第一篇:电容在EMC设计中的应用技巧[大全]
电容在EMC设计中的应用技巧
摘 要:电容是EMC设计中应用最广泛的元件之一。实践表明:在EMC设计中,恰当选择与使用电容能解决许多EMI问题。但是,若电容的选择或使用不当,则可能根本达不到预期的目的,甚至会加剧EMI程度。根据EMC设计原理和不同结构电容的特点,结合相关研究的新进展,针对电容在EMC设计中的一些不恰当的认识与做法,讨论了电容在EMC设计中的应用技巧。对EMC设计具有指导作用。
在EMC设计中,电容是应用最广泛的元件之一,主要用于构成各种低通滤波器或用作去耦电容和旁路电容。大量实践表明:在EMC设计中,恰当选择与使用电容,不仅可解决许多EMI问题,而且能充分体现效果良好、价格低廉、使用方便的优点。若电容的选择或使用不当,则可能根本达不到预期的目的,甚至会加剧EMI程度。
本文根据EMC设计原理和不同结构电容的特点,结合相关研究的新进展,针对电容在EMC设计中的一些不恰当的认识与做法,讨论了电容在EMC设计中的应用技巧。对EMC设计具有指导作用。1 滤波器结构的选择
EMC设计中的滤波器通常指由L,C构成的低通滤波器。不同结构的滤波器的主要区别之一,是其中的电容与电感的联接方式不同。滤波器的有效性不仅与其结构有关,而且还与联结的网络的阻抗有关。如单个电容的滤波器在高阻抗电路中效果很好,而在低阻抗电路中效果很差。
传统上,在滤波器两端的端接阻抗为50Ω的条件下描述滤波器的特性(这一点往往未被注意),因为这对测试方便,并且是符合射频标准的。但是,实践中源阻抗ZS和负载阻抗ZL很复杂,并且在要抑制的频率点上可能是未知的。如果滤波器的一端或两端与电抗性元件相联结,则可能会产生谐振,使某些频率点的插入损耗变为插入增益。
可见,正确选择滤波器的结构至关重要。究竟是选择电容、电感还是两者的组合,是由所谓的“最大不匹配原则”决定的。简言之,在任何滤波器中,电容两端存在高阻抗,电感两端存在低阻抗。图1是利用最大不匹配原则得到的滤波器的结构与ZS和ZL的配合关系,每种情形给出了两种结构及相应的衰减斜率(n表示滤波器中电容元件和电感元件的总数)。
但是,如何判定ZS和ZL的值是高或低,一些资料上并未作具体说明[1,2],实践中也往往不清楚。ZS和ZL的所谓的高值或低值的临界选取有一定的随机性,选取50Ω作为边界值是比较合适的。顺便指出,在电子电路中,因信号一般较弱,而RC低通滤波器对信号有一定的衰减,故很少使用。2 自谐振频率与截止频率 2.1 去耦电容的自谐振频率
实际的电容都有寄生电感LS。LS的大小基本上取决于引线的长度,对圆形、导线类型的引线,LS的典型值为10nH/cm[3]。典型的陶瓷电容的引线约有6mm长,会引入约15nH的电感[1]。引线电感也可由下式估算[4]: 其中:l和r分别为引线的长度和半径。
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寄生电感会与电容产生串联谐振,即自谐振,在自谐振频率f0处,去耦电容呈现的阻抗最小,去耦效果最好。但对频率f高于f0的噪声成份,去耦电容呈电感性,阻抗随频率的升高而变大,使去耦或旁路作用大大下降。实践中,应根据噪声的最高频率fmax来选择去耦电容的自谐振频率f0,最佳取值为f0 = fmax。
但是,一些资料上只是从电容的寄生电感的角度给出了自谐振频率f0的资料。实际上,去耦电容的自谐振频率不仅与电容的寄生电感有关,而且还与过孔的寄生电感[5]、联结去耦电容与芯片电源正负极引脚的印制导线的寄生电感[6,7]等都有关系。如果不注意这一点,查得的资料或自己的估算往往与实际情况相去甚远。
实践中,一般是先确定去耦电容的结构(电容的寄生电感与其结构关系密),再用试验的方法确定容量。2.2 电源滤波器的的自谐振频率
在交流电源进线与电源变压器之间设置电源滤波器是抗EMI的常用措施之一。常用的电源滤波器如图2所示。人们一般对去耦电容的自谐振频率问题比较注意,实际上电源滤波器也有自谐振频率问题,处理不当,同样达不到预期的目的。对图2所示的滤波器,分析可知,当电感的电阻rL很小时,自谐振频率分别为:
