电气自动化在楼宇控制系统中的应用

　　摘要：阐述数据中心场景的自控系统应用，一体化大数据中心体系的建设，设备智能化、信息数字化、数据可视化的模式优化，实现物理状态与虚拟状态之间同速率融合，提供生命周期的集成管理。

　　关键词：数据中心;集成管理;数据可视化;

　　Abstract：This paper describes the application of automatic control system in the data center scene,the construction of integrated big data center system, the mode optimization of equipment intelligence,information digitization and data visualization, the realization of the same rate integration between physical state and virtual state, and the provision of integrated management of the life cycle.

　　Keyword：data center; integrated management; data visualization;

　　0 引言

　　在数据中心建设中,各种建筑结构形式不断涌现,其主要建造趋势就是通过把各类智能基础设施,从园区规划提出时开始就进行的整合置放在计算机网络数字智能化管理工程当中,并对其建设环节、施工工艺、生产流程等不同维度加以感知、分析,从而使工程建设集成度的要求愈来愈高，达到实现智能化的目标。尽管在目前在数据中心的工程建设中进入了智能化控制一环,经过基础设备态势感知，将基础数据进行数据融合、清洗、识别等处理，可是由于工程中施工环境复杂，存在着较多的技术不足与问题,导致工程在管理工作中还存在着一些问题。所以,在目前的电气自动化在自控系统中，其规律就是从综合集成化向着高度数字化发展。

　　1 数据中心的楼宇自控系统

　　楼宇自动化与控制系统的功能实现主要通过现场总线技术、计算机软件技术优势以及网络通信技术、数据库技术优势等，数据中心全区域内的电气设备的自动控制，楼宇智能自动化监控系统的具体功能如下:（1）可实现智能化对数据中心中及其内部主要机电设备等的全过程实时监控检测与运行管理,通过实施智能化设施的过程控制过程来真正实现企业对智能化建筑内的日常运行和状态维护的监控管理,确保了相应管理服务平台功能最大化的充分发挥作用。（2)IDC企业在参与实际市场监管行为的监管过程系统中,能够直接将系统相应区域的相关监测行为数据信息实时进行在线自动实时检测监控与动态显示,并将能够即时进行实时保存、查询统计与实时打印,进而直接为其相应企业的高层管理人员行为提供直接有效可靠的监控信息数据基础。（3）系统能够随时针对系统各项的异常及变化信息进行智能自动跟踪调节,进而实现为您确保智能建筑中各大子系统时刻能够安全处于最佳正常系统运行维护状态,同时也针对各项意外与突发事件能进行更及时的且快速有效安全的紧急处理工作。（4）有效实现计算机对整体数据中心内的供配电系统、制冷系统、电气自动化监控系统等系统中的各设备子系统整体运行与状态之间的无缝协调监测与跟踪管理,确保系统各项关键机电设备部件等能始终持续处于系统高效连续且持续稳定高效的受控运行监控状态监控之下运行。（5）能够通过智能群组控制、智能远程控制、智能自动运行等逻辑功能，从而改善数据中心的PUE指标。

　　2 电气自动控制系统的应用

　　在应急供电控制系统中的应用。10kV应急供电PLC控制系统在启动模式（自投手复控制）。

　　10kV供电系统两路市电完全失电。10kV供电系统由市电切换到柴发供电。（1)10kV供电系统两路市电失电10s后，断开10kV供电系统两路市电进线断路器及母联断路器，等待柴发发电。（2)10kV供电系统柴发进线电压正常后10s,PLC控制系统自动记录10kV供电系统所有馈线状态，然后断开10kV供电系统全部馈线断路器。（3)10kV供电系统全部馈线断路器分闸完毕后10s，闭合10kV供电系统柴发进线断路器。（4)10kV供电系统柴发进线断路器合闸后10s，逐个恢复Ⅰ和Ⅱ段母线段所有馈线供电：根据记录的10kV供电系统馈线状态，自动按柜号从小到大顺序每隔5s恢复1路馈线供电（系统自动跳过有综保故障、手车退出及合闸失败的馈线）。（5)10kV供电系统所有馈线供电恢复完毕后，10kV供电系统处于柴发供电的应急供电模式。

　　10kV供电系统在柴发供电模式下的PLC控制备自投。（1）任一路10kV供电系统柴发进线失电，立即断开该柴发进线断路器。（2）失电柴发进线断路器分闸后10s,PLC控制系统自动记录失电母线段所有馈线状态，然后断开失电侧全部馈线断路器。（3）失电母线段所有馈线断路器分闸后5s,PLC控制系统闭合10kV供电系统母联柜断路器。（4)10kV供电系统母联柜断路器合闸后5s，根据记录的失电母线段馈线状态，逐个自动按柜号从小到大顺序每隔5s恢复1路馈线供电（系统自动跳过有综保故障、手车退出及合闸失败的馈线）。（5）失电母线段所有馈线供电恢复完毕后，10kV供电系统处于一路柴发进线供两段母线负载运行的应急供电模式。

