免费的美国Av片_夜夜爱夜夜做夜夜爽_中文字幕无码中文幕_91人成网站在线观看

公司簡(jiǎn)介 企業(yè)文化 價(jià)值觀念 企業(yè)榮譽(yù) 工廠實(shí)景
UPS不間斷電源 逆變電源 鉛酸免維護(hù)蓄電池 EPS應(yīng)急電源 模塊化在線式UPS 電力專用UPS UPS電源通訊選配
公司新聞 行業(yè)動(dòng)態(tài) 新品促銷
模塊化UPS解決方案 冗余并機(jī)解決方案 單機(jī)運(yùn)行解決方案 雙總線模塊化N+X解決方案 雙總線N+1解決方案 電力行業(yè)解決方案
售后服務(wù) 軟件下載 在線支持 UPS電源報(bào)價(jià)
專業(yè)知識(shí) 常見(jiàn)問(wèn)題 電源名詞解釋

地址:東莞市莞城區(qū)東城西路城市花園商貿(mào)大廈A座1106
電話:0769-22323936
傳真:0769-22475353
聯(lián)系人:陽(yáng)先生 15814169797(東莞)
徐小姐 18902697919(東莞)
鄒小姐 15920656519(東莞)
郵編:523000
郵箱:smart-vivian@163.com

|| 您現(xiàn)在的位置:東莞鴻馭電源 >> 首頁(yè) >> 文章詳情

文章詳情

供電系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)與模塊化UPS
發(fā)布時(shí)間:2012.11.08  新聞來(lái)源:東莞市鴻馭電源有限公司     [ 返回 ] [ 打印 ]

 

摘 要

系統(tǒng)模塊化是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)的重要理念和基本策略,數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)建造中的很多問(wèn)題都與系統(tǒng)模塊化程度有關(guān)。模塊化以及與之關(guān)系緊密的標(biāo)準(zhǔn)化,為數(shù)據(jù)中心帶來(lái)了廣泛的好處,它不僅簡(jiǎn)化了從初始規(guī)劃到日常操作的每一個(gè)流程,還顯著改進(jìn)了數(shù)據(jù)中心商業(yè)價(jià)值的所有三個(gè)主要組成部分 – 可用性、適應(yīng)性和總擁有成本。 模塊化 UPS 是可用性級(jí)別最高的模塊化系統(tǒng),引領(lǐng)著數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)建造的理念和方向。

關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)中心、系統(tǒng)模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化UPS

一、可修復(fù)和可快速修復(fù)功能是提高系統(tǒng)可用性的關(guān)鍵

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)和運(yùn)行的一個(gè)最基本也是最重要的要求是系統(tǒng)必須能連續(xù)工作。而工作連 續(xù)性的程度通常是用系統(tǒng)的可用性來(lái)描述的。系統(tǒng)可用性 A(t)的定義為:電子系統(tǒng)在使用過(guò)程中(尤其在 不間斷連續(xù)使用的條件下)可以正常使用的時(shí)間與總時(shí)間之比??捎眯允怯煽煽啃詤?shù)MTBF(平均無(wú) 故障時(shí)間)和故障后平均修復(fù)時(shí)間參數(shù) MTTR 表示的,即:

可靠性MTBF愈高,系統(tǒng)的可用性愈高,這是不言而喻的事,但設(shè)備的可靠性是有限的,特別是由若 干不同功能不同廠家的設(shè)備組成的復(fù)雜的系統(tǒng),可靠性很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求的水平,使數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施特 別是供電系統(tǒng)變得很脆弱。于是,設(shè)計(jì)者和用戶很自然的想到必須從系統(tǒng)的可修復(fù)和可快速修復(fù)上找出路, 因?yàn)楸M管系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性達(dá)不到要求的高度,故障隨時(shí)都可能發(fā)生,但只要系統(tǒng)中的所有設(shè)備故障后 都是可修復(fù)并可快速修復(fù)的,故障后平均修復(fù)時(shí)間MTTR數(shù)值很小甚至趨近于零,那么系統(tǒng)的可用性同樣 可以很高。

可修復(fù)和可快速修復(fù)成為數(shù)據(jù)中心用戶和設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)追求的首要目標(biāo)。只要組成系統(tǒng)的所有 具備獨(dú)立功能的子系統(tǒng),在系統(tǒng)投入運(yùn)行后都是可拆卸、可移動(dòng)、可更換的,那末這個(gè)系統(tǒng)必然是可修復(fù)的。

可快速修復(fù)通常指可無(wú)工具拆卸和可拔插更換子系統(tǒng)和設(shè)備。但是,如果功能相同的兩個(gè)設(shè)備可冗余 配置,當(dāng)一個(gè)設(shè)備故障停止運(yùn)行后,另一個(gè)與之冗余并機(jī)的設(shè)備可繼續(xù)工作而保證系統(tǒng)正常運(yùn)行,那末, 對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言,我們可以認(rèn)為冗余并機(jī)環(huán)節(jié)沒(méi)有發(fā)生造成系統(tǒng)宕機(jī)的故障,可靠性很高;也可以認(rèn)為 雖然設(shè)備發(fā)生故障,但是在修復(fù)過(guò)程中沒(méi)有影響整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行,修復(fù)時(shí)間為零。

以上設(shè)計(jì)理念已在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施用戶和設(shè)計(jì)者中取得了最廣泛的共識(shí),并在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和建造 中取得了廣泛的應(yīng)用和顯著的效果。

二、"系統(tǒng)模塊化"是可修復(fù)和可快速修復(fù)的根本條件

我們把具有獨(dú)立功能,在系統(tǒng)中可整體安裝、拆卸、移動(dòng)、更換的子系統(tǒng)稱之為模塊,那么上面的設(shè) 計(jì)理念可概括為以下三句話:

1、現(xiàn)代的數(shù)據(jù)中心要求基礎(chǔ)設(shè)施必須是一個(gè)能連續(xù)工作的系統(tǒng);
2、一個(gè)能連續(xù)工作的系統(tǒng)必然是可修復(fù)和可快速修復(fù)的系統(tǒng);
3、一個(gè)可修復(fù)和可快速修復(fù)的系統(tǒng),組成該系統(tǒng)的所有子系統(tǒng)必然要具備模塊化特征;

模塊化即將完整的產(chǎn)品或流程按功能分成小塊,即模塊。根據(jù)上面講的,模塊的特征應(yīng)該是: ?

