有关网络产品智能温控系统设计策略毕业论文写作资料-论文写作网

简介:大学硕士与本科转速风扇毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写转速风扇方面论文范文。

转速风扇论文范文

在应用风扇散热的网络产品如交换机系统中,由于风扇部品是一个常年转动的部件,轴承的磨损将必然导致风扇的失效,而风扇转速是决定轴承磨损的关键因素,因此转速是影响其寿命的关键因素之一.如何根据系统的温度情况适当控制风扇的转速,使系统风扇在满足散热需求的前提下尽量降低其转速是延长风扇使用寿命的重要手段,同时也降低了设备功耗和噪声,是一项对节能环保和提升系统可靠性很有意义的设计.本文重点讨论系统的智能温控设计策略.

1.用户场景

整个智能温控系统,对于不影响用户业务的部分(如风扇的智能调速)要对用户完全透明,对于影响用户业务的部分(如过温告警、保护等)在执行动作的同时给用户明确的告警和提示,整个过程要足够的简单、易用.

1.1 告警/危险温度配置

系统在默认状态下有个告警温度配置为Tw℃,危险温度配置为Ts℃.同时用户可以独立配置系统的告警温度Tw℃和危险温度Ts℃,但为避免用户设置不合理,系统在告警温度和危险温度都给出一个提示范围,超过这个提示范围的值将不会生效.

如果系统进风口温度高于系统工作的环境温度,则认为环境温度超出范围,为确保系统正常工作,在将风扇加速的同时给用户告警,提醒用户进行开空调等环境降温动作.

1.2 温度告警和保护

当系统中的温度超过告警温度门限,则系统会自动将风扇转速往上调级,同时系统Alarm灯亮论文范文告警,控制台(指设备的串口)将打印告警信息；

如果出现温度告警的系统此时在风扇加速后温度下降,下降到该系统滞回温度门限(即告警温度门限以下5℃),则风扇往下调速,系统Alarm灯熄灭,控制台打印恢复正常信息；否则系统继续处于告警状态；

如果当风扇已经达到最高转速后系统的温度还持续上升,超过危险温度门限,则系统将只预留小功耗的监控部分工作,其余部分全部关闭,并将Alarm灯亮红色告警,控制台打印告警信息；

超过危险温度的系统如果温度下降到告警温度的滞回门限以下,则系统被关闭部分重新开启,Alarm灯熄灭,控制台打印恢复正常信息.

1.3 风扇失效监控

如果出现风扇失效,系统会检测并甄别出现异常的风扇,停止失效风扇的供电以防止循环失效和其他危险事件的发生,提高正常风扇的转速以保证系统正常运行,并提示用户更换故障风扇.

2.设计实现

2.1 系统温度采集

这是整个智能温控系统能够实现的基础,系统提供有温度传感器进行温度采集,为判断系统的温度分布状况更为准确,可采用3个温度采集点,系统的进风口和出风口各放置一个温度传感器,主板温度最高点(温度最高点可以通过系统仿真和实际测试两种方法共同获得)放置一个温度传感器(如下图1说明).系统按照设定的间隔时间对传感器的温度进行采样,根据传感器采集的温度信息和Tw/Ts进行对比来进行相应的动作,特别注意的是,三个温度传感器的Tw/Ts是各不相同的,需要在实际测试后才能给出这些值.

系统每间隔一段固定的时间会对所有的温度传感器进行温度采集,对于采集的基本要求：

只要有任意一个传感器的温度超过了危险温度,系统都必须启动温度危险应对机制；

只要有任意一个传感器的温度超过了告警温度,系统都必须启动温度告警应对机制；

只有所有传感器的温度全部下降到滞回门限(低于告警温度5℃)以下,系统启动温度恢复正常应对机制.

2.2 风扇失效的监控

在整个智能温控系统中,散热风扇充当了非常关键的角色,风扇失效将导致系统散热能力的下降,进而影响整个智能温控系统的正常运行,因此及时发现并处理系统中的风扇失效事件是系统必须实现的功能,以下从风扇转速的控制方法出发,讨论风扇失效事件的发现和处理方法.

