Обеспечение отказоустойчивой работы
: МАСТЕРАМ : 9.9.05
Непрерывный характер технологических процессов в инфокоммуникациях и необходимость сохранения и защиты информации обусловливают требования к надежности функционирования технических средств СБЭ. Поскольку надежность работы оборудования компьютерных сетей и комплексов связи неразрывно связана с электроснабжением, требуется принятие специальных мер по обеспечению надежности работы СБЭ. Íàäåæíîñòü ñèñòåìû — ñîâîêóïíîå ïîíÿòèå, âêëþ÷àþùåå âîçìîæíîñòü ïðîäîëæåíèÿ ðàáîòû ñèñòåìû â öåëîì äàæå ïðè âîçíèêíîâåíèè íåèñïðàâíîñòåé (îòêàçîâ) åå ýëåìåíòîâ, ëîêàëèçàöèþ ìåñòà îòêàçà ýëåìåíòà ñèñòåìû è âîññòàíîâëåíèå èñõîäíîé ðàáîòîñïîñîáíîñòè ïóòåì çàìåíû èëè äóáëèðîâàíèÿ îòêàçàâøåãî ýëåìåíòà. Äîñòèæåíèå òðåáóåìûõ ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðèìåíåíèåì ñîîòâåòñòâóþùèõ òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ, îðãàíèçàöèîííûìè ìåðîïðèÿòèÿìè è îïåðàòèâíûìè äåéñòâèÿìè îáñëóæèâàþùåãî ïåðñîíàëà
 ÑÁÝ îòêàçîóñòîé÷èâîñòü äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò ïðèìåíåíèÿ äâóõóðîâíåâîé ñõåìû ýëåêòðîñíàáæåíèÿ è èçáûòî÷íîñòè êîìïëåêñà ÈÁÏ (ïðèíöèï N+1).
Ïðîäîëæåíèå ðàáîòû ñèñòåìû â öåëîì, äàæå ïðè âîçíèêíîâåíèè íåèñïðàâíîñòåé (îòêàçîâ) åå ýëåìåíòîâ, äîñòèãàåòñÿ ðåçåðâèðîâàíèåì åå âàæíåéøèõ ýëåìåíòîâ, â íàøåì ñëó÷àå ÈÁÏ. Ìîùíûå òðåõôàçíûå ÈÁÏ äîëæíû ôóíêöèîíèðîâàòü â ïàðàëëåëüíîì êîìïëåêñå.
Öåëüþ îáúåäèíåíèÿ íåñêîëüêèõ ÈÁÏ â ïàðàëëåëüíûé êîìïëåêñ ÿâëÿåòñÿ îáåñïå÷åíèå ðàáîòû êîìïëåêñà â öåëîì ïðè îòêàçå îäíîãî èç ÈÁÏ.
Êîëè÷åñòâî ÈÁÏ ðàññ÷èòûâàåòñÿ òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû â ñëó÷àå âûõîäà èç ñòðîÿ îäíîãî èç èñòî÷íèêîâ îñòàâøèåñÿ â ðàáîòå ìîãëè îáåñïå÷èâàòü ïèòàíèå íàãðóçêè (ïðèíöèï RPA — Redundant Parallel Architecture — èçáûòî÷íàÿ ïàðàëëåëüíàÿ àðõèòåêòóðà).
Ðèñ. 3.29. Ïàðàëëåëüíûé êîìïëåêñ ÈÁÏ
Âîçìîæíû äâà âàðèàíòà ïîñòðîåíèÿ ïàðàëëåëüíîãî êîìïëåêñà:
- ïî öåíòðàëèçîâàííîé ñõåìå (ñ âûäåëåíèåì ñòàòè÷åñêîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ îáõîäíîé öåïè áàéïàñà â âèäå îáúåäèíèòåëüíîãî áëîêà);
- ïî äåöåíòðàëèçîâàííîé (ìîäóëüíîé) ñõåìå — áåç îáúåäèíèòåëüíîãî áëîêà.
Öåíòðàëèçîâàííàÿ ñõåìà òðåáóåò óñòàíîâêè îáúåäèíèòåëüíîãî áëîêà, ðàññ÷èòàííîãî íà ñóììàðíóþ âûõîäíóþ ìîùíîñòü êîìïëåêñà. Ìîäóëüíàÿ ñòðóêòóðà ïîçâîëÿåò ïðè íåîáõîäèìîñòè íàðàñòèòü êîìïëåêñ, äîáàâëÿÿ íîâûå ÈÁÏ ê óæå óñòàíîâëåííûì.  ñîâðåìåííûõ ïàðàëëåëüíûõ êîìïëåêñàõ ÈÁÏ ïðèìåíÿþòñÿ ìîäóëüíûå ñõåìû.
