Az Emerson a DeltaV automatizálást az MI-léptékű adatközpontokba hozza

Az Emerson bemutatta a DeltaV automatizálási platformot adatközpontok számára, ipari automatizálási technológiát pozicionálva az MI-léptékű számítási létesítmények új generációjához.

A platformot úgy tervezték, hogy egységes felügyeletet és vezérlést biztosítson az adatközpont kritikus infrastruktúrájában. Az Emerson szerint az architektúra a termikus, gépészeti és elektromos alrendszereket egyesíti, ahelyett hogy elkülönített működési területekként kezelné őket.

Ez az irány fontos változást tükröz az adatközpontok tervezésében. A számítási sűrűség növekedésével a létesítmény teljesítménye egyre inkább a hűtési rendszerek, az elektromos infrastruktúra és a támogató gépészeti berendezések összehangolt működésétől függ.

A hagyományos ipari automatizálás évtizedek óta kezel hasonló koordinációs problémákat. A folyamatipari létesítményekben rendszeresen van szükség arra, hogy a vezérlők, az elosztott rendszerek, a műszerezés és a felügyeleti alkalmazások egyetlen vezérlési környezet részeként működjenek.

Az Emerson ezt a rendszerszintű megközelítést alkalmazza az adatközponti piacon a DeltaV automatizálási portfólióján keresztül.

Miért változtatja meg az MI-infrastruktúra a vezérlési feladatot?

A nagyméretű MI-számítási környezetek olyan infrastrukturális követelményeket támasztanak, amelyek eltérnek a hagyományos vállalati informatikai telepítésekétől. A számítási terhelések gyorsan változhatnak, miközben a támogató hűtési és elektromos rendszereknek folyamatosan reagálniuk kell ezekre a változásokra.

A kihívás ezért nem korlátozódik az egyes hűtők, szivattyúk, kapcsolóberendezések vagy energiaellátó rendszerek felügyeletére. Az üzemeltetőknek azt is meg kell érteniük, hogy a berendezések működése miként befolyásolja a létesítmény egészét.

Az Emerson szerint a DeltaV platform valós idejű felügyeletet és kezelést biztosít a változó terhelésekhez, valamint a hűtés optimalizálásához.

A vezérlés mind a berendezések, mind a létesítmény szintjén működhet, lehetővé téve az infrastruktúra működésének a termikus terhelések változásához való igazítását.

Ez egyre fontosabbá válik ott, ahol a hűtőkapacitás, az energiaelosztás és a számítási igény folyamatosan kölcsönhatásban van.

A számítási terhelés változása hatással lehet a hőtermelésre. A termikus feltételek befolyásolhatják a hűtési igényt. A hűtési igény pedig megváltoztathatja a szivattyúkhoz, ventilátorokhoz és egyéb kiegészítő berendezésekhez kapcsolódó elektromos terhelést.

Ezek a kapcsolatok értékesebbé teszik az összehangolt automatizálást az olyan önálló felügyeleti rendszereknél, amelyek csak korlátozott működési kontextust biztosítanak.

Az elkülönített rendszerektől az egységes automatizálási architektúráig

Az Emerson a platformot integrált automatizálási architektúraként írja le, amelynek célja a mérnöki munka csökkentése és a rendszerintegráció egyszerűsítése.

Ugyanez az architektúra az üzembe helyezés, az üzemeltetés és a karbantartás során tapasztalható következetesség javítását is szolgálja.

Ez az elosztott vezérlőrendszerek mérnöki területén jól ismert célkitűzés. Az összetett létesítmények üzemeltetése nehezebbé válik, amikor a kritikus információk különböző mérnöki struktúrákkal és üzemeltetési filozófiákkal rendelkező, független alkalmazások között oszlanak meg.

Az egységes automatizálási réteg közös üzemeltetési keretet biztosíthat anélkül, hogy az üzemeltetőknek minden alrendszert egymástól független mérnöki környezetként kellene kezelniük.

Az adatközpontok csapatai számára ez javíthatja a hagyományosan az elektromos, gépészeti, hűtési és létesítményüzemeltetési területek között megosztott infrastruktúra átláthatóságát.

