隨著大數(shù)據(jù)、云計算、5G技術(shù)的時代來臨，各互聯(lián)網(wǎng)公司、通訊運營商、銀行等等行業(yè)及重點的企業(yè)都在構(gòu)建自主的生態(tài)圈與云平臺。擁有大量數(shù)據(jù)流量就能開創(chuàng)下一個時代，所以各地紛紛建設(shè)了許多數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心全年不間斷運行，穩(wěn)定可靠、優(yōu)化的冷源控制系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心正常運行、高效運維重要保證。據(jù)調(diào)研已經(jīng)投入運行的數(shù)據(jù)中心，有近30%的數(shù)據(jù)中心沒有實現(xiàn)智能化控制或者控制系統(tǒng)、控制策略的不完善導(dǎo)致整個中心運行效率低、運營能耗的居高不下、運維單位的感覺壓力倍增。為了解決上述問題，通過研究探索、工程實踐，總結(jié)了一些優(yōu)化控制策略。
某大型數(shù)據(jù)中心由5幢建筑組成，其中1#建筑安裝3臺磁懸浮離心式高效冷水機組、2#安裝2臺磁懸浮離心式高效冷水機組。該項目采用浙江源創(chuàng)建筑GCS大型分布式樓宇控制系統(tǒng)，先進的工業(yè)級Contrix控制平臺軟件。該平臺的支持的擾動在線下載技術(shù)、組態(tài)上傳、控制模塊在線診斷檢測、在線仿真技術(shù)可以動態(tài)測試控制策略的正確性。本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)詳見圖（1），該系統(tǒng)中實現(xiàn)的先進功能將后續(xù)介紹。
本數(shù)據(jù)中心冷源系統(tǒng)采用以下優(yōu)化控制策略：
本項目中5個制冷單元，在手動模式下各制冷單元可以獨立運行。由于1#、2#建筑的冷凍水管道、集水器、分水器、蓄冷罐互為連通。采用1個GCU控制器為核心群控控制器進行5個制冷單元控制器的統(tǒng)一管理與調(diào)度控制。當(dāng)一幢建筑制冷水機組冷量可以滿足整個數(shù)據(jù)中心IDC服務(wù)器機房負荷要求時另外一幢建筑的制冷單元不用開啟。當(dāng)一個制冷單元出現(xiàn)設(shè)備故障時，系統(tǒng)會自動切換到另外一組制冷單元設(shè)備。這樣大幅度提升了數(shù)據(jù)中心運行可靠性，多套制冷單元設(shè)備設(shè)備均處于“多制冷單元冗余”狀態(tài)。另外智能冷源系統(tǒng)可以實現(xiàn)制冷單元自動加減機，根據(jù)IDC機房端負荷、冷機運行負荷、冷水機組電流百分比、出水溫度、降溫速率統(tǒng)籌計算冷水機組的需求數(shù)量，并根據(jù)需求數(shù)量、設(shè)備運行狀態(tài)、勾選狀態(tài)、冷水機組累計運行時間計算分析出啟動或停止相應(yīng)制冷單元，使得冷源系統(tǒng)具有靈活的管理方法、便捷的操作方式。由于數(shù)據(jù)中心全年不間斷運行，隨著季度變化室外氣溫度隨之變化，為了節(jié)約能源、建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心將按照三種工況模式運行：全電制冷、半電制冷、自然冷卻。見圖（2）即：全電制冷模式，冷凍水完全由冷水機組制冷；半電制冷模式，冷凍水部分冷負荷由冷卻水經(jīng)冷卻塔再經(jīng)板換后進行預(yù)降溫，另部分冷負荷由冷水機組承擔(dān)；自然冷卻模式，冷凍水所有冷負荷由冷卻水經(jīng)冷卻塔再經(jīng)板換后進行直接將溫處理。系統(tǒng)設(shè)計了室外濕球啟用和人工選擇工況模式兩種，一般情況下系統(tǒng)將運行在“濕球啟用”狀態(tài)。系統(tǒng)根據(jù)室外干球溫度、空氣濕度等空氣參數(shù)計算濕球溫度并由此確定冷卻水設(shè)定溫度以及制冷工況模式。當(dāng)室外溫濕度傳感器故障時，可以人工設(shè)定已勾選制冷單元的工況模式。通過三種工況模式的自動切換，使整個冷源系統(tǒng)處于超低能耗下運行，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。
3、冷源系統(tǒng)“設(shè)備智能管理”數(shù)據(jù)中心冷源系統(tǒng)中設(shè)備數(shù)量和種類都特別繁多，將狀態(tài)合格設(shè)備投入運行，這是數(shù)據(jù)各中心冷源單元可靠運行的基礎(chǔ)。例如本項目每個制冷單元冷卻塔設(shè)備有3臺冷卻塔風(fēng)機，什么情況下啟動2臺風(fēng)機、什么情況下啟動3臺風(fēng)機、什么情況下關(guān)閉全部風(fēng)機，這都需要智能控制策略實現(xiàn)。在運行風(fēng)機進行增加加減過程中需要實施的判斷設(shè)備狀態(tài)、選擇運行最短時間的設(shè)備。本系統(tǒng)開發(fā)的“設(shè)備智能管理模塊”可以實現(xiàn)：實時設(shè)備狀態(tài)診斷、自動輪詢切換、顯示運行設(shè)備數(shù)量、空閑數(shù)量、故障設(shè)數(shù)量、啟動成功、失敗設(shè)備數(shù)量、故障預(yù)警等。通過設(shè)備智能管理模塊選擇出“最優(yōu)狀態(tài)”的設(shè)備，延長了設(shè)備整體生命周期，系統(tǒng)控制參數(shù)非常穩(wěn)定，確保長期可靠的運行、為高效運維提供數(shù)據(jù)支撐。
冷源控制系統(tǒng)主要包含：冷水機組、冷卻水泵、冷凍水泵、閥門及各類傳感設(shè)備。冷源系統(tǒng)設(shè)計了豐富工況模式管理庫、完善的控制流程流程與可靠的安全聯(lián)鎖。系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)備系統(tǒng)在設(shè)備啟動前系統(tǒng)自動檢測各設(shè)備狀態(tài)是否正常。當(dāng)工況流程執(zhí)行完畢后，系統(tǒng)再進入制冷流程，為了確保控制指令的有效性，采用信號回檢機制，確保下一級設(shè)備可靠啟動。當(dāng)該組設(shè)備出現(xiàn)故障時系統(tǒng)自動切換到另外一組設(shè)備并啟動。通過各種邏輯機制的管理控制、整個數(shù)據(jù)中心可以實現(xiàn)一鍵啟停，系統(tǒng)會根據(jù)數(shù)據(jù)中心IDC機房末端負荷情況進行其他制冷單元的自動啟動與停止。通過數(shù)據(jù)中心冷源控制優(yōu)化探索與實踐應(yīng)用，大大提升了數(shù)據(jù)中心運行與管理效率、提高了數(shù)據(jù)中心安全性、可靠性，從而正真實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心IDC機房冷源空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能、綠色可持續(xù)發(fā)展。