设计电源滤波器时,必须使滤波器的自谐振频率远小于噪声频率。处理不当,不仅不能衰减噪声,反而会放大噪声。
例如[8],图2(a)所示的滤波器,如果取L=1 mH、rL=1 Ω、C=0.47μF(这也是许多资料上推荐的参数),可算出f0=5.2 kHz。而EMC测试中的快速脉冲群频率为5.0 kHz(2KV)或2.5 kHz(4 kV),5.0 kHz刚好谐振,2.5 kHz也不会被衰减,如图3所示。这说明滤波器中元件参数选取不当,可能根本起不到提高EMC性能的作用。
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从理论上讲,电容的容量越大,容抗就越小,滤波效果就越好。一些人也有这种习惯认识。但是,容量大的电容一般寄生电感也大,自谐振频率低(如典型的陶瓷电容,0.1μF的f0=5 MHz,0.01μF的f0=15 MHz,0.001μF的f0=50MHz),对高频噪声的去耦效果差,甚至根本起不到去耦作用。分立元件的滤波器在频率超过10 MHz时,将开始失去性能。元件的物理尺寸越大,转折点频率越低。这些问题可以通过选择特殊结构的电容来解决。
贴片电容的寄生电感几乎为零,总的电感也可以减小到元件本身的电感,通常只是传统电容寄生电感的1/3~1/5,自谐振频率可达同样容量的带引线电容的2倍(也有资料说可达10倍),是射频应用的理想选择。
传统上,射频应用一般选择瓷片电容。但在实践中,超小型聚脂或聚苯乙烯薄膜电容也是适用的,因为它们的尺寸与瓷片电容相当。
三端电容能将小瓷片电容频率范围从50 MHz以下拓展到200 MHz以上,这对抑制VHF频段的噪声是很有用的。要在VHF或更高的频段获得更好的滤波效果,特别是保护屏蔽体不被穿透,必须使用馈通电容。4 电容容量的选择
在数字系统中,去耦电容的容量通常按下式估算式中: 为瞬变电流; 为逻辑器件允许的电源电压变化; 为开关时间。
实践中,去耦电容的容量选择并不严格,可按C = 1/f选用,f为电路频率,即10 MHz选0.1Μf,100 MHz选0.01μF;在微机控制系统中,通常在0.1~0.01μF之间任选[9]。
但是,近年的研究表明[10,11],去耦电容的容量选择还必须满足以下条件: ① 芯片与去耦电容两端电压差 必须小于噪声容限。
② 从去耦电容为芯片提供所需的电流的角度考虑,其容量应满足。③ 芯片开关电流 的放电速度必须小于去耦电容电流的最大放电速度。
此外,当电源引线比较长时,瞬变电流会引起较大的压降,此时就要加容纳电容以维持器件要求的电压值。5 去耦电容的安装方式与PCB设计
安装去耦电容时,一般都知道使电容的引线尽可能短。但是,实践中往往受到安装条件的限制,电容的引线不可能取得很短。况且,电容引线的寄生电感只是影响自谐振频率的因素之一,自谐振频率还与过孔的寄生电感、相关印制导线的寄生电感等因素有关。一味地追求引线短,不仅困难,而且可能根本达不到目的。
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EMC设计是一个需要长期面对的重要而复杂的领域,电容在其中一直得到广泛应用。随着相关研究的进展,人们不断纠正或放弃电容在EMC设计中的一些传统认识与做法。电容在EMC设计中的作用大小与多种因素有关,且其中的很多因素一直在不断的研究与变化中。所以,要充分发挥电容在EMC设计中的作用,及时了解相关研究的新进展,及时采用新技术,是非常重要的。
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第二篇:EMC SRDF技术在银行数据中心搬迁中的应用与设计
EMC SRDF技术在银行数据中心搬迁中的应用与设计
引言
摘要:本文简单介绍EMC SRDF技术,重点阐述了银行如何利用该技术进行新旧数据中心搬迁、灾难备份的系统设计,详细介绍了如何按照系统设计要求逐步将旧数据中心安全地、迅速地搬迁到新的数据中心,并最终形成一套灾难备份系统。关键字:SRDF、数据迁移、灾难备份