Óïðàâëåíèå öåíòðàëèçîâàííîé è ìîäóëüíîé ñòðóêòóðîé ïðîèçâîäèòñÿ ïî ïðèíöèïó ðàñïðåäåëåííîé ëîãèêè, ò.å. áåç öåíòðàëüíîãî óïðàâëÿþùåãî çâåíà. Òàêèì îáðàçîì, ìèêðîïðîöåññîðíûå áëîêè ñèíõðîíèçàöèè ðàáîòû ïàðàëëåëüíîãî êîìïëåêñà â êàæäîì ÈÁÏ ïîëíîñòüþ ðàâíîïðàâíû, è îòêëþ÷åíèå ëèáî âûõîä èç ñòðîÿ îäíîãî èç ÈÁÏ íå ïðèâîäèò ê ïîòåðå ðàáîòîñïîñîáíîñòè êîìïëåêñà â öåëîì. Òàêàÿ ñõåìà ïîçâîëÿåò òàêæå ïðîèçâîäèòü òåõíè÷åñêîå îáñëóæèâàíèå è ðåìîíò ëþáîãî ÈÁÏ íå òîëüêî áåç îòêëþ÷åíèÿ íàãðóçêè, íî è ñ ñîõðàíåíèåì áåñïåðåáîéíîãî ýëåêòðîñíàáæåíèÿ. Áîëåå ïðåäïî÷òèòåëüíà ìîäóëüíàÿ ïàðàëëåëüíàÿ ñòðóêòóðà áåç îáúåäèíèòåëüíîãî áëîêà ñ ðåçåðâèðîâàíèåì øèíû óïðàâëåíèÿ.
Íàðÿäó ñ ïàðàëëåëüíîé ñõåìîé ÑÁÝ ñóùåñòâóåò ïîñëåäîâàòåëüíàÿ ñõåìà.  òàêèõ ñèñòåìàõ ðåçåðâèðîâàíèå ÈÁÏ äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò âêëþ÷åíèÿ íà âõîä áàéïàñà ðåçåðâíîãî ÈÁÏ. Ðåçåðâ íàõîäèòñÿ âî âêëþ÷åííîì ñîñòîÿíèè, íî íàãðóçêè íå íåñåò è íå ó÷àñòâóåò â ðàáîòå ïðè ïåðåõîäå îñíîâíûõ ÈÁÏ â àâòîíîìíûé ðåæèì. Íà ðèñ. 3.30 ïðèâåäåíà ïîñëåäîâàòåëüíàÿ ñõåìà ÑÁÝ ñ ðåçåðâèðîâàíèåì ïî ëèíèè áàéïàñà.
Òàêîå ðåøåíèå ìîæåò áûòü ïðîäèêòîâàíî àðõèòåêòóðíûìè îñîáåííîñòÿìè îáúåêòîâ, êîãäà â ñòàðîì çäàíèè íåäîñòàòî÷íî ìåñòà äëÿ ðàçìåùåíèÿ ïàðàëëåëüíîé öåíòðàëèçîâàííîé ñèñòåìû áåñïåðåáîéíîãî ïèòàíèÿ. ÈÁÏ, íåïîñðåäñòâåííî ðàáîòàþùèå íà íàãðóçêó, ðàñïðåäåëÿþòñÿ ïî çäàíèþ (â îáùåì ñëó÷àå — ïî ýòàæàì) â íåáîëüøèõ, ñïåöèàëüíî ïðèñïîñîáëåííûõ ïîìåùåíèÿõ.
Ðèñ.3.30. Ïîñëåäîâàòåëüíàÿ ñõåìà ÑÁÝ ñ ðåçåðâèðîâàíèåì ïî ëèíèè áàéïàñà
Íà ðèñ. 3.31 èçîáðàæåíà òðàäèöèîííàÿ ñõåìà ïîñëåäîâàòåëüíîãî «ãîðÿ÷åãî ðåçåðâèðîâàíèÿ». Òàêèå ñõåìû èñòîðè÷åñêè áûëè ïåðâûìè íà ïóòè ñîçäàíèÿ îòêàçîóñòîé÷èâûõ ñèñòåì, íî ïîñëå ïîÿâëåíèÿ ñèñòåì RPA îòîøëè íà âòîðîé ïëàí ïî ïðè÷èíå íàëè÷èÿ ðÿäà íåäîñòàòêîâ, êîòîðûå îòñóòñòâóþò â ïàðàëëåëüíûõ ñèñòåìàõ.
