CN112804859A - 数据中心散热***的联动控制方法及设备 - Google Patents

数据中心散热***的联动控制方法及设备 Download PDF

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CN112804859A CN202011623173.0A CN202011623173A CN112804859A CN 112804859 A CN112804859 A CN 112804859A CN 202011623173 A CN202011623173 A CN 202011623173A CN 112804859 A CN112804859 A CN 112804859A
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Xiamen Kehua Hengsheng Co Ltd
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Abstract

本发明适用于散热控制技术领域，提供了一种数据中心散热***的联动控制方法及设备，上述方法包括：获取电池组的温度值及当前环境温度值，并根据当前环境温度值及电池组的温度值确定目标温度控制系数；获取电池组的电流，并根据电池组的电流确定目标电流控制系数；根据目标温度控制系数及目标电流控制系数确定风机控制系数；根据风机控制系数控制风机的运行速度。本发明根据控制风机的转速，风机控制更加精细，降低了风机能耗，且风机不会频繁启停，提高了风机的使用寿命。

Description

数据中心散热***的联动控制方法及设备
技术领域
本发明属于散热控制技术领域，尤其涉及一种数据中心散热***的联动控制方法及设备。
背景技术
数据中心通常配置有UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)作为后备电源，为保证UPS中的电池组的使用寿命，电池组的温度应当维持在25℃左右。数据中心通常配置空调进行整体温度调节并辅以风机进行局部降温。
现有技术中，风机的控制通常为温度达到预设值时全速运转，低于预设值时停止运转，导致风机能耗大，且风机频繁启停影响风机寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种数据中心散热***的联动控制方法及设备，以解决现有技术中现有风机控制方法导致风机能耗大及频繁启停影响风机寿命的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种数据中心散热***的联动控制方法，包括：
获取电池组的温度值及当前环境温度值，并根据当前环境温度值及电池组的温度值确定目标温度控制系数；
获取电池组的电流，并根据电池组的电流确定目标电流控制系数；
根据目标温度控制系数及目标电流控制系数确定风机控制系数；
根据风机控制系数控制风机的运行速度。
本发明实施例的第二方面提供了一种数据中心散热***的联动控制设备，包括：温度采集器及UPS；
UPS，第一端与温度采集器连接，第二端用于与风机连接；
温度采集器用于采集电池组的温度值及当前环境温度值；
UPS用于实现如本发明实施例第一方面提供的数据中心散热***的联动控制方法。
本发明实施例提供了一种数据中心散热***的联动控制方法，包括：获取电池组的温度值及当前环境温度值，并根据当前环境温度值及电池组的温度值确定目标温度控制系数；获取电池组的电流，并根据电池组的电流确定目标电流控制系数；根据目标温度控制系数及目标电流控制系数确定风机控制系数；根据风机控制系数控制风机的运行速度。本发明实施例根据当前环境温度、电池组的温度及电池组的电流控制风机的转速，风机控制更加精细，降低了风机能耗，且风机不会频繁启停，提高了风机的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的数据中心散热***的联动控制方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例提供的数据中心散热***的联动控制装置的示意图；
图3是本发明实施例提供的终端设备的示意图；
图4是本发明实施例提供的数据中心散热***的联动控制设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
参考图1，本发明实施例提供了一种数据中心散热***的联动控制方法，包括：
S101：获取电池组的温度值及当前环境温度值，并根据当前环境温度值及电池组的温度值确定目标温度控制系数；
S102：获取电池组的电流，并根据电池组的电流确定目标电流控制系数；
S103：根据目标温度控制系数及目标电流控制系数确定风机控制系数；
S104：根据风机控制系数控制风机的运行速度。
数据中心中风机用于辅助电池组局部降温，由于电池组的电流会影响电池组的温度，因此本发明实施例综合考虑当前环境温度、电池组的温度及电池组的电流计算得到风机控制系数，根据风机控制系数控制风机的运行速度(风机运行速度为0即为关闭风机)，风机控制更加精细，智能化程度更高，降低了风机能耗，风机速度变化连续，不会出现断层，因此风机不会频繁启停，提高了风机的使用寿命。
为保证温度采集的准确性，当前环境温度应当为电池组区域内的环境温度，当前环境温度采集装置不能远离电池组，
一些实施例中，S101可以包括：
S1011：确定电池组的温度值与当前环境温度值之间的第一差值；