随着银行数据集中的深入开展,各种业务数据都进行集中处理。随着业务的不断拓展,我们可能需要对旧数据中心进行扩容,并进行新中心的建设。这时,我们就需要进行数据中心的搬迁工作。而实际上对于较大型的数据中心,经常要利用灾备技术来实现数据的迁移,同时利用原有的数据中心作为备份中心。如何能保证数据中心迁移过程中数据不丢失?如何确保数据中心迁移过程中业务系统基本不停顿?这些都是我们银行要面对的问题。
本文将基于EMC SRDF技术,以中国建设银行厦门市分行数据中心新旧大楼搬迁和灾备系统实施为例,讨论数据中心数据迁移和搬迁的方案规划、设计和实施。
一、数据中心迁移背景
银行数据中心的共有特点是:业务集中、数据集中、海量数据容量(至少TB量级)、大业务量、业务连续性要求极高、关键业务数据可用性高。随着银行数据集中,旧数据中心由于容量、性能、运行环境等限制,已不能满足业务系统发展的需要,这时各银行就可能建立一个新的数据中心。由于业务24×7的连续性需求和客户数据的重要性,保证业务连续性是数据中心迁移的核心要求,迁移数据的高可靠性是数据中心迁移成败的关键。数据迁移过程中对业务的影响、迁移的数据完整性保证是迁移技术选型、方案设计的依据。
随着厦门建行各项业务系统的发展,原有的计算中心机房已经难以满足越来越多业务系统对中心运行环境的要求,系统的扩充性受到极大的限制。随着分行新营业大楼的使用和新大楼中新中心机房的建设完成,厦门建行需要将原有的数据中心将搬迁到新营业大楼中。
厦门建行原数据中心主机系统基本上是基于IBM RS/6000主机和EMC存储平台为基础的系统。厦门建行主要的银行业务系统包括对公、储蓄、银行卡等核心业务,还包括有代理业务和中间业务等。应用系统是以Tuxedo中间件和Informix、Db2等数据库系统来进行构建的,生产数据集中存放在一台EMC的Symmetrix 3830 磁盘机中,可用空间大约约600GB。
厦门建行在新数据中心选用一台EMC的Symmetrix 8530磁盘机作为主存储设备,同时还购买了SRDF、TIMEFINDER、PowerPath、ECC等软件和利用SRDF进行数据迁移的服务,这为使用SRDF进行数据迁移和系统搬迁提供了必要条件。从节约资金的角度,新数据中心的主机系统不再另行购置,全部从旧数据中心搬迁过来。本文重点说明数据的迁移,设备的物理搬迁不详细说明。
二、SRDF技术概述
目前实现数据迁移和灾难备份的方法、技术很多,有SAN或NAS技术、远程镜像技术、基于IP的SAN的互连技术、快照技术等。其中,业界成熟的磁盘镜像技术对于保证业务连续性和数据迁移的高可靠性方面有着一定的优势,成为众多大型企业数据迁移、灾难备份的首选。EMC公司SRDF(Symmetrix Remote Data Facility)技术是磁盘镜像技术的一个杰出代表,在国内、国际上都有众多的成功案例。
EMC SRDF是迄今为止业界唯一能够同时为大型机、UNIX、Windows NT和AS/400等系统提供完整的业务持续性能力的解决方案。自从其1994年问世以来,EMC存储管理软件已经帮助许多公司管理计划内的数据中心事件(如按计划维护,每日数据备份,数据迁移和应用测试),同时它也负责从突发故障(如数据灾难)中恢复数据。SRDF是一个在线的并且独立于主机的数据镜像信息存储解决方案。
它可以将生产现场的数据复制到一个或多个物理上分离的Symmetrix目标系统上。这些系统可以跨越大楼,远至世界各地。SRDF软件具有如下特点:
1.支持所有主流服务器,大机(Mainframe)和开放系统能同时使用SRDF; 2.基于磁盘阵列自身功能,与操作系统、应用软件无关、对主机影响小; 3.同时支持同步、半同步、异步等数据传输模式;
4.通过网络系统的支持,SRDF镜像的距离可以到几千公里的距离;
5.与Symmetrix微码、TimeFinder进行良好配合,实现生产数据的灵活应用,例如:利用BCV卷实现生产数据备份、隔日数据查询、数据仓库等应用; 6.支持不同通信协议,包括ESCON、T1/E1、T3/E3、ATM、IP、DWDM,FC等; 7.配置灵活、实施简单、操作方便; 一个典型的SRDF连接,如图一所示。
