W człowieku wszystko powinno być doskonałe, a w nowoczesnym centrum danych wszystko powinno działać jak szwajcarski zegarek. Żaden składnik skomplikowanej architektury systemów inżynieryjnych centrum danych nie powinien pozostawać bez uwagi służb eksploatacyjnych. Te właśnie założenia przyświecały nam w Linxdatacenter w Sankt Petersburgu, podczas przygotowań do certyfikacji Uptime Management & Operations w 2018 roku, doprowadzając wszystkie systemy centrum danych do zgodności z najlepszymi światowymi standardami.
Dziś opowiem, jak i dlaczego wdrożyliśmy system zdalnego monitorowania ciśnienia i podciśnienia w serwerowniach. Przypomnę, że w trakcie przygotowań do audytu Uptime Institute jednym z kluczowych zadań było zapewnienie czystości. Nasz zespół pracował w dwóch kierunkach: czyszczenie (wcześniej mój kolega pisaliśmy o tym, jak walczyliśmy z kurzem w serwerowniach) oraz kontrola ciśnienia w salach serwerowych. Mnie, jako głównemu inżynierowi firmy, przypadło właśnie to drugie zadanie. W każdej sali serwerowej znajduje się system wentylacji ogólnej. Działa on bardzo prosto: jedna maszyna wentylacyjna działa na dopływ powietrza do środka, a druga - na jego wyciągnięcie na zewnątrz. Oba silniki są sterowane regulatorami częstotliwości, co oznacza, że można zmieniać częstotliwość ich obrotów, a tym samym regulować ilość dostarczanego/usuwanego powietrza.
O czym mowa
System ten ma dwa zadania:
Zagwarantować wymaganą wymianę powietrza dla komfortowego pobytu ludzi w serwerowni (liczba osób ustalana jest w zależności od specyfiki pomieszczenia),
- Zapewnić nadciśnienie w serwerowni, aby nie wciągać do pomieszczenia cząsteczek kurzu przez otwarte drzwi i utrzymywać wymaganą czystość.
- Maszyna wentylacyjna powinna dostarczać do serwerowni więcej powietrza, niż jest wydalane wentylacją. Tak zapewnione jest nadciśnienie w serwerowni w stosunku do sąsiednich pomieszczeń - tzw. "podciśnienie" powietrza. Dzięki temu systemowi powietrze trafia do serwerowni tylko przez filtry wentylacji wlotowej, a napływ niefilterowanego powietrza do serwerowni jest wykluczony.
Maszyna wentylacyjna powinna dostarczać do serwerowni więcej powietrza, niż jest wydalane wentylacją. Tak zapewnione jest nadciśnienie w serwerowni w stosunku do sąsiednich pomieszczeń - tzw. "podciśnienie" powietrza. Dzięki temu systemowi powietrze trafia do serwerowni tylko przez filtry wentylacji wlotowej, a napływ niefilterowanego powietrza do serwerowni jest wykluczony.
Jeśli wszystko dzieje się odwrotnie – wentylacja wywiewna usuwa więcej powietrza niż wentylacja nawiewna dostarcza – to niewyfiltrowane powietrze zaczyna napływać do serwerowni z sąsiednich pomieszczeń, co często jest przyczyną obecności kurzu na powierzchniach i sprzęcie.
Brak kontroli
Wydaje się, że wszystko jest proste. Jednak na etapie rozpoczęcia prac nad poprawą jakości sprzątania w Centrum Danych nie mieliśmy skutecznego narzędzia do kontroli ciśnienia. Ustawialiśmy częstotliwość nawiewu wyższą niż częstotliwość wywiewu, a następnie dokonywaliśmy regulacji „na oko”. Drzwi do serwerowni otwierają się z trudnością (jakby były przyciągane do wnętrza) – ciśnienie jest ujemne. Jeśli jest odwrotnie – siłownik nie radzi sobie z zamknięciem – oznacza to, że ciśnienie jest bardzo silne. Starając się znaleźć pewną równowagę między tymi dwoma stanami, gdzieś pośrodku się zatrzymywaliśmy.
Jednak to podejście jest zawodowe, a my uznaliśmy, że nie możemy dalej na nim polegać.
Dlaczego? Pracując „na oko”, nie można uwzględnić wpływu stanu filtrów powietrza na wydajność wentylacji nawiewnej. Jeśli filtr jest czysty – zobaczymy określone wskaźniki oporu i objętości nawiewanego powietrza, jeśli filtr jest zanieczyszczony, to te wskaźniki będą się znacznie różnić. Na podstawie dynamiki otwierania-zamykania drzwi nie da się tych niuansów śledzić.
Zazwyczaj wymiana filtra odbywa się na podstawie mechanicznego manometru różnicowego, który wyłącza wentylację na określonym etapie zanieczyszczenia filtra (różnica ciśnień przed i za filtrem nie może przekraczać określonego wskaźnika, zgodnego z normą czystości filtra).
Wynika z tego, że istnieje długi okres życia filtra, podczas gdy stopniowo się zanieczyszcza, a standardowy manometr różnicowy wentylacji uznaje go za sprawny do pracy. Ale wydajność wentylacji i, co za tym idzie, siła ciśnienia zmieniają się w zależności od stanu filtra.
