Dziś jest środa, 16 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8934 -0.05% 1EUR 4.297 +0.05% 1GBP 4.961 +0.67%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
17 październik 2019
72 edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu 
więcej
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
5 lipiec 2016.

Optymalizacja dystrybucji zasilania stojaków i szaf sprzętowych

Optymalizacja dystrybucji zasilania stojaków i szaf sprzętowych

Najlepsze praktyki w zakresie wyboru najbardziej odpowiedniej jednostki zasilania dla określonego otoczenia roboczego.

Streszczenie

We współczesnym świecie, w którym informacja stanowi coraz ważniejszy rodzaj aktywów firmy, centra przetwarzania danych są podstawę prawidłowej działalności biznesowej. W wykorzystywanym otoczeniu roboczym absolutnie konieczne stało się więc zapewnienie jak najwyższej ich wydajności i niezawodności, ponieważ jakakolwiek awaria zagrażałaby integralności procesów biznesowych przedsiębiorstwa. W konsekwencji ciągle zmieniają się wymagania dotyczące zasad projektowania i obsługi centrów przetwarzania danych.

Centra przetwarzania danych spełniają ważną funkcję w zakresie monitorowania wszystkich elementów wyposażenia zasilającego, a trzeba dodać, że wymagania dotyczące dokładności i szczegółowości zarządzania zasilaniem cały czas rosną. W wypadku centrów przetwarzania danych należących do dużych firm lub do wielu różnych najemców zagwarantowanie absolutnie niezawodnego ich działania wymaga zastosowania bardzo zaawansowanych jednostek dystrybucji zasilania (PDUs), zdolnych do precyzyjnego monitorowania wszystkich aspektów zasilania i zarządzania jego dystrybucją. Bez użycia odpowiednich technologii dystrybucji zasilania całkowicie niemożliwe byłoby sprostanie rosnącym w szybkim tempie wymaganiom biznesowym w zakresie eksploatacji centrów przetwarzania danych. W tym opracowaniu omówiono najważniejsze aspekty funkcjonowania współczesnych centrów przetwarzania danych i wymagania biznesowe, na które należy zwrócić uwagę przy wyborze jak najbardziej odpowiednich jednostek dystrybucji zasilania (PDUs).

Najważniejsze cechy współczesnych centrów przetwarzania danych

Współczesne centra przetwarzania danych muszą spełniać wiele różnorodnych warunków. Odpowiednia i właściwie wykorzystana informacja odgrywa bowiem coraz donioślejszą rolę w działalności firm w najróżniejszych sektorach gospodarki - świadczy o tym wykładniczy wzrost liczby obsługiwanych danych. Niestety, środki finansowe przeznaczane na eksploatację centrów przetwarzania danych nie rosną w równym tempie. Wzrost zapotrzebowania na informację przy niezmieniającym się poziomie tych środków wymaga ustawicznego podnoszenia wydajności działania centrów przetwarzania danych. W tej sytuacji centra te muszą spełniać również wymagania w zakresie odpowiedniego ograniczenia zużycia energii oraz minimalizacji przestojów.

Postępująca wirtualizacja - zapewniająca wzrost wydajności eksploatacyjnej - wiąże się z potrzebą większej elastyczności w obsłudze centrów przetwarzania danych. Wynika to z wciąż postępującego wykorzystywania rozwiązań typu chmura oraz współdzielonych centrów danych, a więc takich, z których korzysta wielu klientów na zasadzie wspólnej lokalizacji. To z kolei pociąga za sobą konieczność precyzyjnego fakturowania, niekiedy wręcz na poziomie szczegółowości pojedynczych wyjść. Z tego powodu centra przetwarzania danych coraz częściej wykorzystują koncepcję infrastruktury konwergentnej; obejmuje ona zintegrowane technologie magazynowania danych, serwerów oraz rozwiązań sieciowych, których eksploatację umożliwia wirtualizacja. Dzięki
wykorzystaniu takiej infrastruktury wyposażenie centrów przetwarzania danych może coraz lepiej spełniać rosnące potrzeby współczesnych przedsiębiorstw w obszarze przetwarzania danych - wymaga to jednak skutecznego rozwiązywania problemów z zasilaniem, występujących coraz częściej w centrach przetwarzania danych, a więc zapewnienia precyzyjnego zarządzania dystrybucją zasilania.