图中显示了同步方式的SRDF一个写请求的完成过程。从图中可以看出,当本地(源)盘要写一个IO的时候,它首先会将IO发到远地(目标)盘上,待目标Symmetrix设备将数据写进Cache后,本地IO才认为是写成功了。这样,就充
分保证本地存储和远地存储的一致性,但是对SRDF的连接的网络速率要求就比较高了。
三、需求分析
银行数据中心的迁移工作,与其他项目一样,首先都要从数据中心迁移的需求分析开始,充分理解迁移工作的目标、环境、性能指标等,才可能开始进行设计工作。本节以厦门建行数据中心迁移为例,说明数据中心搬迁的需求分析工作。1. 总体目标:
厦门建行数据中心迁移的总体目标是:要将数据中心从旧大楼搬迁到新大楼,需要利用数据迁移技术将数据从旧的数据中心迁移到新的数据中心,同时建立新旧大楼之间的数据灾备系统,系统迁移过程中对业务系统的影响要达到最小。2. 系统环境分析:
厦门建行数据中心由核心业务系统和大量的前置系统组成。其中,厦门建行数据中心的核心主机系统以IBM RS6000主机、EMC存储系统组成,数据库系统采用Informix IDS,应用系统是自行开发的。
厦门建行新旧数据中心物理距离大约6公里。目前在旧的数据中心有一套旧的存储系统。旧数据中心有多套的双机互备的主机系统,包括核心业务系统双机系统、信息系统双机系统、前置系统双机系统(包括多种前置应用系统)等,这些机器都通过SAN连接到核心存储上。而在新数据中心准备新购置一套新的存储系统,但在新的数据中心没有主机系统,只是用一台小配置的机器用于测试,新购置一台与旧中心一样的SAN Switch作为测试。系统情况如下图所示。
图二 原系统结构示意图
另外,数据中心还有大量的前置机大部分是独立的系统,涉及的操作系统包括:HP-UX、SCO Openserver、Linux、Windows NT、Windows 2000等;涉及的数据库包括:Informix、Lotus Notes、SQL Server等。这些系统大多是属于可以单独搬迁的系统,其设备的搬迁不与核心系统的搬迁同时进行。因此,这些设备和机器不再上图列出。
3. 业务数据分析:
因为灾备系统需要有一套存储系统,相应的主机系统,要有机房运行条件、网络系统等,因此建立灾备系统需要有较高的投入。所以,要在成本允许的情况下,进行综合考虑,尽可能将比较重要的业务放入灾备系统中。因此我们要将业务数据根据重要性进行划分,一般可以分为:核心业务、重要业务、一般业务。
(1)核心业务要求24小时不间断运行,其重要性不言而喻。这些业务数据肯定要进入灾备系统,才能在数据中心迁移时以最短的中断时间实现迁移的目的,同时将来数据中心出现问题时,备份中心能保有最新的核心业务数据。比如上图中原系统中的核心业务系统,包括业务主机系统和信息系统。
(2)重要业务中,要根据允许中断时间、业务重要程度进行划分,将重要程度很高、中断时间要求很短的业务,尽可能放到灾备系统中,将重要程度一般、中断时间可以时间比较长的业务系统考虑不放在灾备系统中。比如上图中连接到SAN环境中的“前置系统1”、“前置系统2”。
(3)一般业务正常情况下都不进入灾备系统,在数据中心迁移时要进行较长时间的业务中断,中断时间就是一般业务的系统关机、物理搬迁、开机的时间。比如不在上图中示意的其他系统。
4. 迁移需求分析:
按厦门建行的需求,整个系统迁移只能在凌晨进行,而且系统迁移造成的业务中断时间不能超过2小时。也就是说,我们在系统迁移过程中,应用系统关闭、数据迁移、应用系统启动的整个过程占用的时间不能超过2小时。按此要求,我们在设计中要特别注意系统迁移的性能。
5. 性能需求分析:
厦门建行对SRDF性能的要求是系统响应时间不得超过原来的5%。这个需求是针对数据中心搬迁后,新旧数据中心的灾备系统而提出的。基于这个需求,需要对传输的数据量进行估算。