Az érték nem pusztán a központosításban rejlik. A jelentősebb előny a kontextus.

Egyetlen riasztás önmagában vizsgálva korlátozott információt nyújthat. Ha az összefüggő folyamatfeltételek, a berendezések állapotai és a kapcsolódó változók ugyanabban az üzemeltetési környezetben rendelkezésre állnak, a mérnöki csapatok hatékonyabban értékelhetik a rendellenes működést.

Ez a rendszerszintű megközelítés az egyik oka annak, hogy az elosztott automatizálási architektúrák továbbra is központi szerepet töltenek be a szorosan összekapcsolt ipari folyamatokban.

A precíziós vezérlés létesítményszintű követelménnyé válik

Az Emerson által azonosított egyik elsődleges képesség a precíziós vezérlés.

A platform valós idejű felügyeletet biztosít, miközben támogatja a változó terhelések és a hűtési infrastruktúra vezérlését. Az Emerson szerint a rendszer képes reagálni a berendezések és a létesítmények szintjén változó hőviszonyokra.

Ez a különbségtétel fontos.

Az eszközszintű vezérlés az egyes eszközökkel és a helyi üzemeltetési követelményekkel foglalkozik. A létesítményszintű vezérlés több rendszer kapcsolatát és az infrastruktúra teljes igényét veszi figyelembe.

A gyakorlatban ezeknek a szinteknek ki kell egészíteniük egymást.

A helyi vezérlésnek stabilnak és kiszámíthatónak kell maradnia. A magasabb szintű koordináció ezután több rendszer üzemeltetési információit használhatja fel átfogóbb optimalizálási stratégiák támogatására.

Ez a többrétegű architektúra a bevált folyamatautomatizálási gyakorlatot idézi, amelyben a terepi vezérlés, az egységszintű vezérlés és a felügyeleti koordináció különböző funkciókat lát el ugyanazon automatizálási hierarchián belül.

Az AI-adatközpontok esetében nem pusztán az a cél, hogy több mérést gyűjtsenek. Az infrastruktúraadatokat összehangolt üzemeltetési döntésekké kell alakítani.

A rendellenes állapotok korábbi észlelése

Az Emerson által kiemelt másik terület a megbízhatóság.

A vállalat szerint az integrált vezérlés és az üzemeltetési átláthatóság segíthet a csapatoknak hamarabb azonosítani a rendellenes állapotokat.

Ez azért fontos, mert az infrastruktúra meghibásodásai ritkán fordulnak elő teljesen elszigetelten.

Egy mechanikai probléma máshol is befolyásolhatja a folyamatfeltételeket. A hőviselkedés változásai hatással lehetnek a hűtési igényre. Az elektromos zavarok módosíthatják a berendezések rendelkezésre állását vagy üzemállapotát.

Amikor az információk egymástól független platformok között oszlanak meg, e kapcsolatok felismeréséhez a kezelőknek több rendszer eseményeit kell manuálisan összefüggésbe hozniuk.

Az integrált automatizálás csökkentheti ezt a széttagoltságot azáltal, hogy a kapcsolódó folyamatinformációkat közös üzemeltetési környezetben jeleníti meg.

A korábbi azonosítás nem szünteti meg a berendezések meghibásodását. Javíthatja azonban az üzemeltetési döntések minőségét és időzítését, amikor rendellenes viselkedés kezd kialakulni.

Ez az elv régóta fontos az energiatermelésben, a petrolkémiai üzemekben és más folyamatosan működő létesítményekben. A mesterségesintelligencia-adatközpontok egyre inkább hasonló rendelkezésre állási és infrastrukturális koordinációs elvárásokkal szembesülnek.

A mérnöki következetesség legalább annyira fontos lehet, mint a hardver

Az Emerson a szabványosított terveket és a mérnöki szakértelmet is a platformstratégia részének tekinti.

A vállalat szerint a szabványosított megközelítések csökkenthetik a végrehajtási kockázatot, lerövidíthetik a projekt ütemezését, és kiszámíthatóbb projektmegvalósítást támogathatnak.