模塊是系統(tǒng)中一個(gè)具有獨(dú)立功能和可獨(dú)立運(yùn)行的單元;
結(jié)構(gòu)上可整體安裝、拆卸、更換、移動(dòng);
相同單元可冗余并機(jī)運(yùn)行。

在系統(tǒng)中,根據(jù)需要對(duì)這些模塊進(jìn)行組裝,以產(chǎn)生原始產(chǎn)品/流程的各種變體。以我們很熟悉的手電筒 電池為例:可以將不同數(shù)量的電池(模塊)進(jìn)行組合,從而獲得不同功率的電源。在 IT 設(shè)備中,刀片式 服務(wù)器和 RAID 陣列也是模塊化的典型例子,將多個(gè)設(shè)備組合在一起獲得不同數(shù)量的服務(wù)器或不同大小的 存儲(chǔ)容量。模塊無(wú)需完全相同:以 Lego? 積木為例,這些模塊在某些方面相同,某些方面卻不同,譬如, 其顏色、大小和形狀各不相同,但連接方式和尺寸均采用標(biāo)準(zhǔn)形式,以便可以將積木(模塊)組裝成一個(gè) 集成系統(tǒng)。不同的模塊化系統(tǒng)可以根據(jù)所需的功能劃分目標(biāo),將不同數(shù)量的相同模塊或不同模塊(表示不 同的標(biāo)準(zhǔn)化級(jí)別)并入集成的模塊或系統(tǒng)中。

數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施是集成了多種功能的復(fù)雜系統(tǒng),需要進(jìn)行仔細(xì)的工程設(shè)計(jì),以按照在標(biāo)準(zhǔn)化級(jí)別與 用戶靈活性之間取得最佳平衡的方式進(jìn)行模塊化。系統(tǒng)中存在各種級(jí)別的模塊化設(shè)計(jì)的可能性。下面是一 些示例: 

可互換的 UPS 功率模塊和電池模塊:在功率、冗余程度和運(yùn)行時(shí)間方面均實(shí)現(xiàn)了可擴(kuò)展性,而 且能夠進(jìn)行熱插拔,從而在不需要停止系統(tǒng)運(yùn)行的條件下進(jìn)行維修;
標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化布線:將房間布線細(xì)分為行級(jí)模塊或機(jī)架級(jí)模塊,避免了混亂并易于出錯(cuò)的布線 狀態(tài),并簡(jiǎn)化和加速了斷開(kāi)-重新排列-重新連接的流程。模塊化配電系統(tǒng)的方式很多,可以采用為 整行負(fù)載供電的機(jī)架大小的模塊化設(shè)備,也可以采用服務(wù)于單個(gè)機(jī)架的電源插板(機(jī)架PDU);
機(jī)架級(jí)通風(fēng)裝置:將房間氣流細(xì)分為各機(jī)架局部控制,以便對(duì)高溫區(qū)域進(jìn)行精確制冷;
高密度機(jī)架系統(tǒng):將機(jī)架、配電系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)集成為一個(gè)獨(dú)立的封閉"空間",以冷卻和隔離發(fā)熱 量密集的 IT 設(shè)備(此時(shí),"模塊"指集成的整個(gè)系統(tǒng))。

根據(jù)模塊的特征,在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施中,一根線纜、一臺(tái)整機(jī)UPS或空調(diào)機(jī),都是一個(gè)模塊,但是 由于設(shè)計(jì)的疏忽,有時(shí)它們?cè)谙到y(tǒng)中卻失去了模塊化功能:一根線纜可能因?yàn)閿?shù)量多并相互擠壓而無(wú)法識(shí) 別和更換,以至于一個(gè)老鼠啃壞一條線纜的絕緣就會(huì)使系統(tǒng)癱瘓而且不能迅速恢復(fù);一臺(tái)大型UPS或空調(diào) 機(jī)因走道空間狹窄或搬運(yùn)工具進(jìn)不去而不能運(yùn)出更換;一臺(tái)裝入機(jī)柜的變壓器故障后因工具無(wú)法在機(jī)柜內(nèi) 施展而無(wú)法更換等,這些事例屢見(jiàn)不鮮,使具有這種隱患的系統(tǒng)也就不再具備可修復(fù)或可快速修復(fù)的功能。

這里引伸出的是一個(gè)新的概念-系統(tǒng)模塊化概念。在一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)中,盡管組成系統(tǒng)的所有子系統(tǒng)都 是模塊化的,但是由于缺乏系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì),使部分模塊失去可更換、可移動(dòng)的功能,最終使整個(gè)系統(tǒng)變 成一個(gè)不可修復(fù)或不可快速修復(fù)的系統(tǒng),可用性大大降低。

"系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)"已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)建造必須遵守的原則。模塊化使一切事情變得更加便利、更可 預(yù)測(cè)、更為經(jīng)濟(jì)、更易于理解以及更加安全。"系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)"觀念在行業(yè)中已上升到一個(gè)新的高度,成 為了一種富有創(chuàng)造性并具突出戰(zhàn)略意義的設(shè)計(jì)哲學(xué)。

三、模塊化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

從上面所述可知,模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是建造可修復(fù)和可快速修復(fù)系統(tǒng)的基礎(chǔ),采用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)和連接方 式的模塊化組件使一切變得更容易、更迅速,且成本更低。從供應(yīng)商的制造與庫(kù)存,到設(shè)計(jì)與工程規(guī)劃過(guò) 程,再到客戶現(xiàn)場(chǎng)的安裝與運(yùn)營(yíng),無(wú)不如此。以下幾點(diǎn)突顯了模塊化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì): ?

