Технологични тенденции при UPS системите

ЕлектроапаратурaСп. Инженеринг ревю - брой 5/2021 • 30.07.2021

 

  • Предлагайки с до 25% редуциране на габаритите, съвременните UPS решения не заемат много място и могат безпроблемно да бъдат интегрирани в среда с модерно IT оборудване

  • Новите модели се отличават с много по-висока функционалност и плътност на мощността, което ги превръща в незаменим актив в периферните центрове за данни

  • Налична е и опцията за рутинно докладване на състоянието, на чиято база да се предприемат автоматизирани действия

Технологичният напредък в областта на устройствата за непрекъсваемо токозахранване доведе до фундаментални промени в областта през последното десетилетие. Ползите от това развитие са най-значими, разбира се, за организациите, управляващи центрове за данни с критичен характер, например периферните центрове за данни или центровете за микроданни. С помощта на иновациите в сектора UPS устройствата стават по-ефективни, по-компактни, по-свързани, а общите им разходи за притежание намаляват. Съвременните UPS технологии дават възможност за спестяване на време и финансови средства, както и за свеждане на рисковете до минимум.


Ползи за периферните центрове за данни

Подобренията в UPS устройствата имат по-голямо значение за периферните центрове за данни, тъй като те позволяват прилагането на технологични трендове като IoT, изчисления в облака и мобилни приложения. Всички тези технологии изискват мрежова периферия, като и повече изчислителна мощност. Организации от редица сектори като транспорт, аварийно осветление и търговия установяват, че периферните центрове за данни предлагат уникални предимства по отношение на обслужване, експлоатационна готовност и мониторинг.

Физическите размери на устройствата за непрекъсваемо захранване винаги са били сред основните предизвикателства по отношение на периферните центрове за данни. Предлагайки с до 25% редуциране на габаритите, съвременните UPS решения не заемат много място и могат безпроблемно да бъдат интегрирани в среда с усъвършенствано IT оборудване.

Същевременно по-малките размери на непрекъсваемите захранвания не компрометират ефективността им. В действителност новите модели се отличават с много по-висока функционалност и плътност на мощността, което ги превръща в незаменим актив в периферните центрове за данни. В допълнение съвременните UPS устройства се предлагат с отвори за охлаждане отстрани на корпуса, което позволява поставянето им до друго оборудване или дори до стена с цел спестяване на пространство.

Новата вълна от устройства за непрекъсваемо захранване са и по-енергийно ефективни. Благодарение на това периферните центрове за данни могат да повишат ефективността си от 94 на 99%. Това, от своя страна, означава спестяване на огромен дял от енергийните разходи – около 5000 щатски долара на един UPS годишно според проучвания.

Съвременните UPS устройства се проектират като модулни, със сменяеми компоненти, което означава, че те могат да бъдат модифицирани с резервни модули на място, без да се нарушава възможността за експлоатация. Модулният дизайн се отнася до захранващите модули и други елементи от съществено значение като вентилатори, платки за свързаност и байпасни комутатори. Центровете за данни могат да се запасят с резервни части, за да гарантират работата на непрекъсваемите захранвания дори при наличието на проблем.

Същевременно развитието в областта на платките за свързаност носи ползи по отношение на киберсигурността, които позволяват на операторите на центъра за данни да осъществяват отдалечен мониторинг и управление на системата. Налична е и опцията за рутинно докладване на състоянието, на чиято база да се предприемат автоматизирани действия. В резултат персоналът може от разстояние да следи експлоатационните показатели на UPS устройствата и да бъде известен в случай на проблеми като кратък живот на батериите или нефункциониращ вентилатор. Тези функционалности са необходими за всеки работещ ефективно или периферен център за данни.

Модерните непрекъсваеми захранвания могат да бъдат оборудвани с литиево-йонни батерии, които издържат по-дълго и са устойчиви на по-високи работни температури. Те също подлежат на множество цикли, без това да оказва влияние върху експлоатационните им характеристики. Литиево-йонните батерии също са доста по-малки, което дава възможност за спестяване на пространство в периферните центрове за данни.


Отдалечено наблюдение

През последните няколко месеца центровете за данни се представиха отлично, не само заради справянето с нарастващите потребности, породени от преминаването към работа от вкъщи и повишеното използване на стрийминг услуги по време на наложените карантини, но и заради факта, че това бе постигнато с помощта на силно намален брой на обслужващия ги персонал. Дори и обществото да започва бавно да се завръща към нормалното, е вероятно социалната дистанция, ограниченият физически достъп до някои локации и други предпазни мерки да се запазят в обозримото бъдеще. Това неизбежно поставя акцент върху необходимостта от отдалечен мониторинг. Облачно базираното дистанционно наблюдение предоставя 24/7/365 поддръжка за непрекъсваемите захранвания, предпазващи центровете за данни от непланирани престои, гарантирайки, че системите работят ефективно, без да е необходимо присъствието на персонал на място.