Uwzględniając przedstawione tu uwarunkowania, dla zapewnienia odpowiedniej wydajności współczesnych centrów przetwarzania danych konieczne jest precyzyjne zarządzanie absolutnie wszystkimi elementami ich eksploatacji. Najwyższej jakości centra danych muszą być w tym celu wyposażane w specjalistyczne technologie środowiskowe, takie jak rozwiązania pozwalające na zarządzanie cyrkulacją powietrza, m.in. specjalne drzwi i stropy izolacyjne, ściany oddzielające oraz regały zapewniające bezpieczną separację wyposażenia. W centrach przetwarzania danych wykorzystuje się także rozwiązania z zakresu zasilania awaryjnego UPS, które umożliwiają wzrost wydajności i ograniczenie kosztów energii, bez równoczesnego obniżenia poziomu ochrony. Zastosowanie korytek kablowych zapewniających wykorzystanie różnorodnych konfiguracji gniazd umożliwia elastyczne podłączanie i odłączanie zasilania do szaf serwerowych centrów przetwarzania danych, spełniających najbardziej rygorystyczne wymogi eksploatacyjne.

Dystrybucję zasilania można dodatkowo udoskonalać, wykorzystując odpowiednie kable i akcesoria umożliwiające transmisję informacji dotyczących napięcia wyjściowego i sieciowego, które mogą być wykorzystywane zarówno w procesie zarządzania, jak i rozwiązywania problemów. W połączeniu z oprogramowaniem zarządzania energią centra przetwarzania danych umożliwiają zarządzanie operacjami aż do poziomu pojedynczego gniazda wyjściowego, w efekcie gwarantując dalszą optymalizację wydajności roboczej. Zastosowanie najbardziej odpowiednich rozwiązań sprzętowych oraz oprogramowania sprzyja coraz doskonalszemu zarządzaniu pracą centrów danych w zakresie najróżniejszych usług - jest to możliwe dzięki wykorzystaniu usług doradczych i ekspertyz technicznych w odniesieniu do produktów umożliwiających redukcję kosztów, redukcję czasu przestojów, niezawodność oraz jakość zasilania. Ponadto 24 godziny na
dobę przez 7 dni w tygodniu dostępna jest kompletna sieć serwisowa.

Cechy nowej generacji jednostek dystrybucji zasilania dla szaf sprzętowych

W praktyce nowoczesne centra przetwarzania danych działają jak swego rodzaju ośrodki świadczenia usług polegających na udostępnianiu odpowiedniej mocy obliczeniowej komputerów w zależności od zmieniającego się zapotrzebowania. Najbardziej zaawansowane strategie dystrybucji zasilania to dziś najważniejszy element gwarantujący najwyższą wydajność, z pewnością nie należy jednak poprzestawać na tak ogólnej wizji. W wypadku centrów przetwarzania danych, co do których istnieją szczegółowe uwarunkowania robocze, trzeba zawsze brać pod uwagę wszystkie aspekty dystrybucji zasilania, nawet na najniższym poziomie. Nowa generacja zaawansowanych jednostek dystrybucji zasilania - urządzeń wyposażonych w funkcje monitorowania i zarządzania - gwarantuje centrom przetwarzania danych kompleksowe funkcjonalności, które odpowiadają ich potrzebom eksploatacyjnym.

