Автоматизированная система диспетчерского и технологического управления (АСДУ) представляет собой многоуровневый программно-технический комплекс, включающий средства сбора информации, каналы связи, ПЭВМ и программы обработки. АСДУ позволяет:
Обеспечить диспетчерский и режимный персонал, энергоснаб, энергонадзор, руководство энергосистемы и предприятий сетей оперативной информацией о текущих прогнозных и ретроспективных режимах;
Организовать эффективный контроль за ведением текущего режима энергосистемы;
Повысить обоснованность принимаемых диспетчером решений;
Повысить качество и надёжность электроснабжения потребителей;
Осуществлять оперативный и ежесуточный контроль баланса мощности и электроэнергии и улучшить планирование внутрисуточных и текущих режимов;
Получить максимальную прибыль за счет оптимального ведения режимов, экономии топлива и электроэнергии;
Внедрить в кратчайший срок в промышленную эксплуатацию самые современные средства вычислительной техники, а также прикладное программное обеспечение.
Принципы построения АСДУ
АСДУ разрабатывается на основе следующих принципов:
Функциональная полнота - система должна обеспечивать выполнение всех функций, необходимых для автоматизации объектов управления;
Гибкость структуры - возможность достаточно быстрой настройки при изменяющихся условиях эксплуатации объекта управления;
Открытость - должна обеспечивать возможность присоединения к системе новых функций;
Живучесть - способность сохранять работоспособность системы при отказе её отдельных элементов;
Унификация - максимальное использование стандартного системотехнического программного обеспечения и совместимость системы с международными стандартами с целью его дальнейшего развития и включения в межуровневую региональную вычислительную сеть;
Распределённость обработки информации в неоднородной вычислительной сети;
Отработка типовых решений на "пилотных" проектах с последующим их применением на других объектах;
Преемственность по отношению к эксплуатируемым в настоящеё время системам АСДУ энергосистемой, предусматривающая возможность совместной эксплуатации существующих устройств управления на энергообъектах (телемеханики, релейной защиты и автоматики) и внедряемых микропроцессорных систем, с последующей заменой устаревших устройств;
Информационная совместимость на разных уровнях управления.
Требования к аппаратным и программным средствам АСДУ
АСДУ должна удовлетворять следующим требованиям:
Использования современных микропроцессорных терминалов и контроллеров с требуемой реакцией: электрические процессы - не болеё 1-5 мс, тепломеханические процессы - не болеё 250 мс;
Возможности передачи данных от контроллеров и устройств телемеханики с меткой времени (для расчётов баланса энергии и мощности и регистрации аварийных процессов);
Повышения скорости передачи данных по телемеханическим каналам;
Возможности использования стандартных промышленных контроллерных сетей и применение в этих сетях контроллеров;
Использования стандартов Международной электротехнической комиссии (МЭК) и российских ГОСТов;
Использования стандартных, локальных вычислительных сетей (ЛВС);
Использования стандартных операционных систем, стандартной структуры реляционных баз данных;
Обеспечения требуемой точности и реакции на события в нормальных и аварийных ситуациях.
АСДУ должна иметь открытую сетевую архитектуру, как в отношении конфигурации её оборудования, так и в отношении универсальности функциональных пакетов программ, чем обеспечивается высокая степень гибкости. Она строится на базе многопроцессорных систем управления, объединённых в локальные (ЛВС) и региональные (РВС) вычислительные сети, имеёт в своем составе мощные ЭВМ.
На всех уровнях АСДУ должна быть использована интегрированная база данных (ИБД), включающая SQL-совместимые базы данных и базы данных реального времени (БДРВ), реализующие единое информационное пространство.
ИБД должна обеспечивать необходимую полноту, целостность и надёжность хранения информации.
