У човек 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 от страна на експлоатационната служба. Именно тези съображения ръководеха нас на площадката Linxdatacenter в Санкт Петербург, докато се подготвяхме за сертификацията Uptime Management & Operations през 2018 година и приведохме всички системи на дата центъра в съответствие с най-добрите световни стандарти.
Днес ще ви разкажа как и за какво внедрихме система за отдалечен контрол на налягането и "подпора" на въздуха в сървърните. Напомням, че в процеса на подготовка за одит на Uptime Institute един от решаващите въпроси беше чистотата. Нашият екип работеше по две направления: почистване (по-рано колегата ми как се борихме с праха в сървърните помещения) и контрол на налягането в сървърните зали. Аз, като главен инженер на компанията, бях поверен точно на второто.
За какво става въпрос
Във всяко сървърно помещение има система за обществена вентилация. Тя е устроена много просто: една вентилационна машина работи за подаване на въздух вътре, а втората — за изтегляне навън. И двете двигателя се управляват от честотни регулатори, — тоест, може да се променя честотата на оборотите им и по този начин да се регулират обемите на подавания/извеждания въздух.
Задачите на тази система са две:
- Да осигури необходимия въздушен обмен за комфортно присъствие на хора в сървърната (броят на хората се задава въз основа на спецификата на помещението),
- Да осигури излишно налягане на въздуха в сървърната, за да не се вкарват в помещението частици прах през отворените врати и да се поддържа необходимата чистота.
Подаването на вентилационната машина трябва да осигури в сървърната повече въздух, отколкото излиза през изтеглянето. Така се осигурява излишно налягане в сървърната в сравнение със съседните помещения — т. нар. "подпор" на въздуха. При такава система въздухът попада в сървърната само през филтрите на подаването на вентилацията, и постъпването на нефилтриран въздух в сървърната е изключено.
Ако изведнъж всичко се случва наоборот – извличащата вентилация изважда повече въздух, отколкото подаваната вентилация, – то нефилтрираният въздух започва да навлиза в сървърното помещение от съседните стаи, което често е причина за наличието на прах върху повърхностите и оборудването.
Без контрол
Изглежда, че всичко е просто. Въпреки това, в момента на започване на работите по повишаване качеството на почистването в ЦОД-а, ние нямахме ефективен инструмент за контрол на наличието на въздушно налягане. Установявахме честотата на подаване да бъде по-висока от честотата на извличане и след това правехме донастройка „на око“. Вратите на сървърната стая се отварят с трудност (сякаш са привлечени навътре) – налягането е отрицателно. Ако е обратното – механизмът не се справя с затварянето – значи налягането е много силно. Намирайки известен баланс между тези две състояния, ние спирахме някъде по средата.
Въпреки това, този подход е ненадежден и решихме, че е невъзможно да разчитаме на него.
Защо? Работейки „на око“, е невъзможно да се отчитат влиянието на състоянието на въздушните филтри върху мощността на подаването на вентилацията. Ако филтърът е чист – ще виждаме определени показатели на съпротивление и обем на подавания въздух, но ако филтърът е замърсен, тези показатели ще се различават значително. По динамиката на отваряне-затваряне на вратата тези нюанси не могат да бъдат проследени.
Обикновено смяната на филтъра се случва по стандартен механичен диференциален манометър, който изключва вентилацията на определен етап от замърсяването на филтъра (разликата в налягането преди и след филтъра не трябва да надвишава определен показател, съответстващ на нормата за чистота на филтъра).
Получава се, че има дълъг период на живот на филтъра, докато той постепенно се замърсява, а стандартният диференциален манометър на вентилацията го счита за годен за работа. Но мощността на вентилацията и, следователно, силата на налягането се променят в зависимост от състоянието на филтъра.
Стандартният диференциален манометър на вентилацията.
В крайна сметка стигнахме до извода, че процесът на настройка и контрол на налягането при този сценарий е твърде сложен и отново неефективен за ЦОД-а.
Решение
За отговор на въпроса „И какво да направим?“ се обърнахме към най-добрите световни практики, в което ни помогна пътуването до Стокхолм с обиколка на местните ЦОД-ове.
В един от дата-центрове видяхме необходимо решение – механичният дифманометър беше инсталиран на входа на серверната и показваше разликата в наляганията «серверна/коридор».
Интересно е, че шведските колеги използват дифманометри на входа на серверните и за контрол на замърсеността на вентилационния филтър: те сменят филтрите при спад на налягането, без да чакат сигнал от стандартния дифманометър на вентилационната система. Показанията на манометъра се контролират визуално от дежурните по време на обходите.
Когато се върнахме, започнахме да търсим подобно оборудване в Русия. Оказа се, че подобни дифманометри се използват при нас в т.нар. «чисти помещения», тоест в операционни, лаборатории и др. Поради специалния статут на помещенията цените на това оборудване се оказаха небесни.
Освен това, необходим ни беше не аналогов уред, а цифров, желателно с изход 4-20мА, за да можем да го свържем с мониторинговата система на ЦОДа. Това беше важно за установяване на прагови стойности за изпращане на известия и за събиране и анализ на статистика.
Който търси – той винаги намира
Дадохме акъл – скоро след началото на търсенията успяхме да намерим необходимия уред: цифров диференциален манометър с екран и изход за свързване с BMS при бюджет от около 10 000 рубли за единица.
Инсталирахме, настроихме и се учудваме само на едно – защо преди сме си мислили сами за такова решение и защо то не е стандартно в проектите на ЦОД.
Изглежда така:
Електронният дифманометър в коридора извън серверната зала, тръбата на един измервателен канал е заведена в серверната зала, вторият канал измерва налягането в коридора.
Ето така устройството се показва в мониторинговата система на ЦОДа:
Така изглежда статистиката на показанията на манометъра в мониторинговата система:
Според ГОСТ Р ИСО 14644-4-2002 «Чисти помещения и свързани с тях контролирани среди», който взехме за ориентир, «за безпрепятствено отваряне на вратите и изключване на непредвиден срещи поток въздух поради турбуленция, като правило, разликата в налягането между чисти помещения или чисти зони с различни класове чистота трябва да бъде от 5 до 20 Па».
Точно този диапазон сме взели като норма в ЦОД-а. Веднага щом се случи отклонение, то се регистрира в системата, както е показано на графиката по-долу.
Рязкото спадане на налягането на графиката е отворена врата към сървърната стая.
Ако показанията на сензора са под зададеното ниво повече от 5 минути, значи нещо не е наред с филтъра, възникнала е аварийна ситуация, с други думи, нещо извънредно. Конкретно на тази графика причината е дългото отваряне на вратата за внасяне на оборудване в помещението.
Какво получихме
На първо място, ново ниво на контрол и прозрачност на работата на инженерните системи на дата-центъра.
На второ място, контролът над чистотата стана още по-ефективен: системата позволява да се предупреждава за спад на налягането и предварително да се сменят въздушните филтри или да се премахнат други причини за него.
На трето място, всички тези процеси се контролират с математически точни инструменти. Ние събираме история на наблюденията в динамика и имаме статистика за реалния срок на експлоатация на въздушните филтри и всички извънредни ситуации.
Принудителният одит на Management & Operations и нашето неотдавнашно посещение на европейски ЦОД-ове показа, че ние сме пионери в това направление не само в Русия, но 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 площадката. В същото време, тя е изключително полезно допълнение за експлоатационната служба и отлична илюстрация на съответствието на нашия ЦОД с високите стандарти. В нашата индустрия не съществуват дреболии.
Източник: habr.com
