Přečtěte si:  Smart city a elektromobilita pro praktický užitek a jejich aktuální výzvy

Chytré rozváděče Rittal

15.4.2013 Je jedna zásuvka stejná jako všechny ostatní? To je již minulostí, dnes obsahují inteligentní systémy silnoproudého rozvodu – Power Distribution Units (PDU) – mnoho přídavných funkcí. Aktuální modely měří, spínají a monitorují odevzdávaný výkon, na přání až na úroveň jednotlivých zásuvek. Důležité je, že se PDU přesně hodí pro požadavky uživatelů.

I ve výpočetních centrech platí: Elektrický proud přichází ze zásuvky. Ale stále častěji není dodáván z jednoduché, čistě mechanické rozvodné lišty k serveru a přístrojům infrastruktury, ale distribuuje se přes Power Distribution Unit (PDU). Jednoduše řečeno jsou PDU vícenásobné zásuvky s inteligencí, které vždy podle stupně rozšíření mohou provádět měření, spínání a upozorňování ve formě výstrahy, a to pro jakoukoliv jednotlivou zásuvku. PDU se v datovém centru stále více prosazují jako standardní konstrukční díl. Snahou provozovatelů je zajistit, aby byla co nejvíce zvýšena energetická účinnost. Kromě výhod pro životní prostředí jde přitom zároveň o nemalé finanční prostředky.

Inteligence se počítá

Jednoduché PDU bez přídavných funkcí jsou stále častěji nahrazovány přístroji s vlastní inteligencí. Firma Rittal nedávno představila produktovou řadu IT Power PDU, která sahá od základní varianty (Basic) až po špičkový model (Managed) se schopností měření proudu na jakémkoliv individuálním výstupu. Tím společnost Rittal doplňuje svoji, již dlouho nabízenou modulární konstrukční řadu PSM o novou řadu napájecích lišt PDU. Samozřejmě, nabídka na trhu je nyní velice rozsáhlá. PDU systémy jsou k dispozici od velkého počtu dodavatelů s různými cílovými skupinami a charakteristickým vybavením. Abyste učinili správné rozhodnutí, je důležité přesně poznat vlastní požadavky, a to až na úroveň jednotlivých IT zařízení.

Rozhodovací kritérium číslo 1: mechanika

Výčet rozhodovacích kritérií začíná u konstrukčního provedení a mechaniky. Hodí se PDU do použitého skříňového systému? A pokud ano, hodí se i do skříňového systému tak, jak vypadá právě nyní, v plně sestaveném stavu? Větší PDU vyžadují dostatek místa pro sebe sama. Pokud se stane, že je v přístrojovém stojanu poměrně málo místa, dojde k problémům. Lišty se ideálně hodí do prostoru Zero-U, tudíž do prostoru mezi postranní plech a nosný rám rozváděče. Tam neobsazují žádné místo v racku a jsou snadno dostupné, i při plně vybaveném racku. Při větším množství PDU se vyplatí i upevňovací technika bez použití nástroje nebo minimálně velice jednoduchá upevňovací technika. Tato technika zkrátí doby montáže a zabraňuje náhodnému odpojení nebo poškození kabelů. Mechanickou kompatibilitu, PDU od jednoho výrobce a rozváděče od druhého, lze dnes většinou zajistit pomocí adaptérů pro příslušné upínací lišty. Přirozeně musí souhlasit i výkonová schopnost. Je v rozváděči zabudováno mnoho samostatných přístrojů (pizza krabice), nebo se používají čtyři velké blade servery? Na tom závisí počet zásuvek a samozřejmě i maximální zátěž. To je obzvláště důležité tehdy, pokud mají být zásuvky spínané pomocí PDU. Výrobky společnosti Rittal poskytují na každé PDU více než 20 kW. Pokud namontujete redundantní A/B  rozváděč, je v racku možná zátěž 40 kW. U společnosti Rittal je možná zátěž až 40 kW.

Rozhodovací kritérium číslo 2: konstrukční provedení

Další bod: Jaký druh konektoru používají koncová zařízení? V Evropě se často používá klasická zásuvka s ochranným kontaktem. Je robustní a díky velkým silám, potřebným k zasunutí, zamezuje tomu, aby došlo k neúmyslnému vytažení zástrčky. Naproti tomu zásuvky C13/C19 šetří mnoho místa a vytváří značně větší hustotu přípojek. Pokud výrobce zabudoval účinné pojistky proti tahu, lze zabránit i riziku neúmyslného vytažení. Zásadní je rovněž otázka jednofázového nebo trojfázového provedení. Protože se ve výpočetních centrech využívají obě varianty, měl by mít výrobce v programu jednofázové i trojfázové napájecí lišty PDU.

