論文--模塊化ups與供電系統(tǒng)的模塊化設計(存儲版)
【正文】 設計負載容量都小于 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，負載的實際容量往往小于 UPS的額定輸出容量 ，此時 UPS的冗余模塊的數(shù)量會大于 1，我們可把系統(tǒng)定義為 模塊化 n+m冗余并機 系統(tǒng)。 4，模塊化 UPS的可用性 計算可靠性時使用的 數(shù)學模型和計算方法同樣適用對可用性的分析和計算，但是計算可用性時 我們用可靠性的另一個參數(shù) 平均無故障時間 MTBF，同時還要用到可修復性參數(shù) 平均修復時間 MTTR。 但是，使整個數(shù)據(jù)中心 基礎設施 模塊化要比一臺 UPS系統(tǒng)模塊化困難得多， 很多設備和環(huán)節(jié)雖然可模塊化 具有獨立功能、可獨立運行、可整體安裝， 但要 插拔維護卻 很困難或者 不可能，甚至在系統(tǒng)運行后再 拆卸、更換、移動 也不是件容易的事， 這 是當前數(shù)據(jù)中心基礎設施普遍存在的問題?！跋到y(tǒng)模塊化設計”觀念在行業(yè)中已上升到一個新的高度 ， 成為了一種富有創(chuàng)造性并具突出戰(zhàn)略意義的設 計哲學。 表（ 1） 1+1冗余并機和 4+1模塊化 冗余并機的可靠性差別及與負載量的關系 可靠度 R(t) 100%負載 75%負載 50%負載 UPS單機或功率模塊 單機 1+1冗余 模塊化 4+1冗余 通過以上 分析 可得出下面的結論： ① 由單機 1+1組成冗余 系統(tǒng)，當單機可靠度為 ，并機系統(tǒng)可靠度可達到 ，此值與負載無關，也就是說，不管系統(tǒng)實際負載量是多少，系統(tǒng)永遠是 1+1冗余，不允許兩臺同時故障，可靠度 也就 永遠是 ； ② 由 模塊（包括 單機）組成的 4+1冗余系統(tǒng)，當系統(tǒng)實際負載等于 設計額定負載量時，如果模塊（或單機 ）可靠度為 ，則系統(tǒng)可靠度為 ，低于 1+1冗余 系統(tǒng)。 而 模塊化 n+1UPS（ n1）雖然也是只允許一臺功率模塊發(fā)生故障并可在不影響系統(tǒng)正常運行的情況下脫機修復，兩臺同時故障時系統(tǒng)宕機，但兩臺同時故障的情況卻有多種組合。 功率模塊 在物理結構上是一個完整的可插拔更換的單元， 應具備完整的 AC/DC、 DC/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電壓的電池后，就是一臺UPS； 把電池分組是為了實現(xiàn)冗余功能，總容量由整臺模塊化 UPS設計容量確定， 在物理結構上每組電池構成一個獨立的可插拔更換的單元； 集中靜態(tài)旁路在物理結構上也是一個可整體安裝更換的單元，其容量等于整臺模塊化 UPS設計輸出容量； 控制管理 模塊 也是 可插拔安裝更換 的 ，其 功能主要有 三 個： 第一個是整個系統(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。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^。同樣，集成了電纜與空氣流通裝置的標準化的模塊化機架設備為基礎設施提供了可擴展性，并簡化了設計和安裝過程，將設計咨詢和定制安裝服務的需求降低最低。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。 （ 1）提高設備可靠性： 標準化模塊化 可明顯地提高設備的可靠性： ? 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行維修，可極大地提高了維修質(zhì)量； ? 采用標準化連接的模塊化系統(tǒng)可以按照與現(xiàn)場同樣的方式在工廠內(nèi)進行配置，因而可以在工 廠內(nèi)進行預先 調(diào)適和 測試，以發(fā)現(xiàn)缺陷； ? 標準化的模塊化組件更易于實現(xiàn) 內(nèi)部冗余 配置 以及熱 插拔更換功能 ； ? 采用標準化的設備監(jiān)控系統(tǒng)后，可以更方便地進行 前瞻性 維護，以便在 逐步演變?yōu)橹卮髶p失之前識別問題； ? 降低 對容易出現(xiàn)人為錯誤的預防性維護的依賴性。 事物越易于理解、可預測性越強 ， 便越容易解釋、 編制文檔、操作、查明問題并修復。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、重新配置或移動模塊化 時 ， 獨立組件、標準接口以及易于理解的結構既節(jié)省了時間又節(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，以便進行升級或 修理，而且通常無需停止系統(tǒng)運行； ? 模塊化 可提高故障修復的質(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行，既包括交貨之前（如配電設備的預先布線），也包括交貨之后（如電源模塊的修理）。 這里引伸出的是一個新的概念 系統(tǒng)模塊化 概念 。不同的模塊化系統(tǒng)可以根據(jù)所需的功能劃分目標， 將不同數(shù)量的相同模塊或不同模塊（表示不同的標準化級別）并入 集成 的 模塊或系統(tǒng) 中。 可快速修復通常指可無工具拆卸和可拔插更換 子系統(tǒng)和設備。 模塊化 UPS是可用性級別最高的模塊化系統(tǒng)，引領著數(shù)據(jù)中心基礎設施設計建造的理念和方向。 系統(tǒng)可用性 A(t)的定義為：電子系統(tǒng)在使用過程中 （ 尤其在不間斷連續(xù)使用的條件下 ） 可以正常使用的時間與總時間之比。 二、 “ 系統(tǒng) 模塊化 ” 是 可修復和可快速修復的根本條件 我們把具有獨立功能，在系統(tǒng)中可整體安裝、拆卸、移動、更換的子系統(tǒng)稱之為模塊，那末上面的設計理念可概括為以下三句話： 2 現(xiàn)代的數(shù)據(jù)中心要求基礎設施必須是一個能連續(xù)工作的系統(tǒng)； 一個能連續(xù)工作的系統(tǒng)必然是可修復和可快速修復的系統(tǒng)； 一個可修復和可快速修復的系統(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 。下面 是 一些示例： ? 可互換的 UPS 功率模塊 和電池模塊 ： 在功率、冗余和運行時間方面均實現(xiàn)了可擴展性 ，而且能 夠進行熱插拔，從而在不需要停止系統(tǒng)運行的條件下進行維修； ? 標準化的模塊化布線 ： 將房間布線細分為行級模塊或機架級模塊。 模塊 化 使一切事情變得更加便利、更可預測、更為經(jīng)濟、更易于理解以及更加安全。 幾乎所有好處都能以某種方式追溯至標準化的兩個強大的基礎屬性： 模塊化構件結構和提高的人類學習能力 ， 如圖 1所示 。人為錯誤的減少不但減少了在糾正人為引發(fā)問題上所需的時間，而且也減少了答復與此類問題有關的電話幫助熱線的時間。隨著設備與程序的 模塊化 標準化，功能更加透明，日常操作更加簡單并更容易學習，一切事物都按照預計的方式運行 – 所有這
畢業(yè)設計相關推薦
鄂ICP備17016276號-1