Az Emerson kiterjeszti a DeltaV automatizálást az MI-léptékű adatközpontokban

Az Emerson a DeltaV automatizálást MI-léptékű adatközpontokba hozza

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

A platformot úgy tervezték, hogy egységes felügyeletet és vezérlést biztosítson az adatközpontok kritikus infrastruktúráján belül. 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 hűtőrendszerek, az elektromos infrastruktúra és a kapcsolódó gépészeti berendezések összehangolt működésétől függ.

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

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

Miért változtatja meg az MI-infrastruktúra a vezérlési problémát?

A nagyméretű MI-számítási környezetek infrastruktúraigényei eltérnek a hagyományos vállalati IT-telepítésekétől. A számítási terhelések gyorsan változhatnak, miközben a kapcsolódó hűtési és elektromos rendszereknek folyamatosan reagálniuk kell ezekre a változásokra.

A kihívás tehát nem korlátozódik az egyes hűtők, szivattyúk, kapcsolóberendezések vagy energiarendszerek felügyeletére. Az üzemeltetőknek azt is meg kell érteniük, hogy a berendezések működése miként befolyásolja a teljes létesítményt.

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

A vezérlés berendezés- és létesítményszinten egyaránt 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 áll.

A számítási terhelés változása hatással lehet a hőtermelésre. A termikus körülmények befolyásolhatják a hűtési igényt. A hűtési igény ezt követően megváltoztathatja a szivattyúkhoz, ventilátorokhoz és más kiegészítő berendezésekhez kapcsolódó elektromos terhelést.

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

Az elkülönített rendszerektől az egységes automatizálási architektúráig

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

Ugyanezt az architektúrát a rendszerbe helyezés, az üzemeltetés és a karbantartás alatti következetesség javítására is szánják.

Ez a megközelítés jól ismert cél a DCS-mérnökségben. Az összetett létesítmények üzemeltetése nehezebbé válik, ha a kritikus információk különböző mérnöki struktúrával és üzemeltetési filozófiával rendelkező, független alkalmazások között oszlanak meg.

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

Az adatközpontok csapatai számára ez javíthatja az átláthatóságot az olyan infrastruktúrákban, amelyeket hagyományosan az elektromos, gépészeti, hűtési és létesítményüzemeltetési szakterületek között osztottak meg.

Az érték nem egyszerűen a központosításból fakad. A jelentősebb előny a kontextus.

Egyetlen riasztás önmagában vizsgálva korlátozott információt nyújthat. Ha az összefüggő folyamatkörülmények, 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 létesítmény szintjén változó hőviszonyokra.

Ez a megkülönböztetés fontos.

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

A gyakorlatban ezeknek a szinteknek ki kell egészíteniük egymást.

A helyi vezérlésnek stabilnak és kiszámíthatónak kell maradnia. A magasabb szintű koordináció ezt követően több rendszer üzemeltetési információit is felhasználhatja szélesebb körű optimalizálási stratégiák támogatására.

Ez a rétegzett architektúra a bevált folyamat-automatizálási gyakorlatra hasonlít, amelyben a terepi vezérlés, az egységszintű vezérlés és a felügyeleti koordináció eltérő funkciókat lát el ugyanazon automatizálási hierarchián belül.

Az MI-adatközpontok esetében nem pusztán több mérési adat összegyűjtése a cél. Az infrastruktúrára vonatkozó adatokat összehangolt üzemeltetési döntésekké kell alakítani.

A rendellenes körülmények korábbi észlelése

A megbízhatóság az Emerson által kiemelt másik terület.

A vállalat szerint az integrált vezérlés és az üzemeltetési átláthatóság segíthet a csapatoknak korábban azonosítani a rendellenes körülményeket.

Ez azért fontos, mert az infrastruktúra meghibásodásai ritkán következnek be teljes elszigeteltségben.

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 független platformok között oszlanak meg, e kapcsolatok felismeréséhez a kezelőknek több rendszer eseményeit kell manuálisan összevetniük.

Az integrált automatizálás csökkentheti ezt a széttagoltságot azáltal, hogy a kapcsolódó folyamatinformációkat közös működési 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 üzemelő létesítményekben. A mesterséges intelligenciát használó adatközpontokban egyre inkább hasonló elvárások érvényesülnek a rendelkezésre állással és az infrastruktúra összehangolásával kapcsolatban.

A mérnöki következetesség legalább annyira fontos lehet, mint a hardver

Az Emerson a szabványosított terveket és a mérnöki szakértelmet is a platformstratégia részeként emeli ki.

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 berendezési egységet tartalmazhat. A nagyobb telepítések hasonló infrastruktúrát ismételhetnek meg több csarnokban, épületben vagy telephelyen.

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

Ez a változatosság növeli a mérnöki munka összetettségét a létesítmény teljes életciklusa során.

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 érvényesíthetik ahelyett, hogy minden alrendszert teljesen új integrációs problémaként kezelnének.

Ugyanez az elv a karbantartás során is érvényesül, mivel a technikusok az ismétlődő berendezéscsoportokban következetesebb rendszerműködéssel találkoznak.

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

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

Az Emerson szerint a PLC-k képesek kapcsolódni a DCS-hez, hogy támogassák a rendszerszintű folyamatirányítást.

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

A DCS-architektúrákat hagyományosan az összehangolt folyamatirányítással, a kezelői megjelenítéssel és az üzem egészére kiterjedő működési kontextussal hozzák összefüggésbe.

A PLC-ket széles körben használják gép-, berendezés- és szekvenciaorientált automatizálásra, ahol fontos a determinisztikus helyi vezérlés.