Zacznijmy od kosztów chłodzenia - dzisiaj w większości centrów przetwarzania danych najważniejsze jest utrzymanie tych kosztów na jak najniższym poziomie, także przy znacznym wzroście intensywności ich eksploatacji. Nowoczesne rozwiązania w zakresie chłodzenia, stosowane we współczesnych centrach danych, wymagają jednostek dystrybucji zasilania o nieco wyższej temperaturze roboczej niż dotychczas. W konsekwencji wykorzystywanie jednostek dystrybucji zasilania zdolnych do funkcjonowania w wyższej temperaturze roboczej (140°F/60°C) z certyfikacją UL i CE pozwala na ograniczenie ogólnych kosztów eksploatacyjnych centrów przetwarzania danych. Również zastosowanie funkcji monitorowania temperatury sprzyja ograniczeniu kosztów chłodzenia centrów przetwarzania danych; jest to możliwe dzięki dokładnemu określeniu miejsc, w których gromadzi się ciepło i wilgoć, co pozwala operatorom zareagować w odpowiedni sposób. Takie monitorowanie warunków roboczych jest szczególnie istotne w wypadku niewielkich rozwiązań i szaf sieciowych, w których zbyt wysoka temperatura mogłaby zagrozić ich niezawodności. Ponadto, biorąc pod uwagę, że w celu ograniczenia kosztów do chłodzenia centrów danych wykorzystywane jest powietrze pobierane z zewnątrz, ścisłe monitorowanie temperatury pomaga uniknąć kłopotów związanych z nadmiernym ciepłem i poziomem wilgoci. Funkcje monitorowania warunków roboczych obejmują także kontrolę prawidłowego zamknięcia szaf zawierających elementy złączowe - w tym celu stosowane są odpowiednie czujniki w drzwiach lub wykrywające obecność wody.

Ograniczenie kosztów administracyjnych

Ograniczenia budżetowe i uwarunkowania dotyczące zasobów, z którymi mają do czynienia operatorzy centrów przetwarzania danych, koszty administracyjne to kolejny bardzo istotny element, wymagający ciągłej uwagi i nadzoru. W sytuacji dużego obciążenia roboczego pracowników operacyjnych wykorzystanie jednostek dystrybucji zasilania, które umożliwiłyby ograniczenie ogólnych kosztów administracyjnych do niezbędnego minimum, jest głównym elementem zapewnienia efektywnego funkcjonowania centrów przetwarzania danych. Zastosowanie jednostek dystrybucji zasilania, które pozwalają na masową konfigurację i rozbudowę, pozwala pracownikom koncentrować się na zadaniach o większym znaczeniu strategicznym. Dodatkowo zastosowanie jednostek dystrybucji zasilania z kolorami kodowymi odpowiadającymi oznakowaniom kolorystycznym zespołów gniazd ułatwia wykonywanie czynności połączeniowych. Skraca to czas poświęcany na rozwiązywanie problemów, a ponadto może prowadzić do lepszego zrównoważenie obciążenia roboczego.

Inne funkcje, które mogą się przyczyniać do ograniczenia kosztów administracyjnych, to na przykład rozwiązania niskoprofilowe. Jednostki dystrybucji zasilania można wyposażyć w wyłączniki samoczynne niskoprofilowe lub o szerokości zoptymalizowanej do montażu bocznego. Unika się w ten sposób zakłóceń w pracy szyny, które mogłyby uniemożliwić podłączanie wentylatorów oraz jednostek zasilania, kiedy system pracuje - rozwiązanie tego rodzaju może się okazać niezwykle użyteczne w minimalizacji czasu serwisowania szafy w wypadku awarii.