Организационная и функциональная структуры АСДУ
АСДУ - это совокупность комплексов АСДУ ЦДП (центр. диспетч. пункта) АО-Энерго, АСДУ ПЭС и РЭС, АСУТП электростанций и подстанций, систем АСКУЭ, обменивающихся информацией по каналам телемеханики или через ЦКИ (центр коммутации информации). В соответствии с территориальным принципом обслуживания и управления объектами АСДУ можно реализовать на трёх или четырёх уровнях управления:
I. Уровень служб и отделов АО-Энерго и энергосбыта (ЦДП, энергосбыт).
II. Уровень предприятий электрических сетей (ДП ПЭС, отделение энергосбыта).
III. Уровень районов электрических и тепловых сетей (ДП РЭС, участок энергосбыта). Крупные предприятия электрических сетей делятся на районы.
IV. Уровень энергообъектов (электростанция, подстанция).
Каждый уровень АСДУ функционирует на базе локальных (ЛВС) либо региональных вычислительных сетей, под управлением специализированных ЭВМ.
Задачи АСДУ
Задачи АСДУ, в общем, должны быть аналогичными для всех энергопредприятий (за исключением Энергосбыта, где есть только задачи АСКУЭ). Это является одним из основных принципов построения единой вертикали АСДУ АО-Энерго. В состав АСДУ входят следующие группы задач:
Задачи оперативного контроля и управления;
Технологические задачи;
Задачи автоматического управления;
Задачи контроля и учёта электрической энергии.
Создание систем диспетчеризации является одним из ключевых направлений деятельности компании НОРВИКС-ТЕХНОЛОДЖИ.
Система диспетчеризации представляет собой комплекс программных и аппаратных средств, который позволяет осуществлять удаленное управление инженерными системами одного или нескольких объектов.
Автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ) необходима для контроля инженерного оборудования, разнесенного территориально, а также расположенного в труднодоступных местах. Как правило, диспетчеризация включается в систему управления многофункциональными объектами со сложной инженерной инфраструктурой, такими как офисные здания, торгово-развлекательные центры, а также производственные комплексы и другие промышленные предприятия.
В систему диспетчеризации могут быть включены следующие подсистемы:
- электроснабжение, газоснабжение;
- тепло- и водоснабжение, учет энергоресурсов;
- охранно-пожарная сигнализация, системы пожаротушения и дымоудаления;
- вентиляция и кондиционирование;
- видеонаблюдение, контроль и управление доступом;
- лифтовое хозяйство и другие.
Суть проектирования систем диспетчеризации заключается в решение задачи визуализации информации о функционировании инженерных систем и предоставлении оператору возможности прямого управления оборудованием из диспетчерского пункта. Данные о состоянии инженерного оборудования поступают от контроллеров локальной автоматики и передаются на сервер. Обработанные технологические данные с необходимой аналитической информацией поступают на сервер диспетчеризации и выводятся на экранах компьютеров на рабочих местах операторов в наглядном динамическом графическом виде.
Преимущества системы мониторинга инженерных систем сооружений
Данные, полученные и обработанные системой диспетчеризации, формируются в сообщения разного вида, которые архивируются в долговременные хранилища. На основе этой информации, доступной в любое время, формируются отчеты.
Система диспетчеризация дает ключевые преимущества при управлении объектом:
- постоянный централизованный контроль работы инженерных систем;
- оперативное реагирование в аварийных ситуациях;
- уменьшение влияния человеческого фактора;
- оптимизация документооборота, системы отчетности.
Компания НОРВИКС-ТЕХНОЛОДЖИ реализует проекты диспетчеризации разной степени сложности.
Наряду с привычными системами компания предлагает системы диспетчеризации с трехмерной визуализацией на основе решения нового поколения GENESIS64. Это качественно новый уровень возможностей диспетчерского мониторинга, который позволяет оператору видеть реалистичное изображение объекта со всеми параметрами, привязанными к конкретным узлам. Диспетчер может изменять в интерактивном режиме детализацию визуализированных объектов, убирая элементы зданий, установок и просматривая их изнутри. Трехмерная визуализация позволят осуществлять виртуальную навигацию по изображенным объектам, предлагает средства анимации и динамики объемных изображений и другие преимущества 3D-технологий.