A technológiák összehangolt architektúrán belüli használata csökkentheti a berendezésvezérlés és a magasabb szintű folyamatfelügyelet közötti szükségtelen elkülönülést.

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

Az adatközpontok szempontjából ennek jelentősége elsősorban architekturális, nem pedig egyszerűen termékalapú. Egy létesítmény számos vezérlőt tartalmazhat, de a rendszer teljesítménye 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 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 vezet be a számítási feladatokhoz használt AI és az ezeket a feladatokat támogató infrastruktúra fejlesztésére használt AI között.

Maga az adatközpont is optimalizálási problémává válhat.

Az üzemeltetési feltételek folyamatos információt szolgáltatnak a hőtechnikai viselkedésről, a berendezések állapotáról, a terhelés változásáról és a rendszer teljesítményéről. Az optimalizálási modellek ezt a kontextust felhasználva megalapozottabb üzemeltetési stratégiákat támogathatnak.

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

Az alapul szolgáló vezérlőrendszernek továbbra is strukturált műszerezettségre, megbízható vezérlési logikára, meghatározott üzemeltetési határértékekre és a berendezések állapotára adott kiszámítható válaszokra van szüksége.

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

Ez a megkülönböztetés egyre fontosabbá válik, ahogy az ipari AI az analitikai 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, hogy az alrendszerek integrációja, a vezérlési szekvenciák és az üzemeltetési összefüggések megfelelnek-e az elvárt működésnek.

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 szélesebb összefüggések nélküli validálása helyett az üzembe helyezést végző csapatok értékelhetik a mechanikai, hőtechnikai és elektromos infrastruktúra közötti kölcsönhatásokat.

Ez különösen akkor hasznos, amikor egy vezérlési művelet a létesítmény más részein is hatásokat 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 tervezés az ilyen teszteket is ismételhetőbbé teszi a hasonló infrastruktúra-blokkok között.

A szakaszosan épülő létesítmények esetében az ismételhetőség csökkentheti a későbbi bővítésekhez kapcsolódó mérnöki terheket.

Az életciklus-műveletek túlmutatnak a kezdeti üzembe helyezésen

Az Emerson a folyamatos fejlesztést is az adatközponti automatizálási megközelítésének egyik elemeként említi.

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

Ez azért fontos, mert az üzembe helyezés csak a létesítmény működési élettartamának kezdetét jelenti.

A berendezések öregszenek. A számítási terhelések változnak. Az üzemeltetési stratégiák fejlődnek. Az infrastruktúrát bővíthetik vagy átalakíthatják.

Ezért a hatékony automatizálási architektúrának a projekt kezdeti átadása után is hasznosnak kell maradnia.

A korábbi működési információk segíthetnek a mérnöki csapatoknak a jelenlegi működés és a korábbi állapotok összehasonlításában. Az ismétlődő mintázatok működési módosítási vagy karbantartási vizsgálati lehetőségeket tárhatnak fel.

Az egységes rendszerarchitektúra a jövőbeli változtatások kezelését is megkönnyíti.

A vezérlési struktúrák szabványosításával a mérnökök bővíthetik a rendszert anélkül, hogy szükségtelen különbségeket hoznának létre a meglévő és az újonnan üzembe helyezett területek között.

Ez az életciklus-szemlélet széles körben elterjedt 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 a hagyományos folyamatautomatizáláshoz hasonlít.

A gyakorlati megvalósítás több, egymással összekapcsolt funkcionális rétegként értelmezhető.

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

A helyi vezérlők hajtják végre a berendezésszintű logikát, és közvetlenül reagálnak a működési feltételekre.

A felügyeleti automatizálási réteg összegzi az egyes vezérlőktől származó információkat, és létesítményszintű rálátást biztosít.

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

Az optimalizálási funkciók ezután e vezérlési rétegek felett vagy azok mellett működhetnek, a működési környezetet felhasználva a létesítmény teljesítményének javítására.

Ez a modell megőrzi a mérnöki munka egyik fontos alapelvét: az optimalizálás nem veszélyeztetheti a megbízható berendezésvezérléshez szükséges determinisztikus funkciókat.

A kritikus vezérlési felelősségi körök a kialakult automatizálási struktúrákon belül maradnak, miközben a magasabb szintű intelligencia szélesebb körű üzemeltetési döntéseket támogat.

Mit kell értékelniük a mérnököknek a megvalósítás során?

Az egységes platform önmagában nem garantálja az integráció sikerét. A mérnöki fegyelem továbbra is alapvető fontosságú.

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

A vezérlési felelősségi köröket is egyértelműen kell kijelölni. A helyi berendezésvezérlésnek, a felügyeleti összehangolásnak és az optimalizálási funkcióknak elkülönült szerepet kell betölteniük.

A riasztások megtervezése hasonló figyelmet érdemel.

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

Az üzemeltetőknek 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 fontossá válik az ismétlődő berendezéscsoportokat vagy több telepítési szakaszt tartalmazó létesítményekben.

Végül az üzembe helyezési eljárásoknak a rendszerek közötti működést is ellenőrizniük kell, nem csupán az egyes vezérlőket.

Az integráció célja az összehangolás. Ezért a tesztelésnek azt kell igazolnia, hogy a létesítmény rendszerként megfelelően működik.

Az adatközpontok automatizálása az ipari vezérlési architektúra felé halad

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

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

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

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

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

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

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

Ahogy a mesterségesintelligencia-számítási infrastruktúra egyre nagyobbá és összetettebbé válik, ez a rendszerszintű szemlélet egyre fontosabb lehet.