中所述预设的第二时间段的长度大于所述预设的第一时间段的长度。
在上述机房空调轮值系统中，若在当前时刻停机等待的从空调为数字最大的M号从空调，则当到达所述预设的第二时间段时，重新从1号从空调开始循环停机等待。
在上述机房空调轮值系统中，当所述轮值系统中任一台空调出现故障时，与其电性连接的控制板控制其对应的控制开关断开。
一种机房空调轮值控制方法，所述方法包括以下步骤：
S0：提供上述机房空调轮值系统，并在所述主控制板和每个从控制板中均设置用于提供预设检测信号的信号输入端，以及在每个从控制板中均设置对应的内部编号；
S1：初始上电以使主控制开关和每个从控制开关均闭合；
S2：所述主控制板发送脉冲信号，其中，所述主控制板发送一个脉冲，所述主控制开关通断一次；
每个从控制板通过对应的信号识别端均识别所述脉冲信号，并将所述内部编号与所述脉冲信号进行匹配，当所述内部编号与所述脉冲信号的匹配结果满足预设条件时，则控制对应的从空调停机等待，所述预设条件是：当所述主控制板发送的脉冲信号包含的脉冲数量为M+d时，内部编号为M的从控制板控制对应的M号从空调停机等待。
S3：每隔一个预设的第一时间段，所述主控制板重复发送所述脉冲信号；
S4：每隔一个预设的第二时间段，首先判断当前时刻停机等待的从空调是否为最大数值的M号从空调，若是，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S6；
S5：所述主控制板发送一个脉冲数量为1+d的脉冲信号，内部编号为1的从控制板控制对应的1号从空调停机等待，返回步骤S3；
S6：所述主控制板发送一个比上一时刻多一次脉冲次数的脉冲信号，以控制下一台从空调停机等待，返回步骤S3。
在上述机房空调轮值控制方法中，所述方法还包括：
在预设的第三时间段期间，若所述主控制板和每个从控制板的信号识别端均一直无法识别到所述预设的检测信号，则开启处于停机等待的从空调，其中，所述第三预设时间间隔大于所述主控制板发送一个脉冲的时间。
在上述机房空调轮值控制方法中，所述预设的第二时间段的长度大于所述预设的第一时间段的长度。
实施本发明的一种机房空调轮值系统及控制方法，具有以下有益效果：通过主控制开关通断的方式来控制整个机房空调的轮值运行，使得系统连接线采用普通的电器连接线即可，无需特别采用通信链路上采用的双绞线，而且通过普通的I/O口即可实现，无需专用的通信接口及通信芯片，有效的降低了系统成本。并且通过系统中主控制开关和每个从控制开关的连接方式，任一空调损坏，其余空调均可以识别到系统中有设备损坏，备用空调可以正常有效的开启。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明较佳实施例中的一种机房空调轮值系统的结构示意图；
图2是本发明较佳实施例中的一种机房空调轮值控制方法的流程图；
图3是图1中主控制板发送的一个脉冲信号。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1为本发明较佳实施例中的一种机房空调轮值系统的结构示意图，包括主空调和多台从空调，在本实施例中，包括N台从空调（图未示），即包括1号至N号从空调，其中，N为大于1的整数，该轮值系统还包括与主空调电性连接，用于控制主空调的工作状态的主控制板U0、以及多个分别与多台从空调一一对应地电性连接，用于分别控制多台从空调的工作状态的从控制板，如图1所示，为第1至第N从控制板，即U1～UN。主控制板包括一个主控制开关K0，每个从控制板均包括一个从控制开关，即K1～KN，且主控制板U0和每个从控制板U1～UN均还包括用于提供预设检测信号的信号输入端，依次为V10～V1N、用于接收外部电源信号的电源输入端，依次为V20～V2N、以及用于识别所述预设的检测信号的信号识别端，依次为P0～PN。主控制开关K0和每个从控制开关K1～KN依次串联连接之后一端与主控制板U0的信号输入端V10连接，另一端分别与主控制板U0和每个从控制板U1～UN的信号识别端P0～PN连接。其中，每个从控制板的信号输入端V11～V1N均与主控制板U0的信号输入端V10连接，每个从控制板的信号识别端V21～V2N均与主控制板U0的信号识别端V20连接。在该轮值系统处于正常状态下，主控制板U0和每个从控制板U1～UN的电源输入端V20～V2N连接外部电源时，主控制开关和每个从控制开关均处于闭合状态，主控制板U0发送一个脉冲信号，以控制主控制开关K0的通断。其中，主控制板U0发送一个脉冲，主控制开关K0通断一次，每个从控制板的信号识别端均能识别该脉冲信号，并根据所识别到的脉冲信号控制每台从空调工作或停机等待。
