如今，節(jié)能越來越受到人們的重視，尤其是數(shù)據(jù)中心的節(jié)能。然而，為了確定數(shù)據(jù)中心的節(jié)能潛力，我們需要采集并分析較長時間范圍內(nèi)的能耗數(shù)據(jù)。針對這一需求，RZ-Products GmbH，德國DC-Datacenter Group集團旗下的一家公司，開發(fā)出了一種名為的能耗監(jiān)控解決方案，該方案采用了菲尼克斯電氣(Phoenix Contact)生產(chǎn)的緊湊型PLC。
RZ-Products是一家位于德國韋斯特瓦地區(qū)Betzdorf的公司，專注于開發(fā)并提供警衛(wèi)室及戶外數(shù)據(jù)中心的解決方案，用于保護IT基礎(chǔ)設(shè)施。如今，數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃涵蓋了數(shù)據(jù)中心的所有設(shè)備及其不同的系統(tǒng)，如結(jié)構(gòu)和安全工程、電力供應(yīng)系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)等，同時還包括可持續(xù)節(jié)能系統(tǒng)。由于空調(diào)系統(tǒng)是為運營商挖掘最大節(jié)能潛力的領(lǐng)域之一，因此方案提供商能夠通過空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計讓自己在眾多競爭對手中脫穎而出。數(shù)據(jù)中心作為現(xiàn)代企業(yè)的中樞，容納有各種復(fù)雜的系統(tǒng)，因而對更強的計算能力和更大的存儲容量的需求在日益增加，同時對電能的需求也在增長。政策制定者們也深刻意識到了這一事實，因此現(xiàn)在歐盟在制定有關(guān)二氧化碳排放的法規(guī)時，也將數(shù)據(jù)中心運維商納入了考量的范圍。例如，于2010年10月25日實施的歐盟能源效率指令(2012/27/EU)便要求成員國采取有力的措施來減少能源的消耗。
有功功率和無功功率相關(guān)信息
鑒于這些新法規(guī)，行業(yè)領(lǐng)先的方案提供商RZ-Products GmbH開始專注于數(shù)據(jù)中心的節(jié)能運行。降低能耗的第一步是記錄運行數(shù)據(jù)和能源數(shù)據(jù)。一切增加能效及成本效率的行為均始于使數(shù)據(jù)透明化，這要求以有效的測量數(shù)據(jù)作為能量度量的依據(jù)。通過安裝傳感系統(tǒng)可解決數(shù)據(jù)記錄的問題。菲尼克斯電氣的EMpro電能計量儀表被安裝在每一個需要測量的位置，提供當(dāng)前的有功功率和無功功率的相關(guān)信息。
通過采取多種措施，如優(yōu)化空氣傳導(dǎo)，可極大提高機架冷卻系統(tǒng)的效率同時減小熱短路的風(fēng)險。通過有針對性地將這些運行條件可視化，系統(tǒng)可以在最佳功率點下運行，確保高水平的能效及可靠性。RZ-Products團隊花費了大量的時間去尋找記錄和處理測量數(shù)據(jù)的最佳方法。他們首先想到的方案是采用帶單個電路板的部件。然而，這種方案在創(chuàng)建不同的數(shù)據(jù)中心時缺乏靈活性。數(shù)據(jù)中心通常都有一個模塊化結(jié)構(gòu)，即它們設(shè)有帶兩個機架的小房間，然而大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心必須容納幾百個服務(wù)器機架。因此，數(shù)據(jù)記錄解決方案必須足夠靈活，可適用于不同規(guī)模的數(shù)據(jù)中心及數(shù)據(jù)中心的擴展。
通過標(biāo)準(zhǔn)信號、不同的協(xié)議、以太網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)通信
為滿足上述需求，測量數(shù)據(jù)是通過使用工業(yè)控制器進行存儲和處理的。菲尼克斯電氣的ILC 150 GSM/GPRS Inline可編程控制器不僅可以通過模塊化方式進行擴展，還能簡便地集成到現(xiàn)存的IT網(wǎng)絡(luò)中。該控制器是連接傳感器系統(tǒng)和存儲能量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫的紐帶，存儲在數(shù)據(jù)中心的能量數(shù)據(jù)可做后續(xù)分析用。EMpro電能計量儀表通過RS485D接口和Modbus/RTU協(xié)議將記錄的數(shù)據(jù)發(fā)送至PLC。一旦抵達控制器，數(shù)據(jù)便由與該控制器連接的RS485模塊輸出，然后經(jīng)ILC 150 GSM/GPRS Inline可編程控制器進行處理，并以可讀格式存儲到通過以太網(wǎng)接口與該控制器連接的數(shù)據(jù)庫中。菲尼克斯電氣為其生產(chǎn)的所有控制器提供函數(shù)庫用以增強其功能，其中便有使控制器直接與MySQL或MSSQL數(shù)據(jù)庫連接的函數(shù)庫。