2.2.1 风扇转速的控制方法如图2所示,系统的散热风扇采用粗调加微调两级转速控制方法实现风扇的稳定,在系统主板端,每个风扇可以表现出5个级别的转速等级,分别是等级0x0~0x4；在风扇盘的控制器接收到这个转速等级控制数据之后,转速等级0x0~0x4分别各自对应PWM(占空比)基准等级0x0,0x3,0x7,0xB和0xF,如图2中的红线所指示.并且实时测试风扇的转速信息,根据实际转速对占空比等级进行微调,但这个微调过程由风扇盘控制器自己完成,对系统主板是透明的.很重要的一点,所有风扇的转速等级决策必须由系统主板给出,只有在风扇盘检测到系统主板失效时(如两者间通讯丢失),风扇盘控制器会自动将所有风扇设置到最高转速等级.

(1)微调规则如下：风扇盘在接收到系统主板的转速等级控制信息后根据上述转速等级和PWM等级的对应关系控制风扇的PWM等级,如图中的红线所指示；

风扇盘在其控制器的EEPROM中保存一份转速等级0x0~0x4各自对应的风扇理论转速表,在每一次根据系统主板下达的转速等级控制PWM等级并等待风扇运转稳定后读取风扇的实际转速,和理论转速表中保存的理论转速进行对比,偏差10%以内不做微调；

cpu风扇转速调节:越来越酷薄冰3时尚版双风扇超静音高转速。时尚多彩笔记本散热器

转速等级0x0和0x4分别对应风扇停转和风扇全速转(最高转速等级),没有微调空间,不执行微调动作；

对于转速等级0x1~0x3,假如读取的风扇实际转速和对应级别的理论转速偏差超过10%,则执行微调操作——如果风扇转速超过理论转速则PWM等级减1,反之则加1；每次微调过后需等待一段调整期确保调整稳定后再读取当前实际转速和理论转速对比,如果偏差还超过10%则继续微调,直到偏差小于或等于10%为止；

转速等级0x1~0x3中每个转速等级的可微调范围不能超过其相邻转速等级所对应的基准PWM等级,即每个转速的可微调PWM等级范围不能超过图中绿线所限定的PWM等级范围,如果在限定范围内不能使风扇转速调整稳定,则视为微调失败.

值得注意的是,上图中不同的转速等级对应的PWM可微调范围是有相互交叉的,这样设计基于我们对风扇的一个认知,就是风扇在每个电压点上的转速偏差是一致的,也就是说,对于给定的风扇,假如其转速偏快,则在每个转速等级上风扇的转速应该都是比理论转速偏快的,则PWM等级的微调都从基准等级是向下微调；反之,假如其转速偏慢,则在每个转速等级上风扇的转速应该都是比理论转速偏慢的,则PWM等级的微调都从基准等级是向上微调.基于以上分析,虽然对于所有风扇来说,每个转速等级的PWM可微调范围是有交叉的,但是针对特定的风扇,其实不同转速等级的微调范围却不会相互交叉.

(2)粗调规则如下：风扇盘在接收到系统主板发出的转速等级调整命令后,如果是跳级调速(比如：转速等级0x1直接跳到转速等级0x3),则风扇不会直接把PWM等级调整到相应的等级,而是会先调整到临近的下一级别转速,按照以一个转速级别为最大步进的单步调整原则,进行调速控制,直到调整到所需要的转速级别.

这种单步调速方式,有利于减小转速突变对风扇带来的电流冲击,对风扇起到了一定的保护作用,并且调速等级分的越细,其保护作用也就越好.

2.2.2 失效风扇的甄别根据以上描述的风扇转速的控制方法,如果出现如下情况,则可以判断风扇失效：转速等级不等于0x0的风扇,如果读取到的实际转速为0(停转),则判断风扇失效；转速等级为0x4的风扇,如果读取到的实际转速不能达到等级0x4理论转速的70%以上,则判断该风扇失效；对于微调失败的风扇,由风扇盘控制器通知系统主板,系统主板将对应风扇的占空比设置为0x4,如果读取到的实际转速不能达到等级0x4理论转速的70%,则判断该风扇失效；如果读取到的实际转速能达到等级0x4理论转速的70%以上,则标记该风扇为有损伤风扇.系统主板将其转速等级设置为0x4等级,就继续工作,并记录保存此事件以便日后追溯.