В човека всичко трябва да бъде прекрасно, а в съвременния дата център всичко трябва да работи като швейцарски часовник. Нито един компонент от сложната архитектура на инженерните системи на ЦОД не трябва да остава без внимание на експлоатационната служба. Именно с тези съображения се ръководихме на площадката Linxdatacenter в Санкт Петербург, подготвяйки се за сертификация по Uptime Management & Operations през 2018 година и приводяйки всички системи на дата центъра в съответствие с най-добрите световни стандарти.
Днес ще разкажа как и защо внедрихме система за отдалечено наблюдение на налягането и „потока“ на въздуха в сървърните. Напомням, че в процеса на подготовка за одит на Uptime Institute една от задачите, които решавахме, беше въпросът за чистотата. Нашият екип работеше в две посоки: почистване (по-рано колегата ми как се борихме с праха в сървърните помещения) и контрол на налягането в сървърните зали. На мен, като главен инженер на компанията, беше възложено именно второто.
За какво става въпрос
Във всяко сървърно помещение има система за общо обмен на вентилация. Тя е изградена много просто: една вентилационна машина работи за подаване на въздух навътре, а втората – за извеждането му навън. И двете двигателя се управляват от честотни регулатори, тоест, може да се променя честотата на техните обороти и по този начин да се регулират обемите на подавания/изваждания въздух.
Задачи пред тази система са две:
- Да осигури необходимия въздушен обмен за комфортно пребиваване на хора в сървърната (броят на хората се определя в зависимост от спецификата на помещението),
- Да осигури излишно налягане на въздуха в сървърната, за да не се влекат в помещението частици прах през отворени врати и да се поддържа необходимата чистота.
Входящата вентмашина трябва да подава в сървърната повече въздух, отколкото се извежда. Така се осигурява излишно налягане в сървърната спрямо съседните помещения – така нареченият „поток“ на въздуха. При тази система въздухът попада в сървърната само през филтрите на входящата вентилация, а постъпването на нефилтриран въздух в сървърната е изключено.
Ако всичко случва да е обратно – всмукателната вентилация премахва повече въздух, отколкото подава подаващата, – то незаслуженият въздух започва да навлиза в сървърната стая от съседни помещения, което често е причина за наличие на прах по повърхностите и оборудването.
Без контрол
Изглежда просто. Обаче в момента, когато започнахме работа по подобряване на качеството на почистването в ЦОД-а, ние нямахме ефективен инструмент за контрол на наличието на натиск. Настройвахме честотата на подаване да е по-висока от честотата на извличане и след това извършвахме донастройка „на око“. Вратите към сървърната стая се отварят с трудност (като че ли се привличат навътре) – натискът е отрицателен. Ако е обратното – автоматиката не може да затвори – значи натискът е много силен. Опитвайки се да намерим някакъв баланс между тези две състояния, където сме около средата, спираме.
Но този подход е ненадежден и решихме, че е невъзможно да разчитаме на него допълнително.
Защо? Работейки „на око“, е невъзможно да се отчете влиянието на състоянието на въздушните филтри върху мощността на подаващата вентилация. Ако филтърът е чист – ще видим определени показатели на съпротивление и обем на подавания въздух, а ако филтърът е замърсен, то тези показатели ще се различават значително. По динамиката на отваряне-затваряне на вратата тези нюанси не могат да се проследят.
Обикновено замяната на филтъра се извършва по штатен механичен диференциален манометър, който изключва вентилацията на определен етап на замърсяване на филтъра (разликата в налягането преди и след филтъра не трябва да надвишава определен показател, съответстващ на нормата на чистота на филтъра).
Получава се, че има дълъг период на живот на филтъра, докато той постепенно се замърсява, а штатният диференциален манометър на вентилацията счита, че е годен за работа. Но мощността на вентилацията и следователно силата на натиса се променят в зависимост от състоянието на филтъра.
Штатният дифманометър на вентилацията.