Ez egy olyan problémát kezel, amely a létesítmények méretének növekedésével egyre jelentősebbé válik.

Egyetlen adatközpont is nagyszámú hasonló berendezésegységet tartalmazhat. A nagyobb telepítések hasonló infrastruktúrát ismételhetnek meg több csarnokban, épületben vagy telephelyen.

Mérnöki szabványok nélkül minden bővítés eltérő vezérlési struktúrákat, elnevezési konvenciókat, riasztási filozófiákat és üzembe helyezési eljárásokat vezethet be.

Ez a változatosság növeli a létesítmény teljes életciklusa alatti mérnöki összetettséget.

A szabványosítás ehelyett újrafelhasználható vezérlési stratégiákat és következetesebb üzemeltetési módszereket biztosíthat.

Ez a rendszerbe helyezéshez is szilárdabb alapot teremt. A mérnökök az ismétlődő funkcionális struktúrákat ellenőrizhetik, ahelyett hogy minden alrendszert teljesen új integrációs feladatként kezelnének.

Ugyanez az elv a karbantartás során is érvényesül, mivel a technikusok az ismétlődő berendezéscsoportoknál következetesebb rendszerviselkedéssel találkoznak.

A DeltaV DCS- és PLC-technológiái alkotják az automatizálás magját

A platform magában foglalja az Emerson DeltaV elosztott vezérlőrendszerét és a DeltaV programozható logikai vezérlőit.

Az Emerson szerint a PLC-k képesek kapcsolódni a DCS-hez, így támogatják a rendszer egészére kiterjedő folyamatirányítást.

Ez a kombináció különösen releváns az olyan infrastruktúrák esetében, amelyek folyamatos folyamatváltozókat és berendezésorientált vezérlési funkciókat egyaránt tartalmaznak.

A DCS-architektúrák hagyományosan az összehangolt folyamatirányításhoz, a kezelői megjelenítéshez és az üzem egészére kiterjedő működési környezethez kapcsolódnak.

A PLC-ket széles körben használják gépek, berendezések és sorrendvezérelt automatizálás irányítására, ahol fontos a determinisztikus helyi vezérlés.

A technológiák összehangolt architektúrán belüli alkalmazása csökkentheti a berendezésvezérlés és a magasabb szintű folyamatfelügyelet közötti szükségtelen elkülönítést.

Az Emerson vezérlőhardverével dolgozó olvasók példákat találhatnak a DeltaV automatizálási környezetekben használt komponensekre az Emerson DeltaV rendszerkollekcióban is.

Az adatközpontok szempontjából ennek jelentősége elsősorban architekturális, nem pusztán termékalapú. Egy létesítmény számos vezérlőt tartalmazhat, a rendszer teljesítménye azonban végső soron attól függ, hogyan cserélnek információt ezek a vezérlők, és hogyan támogatják az üzemeltetési stratégiát.

Az AI alkalmazása az automatizálási rétegen belül

Az Emerson állítása szerint mind a DeltaV DCS, mind a DeltaV PLC-technológiák kontextusspecifikus AI-képességeket tartalmaznak.

A vállalat szerint ezek a képességek lehetővé teszik az adatközpontok számára, hogy AI-optimalizálási modelleket integráljanak az automatizálási környezetbe.

Ez fontos különbséget jelent a számítási munkaterhelésekhez használt AI és az e munkaterheléseket támogató infrastruktúra fejlesztésére használt AI között.

Maga az adatközpont is optimalizálási problémává válhat.

Az üzemeltetési körülmények folyamatos információt szolgáltatnak a termikus viselkedésről, a berendezések állapotáról, a terhelés változásáról és a rendszer teljesítményéről. Az optimalizálási modellek ezt a kontextust felhasználva tájékozottabb üzemeltetési stratégiákat támogathatnak.

Az AI azonban nem szünteti meg a bevált automatizálási mérnöki gyakorlat szükségességét.

Az alapul szolgáló vezérlőrendszernek továbbra is strukturált műszerezésre, megbízható vezérlési logikára, meghatározott üzemeltetési korlátokra és a berendezések állapotaira adott kiszámítható válaszokra van szüksége.