Zásadní rozhodnutí: schopnost spínání

Pokud se jedná o více než jen o pouhou distribuci elektrického proudu, projeví se ještě více detailních rozdílů. Zpravidla rozdělují výrobci své nabídky na měření a měření/spínání. Důvodem je, že PDU se schopností spínání mnoho zákazníků odmítá. Možnost dálkově řízeného působení na elektrické napájení serveru způsobuje z bezpečnostních důvodů mnoha administrátorům bolest hlavy. Na druhé straně jsou v některých případech použití, například pokud v místě instalace není žádný odborný personál, dálkové přístupy jedinou cestou k poskytnutí podpory. A u těžkých poruch se podle okolností musí i počítač restartovat natvrdo – přes zásuvku. Pokud bezpečnostní management podniku funguje, nepředstavuje taková funkce žádné neúnosné riziko. V PDU však k tomu musí být splněno několik předpokladů.

Rozhodovací kritérium číslo 3: řízení přístupu

Především je důležité, aby existovala možnost jasně řídit, kdo má přístup k této funkci. Moderní PDU mají integrované klienty pro adresářové služby, které lze prostřednictvím LDAP připojit k Active Directory nebo k jiné adresářové službě. Tím budou celopodnikové informace o uživatelích k dispozici i pro poskytnutí přístupových práv. Dále je důležité, aby existovala možnost tematicky související PDU a jejich jednotlivé porty seskupit i z hlediska oprávnění. Tak nebude administrátorská skupina, jež je odpovědná za poštovní server, potřebovat přístup k serverům SAP. To se musí odrazit i na delegovací funkci PDU. Nejlépe lze rozdělit udělení práv pro čtení a zápis, tak může administrátor vyhledávání poruch kontrolovat například stav elektrického napájení, ale sám nemůže provádět žádné změny. V prostředích s vyšším stupněm ochrany je nutno zabezpečit i komunikaci mezi řízením sítě a PDU přes SSL nebo pomocí jiné metody. Z bezpečnostních důvodů by neměly být ani přepínače Ethernetu, jež spojují PDU se systémem řízení sítě, vedeny přes spínané zásuvky, aby nenastala možnost neúmyslného vyřazení se z řídicího rozhraní PDU. Kdo chce zajistit, aby byla připojena vždy ta správná zásuvka, musí v první řadě splnit své domácí úkoly: správná dokumentace, smysluplné procesy při změnách a nových instalacích a přehledně udržované řízení přístupu zabraňují omylům a sabotážím.

Bistabilní relé šetří energii

Vlastní spínaní provádí PDU dvěma různými způsoby. Zaprvé lze zátěže spínat elektronickými nebo mechanickými relé. Tento doposud běžně využívaný způsob má však několik nevýhod. Při výpadku proudu, který se týká pouze PDU, ztratí relé svůj řídicí proud a odpadnou, což v normálním případě vypne příslušný slot a jeho spotřebič. Konstantně přitažené relé navíc odebírá proud, při plně obsazeném PDU může jít až o 50 W. Stojí to zbytečnou energii a snižuje to přirozeně i životnost nepřetržitě pracujících relé. Jiný způsob využívá rovněž mechanická relé, ovšem v bistabilním provedení. Pro proces spínání se relé pouze krátce napájí řídicím proudem. Poté je spínací stav udržován nezávisle na elektrickém napájení. Pokud vypadne napájení PDU, spínací stavy jednotlivých zásuvek se nezmění, kromě toho nepřipadá do úvahy ani zbytečná spotřeba elektrického proudu cívek relé, cívky jsou během provozu pasivní. Elektrické napájení PDU samotné je rozhodujícím faktorem v koncepci redundance, především tehdy, pokud jde o PDU s možností spínání. Zpravidla jsou PDU napájeny z jiného zdroje než spínaná zátěž. Pokud servery mají redundantní síťové zdroje, je do racku dodatečně zabudováno napájení A/B. To může znamenat tři různé napájecí větve až k racku, a tím vyšší náklady pro provozovatele výpočetního centra. Elegantněji lze tento problém vyřešit tím, že jsou PDU napájeny přes beztak existující síťová rozhraní prostřednictvím Power-over-Ethernet (PoE). Tím se ušetří jedna napájecí větev a i přesto obdržíte plnou redundanci oddělením od napájení zátěže a řízení.

Síťové propojení pomocí Ethernetu

Síťové propojení pomocí Ethernetu je u PDU standardním postupem. Bezdrátová technika se téměř nepoužívá, zákazníci chtějí výpočetní centrum co nejvíce chránit od signálů WLAN. Tu a tam jsou k dispozici přídavné snímače (pro vlhkost, teplotu nebo kouř) v bezdrátovém provedení. Tak lze snímače nainstalovat přesně, aniž by se k nim tahaly nákladné kabely. Všichni výrobci však nabízejí snímače i s drátovým rozhraním. Rittal navíc pro propojení PDU mezi sebou využívá sběrnici CAN. Tím se podřízené PDU připojí k „inteligentnímu“ nadřazenému PDU. Řízení probíhá centrálně pomocí hlavního PDU, přičemž lze díky rozšíření spravovat mnohem více zásuvek každého PDU. Příjemný vedlejší efekt: Podřízené PDU jsou značně levnější než nadřazené PDU, protože stačí PDU bez vlastního displeje a inteligence. Displej, u Rittal světle zářící a energeticky úsporný OLED, je vhodný pro rychlé lokální zjišťování naměřených hodnot a spínacích stavů. I když se to normálně nevyužívá, neměli byste se u PDU vzdávat displeje, může poskytnout důležité informace, pokud u poruch půjde o každou minutu.

Rozhodnutí uživatele: Naměřené hodnoty

Co u naměřených hodnot musí PDU skutečně poskytovat, je na individuálním rozhodnutí uživatele. Jde-li pouze o energetickou účinnost (Power Usage Effectiveness ‒ PUE), stačí podle okolností výkony a proudy v jednotlivých fázích, jež vedou do výpočetního centra. Zahodíte však tím šanci rozpoznat nevyužité potenciály a přehlédnout změny zvýšení zátěže poskytované díky novým aplikacím. Měření proudu a napětí až na úrovni rozváděče je vlastně minimální požadavek k získání užitečného nahlédnutí do energetických stavů ve výpočetním centru. Zákazníci často po plošné instalaci PDU s funkcí měření objevili, že zdánlivě kompletně vytížené elektrické napájení v praxi poskytuje ještě stále velké množství nevyužitého potenciálu. Většinou lze nastavit i prahové hodnoty spotřebiče, takže administrátor bude při stoupajícím vytížení automaticky informován.

Více energetické účinnosti díky aktuálním hodnotám spotřeby

Právě tehdy, když se využívají tři fáze, má zásadní význam zátěž symetricky rozdělit. Přitom může zobrazení vytížení fází snížit velké množství nákladů na projektování a testování, protože se perfektně zobrazí poměr vytížení. I účiník je důležitou veličinou, zejména ve spojení s nepřerušitelnými napájecími zdroji (UPS). Protože jsou UPS zpravidla dimenzovány pro indukční zátěže, počítají na svém výstupu s účiníkem +0,8 (indukční). U aktuálního blade serveru je však účiník v rozmezí –0,95 až –0,90 kapacitní. V důsledku toho se běžné UPS zařízení blíží k hranici svého výkonu mnohem rychleji, než projektanti zohledňovali při instalaci. Kdo zná skutečné účiníky, může lépe propočítat vytížení a UPS při rozšiřování dimenzovat optimálně.

Shrnutí: Ve výpočetním centru je často hardware a software v hodnotě mnoha statisíců EUR. Provozní náklady – elektrický proud a chlazení – dosahují často několika desetitisíců EUR za rok. Je jednoduše ekonomicky smysluplné tyto hodnoty co možná nejlépe chránit, a to začíná u optimálně dimenzovaného a monitorovaného elektrického napájení. Navíc dávají PDU uživateli možnost zvyšovat energetickou účinnost v kritickém a nepřehledném prostředí. Už jen z těchto dvou důvodů jsou PDU v budoucnu nepostradatelné v jakémkoliv serverovém racku. To, že tím lze usnadnit řízení a vyhledávání poruch přímo v místě instalace, se k tomu připojuje jako příjemný vedlejší efekt.

Společnost Rittal přináší svým zákazníkům stále něco nového. Promyšlený koncept Rittal – The System poskytuje řešení v oblasti rozváděčů, rozvodů proudu, chlazení a IT infrastruktury, včetně softwaru a služeb, napříč všemi sektory průmyslu. Celosvětovou dostupnost nabízených produktů a řešení zajišťuje více jak 10 000 zaměstnanců, 11 výrobních závodů a 64 dceřiných společností.

Martin Pojer, product manager IT

Informace o dalších novinkách Rittal naleznete na http://www.rittal.cz nebo si nechte zasílat eNews zasláním požadavku na adresu newsletter@rittal.cz a do předmětu zprávy napište „PE“.

Copyright © 2012 – 2024 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services