其中，每个从控制板U1～UN均设置有对应的内部编号，并将自身的内部编号与主控制板U0发送的脉冲信号进行匹配，当自身的内部编号与该脉冲信号的匹配结果满足预设条件时，则控制对应的从空调停机等待。其预设条件是：当主控制板U0发送的脉冲信号包含的脉冲数量为M+d时，每个从控制板U1～UN均识别到次数M，则内部编号为M的从控制板控制对应的M号从空调停机等待，其余则处于值机状态，其中，M与d均为自然数，且d为预设的用于每个从控制板均能准确识别脉冲信号的基础次数。并且每隔一个预设的第一时间段，主控制板U0重复发送该脉冲信号；每隔一个预设的第二时间段，首先判断在当前时刻停机等待的从空调是否为数字最大的M号从空调，若是，则当到达所述预设的第二时间段时，重新从1号从空调开始循环停机等待；否则，主控制板U0发送一个比前一时刻多一次脉冲次数的脉冲信号，以控制下一台从空调停机等待，即按序切换需停机等待的备用空调。其中，预设的第二时间段长度大于预设的第一时间段长度。
当该轮值系统中任一台空调出现故障时，与其电性连接的控制板会控制其对应的控制开关断开。因此若主控制板U0和每个从控制板U1～UN在大于主控制板发送一个脉冲所需的时间期间，一直无法识别到主控制板U0的信号输入端所所提供的预设的检测信号，则每个从控制板U1～UN均可以判断出系统中有空调发生了故障，此时应开启备用空调进入值机状态。
图2为本发明较佳实施例中的一种机房空调轮值控制方法的流程图，在轮值系统处于正常状态下，该机房空调轮值控制方法的包括以下几个步骤：
S0：提供图1所示的机房空调轮值系统，并在主控制板U0和每个从控制板U1～UN中均设置用于提供预设检测信号的信号输入端，以及在每个从控制板U1～UN中均设置对应的内部编号；
S1：初始上电以使主控制开关K0和每个从控制开关K1～KN均闭合；
S2：主控制板U0发送脉冲信号，其中，主控制板U0发送一个脉冲，主控制开关K0通断一次；
每个从控制板U1～UN通过对应的信号识别端均识别脉冲信号，并将内部编号与脉冲信号进行匹配，当内部编号与脉冲信号的匹配结果满足预设条件时，则控制对应的从空调停机等待，预设条件是：当主控制板U0发送的脉冲信号包含的脉冲数量为M+d时，内部编号为M的从控制板控制对应的M号从空调停机等待。
S3：每隔一个预设的第一时间段，主控制板U0重复发送脉冲信号；
S4：每隔一个预设的第二时间段，首先判断当前时刻停机等待的从空调是否为最大数值的M号从空调，若是，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S6；
S5：主控制板U0发送一个脉冲数量为1+d的脉冲信号，内部编号为1的从控制板控制对应的1号从空调停机等待；
S6：主控制板U0发送一个比上一时刻多一次脉冲次数的脉冲信号，以控制下一台从空调停机等待，返回步骤S3。
当轮值系统中有任意一台空调出现故障时，即相应的控制开关会断开，在预设的第三时间段期间，若主控制板U0和每个从控制板U1～UN的信号识别端均无法识别到主控制板的信号输入端提供的预设的检测信号，并且预设的第三时间段要大于主控制板发送一个脉冲的时间，即可以肯定系统中有空调出现了故障，导致其对应的控制开关断开，此时开启备用空调，使其处于值机状态。
在上述控制方法中，预设的第二时间段长度优选为第一预设时间段长度的整数倍。
参见图1和图2，现详细介绍本发明中对机房空调进行轮值控制的具体工作过程：从控制板U1～UN中均设置有对应的内部编号，优选地，按顺序排列为1～N，在轮值系统处于正常运行状态时，轮值控制方法包括：
初始上电，即有外部电源连接到主控制板U0和每个从控制板U1～UN的电源输入端V20～V2N，主控制开关K0和每个从控制开关K1～KN均处于闭合状态，此时主控制板U0的信号识别端与每个控制板的信号识别端均与主控制板U0的信号输入端直接连接，主控制板U0的信号输入端用于提供一个预设的检测信号，可以为0V或+5V等，其中，每个从控制板的信号输入端均与主控制板的信号输入端连接，即也为0V或+5V。在本实施例中以0V即GND为例，因此，按照图1中的连接方式，主控制板U0和每个从控制板均能识别到GND信号。
