AI 伺服器液冷控制｜WEINTEK+CODESYS打造 CDU 散熱控制系統
隨著 AI GPU 與高密度伺服器運算能力快速提升，
AI 伺服器液冷控制正成為資料中心散熱系統的重要技術。
由於單一機櫃的運算密度與熱負載持續增加，
傳統氣冷開始面臨散熱效率、能源消耗與機房空間等限制。
因此，液冷（Liquid Cooling）與
CDU（Coolant Distribution Unit，冷卻液分配單元）
逐漸成為高密度 AI 伺服器的重要散熱架構。
然而，CDU 並不只是負責冷卻液循環。
一套完整的 CDU 散熱控制系統，
還需要同時管理溫度、流量、壓力、水泵、控制閥、漏液偵測、警報與設備資料。
因此，
透過 WEINTEK+CODESYS 整合 HMI、PLC 控制與工業通訊，
可建立更完整的 AI 伺服器液冷控制架構。
AI 伺服器液冷控制為什麼需要 CDU？
AI 模型訓練與推論需要 GPU 長時間維持高運算負載，
因此伺服器產生的熱量也隨功率密度提高。
當機櫃熱負載持續增加時，
傳統風扇與空調系統不但需要消耗更多能源，
也可能限制機櫃內伺服器的部署密度。
相較之下，
液冷可以透過冷板、冷卻液循環與熱交換系統，
更直接地將 CPU、GPU 等主要熱源產生的熱量帶走。
而 CDU 則位於液冷系統的重要控制節點，
負責管理供回水溫度、流量、壓力、水泵與控制閥。
換句話說，
CDU 不只是冷卻液分配設備，
更是整套 AI 伺服器液冷控制 系統中的核心控制單元。
AI 伺服器液冷控制的三大核心需求
1. 溫度、流量與壓力即時監控
AI 伺服器負載會隨模型訓練、推論與 GPU 使用率快速變化。
因此，
CDU 必須持續取得供水溫度、回水溫度、流量與管路壓力等資料。
例如，
當 GPU 工作負載提高、回水溫度上升時，
控制系統可依設定條件調整水泵轉速、風扇速度或控制閥開度，
使液冷系統的散熱能力能夠配合實際熱負載。
2. 露點計算與防結露保護
液冷設備並不是冷卻水溫越低越好。
因為當管路或冷板表面溫度低於環境露點時，
可能產生凝結水，
進而增加高價值伺服器設備受潮或故障風險。
因此，
CDU 可搭配環境溫度與濕度感測器，
由 CODESYS 控制程式進行露點計算。
接著，
系統可依露點條件調整三通閥、供水溫度或其他控制輸出，
降低結露發生的可能性。
3. IT 與 OT 資料整合
除了現場散熱控制之外，
AI 資料中心也需要取得 CDU 的設備運轉資料。
例如，
溫度、流量、壓力、水泵狀態、漏液警報與能源使用資訊，
都可能需要傳送至 SCADA、DCIM、資料庫或雲端平台。
因此，
CDU 散熱控制系統不只是傳統 PLC 控制，
還需要具備完善的工業通訊與資料整合能力，
才能連接現場 OT 設備與上層 IT 管理系統。
WEINTEK+CODESYS 如何打造 CDU 散熱控制系統？
透過 WEINTEK+CODESYS，
設備開發者可將 HMI 操作介面與 IEC 61131-3 控制程式整合於同一控制平台。
HMI 除了負責設備操作、參數設定、趨勢顯示與警報管理之外，
也可搭配 CODESYS 執行液冷設備控制邏輯。
因此，
在 CDU 應用中可進一步整合水泵、風扇、比例閥、三通閥、
溫度感測器、流量計、壓力感測器與漏液偵測設備。
此外，
亦可透過遠端 I/O、變頻器及其他工業設備，
建立完整的 AI 機櫃液冷控制系統。
CODESYS PID 控制如何應用於 CDU？
CDU 通常需要持續依據實際水溫、流量或壓力調整設備輸出，
因此並不是單純的 ON / OFF 控制。
例如，
水泵轉速可以依照流量或壓差進行調節，
控制閥則可依供水溫度調整開度，
而熱交換系統的風扇也可以根據熱負載改變速度。
因此，
可利用 CODESYS 建立 PID 控制迴路，
依感測器實際值與設定值持續調整變頻器、水泵或閥件輸出。
如此一來，
可以提高 CDU 散熱控制系統的穩定性，
並降低設備頻繁啟停造成的溫度與壓力波動。
CDU 異常與漏液如何進行安全保護？
除了正常控制之外，
AI 伺服器液冷控制更需要重視設備異常與安全連鎖。
例如，
當系統偵測到流量不足、壓力異常、溫度異常、
感測器故障或漏液訊號時，
CODESYS 可依預先設定的控制流程執行警報、降低輸出、
停止水泵或切換備援設備。
因此，
CDU 控制程式不只要維持散熱效率，
也應將安全條件、故障模式與設備連鎖納入整體控制架構。
OPC UA 與 MQTT 如何整合 AI 機房資料？
