数据中心末端配电母线 联合解决方案白皮书 目录 前言 AI智算引领数据中心末端配电趋势变革 1.1 市场需求加速增长 1.2 电气容量需求飙升 传统的数据中心机房配电架构及的挑战及应对 2.1 智能机房配电母线特点 2.2 机架配电母线的典型应用场景 2.3 智能母线系统逐渐普及 2.4 绿色节能及主动运维的需求凸显 数据中心机房配电母线的优势 3.1 新型数据中心机房配电机构 中心的实际需求。为此，以结构更灵活、扩展更便捷的数据中心末端 配电母线系统替代传统列头柜+电缆模式，逐渐成为数据中心供配电系 统升级的重要路径之一。 西门子始终关注数据中心配电技术的发展，联合突破电气共同编写 本白皮书，对数据中心末端配电母线进行了详细分析，提出了一种新 型智能监控数据中心末端配电母线的架构，以期更进一步推动智能数 据中心末端配电母线的发展和应用。 前言 Preface 突破电气（天津）有限公司：姚燕家 颜辉 余强 李春祺 田兴旺 朱玉涛 杨子豪 西门子（中国）有限公司：陈春雷、陈巧巧、高扬、刘媛、孙雯佳、王云鹏、杨旭、朱小龙 2 AI智算引领 数据中心末端配电母线趋势变革 随着人工智能技术的高速发展，尤其是大模型训练和推理对算力需求的激增，数据中心正经 历从传统架构向更高密度、更高功率负载的快速蜕变。相比于传统通算服务器，AI服务器单机柜 功率持续

环境变化 的需要而再编程。一般的电动玩具没有感觉和识别能力，不能再编程，因此 不能称为机器人； （ 3 ）通用性：一般机器人在执行不同作业任务时，具有较好的通用性。比如， 通过更换机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的任务。  什么是工业机器人？ 1 2 3 4 5 6 7 8 • 工业机器人意义与定义 • 工业机器人分类 • 工业机器人组成和性能参数 操作对象 各组成部分关系 检测系统 执行机构也称操作机，使机器人赖以完成工作任务的实体，通常由杆件和关节组成。从 功能角度，执行机构可分为：手部、腕部、臂部、腰部（立柱）和基座等。 手部：又称末端执行器，是工业机器人直接进行工作的部分，其作用是直接抓取和放置 物件。可以是各种手持器。 腕部：是连接手部和臂部的部件。其作用是调整或改变手部的姿态，是操作机中结构最 复杂的部分。 臂部：又称手 重复定位精度 工作范围是指机器人手臂末端或 手腕中心所能到达的所有点的集 合，也叫做工作区域。 工作范围的形状和大小是十分重 要的，机器人在执行某作业时可 能会因为存在手部不能到达的作 业死区而不能完成任务。 3 、工业机器人的组成和性能参数 3.2 工业机器人的性能参数 C 工作范围  有的厂家指工业机器人主要自由度上最大 的稳定速度，有的厂家指手臂末端最大的 合成速度，通常都在技术参数中加以说明。

.19 图 10 用户端全自动实施逻辑示意图.............................................................22 表 目 录 表 1 末端设备智能调优功能指标要求...........................................................13 表 2 冷站设备智能调优功能指标要求...... 基于预制模块化数据中心场景的冷却系统智能调优技术报告（ODCC-2025-06005） 3 冷冻水泵 Chiller Water Pump 冷冻水泵作为冷冻水循环系统的动力设备，负责将冷水机组制备 的冷冻水输送至空调末端装置，实现室内降温。 冷却水泵 Cooling Water Pump 冷却水泵作为冷却水循环系统的动力设备，负责将冷却水从冷水 机组输送至冷却塔，通过水循环带走热量，降低机组运行温度。 三、预制模块化数据中心冷却系统智能调优技术 传感器网络：部署温度传感器（服务器机柜、空调出风口、冷通 道等）、湿度传感器、压力传感器（水管、风管）、流量传感器（冷却 水管道）、电力传感器（设备功耗）等，实时采集环境与设备运行数 据。 末端设备：空调机组、冷水机组、冷却塔、水泵、风机等冷却系 统核心设备，集成智能控制器（如 PLC、DDC）实现本地控制。 边缘计算节点：部分场景下在设备端部署边缘计算单元，对采集 数据进行初步过滤、聚合，减少云端计算压力。

