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泓格環境及能源監控解決方案在資訊機房之應用

泓格環境及能源監控解決方案在資訊機房之應用

泓格環境及能源監控解決方案在資訊機房之應用

泓格環境及能源監控解決方案在資訊機房之應用

使用泓格環境監測模組、M-7000系列I/O模組PM-3133-100-MTCP三相智能電錶MDC-714 Modbus資料集中器GTM-204M系列數據機以及AVEVA Edge圖形控制軟體的主要組合,將資訊機房升級成雲端系統,可完整地監測機房中的電力、溫濕度、機櫃門位狀態、空調系統漏液情形。

案例介紹

建置於國家高速網路與計算中心的「台灣杉二號」(Taiwania 2),為台灣首座AI超級電腦主機,在2018年底公布的全球500大高速計算主機(TOP500)中,排名第20名;能源效率(Green500)排名第10名。

高速電腦(資料)中心的二大指標為「計算力」與「能源效率 PUE」。台灣杉二號「Taiwania 2 」之計算能力達 9 PFLOPS(每秒執行9千兆次浮點運算)的優異效能,溫水冷卻系統之能源效率達 1.2 PUE 白金等級。

能源效率(PUE)比較表格

而放置這個超級電腦的資訊機房,其電力、溫濕度等環境的監控規劃也相當重要,泓格客製化的環境與能源管理解決方案,將機櫃的溫濕度及電力數據,即時呈現在中控中心,協助客戶達到節約能源、預防保養及安全防災的目的,同時監測機櫃門位,防止非法入侵,以確保檔案安全。此案例將說明泓格環境與能源監測解決方案如何協助此客戶即時監測資訊機房機櫃。

Peta級 超級電腦「台灣杉二號」(照片來源: 國家高速網路與計算中心)

泓格環境及能源監測解決方案

泓格環境及能源監控解決方案在此案例的應用可分為五部分:

1. 使用iSN-104漏液監測模組CA-LLD-DC100X-L030漏液偵測線,監測機櫃周圍漏液情形。

2. 使用DL-10溫溼度感測模組,監測機櫃內溫濕度數據。

3. 使用M-7051D-G數位輸入模組,監測機櫃門位狀態的門禁安全。

4. 使用PM-3133-100-MTCP三相智能電錶,測量機櫃冷卻系統用電。

5. 使用MDC-714 Modbus資料集中器,將透過Modbus RTU協定傳輸的漏液、溫溼度、門位狀態、空調系統等數據,以Modbus TCP協定傳回中控中心的AVEVA Edge圖形控制軟體

架構圖1

iSN-104 I/O模組CA-LLD-DC100X-L030漏液偵測線組成的漏液監測模組,能將佈線區域內偵測到的漏液情況透過Modbus RTU傳送至MDC-714 Modbus資料集中器

DL-10溫溼度感測模組可量測特定空間內的溫度與濕度,並將這些資料透過Modbus RTU傳送至MDC-714 Modbus資料集中器,進行環境監測DL-10溫溼度感測模組的體積小,可大幅度節省空間;由於機櫃的空間狹小,客戶因此選用DL-10來量測機櫃中的溫濕度。

M-7051D-G 數位輸入模組支援Modbus RTU以及DCON通訊協議,提供16 個數位輸入通道,可滿足乾接點和濕接點接線,而乾接點的接線有效距離可達500公尺。此模組具備16個LED指示燈,可用於監控數位輸入通道的狀態。此案例中,此功能方便管理人員監控機櫃門位的門禁安全。

PM-3133-100-MTCP三相智能電錶具備高精度之特性,適用於低電壓的一次側以及中、高電壓的二次側。使用者能夠取得可靠和準確的能源消耗數據,並即時監控與操作設備。此模組提供開口式CT,其最大的輸入電流為400 A、輸入電壓範圍為10~500 VAC,相容於各國電壓規範。在此案例中,PM-3133-100-MTCP三相智能電錶透過Modbus TCP協定,將冷卻系統電力數據直接傳送到中控端電腦。

MDC-714 Modbus資料集中器支援Ethernet、RS-232 與 RS-485 通訊介面,並提供Modbus通訊協定定義的AI/AO/DI/DO四種類型資料,每種資料各9600個資料暫存器,可將使用Modbus RTU通訊協定的設備升級到使用Modbus TCP協定做溝通。將從端不同設備讀回來的資料合併成連續位址,讓主端的電腦主機能一次讀回多個從端設備的資料,取代以往的輪詢方式,節省來回讀取設備的時間。

一個MDC-714 Modbus資料集中器有4個Port,每一個Port可接一條RS-485線,而一條RS-485線上最多可連接32個Modbus RTU的模組,因此很適合用在像數據中心這類需監測點位多的環境中,收集多個Modbus模組的數據。