Ещё одним предметом гордости сотрудников компании является умение проектировать и внедрять крупномасштабные территориально- распределённые системы диспетчеризации, обеспечивающие не только сбор данных от удаленных объектов, но и обеспечение распределённых вычислений, многоуровневую архивацию и резервирование.
На Вашем предприятии необходимо создать систему диспетчеризации? Свяжитесь со специалистами НОРВИКС-ТЕХНОЛОДЖИ для получения консультации.
Электронный журнал Cloud of Science. 2013. № 4
http://cloudofscience.ru
Перспективы использования цифровых систем диспетчерского управления в электроэнергетике
П. В. Тертышников
Московский технологический институт «ВТУ»
Аннотация. Для предотвращения возникновения аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики, а также обеспечения функционирования объектов без постоянного обслуживающего персонала, возникает необходимость в использования автоматизированных систем диспетчерского управления
Ключевые слова: автоматизированные системы диспетчерского управления, безопасность на объектах электроэнергетики, автоматизация в электроэнергетике.
Для предотвращения возникновения аварийных ситуаций на объектах электроэнергетики, а также обеспечения функционирования объектов без постоянного обслуживающего персонала, возникает необходимость в использования автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) . Применение АСДУ позволяет обеспечивать точное соблюдение технологических нормативов электрической энергии, предупреждение аварий, непрерывный мониторинг режимов работы энергообъектов, выполнение требований и регламентов для субъектов энергетики.
АСДУ подстанций представляет собой распределенную иерархическую систему, на каждом уровне которой решается обязательный базовый состав задач, обеспечивающий выполнение основных функции оперативно-технологического управления (рис. 1) .
Условно иерархию АСУ можно разделить на два уровня: нижний и верхний уровень. Нижний уровень ведет сбор и первичную обработку информации с контролируемых объектов, производит решение локальных задач сигнализации, измерений, диагностики, управления и защиты, передает результаты работы на более высокие по иерархии уровни системы управления. Для этого используются программируемые контроллеры (ПЛК) в комплексе с датчиками для измерения тока, напряжения, мощности и т. д. со стандартным выходным аналоговым либо число-импульсным сигналом. Аппаратура этого уровня расположена непосредственно на объектах управления (подстанциях). Верхний уровень служит для последующей обработки, хранения, представления, документирования информации, для оперативного контроля и управления, а также для передачи информации на более высокий уровень управления. Для реализации верхнего уровня используется ПЭВМ.
Д. Г. Пикин
Оборудование для функционирования верхнего уровня располагается на диспетчерском пункте Центральной Распределительной Подстанции (ЦРП).
Рис. 1. Схема взаимодействия уровней автоматизированной системы диспетчерского управления
Первый (нижний) уровень - это сеть программируемых микропроцессорных контроллеров, ведущих процесс сбора и предварительной обработки первичной информации, выполняющих задачи местного управления оборудованием. Устройства нижнего уровня (ПЛК) размещаются на каждой подстанции в непосредствен-
ЭНЕРГЕТИКА
Cloud of Science. 2013. № 4
ной близости от силового и измерительного оборудования, с которого производится считывание информации. Контроллер выполняет роль концентратора-шлюза, который организует работу цифровых защит и обмен информацией с верхним уровнем системы. Так как изменение рассматриваемых базовых величин (тока, напряжения) имеет фиксированный временной интервал 20 мс (50 Гц), то по штатному запросу системы обмен информации об изменении состояния оборудования осуществляется каждые 1500 мс по отношению к каждому ПЛК.
Такой способ построения системы позволяет создать на территории каждой подстанции Оперативный Пункт Управления, который включает комплекс технических средств защиты, управления, обработки и выдачи информации о состоянии силового оборудования, закрепленного за данной подстанцией и поддерживает обмен данными on-line с верхним уровнем системы - АРМ диспетчера ЦРП. В контроллере реализована возможность осуществления обмена информацией с использованием протоколов: MODBUS, KBUS, IEC 60870-5-103.
ПЛК обеспечивает территориальный сбор дискретной и аналоговой информации о состоянии и работе силового и коммутационного оборудования подстанции, первичную обработку информации, контроль параметров, выявление и регистрацию событий нормального и аварийного режимов, накопление информации о параметрах аварийного режима, формирование и выдачу управляющих воздействий на исполнительные механизмы при проведении процедур управления автономно или по командам с верхнего уровня системы.