Standardowy manometr różnicowy wentylacji.
Ostatecznie doszliśmy do wniosku, że proces regulacji i kontroli ciśnienia w takim scenariuszu jest zbyt skomplikowany i znowu nieefektywny dla Centrum Danych.
Rozwiązanie
Po odpowiedź na pytanie „Co więc powinniśmy zrobić?” zwróciliśmy się do najlepszych światowych praktyk, co pomogła nam podróż do Sztokholmu z wycieczką po lokalnych Centrach Danych.
W jednym z data-centra Znaleźliśmy rozwiązanie, którego potrzebowaliśmy – mechaniczny manometr różnicowy został zainstalowany na wejściu do serwerowni i pokazywał różnicę ciśnień "serwerownia/korytarz".
Ciekawe, że koledzy ze Szwecji używają manometrów przy wejściu do serwerowni oraz do kontroli zanieczyszczenia filtra wentylacyjnego: zmieniają filtry przy spadku ciśnienia, nie czekając na sygnał z wbudowanego manometru systemu wentylacji. Odczyty manometru są wizualnie kontrolowane przez dyżurnych podczas ich obchodu.
Po powrocie zaczęliśmy szukać podobnego sprzętu w Rosji. Okazało się, że podobne manometry różnicowe są używane u nas w tzw. "czystych pomieszczeniach", to znaczy w salach operacyjnych, laboratoriach itd. Z powodu szczególnego statusu tych pomieszczeń ceny tego sprzętu były astronomiczne.
Ponadto potrzebowaliśmy nie analogowego urządzenia, ale cyfrowego, najlepiej z wyjściem 4-20 mA, aby można było je podłączyć do systemu monitorowania centrum danych. Było to istotne dla ustalenia progów do wysyłania powiadomień oraz do gromadzenia i analizy statystyk.
Kto szuka, ten zawsze znajdzie.
Mieliśmy szczęście – wkrótce po rozpoczęciu poszukiwań udało się znaleźć potrzebne urządzenie: cyfrowy manometr różnicowy z ekranem i wyjściem do podłączenia do BMS w budżecie około 10 000 rubli za sztukę.
Zainstalowaliśmy, skonfigurowaliśmy i tylko jedno nas zdumiewa – dlaczego wcześniej sami na to nie wpadliśmy i dlaczego to rozwiązanie nie jest standardem w projektach centrum danych.
Wygląda to tak:
Elektroniczny manometr różnicowy w korytarzu na zewnątrz sali serwerowej, rurka jednego kanału pomiarowego wprowadzona do sali serwerowej, drugi kanał mierzy ciśnienie w korytarzu.
Tak urządzenie jest wyświetlane w systemie monitorowania centrum danych:
Tak wygląda statystyka odczytów manometru w systemie monitorowania:
Zgodnie z GOST R ISO 14644-4-2002 „Czyste pomieszczenia i związane z nimi kontrolowane środowiska”, przyjętym przez nas jako wytyczna, „aby umożliwić swobodne otwieranie drzwi i wykluczyć nieprzewidziany przeciwny przepływ powietrza z powodu turbulencji, zazwyczaj różnica ciśnienia między czystymi pomieszczeniami lub czystymi strefami o różnych klasach czystości powinna wynosić od 5 do 20 Pa.”
Dokładnie ten zakres przyjmujemy jako normę w centrum danych. Gdy tylko następuje odchylenie, jest to od razu rejestrowane w systemie, – jak pokazano na poniższym wykresie.
Nagły spadek ciśnienia na wykresie – to otwarte drzwi do serwerowni.
Jeśli wskazania czujnika są poniżej ustalonej wartości przez ponad 5 minut – oznacza to, że coś jest nie tak z filtrem, doszło do jakiejś awarii, mówiąc krótko, coś nietypowego. W tym przypadku na wykresie przyczyną jest długotrwałe otwarcie drzwi w celu wprowadzenia sprzętu do pomieszczenia.
Co otrzymaliśmy
Po pierwsze,, nowy poziom kontroli i przejrzystości w działaniach systemów inżynieryjnych centrum danych.
Po drugie, kontrola czystości stała się jeszcze bardziej skuteczna: system pozwala na wcześniejsze ostrzeganie o spadku ciśnienia i wymianę filtrów powietrza lub eliminację innych przyczyn tego spadku.
Po trzecie, wszystkie te procesy są kontrolowane matematycznie precyzyjnymi narzędziami. Zbieramy historię obserwacji w dynamice i posiadamy statystyki dotyczące rzeczywistego czasu eksploatacji filtrów powietrza oraz wszystkich nietypowych sytuacji.
Przeprowadzony audyt Management & Operations oraz nasza ostatnia wizyta w europejskich centrach danych wykazały, że jesteśmy pionierami w tym zakresie nie tylko w Rosji, ale i w UE – takie rozwiązania nie są powszechne nawet wśród liderów rynku centrów danych w Europie.
Oczywiście, ten system nie jest kluczowy dla działania inżynieryjnych systemów obiektu. Niemniej jednak, jest to niezwykle przydatne uzupełnienie dla służby eksploatacyjnej i doskonała ilustracja zgodności naszego centrum danych z wysokimi standardami. W naszej branży nie ma drobnostek.
Źródło: habr.com