S1012：根据预设的温度阈值区间与温度控制系数的对应关系，确定第一差值所处的温度阈值区间对应的温度控制系数为目标温度控制系数。
由于数据中心风机降温为空调整体降温的辅助手段，若当前环境温度过高，则电池组周围空气温度均较高，并不能通过开启风机加速空气流动降温。若因为当前环境温度过高引起的电池组的温度较高，仍需通过空调降温实现，此时开启风机意义不大，造成资源浪费。因此本发明实施例中根据电池组的温度值与当前环境温度值之间的第一差值确定目标温度控制系数，进而控制风机的转速，节约资源，降低噪声。
其中，预设的温度阈值区间与温度控制系数的对应关系可根据实际应用需求设定。
一些实施例中，S102可以包括：
S1021：根据预设的电流阈值区间与电流控制系数的对应关系，确定电池组的电流所处的电流阈值区间对应的电流控制系数为目标电流控制系数。
一些实施例中，电池组的电流包括：电流方向及电流的值；预设的电流阈值区间与电流控制系数的对应关系包括：充电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系和放电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系；S1021可以包括：
S10211：若电流方向为充电方向，则根据充电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系，确定电流的值所处的充电电流阈值区间对应的电流控制系数为目标电流控制系数；
S10212：若电流方向为放电方向，则根据放电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系，确定电流的值所处的放电电流阈值区间对应的电流控制系数为目标电流控制系数。
由于电池充电时通常按照预设的电流值进行充电，充电持续时间长；而放电时的电流则与负载有关，负载较大时放电电流会很大。由于电池充放电特性不同，因此本发明实施例中针对不同的电流方向设置不同的对应关系。
一些实施例中，在获取电池组的电流之后，数据中心散热***的联动控制方法还可以包括：
S105：获取电池组的理论电流；
S106：若电池组的电流与电池组的理论电流之间的第二差值大于预设差值，则发出告警指令。
电池组的理论电流为根据负载计算得到的电池组的电流，若采样得到的电池组的电流与电池组的理论电流偏差较大，说明电池异常或电流采样异常，则发出告警指令，通知相关人员检修。同时，也可在发出告警指令的同时终止程序的执行。
一些实施例中，S103可以包括：
S1031：将目标温度控制系数与目标电流控制系数的和确定为风机控制系数。
一些实施例中，S104可以包括：
S1041：若风机控制系数不小于预设阈值，则控制风机全速运行；
S1042：若风机控制系数小于预设阈值，则根据风机控制系数控制风机的转速。
一些实施例中，预设阈值可以为1。
一些实施例中，目标温度控制系数及目标电流控制系数的取值范围均可以为0～1。
本发明实施例中，将目标温度控制系数与目标电流控制系数结合起来，综合考虑温度及电流的影响对风机进行控制。
目标温度控制系数的取值范围可以为0～1，当目标温度控制系数为0时，则温度对风机调速没有影响；若目标温度控制系数为1，则可以控制风机全速运行。理论上，由于电池发热，电池组的温度值大于当前环境温度值，第一差值大于0，但也有可能受其他电池组的影响或计算误差导致第一差值小于0，当第一差值小于0时，目标温度控制系数可以为0。
目标电流控制系数的取值范围也可以为0～1，当目标电流控制系数为0时，则电流对风机调速没有影响；若目标电流控制系数为1，则说明电池组的电流较大，需要控制风机全速运行。由于电池充电时电流受限，且时间较长，对风机的影响较小，目标电流控制系数取值范围可以为0～0.5；电池放电时电流较大，目标电流控制系数取值范围可以为0～1。
当目标温度控制系数与目标电流控制系数的和不小于1时，控制风机全速运行。
一些实施例中，电池组包括至少两块电池；S101还可以包括：
S1015：分别获取电池组中各个电池的温度值；
S1016：按照温度值由高至低的顺序，选取电池组中各个电池的温度值中前N个温度值，并将前N个温度值的均值确定为电池组的温度值。
由于电池组包括多个电池，为提高电池组的温度值的准确性，可分别采集各个电池的温度，选取较高的N个温度值平均作为电池组的温度值。或若电池组分层设置，可分别采集每一层的温度值，选取较高的若干温度值平均作为电池组的温度值。
由于数据中心电池柜中电池分层设置，可在每一层分别设置一个风机，各个风机可应用上述实施例中的方法单独控制，也可同时控制。例如，电池组温度采集装置采集得到的电池组温度高点若位于同一层，则控制该层的风机开启，消除局部热点，降低能耗。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
参考图2，本发明实施例还提供了一种数据中心散热***的联动控制装置，包括：
第一系数确定模块21，用于获取电池组的温度值及当前环境温度值，并根据当前环境温度值及电池组的温度值确定目标温度控制系数；
第二系数确定模块22，用于获取电池组的电流，并根据电池组的电流确定目标电流控制系数；
第三系数确定模块23，用于根据目标温度控制系数及目标电流控制系数确定风机控制系数；
风机控制模块24，用于根据风机控制系数控制风机的运行速度。
一些实施例中，第一系数确定模块21可以包括：
第一差值确定单元211，用于确定电池组的温度值与当前环境温度值之间的第一差值；
目标温度控制系数确定单元212，根据预设的温度阈值区间与温度控制系数的对应关系，确定第一差值所处的温度阈值区间对应的温度控制系数为目标温度控制系数。