备，使用非常方便 典型的伺服系统控制结构是上位控制器和伺服驱动器基于脉冲指令 和总线通讯的方式。 位置控制是工业机器人的基本控制任务。由于机器人是由多轴 （关节）组成的，每轴的运动都将影响机器人末端执行器的位姿。如 何协调各轴的运动，使机器人完成作业要求的轨迹，是个关键问题。 2 、工业机器人伺服控制基本流程 图 5-9 工业机器人位置控制 光电 码盘 关节 控制器 位置 调节器 ）手眼相对关系标定 手眼标定求取的是摄像机坐标系与机器人末端执行器坐标系之间的 相对关系。 目前，一般采用的方法是： ● 在机器人末端处于不同位置和姿态下，对摄像机相对于靶标的外参 数 进行标定； ● 根据摄像机相对于靶标的外参数和机器人末端的位置和姿态，计算 获 得摄像机相对于机器人末端的外参数、摄像机坐标系与机器人末端 执 行器坐标系的相对关系具有非线性和不稳定性。 对 感兴趣的区域进行操作。 除了在一些自由度方向进 行位置控制外，还需要在 另一些自由度方向控制机 器人末端执行器与工件之 间的接触力，从而保证二 者之间的正确接触。 对于这类作业 一种比较好的控制方案是 当机器人在进行装 配、加工、抛光等作业 时，要求机器人末端执 行器与工件接触时保持 一定大小的力。这时， 如果只对机器人实施位 置控制，有可能由于机 器人的位姿误差或工件

用性、 环境的适应性、耐久性、可靠性和经济性等因素，具体遵循的准则如下。 是指使用一台或多台机器人，配以相应的周边设备，用于完 成某一特定工序作业的独立生产系统，也可称为机器人工作 单元 末端执行器等辅助设备及其他周边设备则随应用场合和工件特点 的不同存在着较大差异，因此这里只阐述一般工作站的构成和设计原 则 机器人及其控制系统、辅助设备及其他周边设备 机器人 控制系统 示教器 传感器 整个设计 的关键环节，它直接影响工作站的总体布局、机器人型号的选择、末端执 行器和变位机等的结构，以及其周边机器型号的选择等。 这十项设计原则体现了工作站用户多方面的需要，下面只对具有特 殊性的前四项原则展开讨论。 时间和精力占比 8.1.2 机器人工作站的一般设计原则 （ 1 ）工件的形状决定了机器人末端执 行器和夹具体的结构及工件的定位基准。 在成批生产中，对工件形状的一致 不准、精度偏低，就会造成工件在机器 人工作站中的定位困难，甚至造成引入 机器人工作站决策的彻底失败。 8.1.2 机器人工作站的一般设计原则 （ 4 ）工件的材料和强度对工作站中夹 具体的结构设计、选择动力形式、末端 执行器的结构以及其他辅助设备的选择 都有直接的影响。 设计时要以工件的受力和变形，产 品质量符合最终要求为原则确定其他因 素，必要时还应进行关键内容的试验， 通过试验数据确定关键参数。

轴机器人被广泛应用于打磨、装配、螺丝锁付、检测、分拣、 医疗手术等环节中。 相对于六轴协作机器人而言，七轴协作机器人增加了“腕关节”，能够允许机器人避开某些特定的目标，同时能够改 变末端执行器的位置，使末端执行器能够更稳定地到达特定位置，从而提高协作机器人的整体灵活性。 大部分厂商以 6 轴协作产品为主，7 轴协作产品主要以华沿机器人、珞石机器人、中科新松、非夕科技、思灵机器 人、睿尔曼 随着对于安全性、灵活性、柔性化的要求逐渐提升，同时复杂的下游场景不断对协作机器人提出新的应用要求，促使 协作机器人在提升性能的同时，还需要提高产品兼容性，与示教器、视觉相机、操作摇杆、移动底盘、末端执行器等 周边配套产品搭配使用，以实现下游场景所需要的各种功能。在此过程中，协作机器人产业链上下游也在向多元化的 方向发展。 经过多年的沉淀，协作机器人产业链已愈发完善，中国市场在这一进程中表现突出。从减速器、电机到机器人的 的应用愈发重要，它们为机器人提供了触觉感知，使得机器人实现力控操作、柔顺交互、碰撞检测、动态平衡控制等 功能。目前，机器人行业使用最多的力传感器主要包括关节扭矩传感器和六维力传感器，通常被安装在机器人关节或 末端执行器上，实时监测和控制机器人与环境或工作对象之间的力交互。 1、扭矩传感器 关节扭矩传感器，也称为力矩传感器、扭力传感器，能够实时监测机器人各关节在运行时承受的力矩，及时感应到 任何超出预设