AVEVA Edge是一款全方位、整合開發的圖形控制軟體,擁有能製作功能強大的 SCADAHMI應用程式所需的基本組件,支持所有Windows執行平臺。在此案例中主要是藉由HMIAVEVA Edge的InduSoft 功能,提供客戶簡易友善的人機介面操作,一次達到資料擷取、工業控制和通訊功能一體化。之後整合設備層、網路層以及服務層所收集到的數據,使用於分析和可視化,並提供完整圖表,儲存數據資料或其他相關功能。此外,可以藉由GTM-204M-4GE的連線設定,當設備異常時,可透過發送即時警報訊息至管理者行動裝置告警。

GTM-204M-4GE是一款工業4G數據機,可支援2G/3G/4G無線通訊傳輸數據。GTM-204M系列數據機的功能允許各種 PLC和PC的應用程式利用SMS和2G/3G/4G連接傳輸數據。在此案例中,因考量資安問題,機櫃的運行及周圍環境狀況異常時,不能透過網路使用一般的MAIL及LINE方式傳送訊息,因此選用資安性較高的GTM-204M-4GE數據機,將異常狀況的告警訊息傳送給管理者。

泓格產品為此案例帶來的效益

  • MDC系列Modbus資料集中器支援CSV檔案設定組態,能夠在試算表軟體(Excel)或純文字檔中編輯。在CSV中編輯Modbus RTU 命令後將檔案匯入MDC系列Modbus資料集中器,就可以同時變更多個從端設備的 Modbus RTU指令,使管理設備更省時有效率。

  • PM-3000系列智能電錶除了支援Modbus TCP協定,也支援Modbus RTU、EtherNet與CANopen等通訊協定,使用者可依照實際案場的通訊協定挑選合適的智能電錶。

  • M-7051D-G數位輸入模組可監控機櫃門位的狀態,透過監控機櫃門運作的電流輸出/輸入及電壓狀況控管門禁。

  • GTM-204M系列數據機搭配SMS訊息告警,可在數據機內設定相關人員的電話號碼。於機櫃運行及周圍環境狀況異常時,發送SMS訊息告警,相關人員可即時接收機櫃運作及周圍環境狀況的告警資訊。

  • AVEVA Edge圖形控制軟體擁有多種圖表與設計工具,使用者能透過圖表編輯介面創造符合應用需求的畫面,結合相關元件並賦予其動態屬性。而AVEVA Edge同時也具備輕鬆取得資料的歷史趨勢圖、多種即時警報設定、PDF與CSV等格式報表匯出、保護資訊斷線的備援系統、內建支援SQL資料、多國語言選擇等功能,使數據以可視化的方式呈現。

AVEVA Edge - 電力系統畫面 (此圖僅為示意圖)

PMC系列電錶集中器 — 兼具管理電力數據與環境設備功能的IIoT邊緣運算控制器

系統架構圖

PMC系列電錶集中器具備完整且彈性的電錶模組整合能力,可讀取電錶所量測的設備即時用電資訊並將其記錄,且內建 IF-THEN-ELSE 邏輯運算功能,可穩定高效地執行自動化邏輯運算。當偵測到設備的電壓、電流出現異常時,可即時發出告警並以Email、SMS簡訊、LINE、微信等方式通知管理人員。

不是每個SCADA軟體都具有電力分析功能或介面,PMC系列提供電力分析報表與內建Web server,管理者可透過瀏覽器取得電力資訊並分析,不需額外增加軟體開發成本。

PMC-2241M有兩個Port,代表有兩個IP位置,一個對中控端,另一個獨立IP對PM系列電錶,建立子網路,以此達到數據資料保護的功效。而當SCADA中控端斷線時,能保持電錶資訊正常傳送、IF-THEN-ELSE持續運作與異常狀況處理。另有資料補遺功能可在SCADA重新連線後,將資料重新送回中控端,確保資料完整性。

NS-205非管理型 5 埠工業乙太網路交換機,可將Modbus RTU/TCP統一整合,將資料傳送至PMC-2241M電錶集中器集中,再傳送至SCADA中控端,做數據分析、儲存、製成圖表,以可視化的方式呈現給管理員,方便管理與監控。

結語

泓格提供的環境監測能源管理解決方案,能將機櫃周圍環境的溫溼度、漏液、機櫃門位、空調系統及機櫃電力資訊視覺化,方便客戶即時取得電力消耗資訊與環境監測數據。此模式也成功複製在其他產業與國家,例如台灣某航空公司的資訊機房環境與電力監測、土耳其Turkcell數據中心環境與門禁管理

隨著自動化時代的來臨,取代傳統人工作業模式,現代人可以更有效率的取得數據資料以及大幅節省人力成本。使用泓格多元化模組,達到全天候監控現場狀況以及機台設備預知保養,讓泓格協助您朝向智慧工廠的目標邁進。

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