امرسون اتوماسیون DeltaV را برای مراکز داده در مقیاس هوش مصنوعی گسترش می‌دهد
امرسون معماری اتوماسیون DeltaV خود را به مراکز داده در مقیاس هوش مصنوعی گسترش می‌دهد و زیرساخت‌های حرارتی، مکانیکی و الکتریکی را تحت نظارت و کنترل یکپارچه ترکیب می‌کند.
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 عرضه کرده است.
این پلتفرم برای فراهم کردن 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 جداگانه، با یکدیگر ترکیب می‌کند.
این مسیر نشان‌دهندهٔ تغییری مهم در مهندسی مراکز داده است. با افزایش چگالی محاسباتی، عملکرد تأسیسات بیش از پیش به عملکرد هماهنگ میان سیستم‌های سرمایشی، زیرساخت الکتریکی و تجهیزات مکانیکی پشتیبان وابسته می‌شود.
اتوماسیون صنعتی سنتی دهه‌هاست که با مسائل هماهنگی مشابهی مواجه بوده 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 مبتنی بر نگرش سیستمی را از طریق مجموعهٔ اتوماسیون DeltaV خود در بازار مراکز داده به کار می‌گیرد.
چرا زیرساخت هوش مصنوعی مسئلهٔ کنترل را تغییر می‌دهد
محیط‌های بزرگ محاسباتی هوش مصنوعی، الزام‌های زیرساختی متفاوتی با تأسیسات متداول فناوری اطلاعات سازمانی ایجاد می‌کنند. بارهای محاسباتی می‌توانند به‌سرعت تغییر کنند، درحالی‌که سیستم‌های سرمایشی و الکتریکی پشتیبان باید به‌طور مداوم 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 بلادرنگ 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 جاهایی که ظرفیت سرمایش، توزیع برق و تقاضای محاسباتی به‌طور پیوسته با یکدیگر تعامل دارند، اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند.
تغییر در بار محاسباتی می‌تواند بر تولید گرما تأثیر بگذارد. شرایط حرارتی ممکن است بر نیاز به سرمایش اثر بگذارد. سپس نیاز به سرمایش می‌تواند بار الکتریکی مرتبط با پمپ‌ها، فن‌ها و دیگر تجهیزات پشتیبان را تغییر دهد.
این روابط باعث می‌شوند اتوماسیون هماهنگ، ارزشمندتر از سیستم‌های پایش مستقل باشد؛ سیستم‌هایی که زمینهٔ عملیاتی محدودی فراهم 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 با هدف بهبود سازگاری در زمان راه‌اندازی، بهره‌برداری و نگهداری طراحی شده است.
این هدفی آشنا در مهندسی سامانه‌های کنترل توزیع‌شده است. بهره‌برداری از تأسیسات پیچیده زمانی دشوارتر می‌شود که اطلاعات حیاتی میان برنامه‌های کاربردی مستقلی با ساختارهای مهندسی و فلسفه‌های عملیاتی متفاوت توزیع شده باشد.
یک لایه اتوماسیون یکپارچه می‌تواند چارچوبی عملیاتی و مشترک فراهم کند، بدون آنکه اپراتورها مجبور باشند با هر زیرسامانه 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. وقتی شرایط فرایندی مرتبط، وضعیت تجهیزات و متغیرهای وابسته در همان محیط عملیاتی در دسترس باشند، تیم‌های مهندسی می‌توانند رفتار غیرعادی را مؤثرتر ارزیابی کنند.
این دیدگاه سامانه‌ای یکی از دلایلی است که معماری‌های اتوماسیون توزیع‌شده همچنان در فرایندهای صنعتی به‌شدت به‌هم‌پیوسته، نقشی 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 سامانه 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 سامانه 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 سامانه برای پشتیبانی از راهبردهای گسترده‌تر بهینه‌سازی استفاده کند.
این معماری لایه‌ای به رویه‌های تثبیت‌شده اتوماسیون فرایندی 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؛ بلکه تبدیل داده‌های زیرساختی به تصمیم‌های هماهنگ عملیاتی است.
شناسایی زودهنگام شرایط غیرعادی
قابلیت اطمینان حوزه دیگری است که امرسون بر آن 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 منفرد رخ می‌دهند.
یک مشکل مکانیکی می‌تواند بر شرایط فرایندی در جای دیگری تأثیر بگذارد. تغییرات در رفتار حرارتی ممکن است بر نیاز سرمایشی اثر بگذارد. اختلالات الکتریکی نیز می‌توانند دسترس‌پذیری تجهیزات یا وضعیت‌های عملیاتی را تغییر دهند.
وقتی اطلاعات میان پلتفرم‌های مستقل تقسیم می‌ماند، تشخیص این روابط ممکن است به هم‌بسته‌سازی دستی رویدادهای چندین سیستم توسط اپراتورها نیاز داشته باشد.
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، می‌تواند کیفیت و زمان‌بندی تصمیم‌های عملیاتی را هنگام آغاز شکل‌گیری رفتار غیرعادی بهبود دهد.
این اصل مدت‌هاست 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 مواجه هستند.
سازگاری مهندسی می‌تواند به‌اندازه سخت‌افزار اهمیت داشته باشد
امرسون همچنین طراحی‌های استانداردشده و تخصص مهندسی را بخشی از راهبرد این 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 مقیاس‌یافتن 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 چند 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 تنوع، پیچیدگی مهندسی را در طول چرخه عمر تأسیسات افزایش می‌دهد.
استانداردسازی می‌تواند به‌جای آن، راهبردهای کنترلی قابل‌استفاده مجدد و روش‌های عملیاتی سازگارتری فراهم کند.
این رویکرد همچنین زیربنای محکم‌تری برای راه‌اندازی فراهم می‌کند. مهندسان می‌توانند ساختارهای عملکردی تکرارشونده را اعتبارسنجی کنند، نه اینکه هر زیرسیستم را مسئله‌ای کاملاً جدید در زمینه یکپارچه‌سازی بدانند.
همین اصل در زمان تعمیر و نگهداری نیز کاربرد دارد، زیرا تکنسین‌ها در گروه‌های تکرارشونده تجهیزات با رفتار سیستم سازگارتری مواجه می‌شوند.
فناوری‌های DCS و PLC دلتاوی هسته اتوماسیون را تشکیل می‌دهند
این پلتفرم شامل سیستم کنترل توزیع‌شده DeltaV امرسون و کنترل‌کننده‌های 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 کارکردهای کنترلی تجهیزات‌محور دارند.
معماری‌های DCS به‌طور سنتی با کنترل هماهنگ فرایند، نمایش بصری برای اپراتور و زمینه عملیاتی در سراسر کارخانه مرتبط هستند.
PLCها به‌طور گسترده برای اتوماسیون ماشین، تجهیزات و توالی‌ها استفاده می‌شوند؛ یعنی 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، می‌توانند برای مشاهده نمونه‌هایی از قطعات مورد استفاده در محیط‌های اتوماسیون دلتاوی، مجموعه سیستم امرسون دلتاوی را نیز بررسی کنند.
اهمیت این موضوع برای مراکز داده، معماری آن است، نه صرفاً محصول. یک تأسیسات ممکن است کنترل‌کننده‌های بسیاری داشته باشد، اما عملکرد سیستم در نهایت به نحوه تبادل اطلاعات میان این کنترل‌کننده‌ها و پشتیبانی آن‌ها از راهبرد عملیاتی بستگی دارد.
هوش مصنوعی درون لایه اتوماسیون به‌کار گرفته می‌شود
امرسون می‌گوید فناوری‌های DCS دلتاوی و PLC دلتاوی آن، هر دو قابلیت‌های هوش مصنوعی متناسب با زمینه را دربرمی‌گیرند.
به گفته این شرکت، این قابلیت‌ها به مراکز داده اجازه می‌دهند مدل‌های بهینه‌سازی هوش مصنوعی را در محیط اتوماسیون یکپارچه کنند.
این موضوع تمایز مهمی میان هوش مصنوعی مورد استفاده برای بارهای کاری محاسباتی و هوش مصنوعی مورد استفاده برای بهبود زیرساخت پشتیبان این بارهای کاری ایجاد می‌کند.
خود مرکز داده می‌تواند به یک مسئله بهینه‌سازی تبدیل شود.
شرایط عملیاتی به‌طور پیوسته اطلاعاتی 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 اتوماسیون تثبیت‌شده را از بین نمی‌برد.
سیستم کنترل زیربنایی همچنان به ابزار دقیق ساختاریافته، منطق کنترلی قابل‌اعتماد، حدود عملیاتی 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 یکپارچه‌سازی است
معماری اتوماسیون مرکز داده باید پیش از آغاز بهره‌برداری عادی، ارزش خود را اثبات کند.
راه‌اندازی مرحله‌ای است که در آن یکپارچه‌سازی زیرسیستم‌ها، توالی‌های کنترلی و روابط عملیاتی در برابر رفتار مورد انتظار بررسی می‌شوند.
یک معماری یکپارچه در این مرحله مزایای عملی فراهم می‌کند، زیرا مهندسان می‌توانند سیگنال‌های مرتبط و وضعیت تجهیزات را از طریق یک محیط کنترل 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 زمانی اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند که یک اقدام کنترلی در بخش دیگری از تأسیسات اثراتی ایجاد کند.
مهندسان می‌توانند بررسی کنند که آیا تجهیزات به‌درستی راه‌اندازی می‌شوند، آیا شرایط فرایند مطابق انتظار پاسخ می‌دهند و آیا هشدارها وضعیت‌های غیرعادی را به‌درستی نشان می‌دهند.
مهندسی استانداردشده همچنین باعث می‌شود این آزمون‌ها در 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
امرسون، بهبود مستمر را یکی دیگر از عناصر رویکرد خود به اتوماسیون مراکز داده معرفی می‌کند.
این شرکت مدل‌های عملیاتی تکرارپذیر و هوشمندی پیوسته‌ای را توصیف می‌کند که با هدف پشتیبانی از بهینه‌سازی چرخه‌عمر طراحی شده‌اند.
این موضوع مهم است، زیرا راه‌اندازی تنها آغاز عمر عملیاتی یک تأسیسات است.
تجهیزات فرسوده می‌شوند. بارهای محاسباتی تغییر می‌کنند. راهبردهای عملیاتی تکامل می‌یابند. زیرساخت ممکن است گسترش یابد یا پیکربندی آن تغییر کند.
بنابراین، یک معماری مؤثر اتوماسیون باید پس از تحویل اولیه پروژه نیز مفید باقی بماند.
اطلاعات تاریخی عملکرد می‌تواند به تیم‌های مهندسی کمک کند رفتار فعلی را با شرایط پیشین مقایسه کنند. الگوهای تکرارشونده ممکن است فرصت‌هایی برای تنظیمات عملیاتی یا بررسی‌های تعمیر و نگهداری را آشکار کنند.
معماری سازگار سیستم، مدیریت تغییرات آینده را نیز آسان‌تر می‌کند.
وقتی ساختارهای کنترلی استانداردسازی شوند، مهندسان می‌توانند سیستم را گسترش دهند، بدون اینکه تفاوت‌های غیرضروری میان بخش‌های موجود و بخش‌های تازه راه‌اندازی‌شده ایجاد شود.
این دیدگاه چرخه‌عمر در سراسر سامانه‌های کنترل DCS به‌خوبی تثبیت شده است؛ جایی که قابلیت نگهداشت بلندمدت اغلب به‌اندازه نصب اولیه اهمیت دارد.
یک مدل عملی اتوماسیون برای مراکز داده بزرگ
اعلامیه امرسون همچنین نشان می‌دهد که معماری کنترل مراکز داده به‌تدریج بیش از پیش به اتوماسیون فرایند متعارف 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 اتوماسیون نظارتی، اطلاعات را از آن کنترل‌کننده‌ها جمع‌آوری 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 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 قطعی موردنیاز برای کنترل مطمئن تجهیزات را به خطر بیندازد.
مسئولیت‌های حیاتی کنترل در ساختارهای تثبیت‌شده اتوماسیون باقی می‌مانند، در حالی که هوشمندی سطح بالاتر از تصمیم‌های عملیاتی گسترده‌تر پشتیبانی می‌کند.
مهندسان هنگام پیاده‌سازی باید چه مواردی را ارزیابی کنند
یک پلتفرم یکپارچه به‌طور خودکار ادغام موفق 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 به‌روشنی تخصیص داده شوند. کنترل تجهیزات محلی، هماهنگی نظارتی و عملکردهای بهینه‌سازی باید نقش‌های متمایزی داشته باشند.
طراحی هشدارها نیز شایسته توجهی مشابه است.
افزودن دارایی‌های متصل بیشتر، بدون داشتن فلسفه‌ای ساختاریافته برای هشدارها، می‌تواند به‌جای آگاهی عملیاتی مفید، اطلاعاتی بیش از حد ایجاد کند.
اپراتورها به هشدارهایی نیاز دارند که شرایط غیرعادی معنادار را شناسایی کنند و زمینه کافی برای واکنش فراهم آورند.
نام‌گذاری سیستم‌ها و سلسله‌مراتب تجهیزات نیز باید از ابتدا استاندارد شوند.
این موضوع به‌ویژه در تأسیساتی که گروه‌های تجهیزات تکرارشونده یا چند مرحله استقرار دارند، اهمیت پیدا می‌کند.
در نهایت، رویه‌های راه‌اندازی و تحویل باید رفتار میان‌سیستمی را اعتبارسنجی کنند، نه اینکه فقط کنترلرهای 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 در حال حرکت است
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 به‌طور فزاینده‌ای به‌هم‌پیوسته هستند. مدیریت مستقل این سیستم‌ها می‌تواند دیدپذیری را محدود و هماهنگی عملیاتی را دشوارتر کند.
پاسخ Emerson، به‌کارگیری معماری یکپارچه اتوماسیون است که بر پایه فناوری‌هایی ساخته شده که پیش‌تر با کنترل صنعتی توزیع‌شده شناخته می‌شدند.
این شرکت بر کنترل دقیق، قابلیت اطمینان، مهندسی استانداردشده و بهبود مستمر تأکید دارد، نه اینکه اتوماسیون را صرفاً یک لایه نظارتی بداند.
گنجاندن فناوری‌های DCS و PLC شرکت DeltaV این جهت‌گیری را تقویت می‌کند.
برای مهندسان اتوماسیون، این تحول اهمیت دارد، زیرا مفاهیم آشنای کنترل را به بخش زیرساختیِ به‌سرعت در حال رشد گسترش می‌دهد.
برای اپراتورهای مراکز داده، این رویکرد بازتاب‌دهنده شیوه‌ای متفاوت برای پرداختن 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.