Методы аналитики данных с сенсоров

Назначение аналитики

Система аналитики сенсорных данных в ЦОД обеспечивает:

постоянный сбор параметров среды (температура, влажность, давление, расход воздуха, коррозионная активность);
выявление отклонений и тенденций, влияющих на энергоэффективность и надёжность оборудования;
автоматическую коррекцию режимов охлаждения (CRAC/CRAH);
прогнозирование перегрузок и потенциальных отказов.

Сенсоры и зоны измерения

Тип сенсора	Зона установки	Назначение измерения
Температурные	Вход и выход стоек, приток и возврат воздуха у CRAC	Контроль эффективности теплообмена, определение ΔT
Давления	Под фальшполом, в приточных каналах	Контроль равномерности подачи воздуха и устойчивости потока
Расхода воздуха	Перед и за вентиляторными модулями	Измерение динамики охлаждения и производительности CRAH
Влажности	В рабочих рядах и подпольных зонах	Контроль конденсации и стабильности микроклимата
Коррозионные	В приточных зонах и на рециркуляции	Мониторинг загрязнения и оценки качества воздуха

Аналитические методы обработки данных

Ключевые задачи аналитики:

фильтрация шумов и компенсация температурных колебаний;
усреднение показаний для краткосрочного (10 замеров) и среднесрочного (12–24 ч) анализа;
прогнозирование по трендам (использование фильтров Калмана);
формирование интегральных индексов: ΔT, ΔP, скорость коррозии, эффективность съёма тепла.

Метод	Описание	Цель применения
Скользящее усреднение	Среднее по 10–20 последних измерений	Снижение влияния шумов и кратковременных выбросов
Среднесуточное усреднение	Период 12–24 ч с окном сдвига	Стабилизация трендов для прогнозных моделей
Фильтр Калмана	Объединяет текущие и исторические данные	Прогнозирование и компенсация температурных колебаний
Расчёт скорости коррозии (Å/мес)	Изменение сопротивления тонкоплёночного сенсора	Оценка загрязнения воздуха и влияния внешней среды
ΔT и ΔP-анализ	Разность температур и давлений между уровнями	Контроль эффективности охлаждения и подачи воздуха

Контроль коррозии и качества воздуха

Принцип работы:

Сенсор измеряет изменение сопротивления плёнки (Ag или Cu), находящейся в контакте с воздухом.
Изменение выражается как скорость нарастания плёнки соединений (Å/мес).
При превышении порога (200 Å/мес для Ag, 300 Å/мес для Cu) фиксируется загрязнение или агрессивная атмосфера.
Аналитическая система рассчитывает среднее значение за 12 часов, устраняя шум и температурные артефакты.
Результаты передаются в контроллер CRAC для коррекции объёма приточного воздуха.

Интеграция данных и управление CRAC

Источник данных	Обрабатываемый параметр	Действие системы управления
Сенсоры температуры	ΔT на входе/выходе стойки	Регулировка скорости вентиляторов CRAH
Сенсоры давления	ΔP под фальшполом	Балансировка воздушных потоков
Сенсоры коррозии	Скорость роста оксидной плёнки	Ограничение доли наружного воздуха, повышение фильтрации
Сенсоры влажности	RH% и точка росы	Контроль рисков конденсации, регулировка температуры подачи
Сводные показатели	«Горячие зоны», стратификация	Автоматическое включение/отключение CRAC по зонам

Пример аналитической архитектуры

Поток данных и управление

flowchart LR classDef s font-size:20px,stroke-width:1px,padding:8px; classDef a font-size:20px,stroke-width:1px,padding:8px,fill:#f2fff2,stroke:#3a803a; S1["Сенсоры T, RH, ΔP, расход, коррозия"]:::s --> S2["Шлюз сбора данных (Sensing Gateway)"]:::s S2 --> S3["Платформа аналитики (усреднение, фильтрация, прогноз)"]:::s S3 --> S4["Выработка управляющих команд (ΔT, ΔP, качество воздуха)"]:::s S4 --> A1["CRAC/CRAH: регулировка скорости вентиляторов (VFD)"]:::a S4 --> A2["Заслонки/клапаны: перераспределение потоков"]:::a S4 --> A3["Контроль влажности и притока воздуха"]:::a

Поведение системы при отклонениях

Рост скорости коррозии → уменьшение доли наружного воздуха, повышение фильтрации.
Малое ΔT между входом и выходом стойки → усиление потока или перераспределение охлаждения.
Падение ΔP под полом → увеличение скорости вентиляторов CRAH.
Превышение влажности → снижение температуры подачи, контроль точки росы.
Наличие горячих зон → включение резервных CRAC/CRAH или перераспределение нагрузки.

Ключевые идеи

Сенсорные сети создают непрерывный поток данных, из которых формируются прогнозы и команды управления.
Методы усреднения и фильтрации устраняют шумы и обеспечивают стабильность расчётов.
Коррозионные сенсоры — индикатор качества приточного воздуха и состояния фильтрации.
Использование аналитики позволяет автоматически поддерживать баланс температуры, влажности и давления.
Замкнутый контур управления снижает энергопотребление и повышает надёжность ИТ-инфраструктуры.