模塊化系統(tǒng)是可擴(kuò)展的:模塊化的基礎(chǔ)設(shè)施可以根據(jù)當(dāng)前的 IT 需求進(jìn)行部署,并且能在以后根 據(jù)需要添加更多組件,這種"系統(tǒng)規(guī)模塊化"能力顯著降低了總擁有成本;
模塊化系統(tǒng)是可更改的:在系統(tǒng)中可通過(guò)模塊的重新配置,為滿足不斷變化的 IT 需求提供了極大的靈活性;
模塊化系統(tǒng)是可移植的:在安裝、升級(jí)、重新配置或移動(dòng)模塊化時(shí),獨(dú)立組件、標(biāo)準(zhǔn)接口以及易 于理解的結(jié)構(gòu)既節(jié)省了時(shí)間又節(jié)約了資金;
模塊化組件是可替換的:發(fā)生故障的模塊可以很容易被換下,以便進(jìn)行升級(jí)或修理,而且通常無(wú) 需停止系統(tǒng)運(yùn)行;
模塊化可提高故障修復(fù)的質(zhì)量:模塊的可移植和可插拔特性使得很多工作可以在工廠進(jìn)行,既包 括交貨之前(如配電設(shè)備的預(yù)先布線),也包括交貨之后(如電源模塊的修理)。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度 上分析,同樣的工作,在工廠內(nèi)完成要比在現(xiàn)場(chǎng)操作的再故障率低得多,例如,與在現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的 UPS 電源模塊相比,在工廠修復(fù)的模塊在引起斷電、發(fā)生新的故障或無(wú)法恢復(fù)到滿負(fù)荷工作狀 態(tài)方面的概率要低上百倍。

模塊化是標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ),是標(biāo)準(zhǔn)化不可或缺的基本條件。幾乎所有好處都能以某種方式追溯至標(biāo)準(zhǔn)化 的兩個(gè)強(qiáng)大的基礎(chǔ)屬性:模塊化構(gòu)件結(jié)構(gòu)和提高的人類學(xué)習(xí)能力,如圖1所示。

模塊化UPS結(jié)構(gòu)

正是這兩個(gè)特征產(chǎn)生了遍及整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施的好處,為基礎(chǔ)設(shè)施的幾乎每個(gè)方面帶來(lái)了累積的正面影 響。

人類學(xué)習(xí)-理解的力量:
模塊化提高了設(shè)備的效率,易于理解性則提高了人的效率。模塊化標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)在各個(gè)層面上使人類的 學(xué)習(xí)更加方便。事物不僅更易于理解,而且可預(yù)測(cè)性和可重復(fù)性也更強(qiáng),因而發(fā)生問(wèn)題的概率更低,并且 當(dāng)發(fā)生問(wèn)題時(shí)更容易識(shí)別。

事物越易于理解、可預(yù)測(cè)性越強(qiáng),便越容易解釋、編制文檔、操作、查明問(wèn)題并修復(fù)。這些效應(yīng)往往 互為基礎(chǔ),從而使安裝、維護(hù)工作可以做到:
減少人為錯(cuò)誤:標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于人類學(xué)習(xí)最突出的貢獻(xiàn)莫過(guò)于減少了數(shù)據(jù)中心中的人為錯(cuò)誤,從標(biāo)準(zhǔn) 化模塊化組裝流程到系統(tǒng)的故障診斷、文檔編制、培訓(xùn)等都更加簡(jiǎn)單、有效,從而使員工更熟練、 更不容易出錯(cuò);
預(yù)見(jiàn)問(wèn)題:對(duì)工作原理的了解,再加上此類事物的標(biāo)準(zhǔn)化程序(如設(shè)備監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)程序), 形成了一個(gè)足以應(yīng)對(duì)那些"意外"事故的強(qiáng)大防御手段;
提高效率:由于這些學(xué)習(xí)效果相互影響并互相推動(dòng),效率得到了全面提高。員工的知識(shí)越全面, 在相關(guān)問(wèn)題上所花費(fèi)時(shí)間的利用率就越高。人為錯(cuò)誤的減少不但減少了在糾正人為引發(fā)問(wèn)題上所 需的時(shí)間,而且也減少了答復(fù)與此類問(wèn)題有關(guān)的電話幫助熱線的時(shí)間。使人力資源得到更好地釋 放和合理使用;
批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì):部件和流程的標(biāo)準(zhǔn)化模塊化使批量生產(chǎn)成為可能,批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下 幾個(gè)方面:成本更低、質(zhì)量更高、更易于維修、產(chǎn)量更大、交貨速度更快。

四、模塊化系統(tǒng)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施商業(yè)價(jià)值的貢獻(xiàn)

如何衡量和評(píng)估數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的商業(yè)價(jià)值?由于基礎(chǔ)設(shè)施的主要功能是確保 IT 設(shè)備的持續(xù)運(yùn) 行,所以其商業(yè)價(jià)值有三個(gè)因素組成: 

可用性:可用性越高,商業(yè)價(jià)值也越高;
適應(yīng)性:快速響應(yīng)變化的 IT 需求成為能否實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)功能和預(yù)期目標(biāo)的關(guān)鍵;
總擁有成本:在使用壽命期間購(gòu)買和運(yùn)行的總成本。
這三個(gè)組成部分與商業(yè)價(jià)值的關(guān)系如圖2所示。

數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的商業(yè)價(jià)值

能夠提高可用性和適應(yīng)性并降低總擁有成本的事物即是基礎(chǔ)設(shè)施商業(yè)價(jià)值的驅(qū)動(dòng)因素。在這種客觀的 因果關(guān)系中,標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化所產(chǎn)生的好處可同時(shí)驅(qū)動(dòng)所有這三個(gè)"性能參數(shù)"。

1、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)提高可用性的作用:

模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)提高可用性的作用表現(xiàn)在提高設(shè)備可靠性、降低平均修復(fù)時(shí)間、減少人為錯(cuò)誤等三 個(gè)方面。

(1)提高設(shè)備可靠性:

標(biāo)準(zhǔn)化模塊化可明顯地提高設(shè)備的可靠性:
批量生產(chǎn)可降低了生產(chǎn)缺陷;
模塊化組件可以返回制造商處進(jìn)行維修,可極大地提高了維修質(zhì)量;
采用標(biāo)準(zhǔn)化連接的模塊化系統(tǒng)可以按照與現(xiàn)場(chǎng)同樣的方式在工廠內(nèi)進(jìn)行配置,因而可以在工廠內(nèi)進(jìn)行 預(yù)先調(diào)適和測(cè)試,以發(fā)現(xiàn)缺陷;
標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化組件更易于實(shí)現(xiàn)內(nèi)部冗余配置以及熱插拔更換功能;
采用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)后,可以更方便地進(jìn)行前瞻性維護(hù),以便在逐步演變?yōu)橹卮髶p失之前識(shí)別 問(wèn)題;
降低對(duì)容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤的預(yù)防性維護(hù)的依賴性。

(2)降低平均恢復(fù)時(shí)間 (MTTR):

模塊化標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)降低平均恢復(fù)時(shí)間 (MTTR)是最明顯不過(guò)的:
模塊的熱插拔功能可以迅速將發(fā)生故障的模塊化組件拔下,以進(jìn)行更換,因此,不存在因等待修理而 耽擱系統(tǒng)恢復(fù)的情況;
模塊化標(biāo)準(zhǔn)化令系統(tǒng)更容易理解與操作,加快了問(wèn)題的診斷速度,并提高了用戶自己進(jìn)行診斷與更正 的可能性。

(3)減少人為錯(cuò)誤:

迄今為止,在提高可用性的所有途徑中,減少人為錯(cuò)誤是最行之有效的手段。隨著設(shè)備與程序的模塊 化標(biāo)準(zhǔn)化,功能更加透明,日常操作更加簡(jiǎn)單并更容易學(xué)習(xí),一切事物都按照預(yù)計(jì)的方式運(yùn)行 – 所有這 些,都降低了發(fā)生從輸入錯(cuò)誤命令到拔錯(cuò)插頭的任何故障的可能性。

2、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)提高適應(yīng)性的作用

模塊化標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)提高適應(yīng)性的作用表現(xiàn)在加快部署速度、增強(qiáng)可擴(kuò)展的能力;增強(qiáng)可重新配置的能力 等三個(gè)方面:

(1)加快部署速度:

模塊化標(biāo)準(zhǔn)化可明顯地加快部署速度:
加快規(guī)劃與設(shè)計(jì)速度,可根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)以合理的方式配置系統(tǒng)結(jié)構(gòu),包括模塊單元的物理排列,僅選 用滿足當(dāng)前 IT 需求的設(shè)備數(shù)量與類型;
模塊化結(jié)構(gòu)所固有的設(shè)計(jì)靈活性,可及時(shí)地滿足特殊的基礎(chǔ)設(shè)施需求;
標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)貨供應(yīng),因而提高了交貨速度;
標(biāo)準(zhǔn)化的連接方式可減少現(xiàn)場(chǎng)配置與連接的工作量,加快安裝速度;
標(biāo)準(zhǔn)化模塊可以采用與現(xiàn)場(chǎng)一模一樣的方式在工廠進(jìn)行連接并預(yù)先測(cè)試,系統(tǒng)的調(diào)試速度也提高了;
僅根據(jù)當(dāng)前的 IT 需求進(jìn)行設(shè)計(jì),因而只需部署比典型的傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量更少的小型基礎(chǔ)設(shè)施,進(jìn) 一步縮短了各個(gè)部署階段所需的時(shí)間。

(2)增強(qiáng)可擴(kuò)展的能力:

采用模塊化構(gòu)建模塊化的結(jié)構(gòu),系統(tǒng)功能可以逐塊獲得,因而可使從配線柜到大型數(shù)據(jù)中心的任何大 小的 IT 空間的配置達(dá)到最佳狀態(tài)。更為重要的一點(diǎn)是,可以只按照啟動(dòng)時(shí)所需的 IT 需求來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的 基礎(chǔ)設(shè)施。而后,隨著 IT 需求的增長(zhǎng),可以添加更多的構(gòu)造模塊,而無(wú)需重新對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行工程設(shè)計(jì), 也無(wú)需關(guān)閉關(guān)鍵設(shè)備。這種"系統(tǒng)規(guī)模優(yōu)化"策略顯著降低了數(shù)據(jù)中心在使用壽命期間的成本。

(3)增強(qiáng)可重新配置的能力:

IT 的更新周期通常為二年至三年,因此,重新配置、升級(jí)或移動(dòng)能力在基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)性中占據(jù)著重要 的地位。模塊化組件可以拔下、重新排列并重新連接。除了因商業(yè)需要而進(jìn)行的重新配置之外, IT 設(shè)備 的功率密度隨著其物理尺寸的不斷縮?。ㄈ绲镀椒?wù)器)而穩(wěn)定增長(zhǎng),因此,也需要定期重新配置機(jī)架、 供電系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)。此外,可熱插拔的模塊化組件為重新配置不同級(jí)別的冗余、不同電壓或不同插頭類 型提供了可能性。不僅是模塊化結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了斷開(kāi)連接、移動(dòng)并重新連接這一物理過(guò)程,除此之外,制造商 對(duì)設(shè)備模塊化的仔細(xì)設(shè)計(jì)也將重新設(shè)計(jì)的需要降至最低,并最大限度地提高了將現(xiàn)有設(shè)備重復(fù)用在新配置 中的能力。

3、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)降低總擁有成本的作用

模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)降低總擁有成本的作用表現(xiàn)在降低投資成本、降低非能源運(yùn)營(yíng)成本、降低能源成本 等三個(gè)方面:

(1)降低投資成本:

標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化結(jié)構(gòu)從以下兩個(gè)主要方面降低了投資成本:
采用模塊化結(jié)構(gòu)后,基礎(chǔ)設(shè)施的大小緊密配合當(dāng)前的 IT 需求而規(guī)劃,而不是根據(jù)最大的規(guī)劃需求來(lái) 構(gòu)建初始容量;
簡(jiǎn)單明了的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了從規(guī)劃到安裝的整個(gè)部署過(guò)程中的每個(gè)步驟,這種簡(jiǎn)化不僅縮短了每個(gè)階段所 需的時(shí)間,而且往往減少了尋求外部幫助的需要。例如,機(jī)架級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化配電系統(tǒng)即從可擴(kuò) 展性和簡(jiǎn)單性兩方面節(jié)約了成本:可以只為安裝的機(jī)架部署電源和電纜,而無(wú)需為整個(gè)房間布線,因而減少了工作量。同樣,集成了電纜與空氣流通裝置的標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化機(jī)架設(shè)備為基礎(chǔ)設(shè)施提供了可 擴(kuò)展性,并簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和安裝過(guò)程,將設(shè)計(jì)咨詢和定制安裝服務(wù)的需求降低最低。

(2)降低非能源運(yùn)營(yíng)成本:

設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單、易于學(xué)習(xí),意味著培訓(xùn)的效率可以更高,運(yùn)營(yíng)/維護(hù)程序也可以更高效并減少出錯(cuò)的幾 率。標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)備與程序的更易于理解,也意味著更多的維護(hù)工作可以由 IT 人員來(lái)完成,而無(wú)需供 應(yīng)商提供維護(hù)。采用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)后,借助于易于掌握的管理工具,可以更方便地進(jìn)行預(yù)測(cè)性維 護(hù),以便在逐步演變?yōu)橹卮髶p失之前識(shí)別問(wèn)題。標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化組件可以直接拔下以進(jìn)廠維修,這比在現(xiàn) 場(chǎng)維修更為可靠,成本也更低。由于可用性的整體提高,尋求熱線幫助以解決與停機(jī)有關(guān)的問(wèn)題的需求也 大為減少了。

(3)降低能源成本:

數(shù)據(jù)中心在使用壽命期間的電力成本是 TCO 中最大的一項(xiàng)。按照現(xiàn)有的 IT 需求規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施,并 根據(jù) IT 需求的增長(zhǎng)添加新的組件,這種方式使用戶只需為所需的設(shè)備提供配電和制冷。在數(shù)據(jù)中心的使 用壽命期間,因此而節(jié)約的電力成本非??捎^。模塊化UPS 設(shè)計(jì)使得UPS 的容量與負(fù)載需求更為匹配, 從而提高了 UPS 的工作效率并減少了實(shí)現(xiàn)冗余所需的 UPS 模塊的容量。模塊化制冷設(shè)計(jì),如基于機(jī)架 的空氣分配單元,使氣流組織更準(zhǔn)確,從而提高了制冷效率,進(jìn)而減少了制冷設(shè)備所消耗的能源。

五、"模塊化UPS"是最高級(jí)別的模塊化系統(tǒng)

前面講到可修復(fù)和可快速修復(fù)功能是提高系統(tǒng)可用性的關(guān)鍵,"系統(tǒng)模塊化"是可修復(fù)和可快速修復(fù)的 根本條件,而UPS又是整個(gè)供電系統(tǒng)中可靠性最薄弱的環(huán)節(jié),于是,數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)者首先把模塊化設(shè)計(jì)理 念用在UPS供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,把冗余容錯(cuò)和插拔修復(fù)技術(shù)同時(shí)應(yīng)用到一臺(tái)UPS中,這就是當(dāng)前已在市場(chǎng) 上廣泛推廣應(yīng)用的"模塊化UPS"。

1、"模塊化UPS"是最高級(jí)別的模塊化系統(tǒng)

系統(tǒng)的冗余程度差別以及是否有插拔修復(fù)功能,決定了系統(tǒng)的可用性級(jí)別,根據(jù)前面的介紹,我們可 將模塊化系統(tǒng)分為四個(gè)等級(jí),如圖3所示。

(1)模塊化系統(tǒng):系統(tǒng)中的所有子系統(tǒng)都具備模塊化特征,例如供電及制冷設(shè)備、線纜、配電開(kāi)關(guān)等 都有獨(dú)立的功能,且在結(jié)構(gòu)上可整體安裝、拆卸、更換、移動(dòng);

模塊化系統(tǒng)的四個(gè)等級(jí)

(2)具有插拔功能的模塊化系統(tǒng):系統(tǒng)中關(guān)鍵的子系統(tǒng)具有插拔修復(fù)功能,例如擴(kuò)容模塊化UPS、保險(xiǎn) 絲、無(wú)工具安裝線纜及其它有可插拔安裝功能的模塊化子系統(tǒng);

(3)具有冗余容錯(cuò)功能的模塊化系統(tǒng):系統(tǒng)中關(guān)鍵的子系統(tǒng)具有冗余容錯(cuò)功能,例如(N+1)UPS、(N+1) 空調(diào)及其它有冗余配置功能的模塊化子系統(tǒng);

(4)同時(shí)具有插拔功能和冗余容錯(cuò)功能的模塊化系統(tǒng):系統(tǒng)中關(guān)鍵的子系統(tǒng)同時(shí)具有插拔修復(fù)功能和冗 余容錯(cuò)功能,例如(N+1)模塊化 UPS

顯然,模塊化UPS設(shè)備屬于第四級(jí),由于系統(tǒng)中的關(guān)鍵子系統(tǒng)同時(shí)具有插拔修復(fù)功能和冗余容錯(cuò)功能, 在下面的分析中可以看出,它的可用性可以達(dá)到很高的水平。

2、模塊化 UPS 的系統(tǒng)配置及運(yùn)行模式

模塊化 UPS 可以認(rèn)為是一個(gè)具有多重冗余結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)充的模塊化系統(tǒng),圖 4 是其結(jié)構(gòu)示意圖。

模塊化 UPS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

系統(tǒng)主要包含以下組成部分:輸入配電、輸出配電、N+1 功率轉(zhuǎn)換模塊、N+1 電池模塊、1+1 控制管 理模塊、集中靜態(tài)旁路、維護(hù)旁路。

