System MODBUS-RTU - centra danych zawsze pod kontrolą

Dzięki MODBUS-RTU wentylatory można łatwo zintegrować z układem sterowania wyższego rzędu

Informacje przesyłane z sądów, policji i organów podatkowych wymagają szczególnego traktowania. W tym celu wykorzystuje się centra danych, które muszą być tak zaprojektowane by zapewnić najwyższy stopień bezpieczeństwa, zarówno dla samych danych, jak też sprzętom odpowiedzialnym za gromadzenie i przechowywanie ich. Nic więc dziwnego, że sprawnie działająca klimatyzacja w serwerowni jest priorytetem dla władz kantonu Zug.

Niedawno nie było możliwe zagwarantowanie skutecznie działającej klimatyzacji. André Lötscher, kierownik techniczny działu inżynierii budowlanej kantonu, mówi: "Od lat wentylatory z przekładnią pasową w naszych agregatach chłodniczych stale pracowały na pełnych obrotach. Pasy wymagały regularnej kontroli i musiały być wymieniane w przypadku nadmiernego zużycia - tu i teraz oraz w przypadku rozerwania. "

Urządzenia recyrkulacyjne do chłodzenia, pilnie potrzebowały modernizacji, łącznie z wymianą starych wentylatorów. Dalsze cele władz kantonu to ulepszenie charakterystyki regulacyjnej oraz dokładniejsze monitorowanie systemu. Według decydentów całkowita wymiana agregatów nie wchodziła w rachubę. Wynikało to z faktu, iż urządzenia recyrkulacyjne do chłodzenia spełniają rygorystyczne wymagania w zakresie takich właściwości, jak odporność na wstrząsy, dlatego też nie można ich po prostu zastąpić standardowymi urządzeniami.

Renowacja urządzeń recyrkulacyjnych - rozwiązanie alternatywne

• Umowa w zakresie renowacji urządzeń recyrkulacyjnych do chłodzenia została przyznana Inframatic, małej firmie z siedzibą w pobliżu Bazylei. Firma ta specjalizuje się w tworzeniu systemów automatyki budynkowej i klimatyzacji dla szerokiej gamy urządzeń.
• Inframatic współpracował już z ebm-papst przy innych projektach.
• Obie firmy wspólnie pracowały nad przygotowaniem propozycji modernizacji systemu klimatyzacji w serwerowniach.
• Istotnym elementem propozycji była wymiana starych wentylatorów z przekładnią pasową na wentylatory EC (rys. 1), które są szczególnie wydajne i mogą być dostosowywane do wymaganego obciążenia, aby umożliwić wysokie oszczędności energii.
• Ponadto, wentylatory od ebm-papst mogą być sterowane i monitorowane za pomocą MODBUS-RTU, w dużym stopniu zgodnie z wymogiem integracji wszystkich elementów w układzie chłodzenia.

Rys. 1: W kantonie Zug zastąpiono wentylatory AC z przekładnią pasową wydajnymi wentylatorami EC

ETAP 1 - przebudowa pięciu urządzeń recyrkulacyjnych do chłodzenia

W zależności od modelu zastosowano wentylatory EC RadiFit lub dmuchawy odśrodkowe EC o dużej mocy (rys. 2). Wentylatory RadiFit z łopatkami wygiętymi do tyłu zostały zaprojektowane tak, aby być idealnymi zamiennikami dla starszych wentylatorów, by jakiekolwiek modyfikacje konstrukcyjne istniejących urządzeń nie były już konieczne (rys. 3). Silniki GreenTech EC o dużej mocy zapewniają wysoką wydajność przy wysokich ciśnieniach. Charakteryzują się one także kompaktową budową, wytrzymałością oraz niską wagą.

	Rys. 2: Odśrodkowa dmuchawa EC
	Rys. 3: Kompaktowy, wydajny i łatwy do wymiany. Wentylator odśrodkowy z łopatkami wygiętymi do tyłu, podwójny wlotem i zawiniętą obudową.

ETAP 2 - przekształcenie systemu w urządzenia recyrkulacyjne do chłodzenia

Jeśli chodzi o kontrolę, firma Inframatic miała kilka pomysłowych koncepcji na to, jak sprawić, aby działanie urządzeń było jeszcze bardziej wydajne. Ponieważ w przypadku wentylatorów z przekładnią pasową była możliwość ustawienia tylko dwóch prędkości przed modernizacją, temperatura była w dużej mierze regulowana przez kanały chłodzące. Eksperci całkowicie zmienili ten daleki od idealnego system, przekształcając go w urządzenia recyrkulacyjne do chłodzenia. Wydajnością można sterować za pomocą dwóch sekwencji: moc chłodnicza regulowana jest przez zawory sterujące przepływem podczas pierwszej sekwencji oraz przez wentylatory podczas drugiej. Jest to możliwe, ponieważ obroty wentylatorów są regulowane bezstopniowo. Prędkość obrotowa wentylatorów jest sterowana automatycznie przez czujniki temperatury mierzące temperaturę powietrza wywiewanego. Jeśli powietrze jest zbyt ciepłe, zawór chłodzenia jest całkowicie otwarty, a prędkość obrotowa wentylatorów zmienia się z określonej minimalnej prędkości do maksymalnej prędkości. Jeśli powietrze jest zbyt zimne, prędkość obrotowa wentylatorów jest mniejsza, a zawór chłodzenia jest zamknięty. Gwarantuje to, że temperatura w serwerowni nigdy nie przekracza określonej temperatury 22 do 23 stopni Celsjusza.

ETAP 3 - uproszczenie sterowania z możliwością dokładniejszego monitorowania pracy wentylatorów

Kolejną zaletą wentylatorów w przekształconych urządzeniach recyrkulacyjnych do chłodzenia jest uruchamianie za pomocą MODBUS-RTU. Podobnie jak inne elementy urządzenia, wentylatory mogą być sterowane i monitorowane za pomocą systemu. Ułatwia to użytkownikowi koordynację wzajemnego oddziaływania wszystkich komponentów. W przeciwieństwie do 0-10 V, MODBUS-RTU umożliwia nie tylko sterowanie, ale także monitorowanie wentylatorów; przekazywane są szczegółowe dane, takie jak napięcie i pobór prądu, a także komunikaty alarmowe do układu sterowania wyższego rzędu. Stamtąd z kolei dane przesyłane są do systemu zarządzania, gdzie gromadzone są informacje na temat wszystkich urządzeń w budynku oraz systemów. Poprzez interfejs z panelem dotykowym pracownicy administracyjni kantonu mogą w ten sposób przeglądać poszczególne wartości i ustawiać różne parametry (rys. 4).

Rys. 4: MODBUS-RTU upraszcza sterowanie i umożliwia dokładniejsze monitorowanie wentylatorów ebm-papst

Inteligentny system kontroli, większa niezawodność

Inteligentny system kontroli uprościł wiele aspektów zarządzania centrum danych. Przede wszystkim w przypadku jakiejkolwiek awarii, bardziej szczegółowe ostrzeżenia znacznie ułatwiają rozwiązywanie problemów. Szybko staje się jasne, czy dany problem jest tylko czasową usterką, czy też wadą, która wymaga, by technik przyjrzał się jej bliżej w serwerowni. MODBUS-RTU uprościł również dostosowywanie systemu sterowania i obsługę wentylatora przez Inframatic. Dzięki oprogramowaniu EC-Control firmy ebm-papst, firma Inframatic mogła szybko i łatwo monitorować postęp w rozwoju urządzenia oraz ustawienia parametrów. To oszczędza czas i jest szczególnie pomocne w początkowej fazie projektu. Dla zapewnienia dodatkowej efektywności krytyczne pomieszczenia zostały wyposażone w dwa urządzenia recyrkulacyjne do chłodzenia, które są obsługiwane w konfiguracji master-slave, dzięki czemu wentylatory w obu jednostkach działają z tą samą prędkością.

Po udanej pilotażowej konwersji pięciu urządzeń recyrkulacyjnych do chłodzenia, władze kantonu Zug zleciły konwersję kolejnych jednostek. Po zmodernizowaniu wszystkich systemów w centrum danych, rozpoczęto prace nad systemem wentylacji w strzelnicy policyjnej i kwaterze głównej oraz w sąsiednim budynku więzienia.
 

"Kiedy zobaczysz, jak skuteczna jest przeprowadzona konwersja oraz jak korzystne pod względem ekonomicznym są takie działania, zaczynasz zdawać sobie sprawę, że istnieje jeszcze wiele innych możliwości" - mówi Lötscher. "Ponadto, nasz system klimatyzacji jest teraz nie tylko bardziej nowoczesny i skuteczny, ale także o wiele bardziej energooszczędny."