Flexible Verarbeitung der Messwerte
Energie-Monitoring im Rechenzentrum
Der Energieverbrauch spielt auch in RZs eine immer größere Rolle. Einsparpotenziale sind allerdings nur erkennbar, wenn sich die relevanten Energiedaten über einen längeren Zeitraum sammeln und auswerten lassen. Zu diesem Zweck hat RZ-Products, ein Unternehmen der DC-Datacenter-Group, die Monitoring-Lösung "Monitoring-Energy.sys" auf Basis der Kleinsteuerungen von Phoenix Contact entwickelt.Wie die Unternehmensbezeichnung schon erahnen lässt, entwickelt und produziert das in Betzdorf im Westerwald ansässige Unternehmen RZ-Products Sicherheitsräume und Outdoor-Rechenzentren zum Schutz von IT-Infrastrukturen. Heute müssen die gesamten Räumlichkeiten mit all ihren Facetten in die RZ-Planung einbezogen sein. Dazu gehört neben der physischen Beschaffenheit wie Bau- und Sicherheitstechnik, Energieversorgung sowie Klimatisierung auch die nachhaltige Steigerung der Energieeffizienz. Gerade im Bereich der Klimatisierung liegt eine Differenzierungsmöglichkeit der verschiedenen Anbieter, da sich dort eines der größten Einsparpotenziale für den Betreiber ergibt. Als Rückgrat moderner Unternehmen beherbergen die Rechenzentren komplexe Systeme, wobei die Anforderungen an die Rechen- und Speicherkapazität ständig steigen. Dies erhöht zwangsläufig den Energiebedarf, was auch der Politik bewusst ist. Deshalb werden die Betreiber von Rechenzentren durch die Gesetzgebung auf EU-Ebene in die CO2-Pflicht genommen. So fordert die europäische Richtlinie 2012/27/EU zur Energieeffizienz vom 25. Oktober 2012 von den Mitgliedsstaaten konkrete Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs. Damit der Verbrauch sinken kann, muss im ersten Schritt eine Erfassung der Betriebs- und Energiedaten erfolgen. Die Basis für sämtliche Maßnahmen zur Steigerung der Energie- und Kosteneffizienz ist die Schaffung von Transparenz, die nur durch valide Messergebnisse zur Bildung von energetischen Kennzahlen möglich ist. Technisch ist die Aufnahme der Daten durch das Installieren entsprechender Sensorik gelöst. An den zur Gewinnung von Kennzahlen notwendigen Punkten befinden sich zu diesem Zweck Energiemessgeräte vom Typ EM-pro, die vom Hersteller Phoenix Contact stammen. Sie erlauben Rückschlüsse auf die momentan umgesetzte Wirk- und die aufgenommene Blindleistung. Verschiedene Maßnahmen wie die Optimierung der Luftführung erhöhen die Effizienz der Rack-Kühlung deutlich, weil so genannte thermische Kurzschlüsse seltener Auftreten. Durch die gezielte Visualisierung solcher Betriebszustände lassen sich die Anlagen in den optimalen Arbeitspunkten betreiben und somit ein Höchstmaß an Effizienz und Ausfallsicherheit garantieren. Die Frage, wie die Messwerte aufzuzeichnen und zu verarbeiten sind, beschäftigte die RZ-Products-Mitarbeiter längere Zeit. Anfangs war eine Hardwarekomponente als Einplatinenlösung in der Diskussion. Allerdings fehlt diesem Ansatz die Flexibilität, die bei der Erstellung verschiedener Rechenzentren notwendig ist. Oft sind die Rechenzentren modular aufgebaut. Das heißt, es gibt kleine Räume mit ein bis zwei Racks, aber auch große Projekte, in denen mehrere hundert Server-Racks untergebracht sein sollen. Daher musste die Lösung zur Datenerfassung abhängig von Größe und Ausbau des Rechenzentrums flexibel mitwachsen. Kommunikation über Einheitssignale, Ethernet und Funk Die Speicherung und Verarbeitung der Messwerte erfolgt deswegen über eine Steuerung aus dem industriellen Umfeld. Der Inline Controller ILC 150 GSM/GPRS ist modular erweiterbar und lässt sich außerdem einfach in die vorhandene IT-Infrastruktur einbinden. Er fungiert als Bindeglied zwischen der Sensorik und der Datenbank, in der die Prozess- und Energiedaten mit Zeitstempel in das Archiv wandern und zur späteren Auswertung zur Verfügung stehen. Die Energiemessgeräte der Produktfamilie EM-pro leiten die erfassten Werte über eine serielle RS485-Schnittstelle und das serielle Protokoll Modbus/RTU an die Kleinsteuerung weiter, wo sie über ein angereihtes RS485-Modul auslesbar sind. Anschließend verarbeitet das ILC 150 GSM/GPRS die Daten und legt sie in lesbarer Form in einer Datenbank ab, an die es über die integrierte Ethernet-Schnittstelle angekoppelt ist. Phoenix Contact bietet für alle Steuerungen unterschiedliche Bibliotheken zur Funktionserweiterung an. Dazu gehört auch eine Bibliothek, die eine direkte Anbindung der Steuerungen an MySQL- oder MSSQL-Datenbanken ermöglicht. Die Kleinsteuerung liest ferner über analoge Eingangsmodule die Temperaturwerte am Ein- und Auslass der Klimatisierung ein. Dort war RZ-Products die Ankopplung der gesamten Sensorik über ein durchgängiges industrieübliches Format wichtig. Die Entscheidung fiel auf den 4- bis 20mA-Standard, damit die Datenerfassung möglichst modular erweiterbar ist, ohne die Sensoranbindung jedes Mal überarbeiten zu müssen. Die Kleinsteuerung ILC 150 GSM/GPRS erweist sich auch deshalb als besonders geeignet, weil sie mit dem eingebauten GSM/GPRS-Modem eine redundante Kommunikationsschnittstelle umfasst. Falls die Datenanbindung über die Ethernet-Schnittstelle des Rechenzentrums ausfallen sollte, erhält das Service-Personal per Mobilfunk eine Benachrichtigung. Begleitung bis zur Blauer-Engel-Zertifizierung Das Sammeln von Daten bringt für sich genommen keinen Nutzen. Vielmehr ist es wichtig, sie auszuwerten und energetische Kennzahlen zu berechnen. Daher umfasst das Leistungsspektrum des Monitoring-Energy.sys einen auf die Bedürfnisse des jeweiligen Anwenders zugeschnittenen Service. Als Basisleistung bereitet dieser die während des Betriebs des Rechenzentrums anfallenden Daten auf, und der Betreiber kann sie über eine Online-Plattform einsehen. Er kann dann die Betriebszustände der einzelnen Anlagen und Komponenten selbst analysieren und auf der Grundlage der Werte entscheiden, ob zusätzliche Maßnahmen zur Erfüllung der Energierichtlinie nötig sind. Im darauf aufbauenden Paket erhält der Anwender einen Hinweis, wie im Fehlerfall oder bei einem Alarm zu reagieren ist. Weitere Dienstleistungspakete schließen einen immer detaillierteren Service ein, der bis zur kompletten Auswertung der Messdaten sowie Erarbeitung von Aktivitäten reicht, die dem Rechenzentrumsbetreiber beispielsweise aufzeigen, an welcher Stelle Server-Ressourcen zusammenzulegen sind, um die Auslastung zu optimieren. Mit dem Komplettpaket will RZ-Products den hohen Anforderungen der Kunden sowie der vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Vorgehensweise zur Steigerung der Energieeffizienz und Verminderung des CO2-Ausstoßes Rechnung tragen.
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