一些实施例中，第二系数确定模块22可以包括：
目标电流控制系数确定单元221，用于根据预设的电流阈值区间与电流控制系数的对应关系，确定电池组的电流所处的电流阈值区间对应的电流控制系数为目标电流控制系数。
一些实施例中，电池组的电流包括：电流方向及电流的值；预设的电流阈值区间与电流控制系数的对应关系包括：充电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系和放电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系；目标电流控制系数确定单元221可以包括：
充电判断子单元2211，用于若电流方向为充电方向，则根据充电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系，确定电流的值所处的充电电流阈值区间对应的电流控制系数为目标电流控制系数；
放电判断子单元2212，用于若电流方向为放电方向，则根据放电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系，确定电流的值所处的放电电流阈值区间对应的电流控制系数为目标电流控制系数。
一些实施例中，数据中心散热***的联动控制装置还可以包括：
理论电流获取模块25，用于获取电池组的理论电流；
告警模块26，用于若电池组的电流与电池组的理论电流之间的第二差值大于预设差值，则发出告警指令。
一些实施例中，第三系数确定模块23可以包括：
风机控制系数确定单元231，用于将目标温度控制系数与目标电流控制系数的和确定为风机控制系数。
一些实施例中，风机控制模块24可以包括：
第一控制单元241，用于若风机控制系数不小于预设阈值，则控制风机全速运行；
第二控制单元242，用于若风机控制系数小于预设阈值，则根据风机控制系数控制风机的转速。
一些实施例中，预设阈值可以为1。
一些实施例中，目标温度控制系数及目标电流控制系数的取值范围均可以为0～1。
一些实施例中，电池组包括至少两块电池；第一系数确定模块21还可以包括：
单体温度获取单元215，用于分别获取电池组中各个电池的温度值；
均值确定单元216，用于按照温度值由高至低的顺序，选取电池组中各个电池的温度值中前N个温度值，并将前N个温度值的均值确定为电池组的温度值。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将终端设备的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述装置中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图3是本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。如图3所示，该实施例的终端设备3包括：一个或多个处理器30、存储器31以及存储在存储器31中并可在处理器30上运行的存计算机程序32。处理器30执行存计算机程序32时实现上述各个数据中心散热***的联动控制方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S104。或者，处理器30执行存计算机程序32时实现上述数据中心散热***的联动控制装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示模块21至24的功能。
示例性地，存计算机程序32可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器31中，并由处理器30执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述存计算机程序32在终端设备3中的执行过程。例如，存计算机程序32可以被分割成第一系数确定模块21、第二系数确定模块22、第三系数确定模块23及风机控制模块24。
第一系数确定模块21，用于获取电池组的温度值及当前环境温度值，并根据当前环境温度值及电池组的温度值确定目标温度控制系数；
第二系数确定模块22，用于获取电池组的电流，并根据电池组的电流确定目标电流控制系数；
第三系数确定模块23，用于根据目标温度控制系数及目标电流控制系数确定风机控制系数；
风机控制模块24，用于根据风机控制系数控制风机的运行速度。
其它模块或者单元在此不再赘述。
终端设备3包括但不仅限于处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备的一个示例，并不构成对终端设备3的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备3还可以包括输入设备、输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器30可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器31可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器31也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器31还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器31用于存储存计算机程序32以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器31还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