　　在基础设施监控系统中的应用。基础设施监控系统通常是主要由可视化监控前端的监视、传输处理设备、后端的控制及显示仪表三个重要部分系统组成。基础设施监控系统是数据中心运维人员的信息化工具,采用的电子监控显示系统。数据中心管理中常用的自动化监控显示系统主要一部分是依靠电气设备基础感知层,系统内容包括对供配电、环境、安防等监控对象的运行状态、参数、数据、设备属性等进行分析的逻辑表达和控制执行。实际上，可以通过在计算机控制系统内部预先自主计算处理，得到相应位置的测量和参数,然后可以根据信息数据采集,并能够实行全过程实时动态监测。通过对设备监控，以机房树和设备树方式定位呈现监控数据，实现数据中心内所有关联系统的协调统一管理。

　　在消防报警系统和消防联动控制中的应用。如果要把整个智能建筑都看作是连通整个智能化城市环境的安全信号源,对于数据中心的建设要求,防火报警、气灭系统、防排烟系统等智能系统应用主要形式是基于人工物理手段而实现起来的,如极早期报警系统、电气火灾监控、烟雾在线探测装置等,一旦建筑物发生环境安全管理问题系统就会快速及时自动做出预警反应,并会通过自动报警预防系统来直接与本建筑的管理部门取得联系。即便现场发生火灾，值班管理人员无法及时赶到现场及突发情况条件下,依然可以通过智能设备的快速响应，随时以最快的速度消灭火源，防止火势蔓延。所以在消防设计过程中应考虑因为人为疏忽造成的消防设施不能正常工作的情况，为解决这一问题，在建筑消防设计过程中，可以根据实际需要，针对不同的联动设施的控制要求实行不同的设计，实现手动、自动及远程控制一体化，从而根除消防安全隐患。

　　在电气节能系统中的应用。（1）数据中心中楼宇自控系统的设计应保证建筑内能源需求平衡，避免能源浪费。机电设备运行所供应的能量与建筑内环境所需求的能量相等是最佳状态，若不足则不能满足运行环境的需求，若过量则产生浪费。楼宇自控系统的统计模块功能应实现相应数据的统计，对投入产出的数据进行定量考核，得出精确的数值。（2）要有效保证各类机电设备时刻保持以最佳工作状态安全的运行,减少设备维修费用。通过对楼宇综合自控设备系统进行的自动化软件功能分析设计,可以做到自动跟踪累计各被控机电系统设备间的实际运行转换时间,可以达到自动的实现设备在主使用控制设备中与备用自控设备系统之间自动的实时工作运行转换。（3）根据室外气象条件变化，自动计算出换热器自然冷源制冷和冷水机组机械制冷的最优切换条件，实现季节性运行模式切换乃至一日内不同工况下的制冷模式切换。在切换制冷模式时候，应提前考虑对系统带来的扰动，避免自动系统误保护操作。换热器运行参数优化，根据实际负荷和气象条件，自动计算出到换热器最优运行台数和冷却水冷冻水流量，以及冷却塔运行策略。冷水机组台数优化综合考虑制冷量由于传感器精度导致的计算误差，设计相应算法获得更为精确的冷量计算值，同时充分考虑系统本身的动态特性，以提高冷机群组整体性能和最小化启停次数二者为优化目标。冷水机组出水温度优化，综合考虑冷机效率和冷冻水泵能耗之间此消彼长的关系，建立实时冷冻水出水温度优化模型优化控制算。

　　3 结语

　　在“东数西算”国家战略性工程驱动下，全国一体化大数据中心体系的建设布局，将设备智能化、信息数字化、数据可视化等模式优化，实现物理状态与虚拟状态之间同速率融合，提供设备感知或运行过程的整个生命周期的集成管理。电气自动化与楼宇自控系统的结合，同时节约了能源，提高了效率。电气自动化在数据中心楼宇智能化中的应用，也进一步推动了数据中心楼宇智能化的发展。电气自动化在楼宇智能化系统中处于十分重要的地位，同时可实现在数据中心集群中的广泛应用。

　　参考文献

　　[1]程艳娜.数据中心技术发展趋势初探[J]数字技术与应用,2021,39(12):98-100.

　　[2]舒建军.数据中心技术创新研究与发展展望[J]电信工程技术与标准化,2017,30(01):1-5.