一种数据中心机房设备的可编程逻辑控制方法及系统与流程

本发明涉及数据中心机房设备的可编程逻辑控制领域，尤其涉及一种数据中心机房设备的可编程逻辑控制方法及系统。

背景技术：

1、在数据中心机房的日常运行中，通常依靠环境温度传感器采集空间温度场数据，控制逻辑周期性获取这些数据来判断是否出现局部热点，进而向冷却末端发出调节指令，以维持机房温度稳定。然而，在实际部署中，温度传感器通常安装在机柜通道上方或固定位置，与机柜出风口之间存在一定的空间距离，且传感器自身具有热容特性，导致其响应存在滞后。此外，多个传感器节点的采样时刻往往并不完全同步。

2、当某高密度机柜因突发计算负载导致内部服务器快速满载时，其出风口温度会在极短时间内急剧上升，形成局部热点。然而，由于距离最近的传感器受到空间偏移和热惰性的影响，其采集到的温升曲线极其平缓且峰值偏低。同时，由于各传感器采样时刻的错位，控制逻辑在拼接当前空间温度场状态时，无法准确还原出该局部热点区域真实的瞬态温度分布。

3、现有的常规控制方式通常直接信任当前采集到的温度向量，将其视为真实的环境状态，缺乏对空间采样盲区和感知滞后的补偿机制。因此，在数据中心机房中，当高密度机柜因突发计算负载导致出风口温度急剧上升时，受限于环境温度传感器的空间覆盖盲区、自身热响应滞后以及多传感器采样时刻不同步，控制逻辑获取的空间温度场状态序列会严重滞后于真实局部热点的演化，导致未能及时触发针对该热点的加强冷却指令，进而引发局部过热向邻近区域扩散并造成服务器降频或停机。

技术实现思路

1、本技术公开了一种数据中心机房设备的可编程逻辑控制方法及系统，旨在解决现有数据中心机房中，环境温度传感器受限于空间覆盖盲区、自身热响应滞后以及多传感器采样时刻不同步等问题，导致控制逻辑获取的空间温度场状态序列严重滞后于真实局部热点的演化，未能及时触发加强冷却指令，进而引发局部过热扩散并造成服务器降频或停机的技术难题。

2、第一方面，本技术公开了一种数据中心机房设备的可编程逻辑控制方法，包括以下步骤：

3、获取机房内的各温度传感器的温度值、各温度传感器与机柜的相对位置、温度传感器的热响应特性以及机柜的功率变化率；

4、根据相对位置、热响应特性以及功率变化率，评估各温度传感器的可信度评分；

5、根据异常温度传感器的温升加速度、相邻区域的正常温度传感器的温度值以及功率变化率，对异常温度传感器的温度值进行补偿；异常温度传感器为可信度评分小于或等于评分阈值的温度传感器；正常温度传感器为可信度评分大于评分阈值的温度传感器；

6、根据补偿后的异常温度传感器的温度值与正常温度传感器的温度值，生成机房的三维温度场分布；

7、根据三维温度场分布，生成并下发与冷却末端设备作用范围相匹配的调节指令，调节指令包含调节对象、调节优先级和调节强度。

8、可选的，根据相对位置、热响应特性以及功率变化率，评估各温度传感器的可信度评分，包括：

9、根据相对位置，计算每一个温度传感器与其所负责监测的机柜出风口中心点之间的欧氏空间距离；

10、基于欧氏空间距离、指数衰减函数，计算温度传感器的空间代表性评分；空间代表性评分与欧氏空间距离成反比；

11、综合空间代表性评分、热响应特性以及功率变化率，评估各温度传感器的可信度评分。

12、可选的，根据异常温度传感器的温升加速度、相邻区域的正常温度传感器的温度值以及功率变化率，对异常温度传感器的温度值进行补偿，包括：

13、根据相邻区域的正常温度传感器的温度值，确定相邻区域的空间温度梯度；

14、根据补偿公式确定动态补偿项，补偿公式为：

15、f=1/2×v×t2+a+b×w1×w2；

16、其中，f为动态补偿项，v为异常温度传感器的温升加速度，t为预设步长时间， a为空间温度梯度在对应方向上的投影增量；b为功率变化率，w1为预设热电转换系数，w2为热惯性补偿增益；