按厦门建行的应用情况,通过对多日的数据量的分析,发现在系统在正常运行中的IO量不大,SRDF完全能满足要求;但是,当应用系统数据库在做Checkpoint的时候,IO量急剧增大。假如每秒IO数据量10M,则SRDF性能要求也是 10*8=80 Mbps。
四、数据中心迁移系统设计
数据中心要进行迁移,既要考虑未来最终使用的情况,也要考虑数据迁移过程的实现。根据厦门建行的系统现状,我们的总体设计思路时:考虑建立一套新数据中心,新旧数据中心采用SRDF进行互联,然后在数据搬迁时利用SRDF进行异地数据迁移,在数据中心搬迁后建立最终的新旧中心灾备系统。
因此,我们的系统总体设计要将重点放在灾备系统设计中,我们要从存储系统硬盘分布、SRDF同步模式的选择、灾备网络方案的确定、灾备软件的匹配等方面的进行分析设计,最终确定总体架构。1. 盘分布设计:
盘分布设计主要包括两方面的考虑:
(1)确定哪些应用系统放在灾备系统中。在进行业务数据需求分析完成后,我们就可以确定哪些应用系统、哪些应用数据要放到灾备系统中,我们就可以确定硬盘的可用容量。在厦门建行的应用系统中,将核心业务系统和部分重要系统放在灾备系统中。
(2)放在灾备系统中的应用数据的盘分布。在整个主机系统中,I/O的性能是至关重要的。存储系统的I/O性能的提高是整个核心系统性能提高的关键。其中,硬盘的分布是重中之重。在盘分布设计中,我们主要采用两点思路:
核心业务使用的硬盘采用Raid-1,而不采用Raid-5。这样,数据在得到双重保护的同时,又不降低性能。
核心业务使用的硬盘尽可能放在不同的物理硬盘上。这样,将使核心业务的I/O分摊到不同的I/O通道中,使I/O性能进一步提高。
核心业务使用的硬盘尽可能放在不同的通道上。这样,将使核心业务的I/O分摊到不同的I/O通道中,使I/O性能进一步提高。
2. SRDF同步模式选择
SRDF数据镜像技术支持三种工作模式:同步模式、半同步模式、异步模式,其中半同步模式使用较少,同步模式对于同城灾备最合适,异步或自适应模式适合数据的迁移,对主机端的I/O性能影响最小。但是若一套系统仅用于一次数据迁移,既可以异步模式来实现,也可以用同步模式来实现。
按照厦门建行的需求,我们不仅使用SRDF来实现数据迁移,同时将来还要做同城灾备。因此,为了减少对业务的影响,我们可以提前同步,从而在迁移切换时,数据已经处于同步状态,可以使数据迁移的切换时间大大缩短。
3. 网络方案的确定:
在SRDF灾备实施中,为保证实施灾备系统的运行,网络传输速度是至关重要的。在明确迁移需求和系统负载后,以及联机和批量对磁盘更新量以后,进行SRDF带宽设计。包括SRDF Synchronous Delay、VOLUME WRITE I/O LIMIT,具体方法可参考有关资料,这里不详述。
一般情况下,10km以内的两套系统互联,只需要使用裸光纤互联就可以,连接接口采用长波单模光纤接口。采用裸光纤、普通光纤接口的传输速率理论上能达到1Gbps,实际数值也能达到500Mbps以上。
而对于超过10km的两套系统互联,可以采用磁盘间SRDF连接为2根ESCON通道,两地采用NORTEL或CISCO等网络设备厂商提供的DWDM设备作通道延伸,两端DWDM间用DARK FIBER连接。这时就要根据系统的负载需求来确定传输线路的速率了。
因为厦门建行新旧大楼之间距离小于10Km,因此采用裸光纤直连方式进行,通过计算,超过200Mbps的数据传输速率能满足厦门建行数据传输的需要。
4. 软件版本的匹配:
在我们的设计中,需要我们和厂商关注的一点是灾备系统两端的微码版本是否匹配,是否能满足SRDF的运行需要。只有EMC公开文档明确支持SRDF运行的微码
版本才能发到两端的存储系统上运行,以确保将来SRDF运作的稳定性和可用性。
5. 系统架构:
根据需求的分析,我们要利用SRDF技术我们最终的目的是要建立一套基于SRDF的数据灾备系统,同时满足数据中心迁移的需要,同时将来作为数据灾备系统,当新数据中心出现问题时,旧数据中心能得到最新的业务数据,并利用旧数据中心拥有的部分主机实现部分核心业务。