一些实施例中，终端设备可以为UPS。
参考图4，本发明实施例还提供了一种数据中心散热***的联动控制设备，包括：温度采集器41及UPS；
UPS，第一端与温度采集器41连接，第二端用于与风机40连接；
温度采集器41用于采集电池组的温度值及当前环境温度值；
UPS用于实现上述实施例提供的数据中心散热***的联动控制方法。
由于本发明实施例应用于数据中心中UPS的电池散热，因此可直接通过UPS控制风机40的运行。通过温度采集器41采集UPS中电池组的温度值及当前环境温度值，UPS采集电池组的电流，综合以上数据实现数据中心散热***的联动控制。
一些实施例中，风机40可以包括：风机控制模块401及风机本体402；数据中心散热***的联动控制设备还可以包括：电源42；
电源42，输入端与UPS连接，输出端与风机控制控制模块401的供电端连接；
风机控制模块401的控制端与UPS连接，用于接收UPS发送的风机控制指令；
风机控制模块401的输出端与风机本体402连接，用于驱动风机本体402运行。
当温度较大需要开启风机40降温时UPS控制电源42为风机40供能，当温度较低无需开启风机40时，UPS切断电源42的供能，风机控制模块401没有待机损耗，节约能源。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据中心散热***的联动控制方法，其特征在于，包括：
获取电池组的温度值及当前环境温度值，并根据所述当前环境温度值及所述电池组的温度值确定目标温度控制系数；
获取所述电池组的电流，并根据所述电池组的电流确定目标电流控制系数；
根据所述目标温度控制系数及所述目标电流控制系数确定风机控制系数；
根据所述风机控制系数控制风机的运行速度。
2.如权利要求1所述的数据中心散热***的联动控制方法，其特征在于，所述根据所述当前环境温度值及所述电池组的温度值确定目标温度控制系数，包括：
确定所述电池组的温度值与所述当前环境温度值之间的第一差值；
根据预设的温度阈值区间与温度控制系数的对应关系，确定所述第一差值所处的温度阈值区间对应的温度控制系数为所述目标温度控制系数。
3.如权利要求1所述的数据中心散热***的联动控制方法，其特征在于，所述根据所述电池组的电流确定目标电流控制系数，包括：
根据预设的电流阈值区间与电流控制系数的对应关系，确定所述电池组的电流所处的电流阈值区间对应的电流控制系数为所述目标电流控制系数。
4.如权利要求3所述的数据中心散热***的联动控制方法，其特征在于，所述电池组的电流包括：电流方向及电流的值；所述预设的电流阈值区间与电流控制系数的对应关系包括：充电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系和放电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系；所述根据预设的电流阈值区间与电流控制系数的对应关系，确定所述电池组的电流所处的电流阈值区间对应的电流控制系数为所述目标电流控制系数，包括：
若所述电流方向为充电方向，则根据所述充电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系，确定所述电流的值所处的充电电流阈值区间对应的电流控制系数为所述目标电流控制系数；
若所述电流方向为放电方向，则根据所述放电电流阈值区间与电流控制系数的对应关系，确定所述电流的值所处的放电电流阈值区间对应的电流控制系数为所述目标电流控制系数。
5.如权利要求1所述的数据中心散热***的联动控制方法，其特征在于，在所述获取所述电池组的电流之后，所述数据中心散热***的联动控制方法还包括：
获取所述电池组的理论电流；
若所述电池组的电流与所述电池组的理论电流之间的第二差值大于预设差值，则发出告警指令。
6.如权利要求1所述的数据中心散热***的联动控制方法，其特征在于，所述根据所述目标温度控制系数及所述目标电流控制系数确定风机控制系数，包括：
将所述目标温度控制系数与所述目标电流控制系数的和确定为所述风机控制系数。
7.如权利要求1所述的数据中心散热***的联动控制方法，其特征在于，所述根据所述风机控制系数控制风机的运行速度，包括：
若所述风机控制系数不小于预设阈值，则控制所述风机全速运行；
若所述风机控制系数小于所述预设阈值，则根据所述风机控制系数控制所述风机的转速。
8.如权利要求1至7任一项所述的数据中心散热***的联动控制方法，其特征在于，所述目标温度控制系数及所述目标电流控制系数的取值范围均为0～1。
9.如权利要求1至7任一项所述的数据中心散热***的联动控制方法，其特征在于，所述电池组包括至少两块电池；所述获取电池组的温度值包括：
分别获取所述电池组中各个电池的温度值；
按照温度值由高至低的顺序，选取所述电池组中各个电池的温度值中前N个温度值，并将所述前N个温度值的均值确定为所述电池组的温度值。
10.一种数据中心散热***的联动控制设备，其特征在于，包括：温度采集器及UPS；
所述UPS，第一端与所述温度采集器连接，第二端用于与风机连接；
所述温度采集器用于采集电池组的温度值及当前环境温度值；
所述UPS用于实现如权利要求1至9任一项所述的数据中心散热***的联动控制方法。
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