Для подключения контрольных датчиков и коммутационного оборудования к ПЛК используется электрический кабель МГШВЭ 3х0,75. Контроллер оснащен интерфейсами RS 232, RS 485, Ethernet и с помощью витой пары подключается к порту PLC-модема, который производит конвертацию протокола для организации дистанционной вч-связи по ЛЭП с использованием технологии Power Line на высший уровень управления. В диспетчерской ЦРП установлен центральный PLC-модем (с возможностью организации сети на 65536 адресов, т. е. 16-ти битовое адресное пространство), который получает выделенный вч-сигнал от каждой подстанции, преобразует его в Ethernet для SCADA-сервера, а также поддерживает процедуру передачи запросов на опрашиваемые объекты - подстанции.
Основным элементом верхнего уровня является автоматическое рабочее место (АРМ) диспетчера, выполненное на базе ПЭВМ и SCADA-сервер. Разделение и одновременное выполнение функций эксплуатационного персонала при использовании единой информационной базы данных системы предполагает наращивание необходимого количества подключений пользователей для мониторинга базы данных с ограничением прав управления. Все программно-технические средства верхнего уровня объединяются быстродействующей локальной сетью ТСР/1Р, к которой на
Д. Г. Пикин
Анализ статистики аварий и отказов в электрических сетях Мурманска
правах автономных абонентов подключены также шлюзы системных модулей нижнего уровня. Для обмена оперативной и технологической информацией в системном комплексе высшего уровня управления предприятием (ERP) используется по умолчанию отдельный сервер связи.
Дистанционное управление коммутационными группами на подстанциях может быть осуществлено диспетчером ЦРП со своего АРМ путем управления срабатыванием соответствующих выходных реле ПЛК.
Таким образом, цифровая автоматизированная система диспетчерского управления осуществляет комплексное управление и защиту объектов электроэнергетики на всех режимах ее работы.
Литература
Машковцев А. В., Педяшев В. Н. Возможности применения иновационных технологий // Образование - путь к успеху. Международный форум «YEES 2012»: Сборник научных трудов. - М. : МТИ «ВТУ», 2012. С. 130.
Троицкий А. А. Об экономической оценке энергетических инноваций развития тепловых электростанций России // Электрические станции. 2013. № 7. С. 3-7.
Пилипенко Г. В. Тенденции построения технологической сети связи электроэнергетики в современных условиях // Электрические станции. 2014. № 3. С. 26-29.
Тертышников П. В., магистрант Московского технологического института «ВТУ»
Автоматизированная система диспетчерского управления электроэнергетическими системами (АСДУ)
Управление такими сложными объектами, как энергетические системы, возможно только с помощью современной управляющей техники. Для этого созданы и развиваются автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ), которые реализуют все стадии управления: сбор информации, её обработку, помощь в принятии управляющих решений, передачу управляющих команд, ведение режима.
АСДУ ЕЭС представляет собой сложную систему, объединяющую все ступени оперативно-диспетчерского управления и обеспечивающую решение задач разных временных уровней (рис. 2.5).
Рис. 2.5 Укрупнённая структура состава АСДУ: КТС - комплекс технических средств; ИВС - информационно-вычислительная система; ОИУК - оперативный информационно- управляющий комплекс (работает в реальном времени); ВК - вычислительный комплекс (работает вне темпа процесса); ИУП - информационно-управляющая подсистема; ИВП - информационно-вычислительная подсистема.
В состав АСДУ ЕЭС входят АСДУ ОЭС, районные энергосистемы, ЭС с мощными энергоблоками, ПЭС, крупные ПС.
АСДУ включает в себя обеспечивающую часть, состоящую из комплекса технических средств (КТС) - средств сбора информации, вычислительного комплекса, средств отображения информации, программного обеспечения - и функциональную часть, включающую в себя комплекс экономико-математических методов решения задач оперативного и автоматического управления, планирования режимов.