В крайна сметка стигнахме до извода, че процесът на настройка и контрол на натиска в такъв сценарий е твърде сложен и отново неефективен за ЦОД-а.
Решение
За отговора на въпроса „И как да постъпим?“ се обърнахме към най-добрите световни практики, в което ни помогна пътуването до Стокхолм с екскурзия по местните ЦОД-ове.
В едно от на данни центрове Ние открихме нужното решение – механичният диференциален манометър беше инсталиран на входа на сървърното помещение и показа разликата в наляганията "сървърно помещение/коридор".
Интересното е, че шведските колеги използват диференциални манометри на входовете на сървърни помещения и за контрол на замърсяването на вентилационния филтър: те сменят филтрите при спад на налягането, без да чакат сигнал от стандартния диференциален манометър на вентилационната система. Показанията на манометъра се наблюдават визуално от дежурните по време на обходите.
След завръщането си, започнахме да търсим подобно оборудване в Русия. Установихме, че подобни диференциални манометри се използват у нас в т.нар. "чисти помещения", т.е. в операционни, лаборатории и т.н. Поради специалния статус на помещенията, цените за това оборудване се оказаха високи.
Освен това, нуждаехме се не от аналогов инструмент, а от цифров, предпочитаният вариант беше с изход 4-20мА, за да може да бъде свързан към системата за мониторинг на ЦОДа. Това беше важно за установяване на прагови стойности за изпращане на известия и за събиране и анализ на статистиката.
Който търси – той винаги намира.
Успяхме – скоро след началото на търсенето намерихме необходимо устройство: цифров диференциален манометър с екран и изход за свързване към BMS при бюджет около 10 000 рубли за единица.
Монтирахме, настроихме и ни учудва само едно – защо преди не сме се сетили сами за това и защо това решение не е стандарт в проектите на ЦОД.
Изглежда така:
Електронният диференциален манометър в коридора, извън сървърната зала, с една тръба на измервателния канал, вкарана в сървърната зала, а вторият канал измерва налягането в коридора.
Ето така устройството се показва в системата за мониторинг на ЦОДа:
Така изглеждат статистическите данни от манометъра в системата за мониторинг:
Според ГОСТ Р ИСО 14644-4-2002 "Чисти помещения и свързани контролирани среди", който взехме за ориентир, "за безпрепятствено отваряне на вратите и изключване на непредвидения срещу поток на въздуха поради турбулентност, обикновено разликата в налягането между чисти помещения или чисти зони с различни класове чистота трябва да бъде от 5 до 20 Па."
Този диапазон е приет от нас за норма в ЦОД. Веднага след отклонение, то се регистрира в системата, – както е показано на графиката по-долу.
Рязкото спадане на налягането на графиката е отворена врата към сървърната зала.
Ако показанията на сензора са под зададената стойност повече от 5 минути – значи нещо е с филтъра, е станала някаква авария, с други думи, нещо неправилно. Конкретно на тази графика причината е продължителното отваряне на вратата за доставка на оборудване в помещението.
Какво получихме
На първо място, ново ниво на контрол и прозрачност на работата на инженерните системи на дата центъра.
, MLFQ се опитва, контролът върху чистотата стана още по-ефективен: системата позволява да предупреждава за спад в подпора и предварително да сменя въздушните филтри или да отстранява други причини за неговото намаление.
На трето място, всички тези процеси се контролират с математически точни инструменти. Ние събиране история на наблюденията в динамика и имаме статистика за реалния срок на експлоатация на въздушните филтри и всички извънредни ситуации.
Извършеният одит Management & Operations и нашето скорошно посещение в европейски ЦОД-и показа, че сме пионери в тази област не само в Русия, а и в ЕС – такива решения не се срещат при всеки лидер на пазара на дата центрове в Европа.
Разбира се, тази система не е ключова за работата на инженерните системи на обекта. Въпреки това, това е изключително полезно допълнение за експлоатационната служба и отлична илюстрация на съответствието на нашия ЦОД с високите стандарти. В нашата индустрия няма дреболии.
Източник: habr.com