WEINTEK HMI 除了控制設備之外，
也能作為 OT 資料整合節點。
透過 OPC UA、MQTT 與 Modbus TCP 等通訊方式，
可將 CDU 與其他機櫃設備資料向上傳送。
例如，可整合以下設備資訊：
- 冷卻液供水與回水溫度
- 水路流量與管路壓力
- 水泵與風扇運轉狀態
- 控制閥開度
- 環境溫度與濕度
- 漏液偵測與設備警報
- 設備能源使用資訊
進一步來說，
這些資訊可以傳送至 SCADA、DCIM、資料庫或雲端平台，
作為設備監控、趨勢分析、能源管理與故障追蹤的資料來源。
此外，
WEINTEK HMI 亦可整合 PDU、UPS、變頻器、
遠端 I/O 與其他機櫃設備，
進一步建立更完整的 AI 資料中心 IT／OT 整合架構。
AI 伺服器液冷控制架構範例
↓
Cold Plate / Liquid Cooling Loop
↓
CDU 冷卻液分配單元
↓
溫度・流量・壓力・漏液感測器
↓
水泵・變頻器・風扇・控制閥
↓
WEINTEK HMI + CODESYS
↓
OPC UA / MQTT / Modbus TCP
↓
SCADA / DCIM / Cloud
透過這種架構，
可將感測器、控制設備、HMI 操作與資料通訊整合於同一套系統。
因此，
不但可以完成 CDU 現場控制，
也能同步將運轉資料提供給上層管理平台。
WEINTEK+CODESYS 應用於 AI 液冷控制的優勢
- HMI 與控制整合：將設備操作與控制邏輯集中於同一平台
- IEC 61131-3：使用標準 PLC 程式語言開發設備控制
- PID 控制：適合溫度、流量、壓力、水泵與閥件調節
- OPC UA / MQTT：方便 CDU 資料向上層系統整合
- 多設備通訊：可整合感測器、遠端 I/O、變頻器、PDU 與 UPS
- 設備監控：提供警報、趨勢、參數設定與設備狀態管理
整體而言，
WEINTEK+CODESYS 的優勢不是單純取代某一項控制元件，
而是將人機介面、設備控制與資料交換整合於一致的開發架構。
因此，
對 CDU、AI 液冷設備與智慧機櫃開發而言，
能提供較高的系統整合彈性。
適合 CDU 液冷控制的 WEINTEK HMI
實際選型時，
可依 CDU 控制盤空間、操作畫面尺寸、Ethernet、
CAN Bus、I/O 架構與設備通訊需求，
選擇不同尺寸的 WEINTEK cMT X HMI。
不過，
若專案需要使用 CODESYS，
仍應依實際 HMI 型號確認 CODESYS 授權與支援方式。
7 吋 HMI
10.1 吋 HMI
15.6 吋 HMI
AI 伺服器液冷控制常見問題
AI 伺服器為什麼需要液冷？
由於 AI GPU 的運算密度與熱負載持續提高，
傳統氣冷需要面對更大的散熱與能源壓力。
因此，
液冷可透過冷板與冷卻液更直接地帶走主要熱源產生的熱量，
適合高密度 AI 伺服器應用。
CDU 在液冷系統中的作用是什麼？
CDU 主要負責管理冷卻液循環，
包括供回水溫度、流量、壓力、水泵與控制閥。
此外，
CDU 控制系統也可整合漏液偵測、設備警報與資料通訊。
CODESYS 可以控制 CDU 嗎？
CODESYS 可依 CDU 設計需求建立水泵、風扇、閥件、
PID、溫度、流量、壓力與安全連鎖控制。
同時，
也能與 HMI、遠端 I/O、變頻器及感測器進行整合。
WEINTEK HMI 可以連接 DCIM 嗎？
WEINTEK HMI 可透過 OPC UA、MQTT 或其他通訊方式
將設備資料提供給上層系統。
不過，
實際是否能直接整合特定 DCIM，
仍需依該 DCIM 支援的通訊協議與資料格式進行規劃。
結論：WEINTEK+CODESYS 建立 AI CDU 散熱控制架構
隨著 AI 伺服器運算密度持續提升，
散熱系統也逐漸從單純的冷卻設備，
演變為結合感測器、控制器、工業通訊與設備資料的智慧液冷系統。
因此，
CDU 已成為連接 AI 機櫃、液冷迴路與資料中心管理系統的重要控制節點。
透過 WEINTEK+CODESYS，
可將 HMI 操作、PLC 控制、PID、
OPC UA、MQTT 與設備資料整合於同一控制架構，
適合應用於AI 伺服器液冷控制、CDU 散熱控制系統、
冷卻設備與智慧機櫃。
立申電機提供 WEINTEK HMI、CODESYS、
PLC 通訊、OPC UA、MQTT 與自動化設備整合技術支援，
可依 CDU、液冷設備與 AI 機櫃需求，
協助進行控制架構規劃與產品選型。