功率模塊在物理結(jié)構(gòu)上是一個(gè)完整的可插拔更換的單元,應(yīng)具備完整的 AC/DC 和 DC/AC 轉(zhuǎn)換以及 不停電供電控制功能,在配置輸入輸出配電和相應(yīng)電壓的電池后,就是一臺(tái) UPS;

把電池分組是為了實(shí)現(xiàn)冗余功能,總?cè)萘坑烧_(tái)模塊化 UPS 設(shè)計(jì)容量確定,在物理結(jié)構(gòu)上每組電池 構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的可插拔更換的單元;集中靜態(tài)旁路在物理結(jié)構(gòu)上也是一個(gè)可整體安裝更換的單元,其容量 等于整臺(tái)模塊化 UPS 設(shè)計(jì)輸出容量;

控制管理模塊也是可插拔安裝更換的,其功能主要有三個(gè):第一個(gè)是整個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)信息的收集, 如輸入、輸出電壓等;第二是整個(gè)系統(tǒng)功能的控制,如系統(tǒng)并聯(lián)邏輯控制,切入、切出旁路等;第三是作 為系統(tǒng)與外界通信的接口。

模塊化 UPS 的運(yùn)行模式和控制過(guò)程有以下六種情況:

(1)正常運(yùn)行:所有模塊的整流單元并聯(lián)運(yùn)行,將輸入交流電轉(zhuǎn)換為直流電,再向逆變單元供電的 同時(shí)保證電池組的浮充。所有的逆變單元并聯(lián)運(yùn)行,將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的交流電輸出輸出,電壓同頻、 同相位、同幅值,均分負(fù)載電流;

(2)市電正常,如果一個(gè)功率模塊發(fā)生故障,在智能管理模塊的并聯(lián)邏輯控制命令的調(diào)控下,自動(dòng) 將該功率模塊關(guān)機(jī)的同時(shí),把該模塊輸入輸出主電路的繼電開(kāi)關(guān)斷開(kāi),系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行,負(fù)載由并聯(lián)的 其他功率模塊供電,只不過(guò)系統(tǒng)不再具備冗余功能。此時(shí)系統(tǒng)給出報(bào)警信號(hào),已從系統(tǒng)脫開(kāi)的功率模塊可 用插拔方式在數(shù)分鐘內(nèi)更換;

(3)市電正常時(shí),在系統(tǒng)中已有一個(gè)功率模塊因故障而處于離線待插拔更換而系統(tǒng)已不具備冗余功 能的情況下,如果此時(shí)又有一個(gè)功率模塊發(fā)生故障或者負(fù)載出現(xiàn)過(guò)載情況,則系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)集中靜態(tài)旁路運(yùn) 行狀態(tài),并機(jī)邏輯控制命令會(huì)使所有功率模塊輸入輸出主電路繼電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)而由市電直接向負(fù)載供電;

(4)在市電和 UPS 系統(tǒng)都正常情況下,如果負(fù)載發(fā)生過(guò)載或者短路,當(dāng)負(fù)載超過(guò)系統(tǒng)額定輸出容量, 而小于全部功率模塊輸出功率的總和時(shí),系統(tǒng)可繼續(xù)正常運(yùn)行,同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào),說(shuō)明此時(shí)系統(tǒng)已不再 具備冗余功能;如果負(fù)載過(guò)流量超過(guò)所有功率模塊輸出額定功率的總和,則并機(jī)邏輯命令會(huì)使所有功率模 塊輸入輸出主電路繼電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)并自動(dòng)轉(zhuǎn)系統(tǒng)靜態(tài)旁路,由市電直接應(yīng)付過(guò)流的負(fù)載;

(5)市電故障:在檢測(cè)到市電故障的情況下,整流器能夠自動(dòng)的將直流母線與交流輸入相隔離,同 時(shí),電池組進(jìn)入放電狀態(tài),由逆變器保證負(fù)載的連續(xù)運(yùn)行;一旦市電恢復(fù), UPS 能夠在不需要人為干預(yù) 的情況下,自動(dòng)恢復(fù)到正常運(yùn)行模式;

(6)手動(dòng)維修旁路,完整的 UPS 應(yīng)包含一個(gè)手動(dòng)維修旁路開(kāi)關(guān),以便在整個(gè)系統(tǒng)故障或者需要進(jìn) 行緊急維修時(shí),將系統(tǒng)轉(zhuǎn)維修旁路。

3、N+1 模塊化 UPS 與單機(jī) UPS N+1 系統(tǒng)的相同與不同之處

把冗余容錯(cuò)和模塊化快速插拔修復(fù)技術(shù)同時(shí)應(yīng)用到一臺(tái)UPS中,這就是"模塊化UPS"。模塊化UPS實(shí) 質(zhì)上是集成的N+1冗余并機(jī)系統(tǒng)與模塊化體系結(jié)構(gòu)的融合,如圖5所示。

N+1 模塊化 UPS

N+1 模塊化 UPS 與單機(jī) UPS N+1 系統(tǒng)的相同與不同之處主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)兩者都是 N+1 冗余并機(jī)系統(tǒng),具有完全相同的運(yùn)行模式;

(2)同樣是 n+1 冗余系統(tǒng),而模塊化 UPS 卻是把整個(gè)系統(tǒng)集成起來(lái)。集成的內(nèi)容包括:輸入配電、 輸出配電、維護(hù)旁路、集中靜態(tài)旁路、集成的并機(jī)背板、集成的系統(tǒng)管理等。

與單機(jī)組成的 n+1 冗余系統(tǒng)相比,集成的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
系統(tǒng)高度集成,省去了現(xiàn)場(chǎng)安裝、連線、調(diào)試等工作,可縮短現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間,并保證系統(tǒng)調(diào)試質(zhì) 量,減少認(rèn)為錯(cuò)誤,提高系統(tǒng)可靠性;
設(shè)備制造和供應(yīng)渠道的統(tǒng)一化:無(wú)需再單獨(dú)購(gòu)置和安裝輸入輸出配電、靜態(tài)旁路和維修旁路等設(shè) 備、縮短建設(shè)周期、縮短故障修復(fù)時(shí)間(發(fā)生故障后不再有設(shè)備供應(yīng)上的推諉問(wèn)題); ?
設(shè)備及各環(huán)節(jié)的匹配(相當(dāng)于定制):包括設(shè)備容量的匹配、設(shè)備輸入輸出阻抗的匹配、設(shè)備及 各環(huán)節(jié)的連接的規(guī)范化,提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性;
節(jié)省機(jī)房設(shè)備安裝的物理空間;
集中管理:提高管理維護(hù)水平、降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用