因此,我们在总体设计是要按将来是一套SRDF 同步系统来考虑,主存储是EMC 8530,灾备存储是3830。大部分主机将搬迁到新数据中心,旧数据中心只保留很少的主机。数据中心搬迁后的系统最终的总体结构图如下:
图三 最终的系统结构示意图
五、数据中心迁移过程
在数据中心的迁移过程中,不仅要将原数据中心大部分设备毫发无损地物理搬迁到新数据中心,关键还要将数据准确无误地在最短时间内迁移到新中心地存储系统中。
因此,在系统架构设计完成后,还要进行系统迁移过程的设计和实施。系统迁移过程的设计主要针对迁移过程的流程进行设计,若有必要,可能对系统架构设计提出修改要求。
主机系统数据分为系统数据、应用数据,系统数据包括操作系统、配置文件等,这些数据与硬件密切相关,实时性要求不高,同时系统数据与客户数据没有直接的关系;应用数据指与客户数据密切相关的数据,如数据库数据、应用系统配置文件、中间件系统配置文件等。
对这两种数据我们采用不同的迁移方法。对实时性不高、与硬件密切相关的系统数据采用一次性磁带拷贝、物理搬迁的方法,提前迁移,先建立完整可用的系统平台;而对实时性要求很高的应用数据采用SRDF技术进行磁盘同步镜像迁移,同步完成后在已有系统直接启应用系统,然后作网络切换,完成数据中心迁移。以厦门建行的数据中心搬迁为例,一般的数据中心搬迁可以包括以下步骤:(1)迁移前提:
新数据中心机房已经验收完成;
新数据中心网络系统已经完备,并与旧数据中心互联; 新数据中心主机系统、存储系统安装和测试完成。
(2)迁移前的存储系统准备工作:
分析、规划、调整应用数据的磁盘卷使用,为迁移准备数据源;
在两地主机系统安装、裁剪SRDF软件和其他Symmmetrix相关软件如Timefinder等;
升级两端Symmetrix盘机的微码到相同level,根据两端磁盘卷同步映射关系制作盘机的BIN FILE,并装入存储系统;
对现有的存储系统进行一致性检查;
采用同步贝方式初始同步所有应用数据卷到新中心。
(3)迁移前的主机系统准备工作:
要迁移的应用系统都做好一套双机系统,这包括业务主机系统的双机、信息系统双机系统、前置系统的双机系统。
双机系统经过演练测试,确保可以将应用放在一台机器上运行。新旧中心进行多次数据迁移切换演练测试。
需要将SRDF分离,将数据盘挂到新中心的测试主机上,检查数据是否正确。迁移准备工作完成后的系统结构状态如下图所示:
图四 迁移准备工作完成后的系统结构示意图
(4)非核心单独系统的搬迁:
这些数据是银行中一些小的前置系统,他们不连接到存储中,是自己独立的小系统,他们的迁移要与核心业务系统的迁移分开。考虑到这些系统的重要性比较低、可中断时间比较长,一般可以选择周末或者夜间提前将这些机器关闭、物理搬迁到新数据中心。
(5)非灾备系统的重要业务系统的迁移:
这些数据是银行中非核心业务系统中的数据,他们原来存放在3830上,而新系统要求他们存放到8530上,而且他们的业务可以中断,可以在晚上或者周末进行搬迁。这些数据迁移的做法是:在8530上建立一样的文件系统,利用磁带或者远程拷贝将数据备份、恢复到8530上;然后在晚上或者周末将对应的主机物理搬迁到新数据中心,然后与8530进行互联,最后将应用系统在主机和8530上运行。
(6)利用SRDF技术进行数据中心核心业务系统的迁移切换:
搬迁第一步:搬迁一半主机到新中心。
a)原中心变双机为单机运行:将业务主机双机、信息主机双机、前置主机双机系统的应用系统都切换到一台主机上运行,将主机系统中的另一台拆出,搬迁到新中心,与新的存储系统互联。
b)将原数据中心两台SAN 交换机搬迁一台到新中心,与原有一台新的SAN Switch组成新的SAN。
c)确认新存储和主机系统的可用性。将新主机和存储系统连接后,进行必要的应用测试,检查主机、存储系统已经具备运行条件。d)第一步搬迁后的结构如下图所示。
图五 第一步搬迁后的系统结构示意图
搬迁第二步:新旧数据中心的新旧存储进行SRDF数据重新同步,以旧存储为主卷,新存储为备份卷,以确保新存储的数据与旧存储保持一致。
搬迁第三步:启用新数据中心。
a)关闭旧数据中心的应用系统,使数据处于某种明确的状态; b)SRDF分离;