17、根据动态补偿项对异常温度传感器的温度值进行补偿。

18、可选的，根据三维温度场分布，生成并下发与冷却末端设备作用范围相匹配的调节指令，包括：

19、基于三维温度场分布，定位热点的位置；

20、分析热点在连续多个周期内的温度场变化序列，以判断热点所处的演化阶段；演化阶段包括初期阶段、扩散阶段及过热阶段；

21、根据热点的位置和演化阶段，生成并下发与冷却末端设备作用范围相匹配的调节指令。

22、可选的，分析热点在连续多个周期内的温度场变化序列，以判断热点所处的演化阶段，包括：

23、若满足第一预设条件，则判断热点所处的演化阶段为过热阶段；第一预设条件为距离热点的预设范围内的温度均大于预设温度阈值；

24、若满足第二预设条件，则判断热点所处的演化阶段为初期阶段；第二预设条件为距离热点的预设范围内存在部分区域的温度小于或等于预设温度阈值，且热点的温度上升速度大于速度阈值，且距离热点的预设范围内的温度上升速度小于速度阈值；

25、若不满足第一预设条件和第二预设条件，则判断热点所处的演化阶段为扩散阶段。

26、可选的，根据热点的位置和演化阶段，生成并下发与冷却末端设备作用范围相匹配的调节指令，包括：

27、若热点所处的演化阶段为初期阶段，则调高距离热点的位置最近的冷却末端设备的风机转速；

28、若热点所处的演化阶段为扩散阶段，则降低距离热点的位置预设范围内的冷却末端设备的送风温度；

29、若热点所处的演化阶段为过热阶段，则降低所有冷却末端设备的送风温度。

30、可选的，方法还包括：

31、在调节指令下发后，持续获取机房内的温度回采数据；

32、获取已下发的调节指令参数、冷却末端设备至温度传感器的空间距离以及当前送风风速；

33、根据温度回采数据、已下发的调节指令参数、空间距离以及当前送风风速，调整调节指令。

34、可选的，根据温度回采数据、已下发的调节指令参数、空间距离以及当前送风风速，调整调节指令，包括：

35、根据温度回采数据，判断调节指令的冷却干预是否已对热点生效；

36、若已生效，则根据调节指令参数、空间距离和当前送风风速，计算调节指令对热点产生的理论降温幅度；

37、将三维温度场分布中的温度减去理论降温幅度，得到受控预期温度；

38、将温度回采数据与受控预期温度进行比对，得到重构偏差；

39、根据重构偏差，调整调节指令。

40、可选的，基于三维温度场分布，定位热点的位置，包括：

41、基于三维温度场分布，确定温度值大于识别阈值，且空间温度梯度大于梯度阈值的位置坐标；

42、基于位置坐标，定位热点的位置。

43、第二方面，本技术还公开了一种数据中心机房设备的可编程逻辑控制系统，该系统包括：

44、信息获取模块，用于获取机房内的各温度传感器的温度值、各温度传感器与机柜的相对位置、温度传感器的热响应特性以及机柜的功率变化率；

45、评分模块，用于根据相对位置、热响应特性以及功率变化率，评估各温度传感器的可信度评分；

46、补偿模块，用于根据异常温度传感器的温升加速度、相邻区域的正常温度传感器的温度值以及功率变化率，对异常温度传感器的温度值进行补偿；异常温度传感器为可信度评分小于或等于评分阈值的温度传感器；正常温度传感器为可信度评分大于评分阈值的温度传感器；

47、温度场生成模块，用于根据补偿后的异常温度传感器的温度值与正常温度传感器的温度值，生成机房的三维温度场分布；

48、指令生成与下发模块，用于根据三维温度场分布，生成并下发与冷却末端设备作用范围相匹配的调节指令，调节指令包含调节对象、调节优先级和调节强度。

49、有益效果

50、本技术提供了一种数据中心机房设备的可编程逻辑控制方法，通过获取机房内各温度传感器的温度值、相对位置、热响应特性以及机柜的功率变化率，并基于这些信息评估各温度传感器的可信度评分。对于可信度评分较低的异常温度传感器，本技术根据其温升加速度、相邻区域正常温度传感器的温度值以及功率变化率进行动态补偿，从而有效解决了现有技术中传感器数据因空间偏移、热惯性及采样不同步导致的失真问题。在此基础上，本技术利用补偿后的温度数据生成精确的机房三维温度场分布，并根据该分布生成与冷却末端设备作用范围相匹配的调节指令，该指令包含调节对象、调节优先级和调节强度。

51、通过上述技术方案，本技术能够克服现有技术中常规控制方式直接信任采集到的温度向量，缺乏对空间采样盲区和感知滞后补偿机制的不足。当高密度机柜因突发计算负载导致出风口温度急剧上升时，本技术能够通过对传感器数据的可信度评估和补偿，准确还原局部热点区域真实的瞬态温度分布，避免了控制逻辑获取的空间温度场状态序列严重滞后于真实局部热点演化的问题。因此，本技术能够及时触发针对热点的加强冷却指令，有效防止局部过热向邻近区域扩散，避免服务器降频或停机，显著提升了数据中心机房的运行稳定性和能效。