(3)模塊化 UPS 可熱插拔快速修復(fù)的優(yōu)勢(shì) 

可快速修復(fù)的系統(tǒng):對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的故障修復(fù)時(shí)間是單機(jī)冗余系統(tǒng)的 1/8~1/10;
提高安裝、調(diào)試和維護(hù)的質(zhì)量:減少人為錯(cuò)誤、降低維護(hù)難度;
提高部署速度:模塊化無(wú)工具安裝,可將系統(tǒng)安裝時(shí)間縮短到單機(jī)冗余系統(tǒng)的 1/10~1/15
提高系統(tǒng)擴(kuò)展能力:可按需要擴(kuò)展系統(tǒng)容量;
避免過(guò)度規(guī)劃:降低設(shè)備和備件成本,明顯地提高設(shè)備工作效率;
簡(jiǎn)化規(guī)劃、設(shè)計(jì)、安裝流程:降低非設(shè)備資本成本。

4、模塊化 UPS 的可靠性

從圖 4 可以看出,模塊化 UPS 是一個(gè)具有多重冗余結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)充的模塊化系統(tǒng),要確切的分析其可 靠性是一件很繁瑣的事,況且還需要若干符合實(shí)際情況的設(shè)備和元件的權(quán)威性的可靠性數(shù)據(jù)。但是,我們 可以針對(duì) UPS 設(shè)備中最薄弱的環(huán)節(jié) AC/DC 和 DC/AC 變換,從方案配置的角度比較單臺(tái) UPS 1+1 冗余并 機(jī)和 n+1 模塊化 UPS 在可靠性和可用性方面的差別,依此可看出模塊化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)可靠性和可用性 的影響。這樣做是接近實(shí)際情況的,因?yàn)椴还苁菃闻_(tái) UPS1+1 冗余并機(jī)還是模塊化 n+1UPS,其可靠性都 主要取決于最薄弱的環(huán)節(jié) AC/DC 和 DC/AC 變換。

1+1單機(jī)冗余并機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中只允許一臺(tái)發(fā)生故障并可在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下脫機(jī)修復(fù), 兩臺(tái)同時(shí)故障時(shí)系統(tǒng)宕機(jī)。

而模塊化n+1UPS(n>1)雖然也是只允許一臺(tái)功率模塊發(fā)生故障并可在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況 下脫機(jī)修復(fù),兩臺(tái)同時(shí)故障時(shí)系統(tǒng)宕機(jī),但兩臺(tái)同時(shí)故障的情況卻有多種組合。例如:

n=2,兩臺(tái)同時(shí)故障的組合有 3 種:1/2、1/3、2/3; 

n=3,兩臺(tái)同時(shí)故障的組合有 6 種:1/2、1/3、1/4、2/3、2/4、3/4; 

n=4,兩臺(tái)同時(shí)故障的組合有 10 種:1/2、1/3、1/4、1/5、2/3……;

(1)滿負(fù)荷情況下可靠性的區(qū)別

在系統(tǒng)滿負(fù)荷情況下,1+1冗余并機(jī)和n+1模塊化UPS都是只允許一臺(tái)發(fā)生故障并可在不影響系統(tǒng)正 常運(yùn)行的情況下脫機(jī)修復(fù),兩臺(tái)同時(shí)故障時(shí)系統(tǒng)宕機(jī)。圖5是1+1冗余并機(jī)和4+1模塊化UPS的可靠性模型。

模塊化 UPS

如果單機(jī)(模塊)的可靠度為 R,1+1 冗余并機(jī)可靠度為 R1+1,4+1 模塊化 UPS 可靠度為 R4+1,則:

4+1 模塊化 UPS

在所有各臺(tái)可靠性相同且等于0.99的情況下,則:

可靠性

(2)實(shí)際負(fù)荷小于滿負(fù)荷情況下可靠性的區(qū)別

在實(shí)際應(yīng)用中,設(shè)計(jì)負(fù)載容量都小于UPS的額定輸出容量,特別是在數(shù)據(jù)中心投入使用的初期,負(fù)載 的實(shí)際容量往往小于UPS的額定輸出容量,此時(shí)UPS的冗余模塊的數(shù)量會(huì)大于1,我們可把系統(tǒng)定義為模 塊化n+m冗余并機(jī)系統(tǒng)。 ?

n:?jiǎn)螜C(jī)(或模塊)數(shù),n 個(gè)模塊(單機(jī))額定容量之和等于 UPS 實(shí)際輸出負(fù)載容量; ?

m:實(shí)際冗余的單機(jī)(或模塊)數(shù)。

n+m系統(tǒng)在運(yùn)行中,允許發(fā)生故障電源模塊數(shù)m與系統(tǒng)實(shí)際輸出負(fù)載量的大小有關(guān),仍以4+1冗余系 統(tǒng)為例,當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載等于UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大負(fù)載量時(shí),實(shí)際運(yùn)行情況為4+1冗余系統(tǒng),運(yùn)行中允許一 臺(tái)發(fā)生故障并可在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下熱插拔更換,任意兩臺(tái)同時(shí)故障時(shí)系統(tǒng)宕機(jī)。即:n=4, m=1,兩臺(tái)同時(shí)故障的組合有10種:

n+m系統(tǒng)

當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載等于設(shè)計(jì)最大負(fù)載量的75%時(shí),則4+1冗余系統(tǒng)變成3+2冗余系統(tǒng),系統(tǒng)中允許兩臺(tái)同 時(shí)發(fā)生故障并可在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下熱插拔更換,任意三臺(tái)同時(shí)故障時(shí)系統(tǒng)才宕機(jī)。即:n=3, m=2, 三臺(tái)同時(shí)故障的組合有10種:

3+2冗余系統(tǒng)

當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載等于設(shè)計(jì)最大負(fù)載量的50%時(shí),4+1冗余系統(tǒng)變成2+3冗余系統(tǒng),系統(tǒng)中允許3臺(tái)同時(shí)發(fā)生故障并可在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下熱插拔更換,任意四臺(tái)同時(shí)故障時(shí)系統(tǒng)才宕機(jī)。即:n=2, m=3,四臺(tái)同時(shí)故障的組合有5種 :

2+3冗余系統(tǒng)

假定單機(jī)(或模塊)的年可靠度R=0.99,可計(jì)算出1+1冗余并機(jī)與n+1模塊冗余并機(jī)的區(qū)別,以及負(fù) 載量的影響,如表(1)所示,這里取n=4。

表(1)1+1冗余并機(jī)和4+1模塊化冗余并機(jī)的可靠性差別及與負(fù)載量的關(guān)系

1+1冗余并機(jī)和4+1模塊化冗余并機(jī)

通過(guò)以上分析可得出下面的結(jié)論:

① 由單機(jī)1+1組成冗余系統(tǒng),當(dāng)單機(jī)可靠度為0.99時(shí),并機(jī)系統(tǒng)可靠度可達(dá)到0.9999,此值與負(fù)載無(wú)關(guān), 也就是說(shuō),不管系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載量是多少,系統(tǒng)永遠(yuǎn)是1+1冗余,不允許兩臺(tái)同時(shí)故障,可靠度也就永遠(yuǎn)是 0.9999;

② 由模塊(包括單機(jī))組成的4+1冗余系統(tǒng),當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載等于設(shè)計(jì)額定負(fù)載量時(shí),如果模塊(或單 機(jī))可靠度為0.99,則系統(tǒng)可靠度為0.999,低于1+1冗余系統(tǒng)。但是當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載等于UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)最 大負(fù)載量的75%時(shí),則4+1冗余系統(tǒng)變成3+2冗余系統(tǒng),系統(tǒng)可靠度高達(dá)0.99999,當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載等于設(shè) 計(jì)最大負(fù)載量的50%時(shí),4+1冗余系統(tǒng)變成2+3冗余系統(tǒng),可靠度再次提高到0.99999995。

5、模塊化 UPS 的可用性

計(jì)算可靠性時(shí)使用的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法同樣適用對(duì)可用性的分析和計(jì)算,但是計(jì)算可用性時(shí)我們用 可靠性的另一個(gè)參數(shù)-平均無(wú)故障時(shí)間 MTBF,同時(shí)還要用到可修復(fù)性參數(shù)-平均修復(fù)時(shí)間 MTTR。

假定:?jiǎn)螜C(jī) UPS 的 MTBF=10 萬(wàn)小時(shí)(這是目前產(chǎn)品的水平,相當(dāng)于 11 年);
單機(jī) UPS 的 MTTR=8 小時(shí)(包括故障反應(yīng)和故障修復(fù)時(shí)間)
模塊化 UPS 功率模塊的 MTBF=10 萬(wàn)小時(shí)(同單機(jī) UPS)
模塊化 UPS 功率模塊的 MTTR=1 小時(shí)(在有備份的情況下由維護(hù)人員熱插拔修復(fù));

則: UPS 單機(jī)的可用性 A=MTBF/(MTBF+MTTR)=0.9999

UPS 單機(jī)

對(duì)可用性的計(jì)算表示在表(2)中

表(2)1+1 冗余并機(jī)和 4+1 模塊化冗余并機(jī)的可用性差別及與負(fù)載量的關(guān)系

1+1 冗余并機(jī)和 4+1 模塊化冗余并機(jī)

通過(guò)以上分析可得出下面的結(jié)論:模塊化UPS的可用性比1+1單機(jī)冗余并機(jī)的可用性高,根本原因是 模塊化UPS的模塊故障后可由維護(hù)人員熱插拔修復(fù),使故障修復(fù)時(shí)間MTTR降到1個(gè)小時(shí)。再者,可用性也 隨著負(fù)載量的減輕而提高,當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載等于設(shè)計(jì)額定負(fù)載量的75%時(shí),可用性已經(jīng)近似為1。

以上分析得到的可靠性和可用性結(jié)果都是比較高的,如果把系統(tǒng)中的輸入配電、輸出配電、變壓器、 UPS 的輸入和輸出接觸器等環(huán)節(jié)都考慮在內(nèi),那么實(shí)際的可靠性和可用性數(shù)值都要小得多。

六、結(jié)束語(yǔ)

可修復(fù)和可快速修復(fù)功能是提高系統(tǒng)可用性的關(guān)鍵,模塊化是可修復(fù)和可快速修復(fù)的根本條件,也是 提高適應(yīng)性和降低總擁有成本的最有效的措施。"系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)"已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)建造必須遵守的原則。"系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)"觀念在行業(yè)中已上升到一個(gè)新的高度,成為了一種富有創(chuàng)造性并具突出戰(zhàn)略意義 的設(shè)計(jì)哲學(xué)。

"模塊化UPS"是最高級(jí)別的模塊化系統(tǒng),其設(shè)計(jì)理念必然會(huì)引領(lǐng)著數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)建造的發(fā)展方向。

但是,使整個(gè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施模塊化要比一臺(tái)UPS系統(tǒng)模塊化困難得多,很多設(shè)備和環(huán)節(jié)雖然可模 塊化-具有獨(dú)立功能、可獨(dú)立運(yùn)行、可整體安裝,但要插拔維護(hù)卻很困難或者不可能,甚至在系統(tǒng)運(yùn)行后再 拆卸、更換、移動(dòng)也不是件容易的事, 這是當(dāng)前數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施普遍存在的問(wèn)題。要解決這個(gè)問(wèn)題, 不僅要使所有設(shè)備和環(huán)節(jié)在連接方式上具備可拆卸、更換、移動(dòng)的條件,還要在物理?xiàng)l件上-空間、走道、 工具的可操作性等方面做精心的設(shè)計(jì)。