Az optimalizálásnak ezért ki kell egészítenie az automatizálási réteget, nem pedig felváltania azt.

Ez a megkülönböztetés egyre fontosabbá válik, ahogy az ipari AI az elemzési alkalmazásoktól az üzemeltetési környezetek felé halad.

Az üzembe helyezés az integráció kritikus tesztje

Az adatközpont automatizálási architektúrájának a normál üzem megkezdése előtt bizonyítania kell az értékét.

Az üzembe helyezés során ellenőrzik az alrendszerek integrációját, a vezérlési szekvenciákat és az üzemeltetési összefüggéseket az elvárt működéshez képest.

Az egységes architektúra ebben a szakaszban gyakorlati előnyöket biztosíthat, mivel a mérnökök egy közös vezérlési környezeten keresztül figyelhetik a kapcsolódó jeleket és a berendezések állapotát.

Az egyes alrendszerek tágabb összefüggések nélküli ellenőrzése helyett az üzembe helyező csapatok értékelhetik a mechanikai, termikus és elektromos infrastruktúra közötti kölcsönhatásokat.

Ez különösen akkor hasznos, amikor egy vezérlési művelet a létesítmény más részein is hatást vált ki.

A mérnökök megvizsgálhatják, hogy a berendezések megfelelően indulnak-e, a folyamatfeltételek az elvárásoknak megfelelően reagálnak-e, és a riasztások pontosan jelzik-e a rendellenes állapotokat.

A szabványosított mérnöki megoldások az ilyen teszteket is ismételhetőbbé teszik a hasonló infrastruktúra-blokkok között.

A szakaszosan épített létesítmények esetében az ismételhetőség csökkentheti a későbbi bővítéssel járó mérnöki terheket.

Az életciklus-üzemeltetés túlmutat a kezdeti telepítésen

Az Emerson a folyamatos fejlesztést is adatközponti automatizálási megközelítésének egyik elemeként sorolja fel.

A vállalat ismételhető üzemeltetési modelleket és folyamatos intelligenciát ismertet, amelyek az életciklus-optimalizálás támogatását szolgálják.

Ez azért fontos, mert az üzembe helyezés csupán a létesítmény üzemeltetési élettartamának kezdete.

A berendezések öregszenek. A számítási terhelések változnak. Az üzemeltetési stratégiák fejlődnek. Az infrastruktúra bővíthető vagy átalakítható.

Ezért a hatékony automatizálási architektúrának a kezdeti projektátadást követően is hasznosnak kell maradnia.

A korábbi üzemeltetési információk segíthetnek a mérnöki csapatoknak összehasonlítani a jelenlegi működést a korábbi állapotokkal. Az ismétlődő mintázatok rámutathatnak az üzemeltetés módosításának vagy a karbantartás vizsgálatának lehetőségeire.

Az egységes rendszerarchitektúra a jövőbeli módosítások kezelését is megkönnyíti.

A vezérlési struktúrák szabványosítása esetén a mérnökök úgy bővíthetik a rendszert, hogy ne alakuljanak ki szükségtelen különbségek a meglévő és az újonnan üzembe helyezett területek között.

Ez az életciklus-szemlélet széles körben meghonosodott a DCS-vezérlőrendszerek területén, ahol a hosszú távú karbantarthatóság gyakran ugyanolyan fontos, mint a kezdeti telepítés.

Gyakorlati automatizálási modell nagy adatközpontokhoz

Az Emerson bejelentése azt is szemlélteti, hogy az adatközpontok vezérlési architektúrája egyre inkább kezd hasonlítani a hagyományos folyamat-automatizáláshoz.

A gyakorlati megvalósítás több, egymással összekapcsolt funkcionális rétegként értelmezhető.

A berendezésréteg tartalmazza a hűtésért, az elektromos energiaelosztásért és a mechanikai működésért felelős fizikai rendszereket.

A helyi vezérlők hajtják végre a berendezésszintű logikát, és közvetlenül reagálnak az üzemeltetési körülményekre.