Ðèñ 3.31. Ñõåìà ïîñëåäîâàòåëüíîãî «ãîðÿ÷åãî ðåçåðâèðîâàíèÿ»
Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ïðåäïî÷òåíèå ñëåäóåò îòäàâàòü ïàðàëëåëüíûì è äâóõóðîâíåâûì (èçáûòî÷íûì) ñõåìàì ÑÁÝ. Âòîðîé óðîâåíü ÑÁÝ îòíîñèòñÿ ê îòâåòñòâåííûì ðàáî÷èì ñòàíöèÿì, ôàéë-ñåðâåðàì, àêòèâíîìó ñåòåâîìó è òåëåêîììóíèêàöèîííîìó îáîðóäîâàíèþ. Ïðè ñîñðåäîòî÷åííîì ðàçìåùåíèè ýòîãî îáîðóäîâàíèÿ åãî ýëåêòðîñíàáæåíèå îáåñïå÷èâàåòñÿ ñ ïðèìåíåíèåì âûäåëåííîãî ÈÁÏ ñðåäíåé ìîùíîñòè (äî 40 êÂÀ) â ñî÷åòàíèè ñ ïðîñòûìè ðåçåðâíûìè ÈÁÏ òèïà off-line. Òàêîå ðåøåíèå â ñî÷åòàíèè ñ äîïîëíèòåëüíûìè òåõíè÷åñêèìè ñðåäñòâàìè, ïîçâîëÿþùèìè îñóùåñòâëÿòü ðåçåðâèðîâàíèå ÈÁÏ âòîðîãî óðîâíÿ, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îòêàçîóñòîé÷èâóþ ñèñòåìó áåñïåðåáîéíîãî ïèòàíèÿ.  êà÷åñòâå íàèáîëåå ïðîãðåññèâíîãî ðåøåíèÿ ïî ñîçäàíèþ îòêàçîóñòîé÷èâûõ ñèñòåì ñëåäóåò ðåêîìåíäîâàòü ÑÁÝ ñ ïðèìåíåíèåì èñòî÷íèêîâ áåñïåðåáîéíîãî ïèòàíèÿ êëàññà ýíåðãåòè÷åñêîãî ìàññèâà.
Ïîìèìî ïðèìåíåíèÿ ïàðàëëåëüíûõ êîìïëåêñîâ ÈÁÏ è ýíåðãåòè÷åñêèõ ìàññèâîâ â íàñòîÿùåå âðåìÿ íà÷èíàþò ïðèìåíÿòü ñõåìíûå ðåøåíèÿ, çàèìñòâîâàííûå èç «áîëüøîé» ýíåðãåòèêè è ïîçâîëÿþùèå îñóùåñòâëÿòü ýëåêòðîñíàáæåíèå íàãðóçîê ãðóïïû À îò äâóõ íåçàâèñèìûõ ÈÁÏ. Óñòðîéñòâà, ïîçâîëÿþùèå ðåàëèçîâàòü ýòó ñõåìó, ïîëó÷èëè íàçâàíèå «èçáûòî÷íûé ïåðåêëþ÷àòåëü» (redundant switch). Óñòðîéñòâî èìååò ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøóþ ìîùíîñòü è ïîçâîëÿåò ïèòàòü ñåðâåð èëè êîìïëåêò ñåòåâîãî îáîðóäîâàíèÿ. Ðåêîìåíäóåòñÿ ïîäêëþ÷àòü ÈÁÏ, ðàáîòàþùèå íà èçáûòî÷íûé ïåðåêëþ÷àòåëü, ê ðàçëè÷íûì ãðóïïîâûì ëèíèÿì, æåëàòåëüíî îò ðàçíûõ ñåêöèé ãëàâíîãî ðàñïðåäåëèòåëüíîãî ùèòà (ÃÐÙ). Íà ðèñ. 3.32 ïîêàçàí ïðèìåð ïîäêëþ÷åíèÿ èçáûòî÷íîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ.
Ðèñ. 3.32. Ïðèìåð ïîäêëþ÷åíèÿ èçáûòî÷íîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ:
à) ê îäíîé ëèíèè; á) ê äâóì ëèíèÿì
(èñòî÷íèê: ÀÐÑ)
Ðàçóìååòñÿ, òàêîå ñõåìíîå ðåøåíèå ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ îñîáî êðèòè÷íûõ íàãðóçîê èç ãðóïïû À.  áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ ýòè òåõíè÷åñêèå ñðåäñòâà èíôîðìàòèçàöèè è òåëåêîììóíèêàöèé îáîðóäóþòñÿ äâóìÿ íåçàâèñèìûìè áëîêàìè ïèòàíèÿ, è íåîáõîäèìîñòü èñïîëüçîâàíèÿ èçáûòî÷íîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ îòïàäàåò. Äëÿ ïèòàíèÿ òàêèõ ïîòðåáèòåëåé ñëåäóåò âûïîëíèòü ãðóïïîâóþ ñåòü òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû îáåñïå÷èòü ïèòàíèå îò ðàçëè÷íûõ ñåêöèé ÃÐÙ, ïðè÷åì ïî êðàéíåé ìåðå îäíà èç ëèíèé äîëæíà èìåòü ïèòàíèå îò ÑÁÝ.