初始上电一段时间后，此时由主控制板U0发送一个初始信号，该初始信号能够被每个从控制板U1～UN识别，主控制板U0发送的信号类型为通断轮值控制点，即主控制板发送一个脉冲，主控制开关通断一次，按照图1中主控制开关和每个从控制开关的连接方式，主控制开关的通断次数，可以被所有的从控制板识别。每个从控制板将自身的内部编号与主控制板发送的脉冲信号进行匹配，当内部编号与主控制板发送的脉冲信号的匹配结果满足预设条件时，则控制对应的从空调停机等待，即处于备用状态。其预设条件是：当所述主控制板发送的脉冲信号的脉冲数量为M+d时，每个从控制板均能识别到次数M，内部编号为M的从控制板控制对应的M号从空调停机等待。具体地，如图3所示，为主控制板U0发送的脉冲次数为M+d的脉冲信号，主控制开关的通断次数可以被每个从控制板U1～UN识别，即每个从控制板能够识别到次数M，并将M与自身的内部编号进行对比，若相同，则该内部编号为M的从控制板控制相应的M号从空调停机，处于备用状态，否则开启对应的从空调，进入值机状态。其中，脉冲次数相当于主控制开关K0的通断次数，d为主控制板U0发送脉冲信号时预设的基础次数，为自然数，在本实施例中优选为为大于或等于1的整数，通过增加基础次数d，使得所有从控制板更能准确识别主控制板发送的脉冲信号，特别是当控制数值较小的M号从空调停机等待时，此时发送的脉冲次数也就相应的较少，通过增加基础次数d便能够更准确的识别。
主控制板U0每隔一段时间即预设的第一时间段t1，便重复发送一次脉冲信号，即脉冲次数仍为M+d，预设的第一时间段t1的长度理想范围为5分钟至15分钟，在本实施中优选为每10分钟发送一次脉冲信号，这样可以在当人为使任一台空调停机不工作时，若不发送脉冲信号，则该空调会一直处于不工作状态，因此每隔10分钟重复发送一次脉冲信号，便可以使因人为处于停机状态的空调处于值机状态。
主控制板U0每隔轮值间隔时间即预设的第二时间段t2时，会将M的值转入下一个从控制板。具体地，轮值间隔时间理想范围为1小时至2小时并且优选为预设的第一时间段的整数倍，在本实施中轮值间隔时间优选为1小时，当到达轮值间隔时间时，主控制板首先判断当前时刻停机等待的从空调是否为最大数值的M号从空调，在本实施例中即为N号从空调，若是，则主控制板U0发送一个脉冲数量为1+d的脉冲信号，则内部编号为1的从控制板控制对应的1号从空调停机等待，再每隔预设的第一时间段t1时重复发送该脉冲信号，待到达预设的第二时间段t2时继续进行判断，重复执行；否则主控制板发送一个比前一时刻多一次脉冲次数的脉冲信号，从而使下一台从空调停机等待，原先处于停机等待的从空调则处于值机状态，再每隔预设的第一时间段t1时重复发送该脉冲信号，待到达预设的第二时间段t2时继续进行判断，重复执行。因此，通过上述控制方法按序切换备用空调，从而达到循环值机的目的。
当系统中有任一台空调出现故障时，即相应的控制开关会断开，上述轮值控制方法还包括：当系统中任意一个控制开关断开，按照图1所示的系统中控制开关的连接方式，主控制板U0的信号识别端V20和每个从控制板的信号识别端V21～V2N均无法识别到主控制板U0的信号输入端提供的预设检测信号。考虑到当系统在正常运行状态下，所有控制开关一直处于闭合状态，但当主控制板U0发送脉冲信号时，发送一个脉冲，主控制开关K0就通断一次，因此当主控制开关K0断开时，主控制板U0与每个从控制板U1～UN也同样识别不到主控制板U0的信号输入端提供的预设检测信号。但是当持续一段时间即预设的第三时间段t3后，其中，预设的第三时间段t3的长度大于主控制板U0发送一个脉冲的时间，即主控制开关通断一次的时间，若在预设的第三时间段期间，主控制板U0和每个从控制板U1～UN一直无法识别到有效的预设的检测信号，则可以判断出系统中有空调出现了故障，导致其对应的控制开关断开，并且每个从控制板均能判断系统中有空调出现了故障，此时处于备用状态的从空调开启进入值机状态。
在本发明的一种机房空调轮值系统及控制方法中，通过控制开关通断的方式来控制整个机房空调的轮值运行，使得系统连接线采用普通的电器连接线即可，无需特别采用通信链路上采用的双绞线，而且本发明通过控制板中普通的I/O口即可实现机房空调的轮值运行，无需专用的通信口以及通信芯片，极大地降低了系统成本。并且通过系统中控制开关的连接方式，连线十分简单，容易扩展，使得机房空调台数不受限制，而且若有任意一台空调损坏，则相应的控制板会控制对应的控制开关断开，其余空调均可以通过对应的电性连接的控制板识别到系统中有设备损坏，备用空调可以正常有效的开启，因此系统稳定性好，不易受干扰。