机器人被广泛应用于打磨、装配、 螺丝锁付、检测、分拣、医疗手术等环节中。 相对于六轴协作机器人而言，七轴协作机器人增加了“腕关节”，能够允许机器人避开 某些特定的目标，同时能够改变末端执行器的位置，使末端执行器能够更稳定地到达特定位 置，从而提高协作机器人的整体灵活性。 大部分厂商以 6 轴协作产品为主，7 轴协作产品主要以华沿机器人、珞石机器人、中科 新松、非夕科技、思灵机器人、 码器、传感器等零部件。随着对于安全性、灵活性、柔性化的要求逐渐提升，同时复杂的下 游场景不断对协作机器人提出新的应用要求，促使协作机器人在提升性能的同时，还需要提 高产品兼容性，与示教器、视觉相机、操作摇杆、移动底盘、末端执行器等周边配套产品搭 配使用，以实现下游场景所需要的各种功能。在此过程中，协作机器人产业链上下游也在向 多元化的方向发展。 经过多年的沉淀，协作机器人产业链已愈发完善，中国市场在这一进程中表现突出。从 们为机器人提供了触 觉感知，使得机器人实现力控操作、柔顺交互、碰撞检测、动态平衡控制等功能。目前，机 器人行业使用最多的力传感器主要包括关节扭矩传感器和六维力传感器，通常被安装在机器 人关节或末端执行器上，实时监测和控制机器人与环境或工作对象之间的力交互。 1、扭矩传感器 关节扭矩传感器，也称为力矩传感器、扭力传感器，能够实时监测机器人各关节在运行 时承受的力矩，及时感应到任何超出

图 3-3 刚体的位姿 5 、机器人末端操作臂的位姿描述 图 3-4 机器人手部的位姿 表示了机器人的姿态 代表了机械手的位置 （平移加旋转）运动。我们把每次简单的运动用一个变换矩阵来表示， 因此，多次运动即可用多个变换矩阵的积来表示，表示这个积的矩阵 称为齐次变换矩阵。 通过多个连杆位姿的传递，我们可以得到机器人末端操作器的位姿， 即进行机器人正运动学分析。 连杆的初始 位姿矩阵 齐次变 换矩阵 经过多次变换后该连 杆的最终位姿矩阵 2 、平移变换 图 3-5 点的平移变换 的物理定律求得。 逆动力学问题 即机器人在关节变量空间的轨迹已确 定，或末端执行器在笛卡尔空间的轨 迹已确定 ( 轨迹已被规划 ) ，求解机 器人各执行器的驱动力或力矩。 正动力学问题 即机器人各执行器的驱动力或力矩为 已知，求解机器人关节变量在关节变 量空间的轨迹或末端执行器在笛卡尔 空间的轨迹。 机器人运动方程的求解可分为两种不同性质的向题 人们研究

★ 二层 275 个机柜，三层四层各 232 个机柜，合计 739 个机柜， IT 总功率 7.5MW ★ 末端配电采用小母线形式，单机 柜功率可在 8-12kW 灵活配置 ★ 机房采用列间空调末端制冷方式 N+2 冗余 ★ UPS 配电系统采用电力模组 2N 冗 余，后备时间 15min 一期机房标准层 110kV 双电源进园区 SVG 柜 UPS600KW 分接单元 始端单元 支撑件 干线单元 末端盖 弯头 供配电系统——电力模块及末端配电 末端配电 智能母线 模块化馈线柜 *2 IT 设 备 进线母联柜 维修旁路柜 变压器 *4 暖通——高效冷冻机站 暖通——制冷系统示意图 列间空调 一线品牌 空调配置