论文部分内容阅读
【摘 要】本文所述系统是以节能控制器为核心，配以网络化的近远程环境传感器和设备控制器，采用分布数据采集和控制方式，实时合理程度地引入新风调节机房温度，从而达到节省能源，延长设备寿命的目的。
【关键词】新风节能；分布数据采集；网络化环境传感器；实时通信接口；抗干扰
1、前言
通信机房对于机房温度、湿度、空气洁净度等都有强制要求，机房内发热体很多，要保持机房一定的工作环境温度，主要靠空调设备来实现，并且一年中大部分时间空调都处于制冷状态，在通信行业生产，运营商为空调系统所支出的电费占其总费用相当大的比例。如何“有效的节能——降低空调电费的开支”，是电信运营商们今天需要面对的一个课题。
智能新风节能控制系统是利用机房室外的自然环境为冷源，通过新风节能装置引进符合机房空气质量要求的室外自然新风到通信机房内与机房内热空气直接进行热量交换，可以降低机房内环境温度以满足机房环境标准要求，进而达到了节省空调制冷量、节约电量的目的。引入新风是机房节能中最有效最环保的方式之一，现有类似系统多为系统集成而成，如用PLC或工控机及其外围设备构成，组成结构冗余，工作稳定性差，且成本高。本系统以智能控制器为核心，配以网络化的近远程环境传感器和设备控制器，采用分布数据采集和控制方式，结构合理，可靠，性价比高，是符合国情的专业节能控制系统。
2、系统开发方案及其功能特点
系统的构成和软件模块设计
1）控制器采用独特的双CPU设计，及针对机房节能的控制算法。
2）控制器多重防抖动及抗干扰技术设计并支持关键传感器备份。
3）控制器提供高效、实时、开放的对外接口。
4）网络化的环境传感器。
模块主要功能：
基于节能算法的主控软件模块：
应用需量控制理论和模糊控制原理，综合室内外环境数据并对其及其相关设置数据进行分析处理，同时考虑设备的平稳运行的需要，合理调配空调、风机，协调工作，在确保机房环境安全的前提下，最大限度的降低能耗。
网络传感器管理模块：
管理各远程传感器，系统根据控制需要，需设置多路环境传感器，须对其分别加以识别、采集、处理。
网络控制器管理模块：
管理各远程控制器，根据机房实际情况，系统配置多组风机、空调等设备，本模块操控各网络控制器对分别加以就近控制。
备份传感器识别处理模块：
室内外环境传感器采集的数据是本设备实施控制的依据，至关重要，所以对网络环境传感器，还应支持加装备份传感器，当主传感器发生故障时，备份传感器自动投入使用，保证设备可靠运行，并发出信息通知更换失效的主传感器。
全实时对外接口处理模块：
支持全实时外接485接口，传输波特率高达57600bps，并开放通信协议，方便连接或整合至其它系统。
显示驱动及设置输入模块：
支持全汉字液晶显示，所有工作状态信息、告警提示信息、设置信息及手动操作界面，均用全汉字显示不用代用符号，直观、易懂、设置操作方便，当系统出现故障或提示信息时，能准确分析故障原因，产生告警信息，除了能通过对外接口实时上传，还在现场屏幕上滚动显示，方便工作人员现场排除故障。告警信息丰富准确。
内置各设备控制处理模块：
支持内置室内外环境传感器、2组风机控制、3组空调控制直接采集与控制。
系统方案的功能特点：
1）智能和有效的控制
系统通过采集室内外环境数据，并对其及其相关设置数据进行分析处理，同时考虑设备的平稳运行的需要，合理调配空调、风机，协调工作，在确保机房环境安全的前提下，最大限度的降低能耗。
2）高可靠性
独特的双CPU设计，均分别内置看门狗，又互為看门狗，确保设备安全运行。
3）多重防抖动及抗干扰技术
作为控制系统，保证被控设备平稳运行是关键，本机除了对用户不合理的设置自动加以修正，还对实时采集到的室内外温湿度数据进行合理性分析，配合硬件抗干扰技术，尽可能从源头上消除干扰和抖动对被控设备的影响。
4）支持关键传感器备份
室内外环境传感器采集的数据是本系统实施控制的依据，至关重要，所以对网络环境传感器，系统支持加装备份传感器，当主传感器发生故障时，备份传感器自动投入使用，保证设备可靠运行，并发出信息通知更换失效的主传感器。
5）友好的显示和操作界面
显示屏支持全汉字显示，所有工作状态信息、告警提示信息、设置信息及手动操作界面，均用全汉字显示不用代用符号，直观、易懂、设置操作方便。
6）准确的故障和告警提示
当系统出现故障或提示信息时，系统能准确分析故障原因，产生告警信息，除了能通过对外接口实时上传，还在现场屏幕上滚动显示，方便工作人员现场排除故障。告警信息丰富准确，如温度传感器故障时，能识别传感器器件故障还是网络连接故障。
7）高效、实时、开放的对外接口
提供全实时、半双工外接485接口，传输波特率高达57600bps，并开放通信协议，方便连接或整合至其它系统。
8）内建485网络
支持网络传感器，网络控制器，使现场布线更加方便、简洁，传输控制距离更长更可靠。
9）丰富的内置采集、控制接口
系统内置室内外环境传感器、2组风机控制、3组空调控制接口，并留有其它功能模块接口，方便以后功能扩展。
3、结束语
系统采用分布数据采集和控制方式，不仅使系统具有良好的扩充性、灵活的配置性，还提高了系统的可靠性。就近采集，就近处理，就近控制，是本笔者的设计思想，现场网络化的设计，使系统能较长距离实施可靠控制，使之适用于所有机房。
参考文献