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种机房空调轮值系统，包括主空调和多台从空调、与所述主空调电性连接，用于控制所述主空调的工作状态的主控制板、以及多个分别与所述多台从空调一一对应地电性连接，用于分别控制所述多台从空调的工作状态的从控制板；其特征在于，所述主控制板包括主控制开关，每个从控制板均包括从控制开关，且所述主控制板和每个从控制板均还包括用于提供预设的检测信号的信号输入端、用于连接外部电源的电源输入端以及用于识别所述预设的检测信号的信号识别端，所述主控制开关的一端与所述主控制板的信号检测端连接，另一端与每个从控制开关依次连接，其中，最后一个从控制开关的一端与前一个从控制开关连接，另一端分别与所述主控制板和每个从控制板的信号识别端连接；所述主控制板控制所述主空调工作，同时通过发送脉冲信号来控制所述主控制开关的通断，每个从控制板的信号识别端均识别所述脉冲信号，并根据所识别到的脉冲信号控制每台从空调工作或停机等待；
每个从控制板的信号输入端均与所述主控制开关的信号输入端连接，每个从控制板的电源输入端均与所述主控制板的电源输入端连接。
2.根据权利要求1所述的机房空调轮值系统，其特征在于，每个从控制板均设置有对应的内部编号，并将所述内部编号与所述脉冲信号进行匹配，当所述内部编号与所述脉冲信号的匹配结果满足预设条件时，则控制对应的从空调停机等待。
3.根据权利要求2所述的机房空调轮值系统，其特征在于，所述预设条件是：当所述主控制板发送的脉冲信号包含的脉冲数量为M+d时，则内部编号为M的从控制板控制对应的M号从空调停机等待，其中，M与d均为自然数，且d为预设的用于每个从控制板均能准确识别所述脉冲信号的基础次数。
4.根据权利要求3所述的机房空调轮值系统，其特征在于，每隔一个预设的第一时间段，所述主控制板重复发送所述脉冲信号；每隔一个预设的第二时间段，若当前时刻停机等待的从空调是为最大数值的M号从空调，则所述主控制板发送一个脉冲数量为1+d的脉冲信号，内部编号为1的从控制板控制对应的1号从空调停机等待，否则所述主控制板发送一个比上一时刻多一次脉冲次数的脉冲信号，以控制下一台从空调停机等待；其中所述预设的第二时间段的长度大于所述预设的第一时间段的长度。
5.根据权利要求4所述的机房空调轮值系统，其特征在于，若在当前时刻停机等待的从空调为数字最大的M号从空调，则当到达所述预设的第二时间段时，重新从1号从空调开始循环停机等待。
6.根据权利要求1所述的机房空调轮值系统，其特征在于，当所述轮值系统中任一台空调出现故障时，与其电性连接的控制板控制其对应的控制开关断开。
7.一种机房空调轮值控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S0：提供如权利要求1-6中任一项所述的机房空调轮值系统，并在所述主控制板和每个从控制板中均设置用于提供预设检测信号的信号输入端，以及在每个从控制板中均设置对应的内部编号；
S1：初始上电以使主控制开关和每个从控制开关均闭合；
S2：所述主控制板发送脉冲信号，其中，所述主控制板发送一个脉冲，所述主控制开关通断一次；
每个从控制板通过对应的信号识别端均识别所述脉冲信号，并将所述内部编号与所述脉冲信号进行匹配，当所述内部编号与所述脉冲信号的匹配结果满足预设条件时，则控制对应的从空调停机等待，所述预设条件是：当所述主控制板发送的脉冲信号包含的脉冲数量为M+d时，内部编号为M的从控制板控制对应的M号从空调停机等待；
S3：每隔一个预设的第一时间段，所述主控制板重复发送所述脉冲信号；
S4：每隔一个预设的第二时间段，首先判断当前时刻停机等待的从空调是否为最大数值的M号从空调，若是，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S6；
S5：所述主控制板发送一个脉冲数量为1+d的脉冲信号，内部编号为1的从控制板控制对应的1号从空调停机等待，返回步骤S3；
S6：所述主控制板发送一个比上一时刻多一次脉冲次数的脉冲信号，以控制下一台从空调停机等待，返回步骤S3。
8.根据权利要求7所述的机房空调轮值控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在预设的第三时间段期间，若所述主控制板和每个从控制板的信号识别端均一直无法识别到所述预设的检测信号，则开启处于停机等待的从空调，其中，所述第三预设时间间隔大于所述主控制板发送一个脉冲的时间。
9.根据权利要求7所述的机房空调轮值控制方法，其特征在于，所述预设的第二时间段的长度大于所述预设的第一时间段的长度。
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