此外，此款PLC還帶有模擬輸入模塊，用于從空調(diào)系統(tǒng)的進出口記錄溫度數(shù)據(jù)。RZ-Products希望整個傳感器系統(tǒng)能以一個統(tǒng)一的、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的格式進行連接，為此，他們選用了4…20 mA標(biāo)準(zhǔn)，使得數(shù)據(jù)捕獲能最大限度地進行模塊化擴展，而無需每次都要對傳感器的連接進行修改。另外，ILC 150 GSM/GPRS控制器還帶有內(nèi)置GSM/GPRS解調(diào)器，含冗余通信接口，是一個非常不錯的選擇。如果通過數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)接口進行的數(shù)據(jù)連接斷開了，系統(tǒng)會通過手機提醒運維人員。
通過德國藍色天使認(rèn)證
僅采集數(shù)據(jù)是不夠的。最終，我們需要對數(shù)據(jù)進行分析，并計算出能量度量。因此RZ-Products公司的解決方案中含有為每個用戶定制的服務(wù)。其中的一個基礎(chǔ)服務(wù)是：對在數(shù)據(jù)中心運行過程中采集的數(shù)據(jù)進行再處理，以便操作人員通過在線平臺隨時查看這些數(shù)據(jù)，然后分析每個系統(tǒng)及部件的運行狀態(tài)并基于這些信息確定是否需要采取額外措施來滿足能量效率的要求。在此基礎(chǔ)服務(wù)上，隨后的服務(wù)包還為用戶提供應(yīng)對故障和告警情況的指示。高級服務(wù)包還包括更多精細的服務(wù)，以完成對測量數(shù)據(jù)的全面分析及其他活動，如向數(shù)據(jù)中心操作人員顯示需要對何處的服務(wù)器資源進行鞏固加強，以優(yōu)化設(shè)備利用率。
有了這一全面的服務(wù)包，RZ-Products公司不僅能夠滿足客戶的各種要求，還能使得產(chǎn)品更加符合節(jié)能減排的法定標(biāo)準(zhǔn)。該公司還提供合格的房中房技術(shù)，為客戶提供完整而全面的服務(wù)器機房設(shè)計方案，確保實施所有必要的節(jié)能措施。此外，具有環(huán)保意識的公司可因高能效的數(shù)據(jù)中心獲得“藍色天使”環(huán)境證書。解決方案幫助數(shù)據(jù)中心運營商獲得該資格證書或換發(fā)新證書，其能量度量是獲取證書的堅實基礎(chǔ)。
結(jié)論
“我們所開發(fā)的整套解決方案使用的是菲尼克斯電氣生產(chǎn)的柔性化的組件和系統(tǒng)，”RZ-Products GmbH高級顧問Frank Neubauer說道：“除了冗余電源的設(shè)備外，我們的解放方案還包括繼電器、插頭和由菲尼克斯自動化專家設(shè)計的控制器。另外還有我們用于記錄有功功率和無功功率的EMpro電能計量儀表。”DC-Datacenter Group集團CEOWolfgang Mühlb?ck總結(jié)道：“由于這一創(chuàng)新的、高成本效率的產(chǎn)品，我們的客戶可享有定制化的解決方案，用于分析和評估他們的數(shù)據(jù)中心。此外，我們通過分析所獲取的數(shù)據(jù)，確定可提升的潛力，并實現(xiàn)這些提升。”
強大通信能力的控制器
菲尼克斯電氣的ILC 150 GSM/GPRS控制器是基于“IT-powered Automation”的設(shè)計概念。和其他菲尼克斯的控制器一樣，它至少具有一個集成的以太網(wǎng)接口。由于該款控制器還支持其他的協(xié)議和服務(wù)，如Modbus、HTTP(超文本傳輸協(xié)議)和FTP(文件傳輸協(xié)議)，以及可通過函數(shù)庫進行加強的功能，如SQL(結(jié)構(gòu)化查詢語言)、DNS(域名系統(tǒng))、SNTP(簡單網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議)和SMTP(簡單郵件傳輸協(xié)議)，它幾乎可以與當(dāng)今IT環(huán)境中所用的每一個部件行進通信。內(nèi)置無線調(diào)制解調(diào)器是ILC 150 GSM/GPRS緊湊型控制器和ILC 151 GSM/GPRS緊湊型控制器的一大亮點，用戶可在移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中使用上述所有功能。
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