[1]谢瑞和.串行技术大全,清华大学出版社
[2]何立民等.单片机外围器件实用手册,北京航空航天大学出版社
【关键词】新风节能；分布数据采集；网络化环境传感器；实时通信接口；抗干扰
1、前言
通信机房对于机房温度、湿度、空气洁净度等都有强制要求，机房内发热体很多，要保持机房一定的工作环境温度，主要靠空调设备来实现，并且一年中大部分时间空调都处于制冷状态，在通信行业生产，运营商为空调系统所支出的电费占其总费用相当大的比例。如何“有效的节能——降低空调电费的开支”，是电信运营商们今天需要面对的一个课题。
智能新风节能控制系统是利用机房室外的自然环境为冷源，通过新风节能装置引进符合机房空气质量要求的室外自然新风到通信机房内与机房内热空气直接进行热量交换，可以降低机房内环境温度以满足机房环境标准要求，进而达到了节省空调制冷量、节约电量的目的。引入新风是机房节能中最有效最环保的方式之一，现有类似系统多为系统集成而成，如用PLC或工控机及其外围设备构成，组成结构冗余，工作稳定性差，且成本高。本系统以智能控制器为核心，配以网络化的近远程环境传感器和设备控制器，采用分布数据采集和控制方式，结构合理，可靠，性价比高，是符合国情的专业节能控制系统。
2、系统开发方案及其功能特点
系统的构成和软件模块设计
1）控制器采用独特的双CPU设计，及针对机房节能的控制算法。
2）控制器多重防抖动及抗干扰技术设计并支持关键传感器备份。
3）控制器提供高效、实时、开放的对外接口。
4）网络化的环境传感器。
模块主要功能：
基于节能算法的主控软件模块：
应用需量控制理论和模糊控制原理，综合室内外环境数据并对其及其相关设置数据进行分析处理，同时考虑设备的平稳运行的需要，合理调配空调、风机，协调工作，在确保机房环境安全的前提下，最大限度的降低能耗。
网络传感器管理模块：
管理各远程传感器，系统根据控制需要，需设置多路环境传感器，须对其分别加以识别、采集、处理。
网络控制器管理模块：
管理各远程控制器，根据机房实际情况，系统配置多组风机、空调等设备，本模块操控各网络控制器对分别加以就近控制。
备份传感器识别处理模块：
室内外环境传感器采集的数据是本设备实施控制的依据，至关重要，所以对网络环境传感器，还应支持加装备份传感器，当主传感器发生故障时，备份传感器自动投入使用，保证设备可靠运行，并发出信息通知更换失效的主传感器。
全实时对外接口处理模块：
支持全实时外接485接口，传输波特率高达57600bps，并开放通信协议，方便连接或整合至其它系统。
显示驱动及设置输入模块：
支持全汉字液晶显示，所有工作状态信息、告警提示信息、设置信息及手动操作界面，均用全汉字显示不用代用符号，直观、易懂、设置操作方便，当系统出现故障或提示信息时，能准确分析故障原因，产生告警信息，除了能通过对外接口实时上传，还在现场屏幕上滚动显示，方便工作人员现场排除故障。告警信息丰富准确。
内置各设备控制处理模块：
支持内置室内外环境传感器、2组风机控制、3组空调控制直接采集与控制。
系统方案的功能特点：
1）智能和有效的控制
系统通过采集室内外环境数据，并对其及其相关设置数据进行分析处理，同时考虑设备的平稳运行的需要，合理调配空调、风机，协调工作，在确保机房环境安全的前提下，最大限度的降低能耗。
2）高可靠性
独特的双CPU设计，均分别内置看门狗，又互為看门狗，确保设备安全运行。
3）多重防抖动及抗干扰技术
作为控制系统，保证被控设备平稳运行是关键，本机除了对用户不合理的设置自动加以修正，还对实时采集到的室内外温湿度数据进行合理性分析，配合硬件抗干扰技术，尽可能从源头上消除干扰和抖动对被控设备的影响。
4）支持关键传感器备份
室内外环境传感器采集的数据是本系统实施控制的依据，至关重要，所以对网络环境传感器，系统支持加装备份传感器，当主传感器发生故障时，备份传感器自动投入使用，保证设备可靠运行，并发出信息通知更换失效的主传感器。
5）友好的显示和操作界面
显示屏支持全汉字显示，所有工作状态信息、告警提示信息、设置信息及手动操作界面，均用全汉字显示不用代用符号，直观、易懂、设置操作方便。
6）准确的故障和告警提示
当系统出现故障或提示信息时，系统能准确分析故障原因，产生告警信息，除了能通过对外接口实时上传，还在现场屏幕上滚动显示，方便工作人员现场排除故障。告警信息丰富准确，如温度传感器故障时，能识别传感器器件故障还是网络连接故障。
7）高效、实时、开放的对外接口
提供全实时、半双工外接485接口，传输波特率高达57600bps，并开放通信协议，方便连接或整合至其它系统。
8）内建485网络
支持网络传感器，网络控制器，使现场布线更加方便、简洁，传输控制距离更长更可靠。
9）丰富的内置采集、控制接口
系统内置室内外环境传感器、2组风机控制、3组空调控制接口，并留有其它功能模块接口，方便以后功能扩展。
3、结束语
系统采用分布数据采集和控制方式，不仅使系统具有良好的扩充性、灵活的配置性，还提高了系统的可靠性。就近采集，就近处理，就近控制，是本笔者的设计思想，现场网络化的设计，使系统能较长距离实施可靠控制，使之适用于所有机房。
参考文献
[1]谢瑞和.串行技术大全,清华大学出版社
[2]何立民等.单片机外围器件实用手册,北京航空航天大学出版社