Ìîäóëüíûå ñèñòåìû ïîñòîÿííîãî òîêà òàêæå ïîçâîëÿþò ñîçäàâàòü îòêàçîóñòîé÷èâûå ñèñòåìû ýëåêòðîñíàáæåíèÿ. Ïðèìåíÿÿ èíâåðòîðû, ìîæíî ñîçäàâàòü ñèñòåìû áåñïåðåáîéíîãî ýëåêòðîñíàáæåíèÿ ñðåäñòâ êîììóíèêàöèé, èñïîëüçóþùèõ ïèòàíèå ïåðåìåííîãî òîêà, web-óçëîâ è öåíòðîâ îáðàáîòêè. Ñóùåñòâóåò ìíåíèå î öåëåñîîáðàçíîñòè ïåðåâîäà ïèòàíèÿ ñðåäñòâ èíôîðìàòèçàöèè íà ïèòàíèå îò ïîñòîÿííîãî òîêà. Äåéñòâèòåëüíî, ñóùåñòâóåò ðÿä ïðåäïîñûëîê äëÿ òàêèõ ïðåîáðàçîâàíèé:
- áîëüøîå âðåìÿ àâòîíîìíîé ðàáîòû ñèñòåì ïîñòîÿííîãî òîêà (íåñêîëüêî ÷àñîâ);
- íåîáõîäèìîñòü ñîâìåñòíîé ðàáîòû ïîòðåáèòåëåé, ïèòàþùèõñÿ ïåðåìåííûì è ïîñòîÿííûì òîêîì, èñõîäÿ èç óñëîâèé îáðàáîòêè è ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè;
- ñëîæèâøååñÿ ïðèìåíåíèå èíâåðòîðîâ â ñèñòåìàõ ïîñòîÿííîãî òîêà;
- íåîáõîäèìîñòü ñíèæåíèÿ ýêñïëóàòàöèîííûõ çàòðàò.
Îòêàç ïèòàíèÿ îò èíâåðòîðîâ ÷àñòè îáîðóäîâàíèÿ â ñèñòåìàõ ïîñòîÿííîãî òîêà ïîòðåáóåò ïåðåâîäà âòîðè÷íûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ ýòîãî îáîðóäîâàíèÿ íà ýëåêòðîñíàáæåíèå îò ïîñòîÿííîãî òîêà. Ýòî ïîâûñèò ñîâîêóïíóþ íàäåæíîñòü ñèñòåìû, ñíèçèò çàòðàòû. Îäíàêî ñëîæèâøèéñÿ ïàðê îáîðóäîâàíèÿ è òåõíîëîãèÿ åãî ïðîèçâîäñòâà íå ìîãóò áûòü èçìåíåíû â îäíî÷àñüå. Íå ÿâëÿåòñÿ óíèâåðñàëüíûì è ñàì ïðèíöèï ýëåêòðîñíàáæåíèÿ íà ïîñòîÿííîì òîêå. Íàïðèìåð, äëÿ çäàíèé â öåëîì îí âðÿä ëè ïðèìåíèì, ïîñêîëüêó òðåáîâàíèÿ íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòîâ â ñòðîèòåëüñòâå íå ðàçðàáîòàíû äëÿ ðàñïðåäåëåííûõ ñèñòåì ïîñòîÿííîãî òîêà. Íå èçó÷åíû âîïðîñû ýëåêòðîìàãíèòíîé ñîâìåñòèìîñòè, ýëåêòðîáåçîïàñíîñòè, íåò ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ äëÿ ñèñòåì, ðàñïðåäåëåííûõ â ìàñøòàáàõ çäàíèé.  íàñòîÿùåå âðåìÿ îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ ñèñòåì ïîñòîÿííîãî òîêà îñòàåòñÿ ïðåæíåé — ñðåäñòâà ñâÿçè è òåëåêîììóíèêàöèé.
ElectroMaster - .65
https://electromaster.ru
URL :
https://electromaster.ru/article.php?storyid=372
|