В най-опростения си вариант мониторингът на UPS устройства се реализира чрез безнапреженови присъединявания, представляващи клеми, свързани директно към непрекъсваемото захранване, или карта за достъп. Този мониторинг предоставя прости отговори от типа “истина/неистина”, за да се изясни например дали има прекъсване в захранващата мрежа или дали UPS устройството работи на батерия.

Съоръженията от критично значение обаче се нуждаят от много по-усъвършенствано ниво на комуникация с цел непрекъснато следене на важните данни, което да позволи дистанционното управление на евентуално възникналите алармени ситуации. Това налага необходимостта от мрежово базиран подход чрез Ethernet или през интернет, за което съществуват няколко възможности.

Първата опция е да се използва RS-232 връзка, която макар и да е относително просто решение, е широко прилагана в множество инсталации. Друг популярен метод е Modbus, отворен протокол, превърнал се в най-разпространения начин за свързване на индустриални електронни устройства. Modbus дава възможност за серийна комуникация от единична RS-232 или RS-485 връзка чрез създаване на йерархична структура. Използва се и Profibus, като този метод е признат за стандарт за Fieldbus комуникация в автоматизацията.

При съвременните непрекъсваеми захранвания обаче се използва друго решение – т. нар. Simple Network Management Protocol (SNMP) – независим от доставчика и платформата протокол, който позволява отдалечен мониторинг и управление на устройството от централна локация. На практика непрекъсваемите захранвания са оборудвани с мрежов адаптер и са свързани със специализиран софтуер за управление, който им позволява както да предават данни, така и да получават външни команди и инструкции, например за изключване на системата в случай на отказ на захранването.

Облачно базираният SNMP мониторинг дава възможност на UPS устройството да комуникира с дистанционен обслужващ център, разполагащ 24/7/365 с експерти, като всички взаимодействия се реализират през сигурно SSL криптиране. Обслужващият център изпраща запитвания към непрекъсваемото захранване на равни интервали (ежедневно, ежеседмично, ежемесечно), за да провери актуалните му експлоатационни характеристики и работната среда. Същевременно най-новите модели UPS устройства извършват и автоматично тестване на всеки 24 часа, изпращайки аларма при неизправност или внезапна промяна в условията на работната среда. Ако се задейства такава аларма, софтуерът за дистанционно наблюдение изпраща имейл или SMS нотификации на съответния персонал. Известия се изпращат и до сервизния център, където висококвалифицирани специалисти извършват по-задълбочена диагностика. Ако е необходимо, веднага може да се организира посещение от технически екип на място, който да поправи или подмени повредените компоненти. В най-лошия случай се инициира изключване на цялото свързано оборудване.

В нормален експлоатационен режим техниците от сервизния център и персоналът на центъра за данни могат дистанционно да изпращат запитвания към регистрите на UPS устройството и в резултат да се генерират доклади за изменението на експлоатационните параметри във времето.


Алтернативи на оловно-киселинните батерии

Въпреки че непрекъсваемите захранвания изпълняват редица важни функции, повечето потребители ги ценят основно заради предоставяната енергия при аварийни ситуации вследствие на прекъсване на електроподаването. UPS устройствата осигуряват времето, необходимо за предпазване на чувствително оборудване и данни от въздействието на прекъсване в електрозахранването чрез стартиране на авариен генератор, изключване на оборудването по подходящ начин или прехвърляне на данните и изчисленията към резервни системи.

Днес за повечето от непрекъсваемите захранвания се използват оловно-киселинни батерии – доказана технология в множество индустриални сектори, предоставяща висока разходна ефективност. Въпреки предимствата обаче, оловно-киселинните батерии често са непопулярен избор сред операторите на центрове за данни поради размерите и теглото им, както и заради изискванията им за поддръжка, токсичния им характер и относително краткия сервизен живот. Затова в продължение на много години производителите на UPS устройства търсят алтернативни решения, които да са по-компактни, по-надеждни и по-екологосъобразни от оловно-киселинните батерии, но същевременно да предлагат и аналогични нива на оперативните разходи.

Продължителното търсене на жизнеспособна алтернатива е по-близо до края си от всякога с прилагането на литиево-йонни батерии, маховици, ултракондензатори и горивни клетки, които предлагат редица предимства пред оловно-киселинните батерии за непрекъсваеми захранвания. Някои от тези варианти обаче все още се отличават с по-високи разходи, а това често е определящият фактор при закупуване на UPS.

Все пак картината се изменя бързо – в ограничен брой приложения литиево-йонните батерии и маховиците са практична и целесъобразна опция. Отчитайки нарастващата потребност за по-ефективни и екологосъобразни решения за съхранение на енергия, производителите работят усилено за редуциране на разходите и преодоляване на предизвикателствата по отношение на алтернативите на оловно-киселинните батерии. Едно обаче е сигурно – новите технологии ще изглеждат по-различно, ще работят по-ефективно и ще са с по-ниски разходи за притежание в сравнение с днешните системи.

 

ЕКСКЛУЗИВНО

Top