Łatwość instalacji

Łatwość instalacji to nie tylko wygoda i oszczędność czasu użytkownika - łatwe w instalacji jednostki dystrybucji zasilania gwarantują oszczędność kosztów przy oddawaniu systemu do eksploatacji. Należy się zastanowić nad możliwością wykorzystania gotowych do użycia jednostek dystrybucji zasilania, których instalacja wymaga mniejszej liczby narzędzi, co również pozwala oszczędzać czasu. Rozwiązanie to wymaga stosowania szaf wyposażonych w otwory umożliwiające montaż bez użycia narzędzi. Korzystanie z usług tego samego sprzedawcy w wypadku jednostek dystrybucji zasilania oraz szaf to jeden ze sposobów zapewnienia ich pełnej kompatybilności. Innym sposobem może być upewnienie się, czy określona jednostka dystrybucji zasilania została zaprojektowana w sposób umożliwiający elastyczny montaż. Idealnym rozwiązaniem byłoby wykorzystywanie jednostek dystrybucji zasilania, montowanych fabrycznie w sposób całkowicie dostosowany do grubości metalowych ścianek szaf oraz z możliwością montażu bocznego, pod kątem 90 stopni w stosunku do szafy. Niemniej jednak mogą być wymagane także inne opcje montażu, a odpowiedni poziom elastyczności można uzyskać na przykład w wypadku jednostek dystrybucji zasilania montowanych za pomocą uchwytów mocowanych przy użyciu zacisków. Jednostka dystrybucji zasilania wyposażona w lekką podstawę aluminiową - lżejszą o 30 procent w porównaniu z materiałem stalowym o tych samych wymiarach - jest łatwiejsza w instalacji, a ponadto umożliwia ograniczenie kosztów transportu, przy bardziej wydajnym rozpraszaniu ciepła i zapewnieniu lepszego uziemienia.

Zwiększenie elastyczności

Najlepszym sposobem zapewnienia elastyczności jest sprawdzenie, czy sprzedawca może dostarczyć nam zarówno szafę, jak i jednostkę dystrybucji zasilania. Kompatybilność tych dwóch elementów gwarantuje większą łatwości użytkowania i optymalizuje ich współpracę.


Rysunek 1. Wykorzystanie jednostek dystrybucji zasilania ze stojakami pochodzącymi od tego samego sprzedawcy zapewnia doskonałą kompatybilność oraz elastyczność stosowania poszczególnych elementów.

Elastyczność może być również uzależniona od funkcji samej jednostki dystrybucji zasilania. Możliwość przyznania adresu IP, obrócenia wyświetlacza, jeżeli jednostka jest montowana w pozycji "do góry nogami" dla poprowadzenia korytka kablowego, oraz funkcja lokalnego odczytu błędów - to udogodnienia, jakie zapewniają jednostki dystrybucji zasilania wyposażone w zaawansowane wyświetlacze LCD oraz system menu interaktywnych. W wypadku jednostek dystrybucji zasilania o działaniu łańcuchowym wyświetlacz wyposażony w odpowiednie menu umożliwia również pracownikom centrum danych przeprowadzanie szybkiej konfiguracji wielu jednostek dystrybucji zasilania za pośrednictwem pojedynczego adresu IP i portu sieciowego, co bardzo ułatwia zarządzanie zasilaniem różnych urządzeń odbiorczych przy użyciu pojedynczego interfejsu. W niektórych przypadkach zdolność nawiązania połączenia łańcuchowego umożliwia ograniczenie kosztów fizycznej instalacji infrastruktury nawet do 75% - jest tak dzięki zdecydowanemu zmniejszeniu liczby wykorzystywanych portów sieciowych, których koszt wynosi od 200 do 500 dolarów USA za sztukę. Takie ograniczenie kosztów umożliwia równocześnie uproszczenie zarządzania i ma pozytywny wpływ na elastyczność rozwiązań.


Rysunek 2. Zaawansowany wyświetlacz LCD jednostki dystrybucji zasilania, wyposażony w interaktywne rozwijane menu.