c)修改主机系统配置:包括IP地址、网络路由、应用配置等。
d)启用新中心的主机和存储系统,检查应用系统运行是否正常,这些应用包括核心业务系统、信息系统、两套前置系统等。这时新数据中心处于单机运行状态。e)新数据中心成为生产中心后的系统结构示意图如下图所示。
图六 第三步搬迁后的系统结构示意图
搬迁第四步:原数据中心剩余主机搬迁到新数据中心。将原中心主机、备份设备搬迁到新中心,并与生产主机、存储进行互联,形成原有的双机系统。将原来在新数据中心进行测试的主机搬迁到旧中心,作为灾备系统的备份主机。搬迁后的结构如“图
五、第四步搬迁后的系统结构示意图”所示。
图
七、第四步搬迁后的系统结构示意图
这样核心业务系统搬迁到新数据中心,搬迁工作宣告完成。但是此时新旧存储之间仍处于SRDF断开状态。
(7)实现新中心到旧中心的同城数据灾备,形成一套可运行、可操作的灾备系统,并进行测试验证。
检查 SRDF配置;
SRDF反向同步:以新存储为主卷,旧存储为备用卷。灾备系统实施后的系统结构图如“图
三、最终的系统结构图”所示。
进行灾备系统的测试。
六、数据中心搬迁中应注意的问题
数据中心的搬迁是一个复杂的项目,有了详尽的系统设计和搬迁方案,应该说,整个数据中心的搬迁条件已经基本具备,但是我们在实施过程中发现,在数据中心搬迁过程要注意以下问题:
1. 系统等级划分
系统等级划分是系统规划中基础的一环,主要要根据业务系统、信息系统、前置系统、独立业务系统等的重要性不同进行等级划分,核心的系统列入高等级系统,普通的业务系统列入低等级系统。高等级的系统要重点保证,它们要在很短的时间内得到系统恢复。系统等级划分完成后,才能将相关系统的数据按等级不同的需要分别放在灾备系统、非灾备系统、独立系统中。2. 完善的方案
一个成功的项目的前提是完善的系统方案,数据中心的迁移要成功,要进行全面的系统设计,系统设计至少要有以下要求:
(1)要有详尽的实施步骤。实施步骤中从实施前、实施过程中、实施完成后续处理等过程中,要有完备的流程,每个步骤要确定责任人、明确实施的时间、实施的前后顺序。
(2)要有详尽的应急方案。对各种可能出现的异常要做好应急准备,包括物理搬迁问题、硬件故障、操作系统故障、数据库故障、存储故障、网络故障等。3. 充分的测试
一个成功的项目背后是完备的系统测试,数据中心的迁移也必须经过充分的系统测试,以确保迁移的成功,数据迁移测试至少要包括以下内容:
(1)性能测试:主要包括网络传输速率测试和灾备系统的测试。网络传输速率测试主要用于确认网络系统是否满足灾备系统的传输要求。灾备系统测试主要检验灾备系统实施后带来的性能降低是否在用户可忍受的范围内。
(2)双机切换接管测试:主要进行原系统的双机接管测试,以确保在搬迁过程中任何一个单机能负责原来双机运行的业务,也确保搬迁过去的机器能连接到新存储中使用。
(3)数据迁移切换测试:主要在数据中心搬迁之前,先做旧存储到新存储的SRDF同步,然后断开SRDF,在新中心利用测试主机将新存储上的业务系统挂上来,检验能否正常进行应用处理。
4. 良好的项目管理
(1)充分的人员保证和组织管理:由于搬迁工作的复杂性,在项目组中要有专职项目经理,要有网络工程师、系统管理员、数据库管理员、应用系统负责人、业务人员等。
(2)良好的沟通机制:沟通不仅要在银行内部,包括业务部门、行领导、行内技术人员等,还要包括合作伙伴,包括厂商、集成商等。
(3)严格的进度控制:由于是生产系统的迁移,项目的实施有严格的时间限制,因此在项目实施过程中要对实施进度进行严格控制,并制定详细的应急方案。(4)完善的质量保证:由于是生产系统的迁移,所有的操作都要保证其准确性,要切保操作流程、操作步骤万无一失。因此,项目实施过程中对所有的实施步骤要进行充分的测试验证和审核,以确保实施的质量。
七、结论
数据中心的搬迁是一个复杂的系统工程,很多银行和企业都可能会面对。这样的工程不仅要采用成熟的技术,更要通过严密的组织、规划、设计,才能圆满实现。以上通过厦门建行使用SRDF技术成功实施数据中心搬迁的实践,我们可以看出:SRDF技术是一种成熟的、可靠的、适用于灾难备份和数据迁移的解决方案。我们希望本文能对将要使用灾备技术进行数据中心搬迁和灾难备份的银行和企业有所帮助。