В состав КТС АСДУ входят:
Средства диспетчерского и технологического управления (СДТУ):
датчики информации, устройства телемеханики, устройства передачи информации, каналы связи;
Средства обработки и отображения информации:
ЭВМ оперативных информационно-управляющих комплексов (ОИУК) и вычислительных комплексов (ВК), устройства печати, дисплеи, видео стены, цифровые и аналоговые приборы;
- - устройства стандартного и прикладного математического и информационного обеспечения;
- - вспомогательные системы (электропитания, кондиционирования воздуха и др.).
Основу КТС АСДУ представляют ЭВМ. Многообразие функций АСДУ заставило использовать много машин для информационно-вычислительных систем. АСДУ ИВС разделены на два комплекса: ОИУК и ВК.
Оперативный информационный управляющий комплекс (ОИУК) решает задачи краткосрочного планирования, оперативного и автоматического управления режимами энергосистем.
ОИУК работает в режиме реального времени. Он обеспечивает автоматический ввод и обработку телемеханической и алфавитно-цифровой информации, управление средствами отображения информации (т.е. дисплеями, табло, приборами и видеостеной диспетчерского щита), проведение оперативных расчётов для управления режимами, автоматическое регулирование частоты, перетоков мощности, напряжения и др.
На рис. 2.6 представлена структура технических средств ОИУК.
ОИУК состоит из 2 подсистем: информационно-управляющей (ИУП) и информационно-вычислительной (ИВП).
Рис. 2.6 Структура технических средств ОИУК: АУ - аппаратура уплотнения каналов связи; АТС - автоматическая телефонная станция; ДТС - диспетчерская телефонная станция; ТТС - технологическая телефонная станция; СППИ - средства приёма и передачи информации; СОИ - средства отображения информации
ИУП реализуется на базе 3 ЭВМ, к которым подключены устройства телемеханики, дисплеи, диспетчерский щит и другие средства отображения информации. ИУП обеспечивает автоматический сбор и обработку телеинформации, управление средствами отображения информации, выполнение оперативных расчётов, автоматическое управление.
ИВП реализуется на базе 3 универсальных ЭВМ большой производительности, позволяющих создавать большие архивы данных. ИВП обеспечивает выполнение расчётов по оперативному и краткосрочному управлению по информации из первой подсистемы, решение задач оперативного учёта и анализа использования энергоресурсов, состояния оборудования, технико-экономических показателей и др.
Между подсистемами осуществляется обмен необходимыми массивами информации.
Средства приёма и передачи информации (СППИ-I) для ИУП и (СППИ-II) для ИВП имеют основные функции: обмен информацией с соответствующими подсистемами «своего» ОИУК, а также ОИУК смежного и других уровней управления.
Средства отображения информации СОИ-I и СОИ-II предназначены для отображения режима и диалога диспетчера с ЭВМ.
ОИУК является многомашинной системой Обычно в состав ОИУК входят две универсальные и две мини-ЭВМ, что определяется высокими требованиями к надёжности комплекса.
Особенно жёсткие требования по надёжности предъявляются к ИУП, т.к. именно она обеспечивает диспетчера оперативной информацией и в ряде систем осуществляет функции автоматического управления.
ВК предназначены для решения вне темпа процесса задач долгосрочного планирования, организационно-экономических и других задач. Технической базой ВК является либо автономная универсальная ЭВМ, либо одна из универсальных ЭВМ ОИУК, на которой эти задачи решаются в фоновом, низкоприоритетном режиме.
Программное обеспечение АСДУ подразделяется на информационное (входные и выходные массивы, базы данных, классификаторы и кодовые словари) и программное, которое состоит из трёх видов обеспечения:
- - машинного, поставляемого заводом-изготовителем ЭВМ;
- - специального - для решения конкретных технологических задач;
- - общесистемного (компьютерного), организующего взаимодействие нескольких ЭВМ и периферийных устройств. С4
Функциональная часть автоматизированной системы диспетчерского управления
Функциональная часть АСДУ состоит из трёх подсистем.