Jednak nawet najwyższa elastyczności otoczenia roboczego nie pomoże, jeśli nie rozwiążemy problemu przestojów. Jak się okazuje, zaawansowane jednostki dystrybucji zasilania najnowszej generacji mogą odgrywać istotną rolę także w tej kwestii. Zapewnienie odpowiedniego zabezpieczenia elementów połączeniowych i wtyczek określają standardy IEC. Nierzadko zdarza się, że przestój serwera jest spowodowany wypadnięciem poluzowanej wtyczki do wnętrza szafy lub stojaka. Stosowanie jednostek dystrybucji zasilania wyposażonych w zalecane przez IEC rozwiązania zabezpieczające przed wypadaniem takich elementów zapobiega przypadkowemu wypadnięciu wtyczki, co również podnosi poziom niezawodności. Jest wiele różnych sposobów zabezpieczenia wtyczek, jednak stosowanie rozwiązań wbudowanych w gniazdo wydaje się idealne ze względu na unikanie konieczności przechowywania zapasu jakichkolwiek zewnętrznych zaczepów lub korytek kablowych. Należy też unikać stosowania rozwiązań wymagających wykorzystywania specyficznych przewodów zasilających - może to spowodować wzrost kosztów nawet o 20-50%. Zastosowanie wbudowanych zaczepów gniazd zgodnych ze standardami IEC sprzyja ograniczeniu ogólnych kosztów eksploatacyjnych i zwiększa niezawodność.


Rysunek 3. Stosowanie określonych standardami IEC zabezpieczeń przed wypadaniem wtyczek gwarantuje odpowiednie zamocowanie wtyczki bez konieczności jakichkolwiek prac dotyczących specyficznego, intruzyjnego prowadzenia kabli, które mogłyby ograniczać dopływ powietrza i powodować konieczność częstszego serwisowania.

Następnym elementem umożliwiającym minimalizację przestojów jest zastosowanie miernika sieciowego podłączanego bez konieczności wyłączania urządzeń. Jednostka dystrybucji zasilania może zostać wyposażona w specjalny moduł podłączany bez konieczności wyłączania jakichkolwiek elementów, zawierający wyświetlacz, porty sieciowe, interfejs LCD i jednostkę centralną - wszystkie te elementy mogą wówczas zostać wymienione bez konieczności wyłączenia zasilania serwerów podłączonych do danej jednostki dystrybucji zasilania. Takie rozwiązanie bardzo ułatwia prowadzenie prac serwisowych bez jakichkolwiek przestojów, a jego koncepcja jest podobna do podłączania wentylatorów i elementów zasilających serwerów.


Rysunek 4. Zastosowanie karty miernika sieciowego podłączanej bez konieczności wyłączania zasilania umożliwia ograniczenie przestojów jednostki dystrybucji zasilania

Dokładność działania mierników wykorzystywanych w jednostkach dystrybucji zasilania najnowszej generacji została zwiększona do ±1% wartości rzeczywistej, co umożliwia prowadzenie rozliczeń na ich podstawie. Jest to duży postęp w porównaniu z modelami tradycyjnymi, w których mierniki były wykorzystywane przede wszystkim w celu zrównoważenia obciążenia. Dzięki tak wysokiej dokładności pracownicy mogą skutecznie mierzyć wykorzystanie zasilania przez wszystkie gniazda, co umożliwia fakturowanie zużycia oraz ścisłe kontrolowanie wykorzystania zasilania w ramach lokalnych programów taryfowych. Dokładność umożliwiająca prowadzenie rozliczeń i fakturowanie na podstawie wskazań mierników bywa szczególnie użyteczna przy rozliczaniu zużycia w centrach przetwarzania danych wykorzystywanych przez wielu użytkowników. Niemniej jednak mierniki najnowszej generacji jednostek dystrybucji zasilania mogą wciąż być wykorzystywane również w celu zrównoważenia obciążenia i umożliwienia operatorom określania istniejących, ale niewykorzystanych zdolności

Kryteria wyboru jednostki dystrybucji zasilania

Proces wyboru optymalnej jednostki dystrybucji zasilania należy rozpocząć od określenia wymaganych parametrów mocy oraz technologii wykorzystywanych w centrum przetwarzania danych. Podczas projektowania takiego centrum operatorzy biorą zwykle pod uwagę planowaną zdolność wykorzystywanego zasilania oraz wymagania dotyczące chłodzenia. Następnie, w zależności od tych parametrów, dobiera się odpowiednie gniazda. W wypadku centrów przetwarzania danych wymagane jest zapewnienie pełnej mocy zasilania oraz możliwości rozbudowy, to znaczy obsługi nowego zapotrzebowania. W ramach planowania tego rodzaju przyszłej rozbudowy i zwiększenia wydajności roboczej najczęściej bierze się też pod uwagę możliwość późniejszego zastosowania jednostek dystrybucji zasilania o zwiększonych parametrach roboczych.