A felügyeleti automatizálási réteg összesíti az említett vezérlőktől származó információkat, és létesítményszintű átláthatóságot biztosít.

A kezelők ezt a környezetet használják a rendszerállapotok, a riasztások és a kritikus változók közötti kapcsolatok megértéséhez.

Az optimalizálási funkciók ezután e vezérlési rétegek felett vagy azokkal párhuzamosan működhetnek, az üzemeltetési környezetet felhasználva a létesítmény teljesítményének javítására.

Ez a modell megőrzi egy fontos mérnöki alapelvet: az optimalizálás nem veszélyeztetheti a megbízható berendezésvezérléshez szükséges determinisztikus funkciókat.

A kritikus vezérlési feladatok a kialakított automatizálási struktúrákon belül maradnak, miközben a magasabb szintű intelligencia a szélesebb körű üzemeltetési döntéseket támogatja.

Mit kell a mérnököknek értékelniük a megvalósítás során?

Az egységes platform önmagában nem garantálja automatikusan a sikeres integrációt. A mérnöki fegyelem továbbra is elengedhetetlen.

Az ilyen típusú architektúrát értékelő csapatoknak először meg kell határozniuk, mely infrastrukturális változók igényelnek összehangolt átláthatóságot.

A vezérlési felelősségeket szintén egyértelműen kell kijelölni. A helyi berendezésvezérlésnek, a felügyeleti koordinációnak és az optimalizálási funkcióknak elkülönült szerepet kell betölteniük.

A riasztástervezés hasonló figyelmet érdemel.

További csatlakoztatott eszközök strukturált riasztási filozófia nélküli hozzáadása hasznos üzemeltetési áttekintés helyett túlzott információmennyiséget eredményezhet.

A kezelőknek olyan riasztásokra van szükségük, amelyek azonosítják a jelentős rendellenes állapotokat, és elegendő kontextust biztosítanak a reagáláshoz.

A rendszerelnevezéseket és a berendezéshierarchiát szintén már a kezdetektől szabványosítani kell.

Ez különösen fontos az ismétlődő berendezéscsoportokat vagy több telepítési szakaszt tartalmazó létesítményekben.

Végül az üzembe helyezési eljárásoknak az egyes vezérlők puszta ellenőrzése helyett a rendszerek közötti működést kell validálniuk.

Az integráció célja az összehangolás. A tesztelésnek ezért meg kell erősítenie, hogy a létesítmény rendszerként megfelelően működik.

Az adatközpontok automatizálása az ipari vezérlési architektúra felé halad

Az Emerson adatközpontokhoz készült DeltaV automatizálási platformja a digitális infrastruktúra és az ipari automatizálás közötti szélesebb körű közeledést szemlélteti.

A modern MI-létesítmények egyre szorosabban összekapcsolódó hűtési, mechanikai és elektromos rendszereket tartalmaznak. E rendszerek egymástól független kezelése korlátozhatja az átláthatóságot, és megnehezítheti az üzemeltetés összehangolását.

Az Emerson válasza egy integrált automatizálási architektúra alkalmazása, amely a már a megosztott ipari vezérléshez kapcsolódó technológiákra épül.

A vállalat az automatizálást nem egyszerű monitorozási rétegként kezeli, hanem a precíziós vezérlést, a megbízhatóságot, a szabványosított tervezést és a folyamatos fejlesztést hangsúlyozza.

A DeltaV DCS- és PLC-technológiák bevonása megerősíti ezt az irányt.

Az automatizálási mérnökök számára ez a fejlemény azért jelentős, mert az ismert vezérlési koncepciókat egy gyorsan növekvő infrastrukturális ágazatra terjeszti ki.

Az adatközpontok üzemeltetői számára ez a létesítmény teljesítményének megközelítését jelenti: a termikus, mechanikai és elektromos rendszerek egyetlen összehangolt üzemeltetési környezet részeivé válnak.

Ahogy az MI-számítástechnikai infrastruktúra egyre nagyobbá és összetettebbé válik, ez a rendszerszintű szemlélet egyre fontosabb lehet.