Подсистема планирования режимов - с помощью ЭВМ решаются задачи планирования режимов: 1.прогноз нагрузок; 2.расчёт всех режимов, 3. расчёт токов короткого замыкания; 4.расчёт устойчивости; 5.выбор параметров настройки РЗ и ПАА; 6. оптимизация режимов и др.
Подсистема оперативного управления - 1.контроль за работой энергосистемы, 2. представление диспетчеру оперативных данных, 3.документирование информации. С помощью дисплеев диспетчеру представляются схемы отдельных элементов и участков системы с указанием отключенных элементов, значения мощностей, напряжений, параметры, выходящие за установленные пределы, ретроспективная информация о предшествующем режиме, о ходе развития аварии и т.п.
Подсистема автоматического управления состоит из 2 звеньев: 1.автоматического управления нормальными режимами (АУНР) 2.противоаварийного автоматического управления (ПААУ).
В состав АУНР входят системы: 1. автоматическое регулирование частоты и активной мощности (АРЧМ), 2. автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности (АРН и Q), 3. автоматическое регулирование возбуждения (АРВ).
В состав ПААУ входят: 1.релейная защита (РЗ), автоматическое повторное включение (АПВ), автоматическое включение резерва (АВР), 2.противоаварийная автоматика (ПАА).
Обзор автоматизированной системы диспетчеризации и управления (АСДУ) в применении к современным центрам обработки данных: архитектура решения, возможности, преимущества и особенности эксплуатации.
Современный мир все больше зависит от информационных систем. Не секрет, что для успеха в бизнесе необходимы высокоэффективные ИТ-решения, которые, с одной стороны, в полной мере удовлетворяли бы потребности бизнеса, а с другой — не становились бы для компаний тяжким грузом в виде увеличивающихся расходов на ИТ и их поддержку. Современные центры обработки данных (ЦОД) — это экономически оправданные решения, консолидирующие ИТ-ресурсы организации и способные значительно сократить общие расходы на ИТ за счет внедрения централизованной модели вычислений. Однако постоянное усложнение ИТ-инфраструктуры, увеличение энергопотребления и тепловыделения в ЦОД накладывают на работу обслуживающих инженерных подсистем ряд дополнительных требований: очень высокая надежность, управляемость, безопасность, адаптивность к изменениям бизнеса.
Надежности подобных систем и упреждению будущих проблем сегодня уделяется очень большое внимание. Круглосуточный мониторинг, комплексный анализ параметров оборудования, предупреждение отказов и минимальное время реакции — это важнейшие требования к диспетчерским службам, контролирующим инженерные подсистемы ЦОД, а работа персонала в подобных службах становится все более ответственной. Стоит отметить, что для повседневного контроля инженерных подсистем нужны специалисты в разных областях, таких, как электрика, вентиляция и кондиционирование, обслуживание различного специального оборудования.
Автоматизированная система диспетчериз ации и управления (АСДУ) представляет собой целостную платформу для управления всеми инженерными подсистемами и создается как многоуровневая автоматическая система, обеспечивающая контроль состояния и управление технологическим оборудованием ЦОД с выводом данных на экраны автоматизированных рабочих мест операторов. АСДУ ведет непрерывный мониторинг инженерных систем с регистрацией основных параметров и обеспечивает контроль и управление инженерным комплексом из единого диспетчерского центра.
Организация диспетчерского центра на основе решения АСДУ позволяет внедрить новые стандарты качества в управление эксплутационно-обеспечивающим оборудованием, повысить эксплуатационную готовность ЦОД, снизить текущие затраты на управление инженерными системами, обеспечить документирование и протоколирование сбоев, создать базу для оперативного устранения аварийных ситуаций.
Архитектура решения
Современная АСДУ имеет трехуровневую архитектуру (рис. 1). Нижний уровень образуют периферийные устройства и инженерное оборудование, формирующие первичные данные. Второй уровень — контроллеры, принимающие и обрабатывающие информацию, и сеть передачи данных. Верхний уровень — это ПО, предоставляющее средства визуализации, архивации, публикации поступающих данных. На рабочие места диспетчеров (АРМ) поступает структурированная консолидированная информация в нужном формате. Аналитический модуль постоянно отслеживает рабочие параметры систем на предмет отклонения от нормы и способен автоматически запускать процедуры согласно заложенным инструкциям, например, подать сигнал тревоги или запустить аварийный дизель-генератор. Важная задача аналитического модуля — заблаговременные предупреждения о грядущих отказах.
Собранные данные можно:
В состав решения может входить система видеонаблюдения, одновременно с сигналом тревоги выводящая картинку с аварийной подсистемой на монитор оператора. Как правило, в системе предусмотрен Web-интерфейс, кроме того, ее можно интегрировать с системами мониторинга ИТ-инфраструктуры ЦОД.
При использовании в ЦОД комплексных систем управления, например IBM Tivoli или HP OpenView, администраторы получают контроль над информационными бизнес-сервисами и связанными с ними программными и аппаратными ресурсами ЦОД. АСДУ может быть интегрирована с подобными решениями, и тогда инженерные подсистемы будут иметь непосредственную связь с системами более высокого уровня, что повысит эксплуатационную готовность ЦОД.
Регистрация и обработка событий
Инженерные системы ЦОД состоят из множества взаимоувязанного оборудования, поэтому при наступлении какого-либо тревожного события бывает трудно определить, где конкретно возникла проблема. Для примера возьмем проблему в контуре питания, между распределительным щитом и активным сетевым оборудованием (рис. 2). Система локализует проблему, определяет уровень возможных последствий и отображает информацию о конкретной системе в окне тревог. Экранная форма со схемой системы показывает отношения между взаимосвязанным оборудованием и возможными последствиями неполадок в отдельных компонентах.
АСДУ централизованно фиксирует событие в базе данных и оповещает диспетчера о возникновении проблемы и необходимости ее разрешения. Далее система определяет уровень серьезности происшествия и присваивает событию определенный приоритет. Приоритет необходим, чтобы повысить эффективность реакции персонала на происшествие. Например, если сработавшая сигнализация говорит о необходимости замены фильтра системы кондиционирования воздуха, оператор должен понимать, в какие сроки и с каким приоритетом разрешить сложившуюся ситуацию.
Система выводит сообщения о выходе отслеживаемых параметров за установленные ранее пределы, а также сообщения о критическом времени наработки эксплуатируемого инженерного оборудования. Например, это могут быть данные о состоянии аккумуляторных батарей, температуре и влажности в стойках. Информация представляется в доступном для администраторов и диспетчеров и легко читаемом виде.
Одна из важнейших функций АСДУ — своевременное оповещение о возникших ситуациях всех ответственных лиц, обслуживающих подсистемы ЦОД. Система имеет функции оперативного оповещения диспетчеров, администраторов и руководящих лиц объекта по электронной почте или посредством сообщений SMS, а также интегрируется с другими доступными способами сигнализации в соответствии с установленным регламентом.
Эксплуатационная готовность и безопасность
Алгоритмы и регламенты ответных действий на произошедшее событие программируются в АСДУ, и от правильности настройки подобных регламентов напрямую зависит эксплуатационная готовность. Следует определить и конкретных лиц, выполняющих то или иное действие (управление оборудованием, подтверждение тревожного сообщения и т. д.). Для разграничения ответственности за обслуживание разных систем АСДУ имеет возможность управлять полномочиями диспетчеров. Автоматизированная система предоставляет функции разграничения доступа различных групп диспетчеров с привязкой к определенным задачам или контролируемым системам. В противном случае, если тревожные сигналы и сообщения доставляются абстрактному «диспетчеру» без привязки к конкретному человеку, сложно определить ответственного за реакцию на ту или иную нештатную ситуацию.
Ниже мы кратко охарактеризуем основные контролируемые подсистемы и параметры мониторинга АСДУ.
Мониторинг и фиксация критических изменений параметров окружающей среды ЦОД. Отказ оборудования может быть следствием не только слишком высокой температуры, но и быстрого ее изменения. Система отслеживает температуру и влажность на уровне стоек с оборудованием и оповещает диспетчера о том, что зафиксированы потенциально опасные значения температуры и влажности. Хронологические данные и параметры окружающей среды могут выводиться в виде легко читаемых графиков (рис. 3).
Мониторинг и фиксация изменений в потреблении электропитания активным оборудованием. По мере появления в ЦОД нового оборудования потребности в электропитании и охлаждении могут превзойти имеющиеся ресурсы, результатом чего станут перебои в работе. В частности, инженерные системы ЦОД требуют дополнительного внимания по мере старения батарей ИБП. Уровень старения батарей зависит от интенсивности их использования и температуры. АСДУ отслеживает потребление тока для каждой ветви цепи или стойки и оповещает ответственных лиц о ситуациях, грозящих возникновением перегрузки. Она также информирует их обо всех ИБП, у которых время автономной работы оказывается меньше минимума или у которых превышается пороговое значение нагрузки.
Отслеживание электропитания оборудования. Неисправность оборудования или линий подачи электропитания, а также некорректные действия обслуживающего персонала могут привести к обесточиванию оборудования. АСДУ оперативно оповещает диспетчера о наличии или отсутствии питающего напряжения на потребителях.
Отслеживание качественных и количественных характеристик электропитания. Некачественное электропитание приводит к выходу из строя или преждевременному износу оборудования. Изменение нагрузки на систему электропитания (включение/выключение климатического оборудования, добавление оборудования ЦОД и т. д.) может повлечь за собой ситуацию, когда система бесперебойного электропитания не в состоянии обеспечить резервирование. АСДУ предоставляет обслуживающему персоналу централизованную информацию о качестве электропитания и распределении нагрузки по ЦОД в режиме реального времени, а также сохраняет эту информацию в базе данных для дальнейшего выяснения причин отказа оборудования.
Определение надежности электропитания. Оперативное отслеживание состояния оборудования, которое обеспечивает гарантированное и бесперебойное электропитание (ИБП, ДГУ), невозможно без централизованного сбора и отображения информации с этих устройств. АСДУ предоставляет диспетчеру централизованную информацию о состоянии обеспечивающего оборудования.
Обеспечение температурного режима работы оборудования. Климатический режим ЦОД может нарушаться из-за неправильных режимов работы климатического оборудования. Из-за неравномерного распределения оборудования в ЦОД иногда возникают зоны локального перегрева, что может потребовать изменений в режимах работы климатического оборудования. Обслуживающий персонал не всегда замечает временный выход температуры или влажности за пределы нормы, что приведет к проблемам при определении причин сбоев в работе активного оборудования. Кроме того, климатический режим ЦОД может нарушаться из-за неправильных режимов работы или аварий на климатическом оборудовании. АСДУ отслеживает температуру и влажность в телекоммуникационных стойках (рис. 4) и оповещает диспетчера о том, что они достигли потенциально опасных значений, а также сохраняет эту информацию в БД и выдает ее в удобном для последующего анализа виде. Система предоставляет диспетчеру интерфейс для изменения режимов работы климатического оборудования и оперативно оповещает ответственных о сбоях в его работе (рис. 5).
На АСДУ также возложены функции минимизации последствий пожара в ЦОД. При возникновении пожара несвоевременное оповещение персонала, а также работа кондиционеров и несогласованность работы других подсистем в ЦОД может осложнить работу системы пожаротушения и снизить ее эффективность. АСДУ оповещает диспетчера о срабатывании пожарной сигнализации и станции пожаротушения, а также имеет возможность автоматически отключить кондиционеры и вентиляцию. После срабатывания системы пожаротушения необходимо определять качество воздуха в помещениях и выводить эту информацию на АРМ диспетчера.
Определение и отслеживание показателей готовности ЦОД — сложная и неоднозначная задача. АСДУ выступает здесь как средство интеграции всех инженерных и технологических подсистем ЦОД в целостную и управляемую систему. Аналитическая часть АСДУ предоставляет инструментарий для определения причин простоев и планирования уровня избыточности инженерных систем.