Gdy już dokładnie określimy zapotrzebowanie dotyczące zasilania, to wybierając najbardziej odpowiednią jednostkę dystrybucji zasilania, musimy jeszcze uwzględnić wykorzystywane technologie. Zwyczajowo mamy do czynienia z trzema głównymi kategoriami jednostek dystrybucji zasilania: dystrybucja podstawowa, dystrybucja z pomiarem oraz dystrybucja zarządzana. Przechodzenie od rozwiązań podstawowych do ściśle kontrolowanych i zarządzanych wymaga prowadzenia miejscowego pomiaru zużycia i zrównoważenia zasilania, ponadto konieczne jest zdalne monitorowanie poszczególnych obwodów i planowanie rozbudowy. Zastosowanie najnowszych mierników umożliwia przeprowadzanie pomiaru zużycia mocy w centrum przetwarzania danych na poziomie pojedynczego gniazda - tego rodzaju rozwiązanie jest konieczne w celu wykonania szczegółowych obliczeń zużycia poziomu 3. Pomiar dokonany na poziomie pojedynczego gniazda jest również gwarantem szczegółowości w rozliczaniu zużycia mocy, wymaganej w wypadku centrów przetwarzania danych, w których wielu użytkowników korzysta z jednej szafy. Ponadto zarządzanie jednostkami dystrybucji zasilania ułatwia przełączanie gniazd, co jest idealnym rozwiązaniem w wypadku niewielkich centrów przetwarzania danych lub sytuacji, kiedy konieczne jest zdalne sterowanie dystrybucją zasilania w szafie. Funkcje przełączania gniazd umożliwiają także ich wyłączanie, kiedy nie są one wykorzystywane, co zapobiega możliwości przypadkowego przeciążenia jednostki dystrybucji zasilania. Przełączanie gniazd pozwala także na opracowanie sekwencji włączania i umożliwia sterowanie obciążeniem - tego rodzaju zaawansowane funkcje mogą stanowić niezwykle ważne aspekty ogólnej strategii zarządzania zasilaniem.

Podsumowanie

W sytuacji wciąż rosnącego zapotrzebowania w zakresie mocy obliczeniowej centra przetwarzania danych nie mogą już pozwolić sobie na zarządzanie zasilaniem jedynie na poziomie ogólnym. Dzięki wirtualizacji i infrastrukturze konwergentnej wykorzystywanie mocy obliczeniowej stało się dynamiczne - funkcje dotyczące obciążenia roboczego, zastosowań i przechowywania danych są przenoszone wewnątrz centrów i pomiędzy nimi, w zależności od bieżącego zapotrzebowania. Aby zapewnić jak najwyższą ich wydajność - której osiągnięcie w świetle obecnych wymogów biznesowych staje się absolutną koniecznością - musi istnieć możliwość kontrolowania i zarządzania dystrybucją zasilania na poziomie jak najbardziej szczegółowym. Najnowsze jednostki dystrybucji zasilania są wyposażone w zaawansowane funkcje i gwarantują niezawodność potrzebną operatorom centrów danych, a ponadto umożliwiają ścisłą adaptację do niezwykle szybko zmieniającego się zapotrzebowania firm. Przedsiębiorstwa powinny opracowywać własną strategię zarządzania zasilaniem, dokonując na bieżąco szczegółowej analizy otoczenia roboczego oraz zapotrzebowania, z uwzględnieniem występujących i przewidywanych obciążeń, aby wybrać jak najbardziej optymalną jednostkę dystrybucji zasilania w połączeniu z systemem UPS i oprogramowaniem zarządzania wirtualizacją.

Autor: Joe Skorjanec
Menedżer Produktów
Eaton

Źródło: Eaton
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl