امرسون اتوماسیون DeltaV را به مراکز داده در مقیاس هوش مصنوعی می‌آورد

امرسون پلتفرم اتوماسیون DeltaV برای مراکز داده را معرفی کرده و فناوری اتوماسیون صنعتی را برای نسل جدیدی از تأسیسات محاسباتی در مقیاس هوش مصنوعی به کار گرفته است.

این پلتفرم برای ارائهٔ پایش و کنترل یکپارچه در سراسر زیرساخت حیاتی مرکز داده طراحی شده است. امرسون می‌گوید این معماری، زیرسیستم‌های حرارتی، مکانیکی و الکتریکی را به‌جای مدیریت به‌عنوان حوزه‌های عملیاتی مجزا، با یکدیگر ترکیب می‌کند.

این مسیر نشان‌دهندهٔ تغییری مهم در مهندسی مراکز داده است. با افزایش تراکم محاسباتی، عملکرد تأسیسات بیش‌ازپیش به عملکرد هماهنگ میان سیستم‌های سرمایشی، زیرساخت الکتریکی و تجهیزات مکانیکی پشتیبان وابسته می‌شود.

اتوماسیون صنعتی سنتی دهه‌هاست به مسائل هماهنگی مشابه پرداخته است. تأسیسات فرایندی معمولاً به کنترل‌کننده‌ها، سیستم‌های توزیع‌شده، ابزار دقیق و برنامه‌های کاربردی نظارتی نیاز دارند تا به‌عنوان بخش‌هایی از یک محیط کنترل واحد عمل کنند.

امرسون این رویکرد سیستم‌محور را از طریق سبد محصولات اتوماسیون DeltaV خود در بازار مراکز داده به کار می‌گیرد.

چرا زیرساخت هوش مصنوعی مسئلهٔ کنترل را تغییر می‌دهد

محیط‌های بزرگ محاسباتی هوش مصنوعی، نیازمندی‌های زیرساختی متفاوتی با نصب‌های متعارف فناوری اطلاعات سازمانی ایجاد می‌کنند. بارهای محاسباتی می‌توانند به‌سرعت تغییر کنند، درحالی‌که سیستم‌های سرمایشی و الکتریکی پشتیبان باید پیوسته به این تغییرات پاسخ دهند.

بنابراین، چالش فقط به پایش چیلرها، پمپ‌ها، تجهیزات سوئیچینگ یا سیستم‌های برق منفرد محدود نمی‌شود. اپراتورها همچنین باید درک کنند که رفتار تجهیزات چگونه بر کل تأسیسات تأثیر می‌گذارد.

به گفتهٔ امرسون، پلتفرم DeltaV پایش و مدیریت لحظه‌ای بارهای متغیر و بهینه‌سازی سرمایش را فراهم می‌کند.

کنترل می‌تواند هم در سطح تجهیزات و هم در سطح تأسیسات انجام شود و به رفتار زیرساخت اجازه دهد با تغییر بارهای حرارتی تنظیم شود.

این موضوع در شرایطی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که ظرفیت سرمایش، توزیع برق و تقاضای محاسباتی به‌طور مداوم با یکدیگر تعامل داشته باشند.

تغییر در بار محاسباتی می‌تواند بر تولید گرما تأثیر بگذارد. شرایط حرارتی نیز می‌تواند بر نیاز سرمایشی اثر بگذارد. سپس نیاز سرمایشی می‌تواند بار الکتریکی مرتبط با پمپ‌ها، فن‌ها و سایر تجهیزات پشتیبان را تغییر دهد.

این روابط باعث می‌شوند اتوماسیون هماهنگ، ارزشمندتر از سیستم‌های پایش مستقل باشد؛ سیستم‌هایی که زمینهٔ عملیاتی محدودی ارائه می‌کنند.

از سیستم‌های مجزا تا معماری یکپارچهٔ اتوماسیون

امرسون این پلتفرم را معماری یکپارچهٔ اتوماسیونی توصیف می‌کند که با هدف کاهش تلاش مهندسی و ساده‌سازی یکپارچه‌سازی سیستم طراحی شده است.

این معماری همچنین برای بهبود سازگاری در مراحل راه‌اندازی، بهره‌برداری و نگهداری طراحی شده است.

این هدفی آشنا در مهندسی سیستم‌های کنترل توزیع‌شده است. هنگامی که اطلاعات حیاتی میان برنامه‌های مستقل با ساختارهای مهندسی و رویکردهای عملیاتی متفاوت توزیع شده باشد، بهره‌برداری از تأسیسات پیچیده دشوارتر می‌شود.

یک لایه اتوماسیون یکپارچه می‌تواند چارچوبی عملیاتی و مشترک فراهم کند، بدون آنکه اپراتورها را ملزم کند با هر زیرسیستم مانند محیطی مهندسی و مستقل از سایر بخش‌ها رفتار کنند.

برای تیم‌های مراکز داده، این امر می‌تواند دیدپذیری را در سراسر زیرساختی بهبود دهد که به‌طور سنتی میان حوزه‌های برق، مکانیک، سرمایش و مدیریت تأسیسات تقسیم شده است.

ارزش این رویکرد صرفاً در متمرکزسازی نیست. مزیت مهم‌تر، زمینه است.

یک هشدار منفرد، وقتی به‌تنهایی دیده شود، ممکن است اطلاعات محدودی ارائه دهد. هنگامی که شرایط فرایندی مرتبط، وضعیت تجهیزات و متغیرهای مربوط در همان محیط عملیاتی در دسترس باشند، تیم‌های مهندسی می‌توانند رفتار غیرعادی را مؤثرتر ارزیابی کنند.

این دیدگاه سیستمی یکی از دلایلی است که معماری‌های اتوماسیون توزیع‌شده همچنان در فرایندهای صنعتی به‌شدت به‌هم‌پیوسته، جایگاهی محوری دارند.

کنترل دقیق به الزامی در سطح تأسیسات تبدیل می‌شود

یکی از قابلیت‌های اصلی شناسایی‌شده توسط امرسون، کنترل دقیق است.

این پلتفرم، ضمن پشتیبانی از کنترل بارهای متغیر و زیرساخت سرمایش، پایش بلادرنگ را فراهم می‌کند. امرسون می‌گوید این سیستم می‌تواند به شرایط حرارتی متغیر در سطوح تجهیزات و تأسیسات پاسخ دهد.

این تمایز اهمیت دارد.

کنترل در سطح تجهیزات، دارایی‌های منفرد و الزامات عملیاتی محلی را پوشش می‌دهد. کنترل در سطح تأسیسات، رابطه میان چندین سیستم و تقاضای کلی زیرساخت را در نظر می‌گیرد.

در عمل، این سطوح باید مکمل یکدیگر باشند.

کنترل محلی باید پایدار و قابل پیش‌بینی باقی بماند. سپس هماهنگی در سطوح بالاتر می‌تواند از اطلاعات عملیاتی چندین سیستم برای پشتیبانی از راهبردهای گسترده‌تر بهینه‌سازی استفاده کند.

این معماری لایه‌ای به رویه‌های تثبیت‌شده اتوماسیون فرایند شباهت دارد؛ جایی که کنترل میدانی، کنترل واحد و هماهنگی نظارتی، در همان سلسله‌مراتب اتوماسیون، وظایف متفاوتی انجام می‌دهند.

برای مراکز داده هوش مصنوعی، هدف صرفاً جمع‌آوری اندازه‌گیری‌های بیشتر نیست. هدف، تبدیل داده‌های زیرساختی به تصمیم‌های عملیاتی هماهنگ است.

شناسایی زودتر شرایط غیرعادی

امرسون بر قابلیت اطمینان نیز تأکید کرده است.

این شرکت می‌گوید کنترل یکپارچه و دید عملیاتی می‌تواند به تیم‌ها کمک کند شرایط غیرعادی را زودتر شناسایی کنند.

این موضوع اهمیت دارد، زیرا خرابی‌های زیرساختی به‌ندرت کاملاً به‌صورت مجزا رخ می‌دهند.

یک مشکل مکانیکی می‌تواند بر شرایط فرایندی در نقطه‌ای دیگر اثر بگذارد. تغییرات رفتار حرارتی ممکن است بر نیاز سرمایشی تأثیر بگذارند. اختلالات الکتریکی نیز می‌توانند دسترس‌پذیری تجهیزات یا وضعیت‌های عملیاتی را تغییر دهند.

وقتی اطلاعات میان پلتفرم‌های مستقل تقسیم باقی می‌ماند، تشخیص این ارتباط‌ها ممکن است از اپراتورها بخواهد رویدادهای چندین سیستم را به‌صورت دستی با یکدیگر تطبیق دهند.

اتوماسیون یکپارچه می‌تواند با ارائه اطلاعات مرتبط فرایندی در یک محیط عملیاتی مشترک، این پراکندگی را کاهش دهد.

شناسایی زودتر، خرابی تجهیزات را از بین نمی‌برد. بااین‌حال، هنگام آغاز شکل‌گیری رفتار غیرعادی، می‌تواند کیفیت و زمان‌بندی تصمیم‌های عملیاتی را بهبود دهد.

این اصل از دیرباز در تولید برق، کارخانه‌های پتروشیمی و دیگر تأسیسات با بهره‌برداری پیوسته اهمیت داشته است. مراکز داده هوش مصنوعی نیز به‌طور فزاینده‌ای با انتظارات مشابهی درباره دسترس‌پذیری و هماهنگی زیرساخت مواجه‌اند.

یکپارچگی مهندسی می‌تواند به اندازه سخت‌افزار اهمیت داشته باشد

امرسون همچنین طراحی‌های استانداردشده و تخصص مهندسی را بخشی از راهبرد پلتفرم می‌داند.

این شرکت می‌گوید رویکردهای استانداردشده می‌توانند ریسک اجرا را کاهش دهند، زمان‌بندی پروژه را فشرده‌تر کنند و از تحویل قابل‌پیش‌بینی‌تر پروژه پشتیبانی کنند.

این رویکرد به مشکلی می‌پردازد که با بزرگ‌تر شدن تأسیسات اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

یک مرکز داده ممکن است شامل تعداد زیادی واحد تجهیزات مشابه باشد. استقرارهای بزرگ‌تر ممکن است زیرساخت‌های مشابهی را در چندین سالن، ساختمان یا سایت تکرار کنند.

بدون استانداردهای مهندسی، هر توسعه می‌تواند ساختارهای کنترلی، قراردادهای نام‌گذاری، رویکردهای مدیریت هشدار و رویه‌های راه‌اندازی متفاوتی ایجاد کند.

این تفاوت‌ها پیچیدگی مهندسی را در طول چرخه عمر تأسیسات افزایش می‌دهند.

استانداردسازی در عوض می‌تواند راهبردهای کنترلی قابل‌استفاده مجدد و روش‌های عملیاتی سازگارتر فراهم کند.

این رویکرد همچنین بنیان محکم‌تری برای راه‌اندازی فراهم می‌کند. مهندسان می‌توانند ساختارهای عملکردی تکرارشونده را اعتبارسنجی کنند، به‌جای اینکه هر زیرسیستم را مسئله‌ای کاملاً جدید برای یکپارچه‌سازی بدانند.

همین اصل در زمان تعمیر و نگهداری نیز صدق می‌کند، زیرا تکنسین‌ها در گروه‌های تکرارشونده تجهیزات با رفتار سازگارتر سیستم مواجه می‌شوند.

فناوری‌های DCS و PLC دلتاوی، هسته اتوماسیون را شکل می‌دهند

این پلتفرم شامل سیستم کنترل توزیع‌شده DeltaV امرسون و کنترلرهای منطقی برنامه‌پذیر DeltaV است.

امرسون اعلام می‌کند که PLCها می‌توانند برای پشتیبانی از کنترل فرایند در سراسر سیستم به DCS متصل شوند.

این ترکیب به‌ویژه برای زیرساخت‌هایی مرتبط است که هم متغیرهای فرایندی پیوسته و هم عملکردهای کنترلی تجهیزات‌محور دارند.

معماری‌های DCS به‌طور سنتی با کنترل هماهنگ فرایند، نمایش بصری برای اپراتور و دید عملیاتی در سطح کارخانه مرتبط هستند.

PLCها به‌طور گسترده برای اتوماسیون ماشین‌آلات، تجهیزات و توالی‌های عملیاتی استفاده می‌شوند؛ جایی که کنترل محلی قطعی اهمیت دارد.

استفاده از این فناوری‌ها در یک معماری هماهنگ می‌تواند جدایی غیرضروری میان کنترل تجهیزات و نظارت سطح بالاتر بر فرایند را کاهش دهد.

خوانندگانی که با سخت‌افزارهای کنترلی امرسون کار می‌کنند، همچنین می‌توانند برای مشاهده نمونه‌هایی از قطعات مورد استفاده در محیط‌های اتوماسیون دلتاوی، مجموعه سیستم امرسون دلتاوی را بررسی کنند.

اهمیت این موضوع برای مراکز داده، معماری آن است، نه صرفاً محصول. یک تأسیسات می‌تواند کنترلرهای بسیاری داشته باشد، اما عملکرد سیستم در نهایت به نحوه تبادل اطلاعات میان این کنترلرها و پشتیبانی آن‌ها از راهبرد عملیاتی بستگی دارد.

هوش مصنوعی درون لایه اتوماسیون به کار گرفته می‌شود

امرسون می‌گوید فناوری‌های DCS دلتاوی و PLC دلتاوی آن، هر دو قابلیت‌های هوش مصنوعی متناسب با زمینه را در خود دارند.

به گفته این شرکت، این قابلیت‌ها به مراکز داده امکان می‌دهند مدل‌های بهینه‌سازی هوش مصنوعی را در محیط اتوماسیون ادغام کنند.

این موضوع تمایز مهمی میان هوش مصنوعی مورد استفاده برای بارهای کاری محاسباتی و هوش مصنوعی مورد استفاده برای بهبود زیرساخت پشتیبان آن بارهای کاری ایجاد می‌کند.

خود مرکز داده می‌تواند به یک مسئله بهینه‌سازی تبدیل شود.

شرایط عملیاتی، اطلاعات پیوسته‌ای درباره رفتار حرارتی، وضعیت تجهیزات، تغییرات بار و عملکرد سیستم تولید می‌کنند. مدل‌های بهینه‌سازی می‌توانند از این زمینه برای پشتیبانی از راهبردهای عملیاتی آگاهانه‌تر استفاده کنند.

بااین‌حال، هوش مصنوعی نیاز به مهندسی تثبیت‌شده اتوماسیون را از بین نمی‌برد.

سیستم کنترل زیربنایی همچنان به ابزار دقیق ساختاریافته، منطق کنترلی قابل‌اعتماد، حدود عملکردی مشخص و پاسخ‌های قابل‌پیش‌بینی به شرایط تجهیزات نیاز دارد.

بنابراین، بهینه‌سازی باید مکمل لایه اتوماسیون باشد، نه جایگزین آن.

با حرکت فزاینده هوش مصنوعی صنعتی از کاربردهای تحلیلی به‌سوی محیط‌های عملیاتی، این تمایز اهمیت بیشتری پیدا خواهد کرد.

راه‌اندازی، آزمونی حیاتی برای یکپارچگی است

معماری اتوماسیون مرکز داده باید پیش از آغاز بهره‌برداری عادی، ارزش خود را اثبات کند.

راه‌اندازی مرحله‌ای است که در آن یکپارچگی زیرسیستم‌ها، توالی‌های کنترلی و روابط عملکردی با رفتار مورد انتظار تطبیق داده می‌شوند.

یک معماری یکپارچه می‌تواند در این مرحله مزایای عملی ارائه دهد، زیرا مهندسان می‌توانند سیگنال‌های مرتبط و وضعیت تجهیزات را از طریق یک محیط کنترلی مشترک مشاهده کنند.

به‌جای اعتبارسنجی هر زیرسیستم بدون درنظرگرفتن زمینه گسترده‌تر، تیم‌های راه‌اندازی می‌توانند تعاملات میان زیرساخت‌های مکانیکی، حرارتی و الکتریکی را ارزیابی کنند.

این موضوع به‌ویژه زمانی مفید است که یک اقدام کنترلی در بخش دیگری از تأسیسات نیز اثر ایجاد کند.

مهندسان می‌توانند بررسی کنند که آیا تجهیزات به‌درستی راه‌اندازی می‌شوند، شرایط فرایند مطابق انتظار واکنش نشان می‌دهند و هشدارها وضعیت‌های غیرعادی را به‌درستی نشان می‌دهند یا خیر.

مهندسی استانداردشده همچنین باعث می‌شود این آزمون‌ها در میان بلوک‌های زیرساختی مشابه، تکرارپذیرتر باشند.

برای تأسیساتی که به‌صورت مرحله‌ای ساخته می‌شوند، تکرارپذیری می‌تواند بار مهندسی مرتبط با توسعه‌های بعدی را کاهش دهد.

عملیات چرخه‌عمر فراتر از استقرار اولیه ادامه می‌یابد

Emerson بهبود مستمر را نیز یکی دیگر از عناصر رویکرد خود به خودکارسازی مراکز داده می‌داند.

این شرکت مدل‌های عملیاتی تکرارپذیر و هوشمندی مستمر را معرفی می‌کند که برای پشتیبانی از بهینه‌سازی چرخه‌عمر در نظر گرفته شده‌اند.

این موضوع مهم است، زیرا راه‌اندازی تنها آغاز عمر عملیاتی یک تأسیسات است.

تجهیزات قدیمی می‌شوند. بارهای محاسباتی تغییر می‌کنند. راهبردهای بهره‌برداری تکامل می‌یابند. زیرساخت ممکن است توسعه داده شود یا پیکربندی آن تغییر کند.

بنابراین، یک معماری مؤثر خودکارسازی باید پس از تحویل اولیه پروژه نیز مفید باقی بماند.

اطلاعات تاریخیِ بهره‌برداری می‌تواند به تیم‌های مهندسی کمک کند رفتار فعلی را با شرایط گذشته مقایسه کنند. الگوهای تکرارشونده ممکن است فرصت‌هایی برای تنظیمات عملیاتی یا بررسی‌های تعمیر و نگهداری را آشکار کنند.

معماری یکپارچه سیستم نیز مدیریت تغییرات آینده را آسان‌تر می‌کند.

وقتی ساختارهای کنترلی استانداردسازی شوند، مهندسان می‌توانند سیستم را توسعه دهند، بدون آنکه تفاوت‌های غیرضروری میان بخش‌های موجود و بخش‌های تازه راه‌اندازی‌شده ایجاد شود.

این دیدگاه چرخه‌عمر در سراسر سامانه‌های کنترل DCS به‌خوبی جاافتاده است؛ جایی که قابلیت نگهداشت بلندمدت اغلب به‌اندازه نصب اولیه اهمیت دارد.

یک مدل عملی خودکارسازی برای مراکز داده بزرگ

اعلامیه Emerson همچنین نشان می‌دهد که معماری کنترل مراکز داده بیش‌ازپیش به خودکارسازی متعارف فرایند شباهت پیدا می‌کند.

یک استقرار عملی را می‌توان به‌صورت چند لایه عملکردیِ به‌هم‌پیوسته در نظر گرفت.

لایه تجهیزات شامل سامانه‌های فیزیکی مسئول سرمایش، توزیع برق و عملکرد مکانیکی است.

کنترل‌کننده‌های محلی منطق سطح تجهیزات را اجرا می‌کنند و مستقیماً به شرایط عملیاتی پاسخ می‌دهند.

لایه خودکارسازی نظارتی، اطلاعات این کنترل‌کننده‌ها را تجمیع می‌کند و دیدی در سطح تأسیسات فراهم می‌سازد.

اپراتورها از این محیط برای درک وضعیت‌های سیستم، هشدارها و روابط میان متغیرهای حیاتی استفاده می‌کنند.

سپس عملکردهای بهینه‌سازی می‌توانند در بالای این لایه‌های کنترلی یا در کنار آن‌ها اجرا شوند و با استفاده از زمینه عملیاتی، عملکرد تأسیسات را بهبود دهند.

این مدل یک اصل مهم مهندسی را حفظ می‌کند: بهینه‌سازی نباید عملکردهای قطعیِ لازم برای کنترل قابل‌اعتماد تجهیزات را به خطر بیندازد.

مسئولیت‌های کنترلی حیاتی در ساختارهای خودکارسازیِ تثبیت‌شده باقی می‌مانند، در حالی که هوشمندی سطح بالاتر از تصمیم‌گیری‌های عملیاتی گسترده‌تر پشتیبانی می‌کند.

مهندسان در طول پیاده‌سازی باید چه مواردی را ارزیابی کنند

یک پلتفرم یکپارچه به‌طور خودکار موفقیت یکپارچه‌سازی را تضمین نمی‌کند. انضباط مهندسی همچنان ضروری است.

تیم‌هایی که این نوع معماری را ارزیابی می‌کنند، ابتدا باید مشخص کنند کدام متغیرهای زیرساختی به دیدپذیری هماهنگ نیاز دارند.

مسئولیت‌های کنترلی نیز باید همچنان به‌روشنی تعیین شده باشند. کنترل تجهیزات محلی، هماهنگی نظارتی و وظایف بهینه‌سازی باید نقش‌های متمایزی داشته باشند.

طراحی هشدارها نیز شایسته توجه مشابهی است.

افزودن دارایی‌های متصل بیشتر، بدون داشتن فلسفه‌ای ساختاریافته برای هشدارها، می‌تواند به‌جای آگاهی عملیاتی مفید، اطلاعات بیش‌ازحد ایجاد کند.

اپراتورها به هشدارهایی نیاز دارند که شرایط غیرعادیِ معنادار را شناسایی کنند و زمینه کافی برای واکنش را در اختیارشان بگذارند.

نام‌گذاری سیستم‌ها و سلسله‌مراتب تجهیزات نیز باید از همان ابتدا استاندارد شود.

این موضوع به‌ویژه در تأسیساتی اهمیت دارد که شامل گروه‌های تکرارشونده تجهیزات یا چند مرحله استقرار هستند.

در نهایت، رویه‌های راه‌اندازی و بهره‌برداری آزمایشی باید رفتار میان‌سیستمی را اعتبارسنجی کنند، نه اینکه فقط کنترل‌کننده‌های منفرد را بررسی کنند.

هدف یکپارچه‌سازی، هماهنگی است. بنابراین آزمون‌ها باید تأیید کنند که تأسیسات به‌عنوان یک سیستم، به‌درستی عمل می‌کند.

اتوماسیون مراکز داده به‌سوی معماری کنترل صنعتی حرکت می‌کند

پلتفرم اتوماسیون DeltaV شرکت Emerson برای مراکز داده، همگرایی گسترده‌تر میان زیرساخت دیجیتال و اتوماسیون صنعتی را نشان می‌دهد.

تأسیسات مدرن هوش مصنوعی دارای سیستم‌های خنک‌کاری، مکانیکی و الکتریکیِ هرچه به‌هم‌پیوسته‌تری هستند. مدیریت مستقل این سیستم‌ها می‌تواند دیدپذیری را محدود کند و هماهنگی عملیاتی را دشوارتر سازد.

پاسخ Emerson، به‌کارگیری معماری یکپارچه اتوماسیون است که بر پایه فناوری‌هایی ساخته شده که پیش‌تر با کنترل صنعتی توزیع‌شده مرتبط بوده‌اند.

این شرکت بر کنترل دقیق، قابلیت اطمینان، مهندسی استانداردشده و بهبود مستمر تأکید دارد، نه اینکه اتوماسیون را صرفاً یک لایه پایش بداند.

گنجاندن فناوری‌های DeltaV DCS و PLC این مسیر را تقویت می‌کند.

برای مهندسان اتوماسیون، این تحول از آن جهت اهمیت دارد که مفاهیم آشنای کنترل را به بخش زیرساختیِ به‌سرعت در حال رشد گسترش می‌دهد.

برای اپراتورهای مراکز داده، این موضوع نشان‌دهنده رویکردی متفاوت به عملکرد تأسیسات است: سیستم‌های حرارتی، مکانیکی و الکتریکی به بخش‌هایی از یک محیط عملیاتی هماهنگ تبدیل می‌شوند.

با بزرگ‌تر و پرتقاضاتر شدن زیرساخت‌های محاسباتی هوش مصنوعی، این دیدگاه در سطح سیستم ممکن است اهمیت فزاینده‌ای پیدا کند.