第三篇:超级电容在变电站直流系统中的应用
超级电容在变电站直流系统中的应用
2010-5-29 19:10:00 来源:
1、当前变电站直流屏存在的问题
在我国110kv、35kv、10kv终端变电站,以及厂用6kv配电系统,广泛采用了蓄电池直流屏和硅整流电容储能直流屏、作为操作、控制以及保护的电源。几十年来,较多的产品在运行中存在以下问题:
1.1镉镍蓄电池直流屏
直流母线输出220v时,一般由180只蓄电池组成。蓄电池在加工生产中不可能做到每只电池的充放电特性完全一致,虽然生产厂家在出厂时进行了匹配组合,到了用户手中就没有挑选的余地了。在使用中,用同一个充电电源,又向同一负荷放电,久而久之,个别电池由于特性差别越来越大,而影响整个装置的性能。
镉镍蓄电池在运行中,长期处于浮充状态,充电机性能的好坏,直接影响电池的寿命。一般厂家承诺电池寿命大于10年,但在实际运用中,往往只有3~5年。这是因为,如果浮充电流过大,会使电解液中的水电解成氢和氧,这两种气体混合是危险的爆炸气体,如果通风不良,有资料介绍,某无人值班变电站,曾发生直流屏爆炸的事故。
过充电还会使电池冒液。在电池外表及连接片上产生墨绿色氧化物,腐蚀构件,降低绝缘,使自放电增加。过充还会产生氧化还原反应,在负极板上生成氧化镉,减少极板有效面积,容量减小,这就是俗称的“记忆”效应。为了保持电池的容量,每年需对蓄电池进行1~2次的“活化”试验,试验必须按生产厂家规定的标准制度进行充放电,才能保证电池的有效率。作为使用维护者来说,是一个令人头痛的事情。由于镉镍电池有较硬的放电特性曲线,放电量达到80%时,电压下降也不明显。稍有疏忽,会造成电池过放电,出现极性反转而报废。由于直流屏是变电站设备中的重中之重,直接影响到变电站的安全运行。在“安全工作重于泰山”的环境下,很多单位都将直流屏列入日常必检项目进行考核。
1.2密封铅酸蓄电池直流屏:
由于镉镍蓄电池维护量大,一种免维护密封铅酸蓄电池,简称阀控蓄电池或vrla电池,开始得到广泛应用。因为是全密封电池,无须加水,这给维护带来很多好处的同时,也给观测和维护带来困难。“免维护”这一名词又给使用者带来认识上的误区,导致使用者放松对蓄电池的日常维护管理。由于阀控蓄电池在我国问世只有十年左右,至今还没有成熟的制造、运行经验。去年在深圳召开的evc会议,汇集国内蓄电池有关使用、制造的专家,总结了国内阀控蓄电池的制造、运行方面的经验,达成如下共识:
(1)阀控蓄电池的寿命:
厂家说明书将蓄电池的寿命标注为10、15、20年,是过分夸大了。无论进口、国产电池,实际使用后都证实了这一点。因而在说明书上标称5年比较适当;对于胶体蓄电池,如德国阳光、银彬方可用十年以上。另外厂家说明书上标注的寿命是有前提的,要在规定的运行温度,标准的充放电方式[包括负载大小] 下运行,实际上这些条件,只有在实验室才能达到。
(2)影响阀控蓄电池寿命主要有如下几个因素:
a.阀控蓄电池寿命对温度十分敏感
生产厂家要求电池运行环境温为15℃-25℃,当环境温度超过25℃后,每升高10℃电池寿命就要缩短一半,例如:对5年期寿命的电池,当环境温度为35℃时,实际寿命只有2.5年,如果再升高10℃达到45℃时,其寿命只有约1.25年了。对于处在广大的华中、华南地区来说,全年平均气温超过25℃的时间将长达3个多月,加上安装阀控蓄电池的配电室,为防小动物入室,门窗都比较封闭,室内温度还要升高,对蓄电池的运行极为不利。
b.过度放电:蓄电池被过度放电是影响蓄电池使用寿命的另一重要因素。这种情况主要发生在交流停电或充电模块损坏后,蓄电池组为负载供电期间。当蓄电池被过度放电到输出电压为零时,会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸付到电池的阴极表面,形成电池阴极的“硫酸盐化”。由于硫酸铅本身是一种绝缘体,它的形成必将对电池的充、放电性能产生不好的影响。因此,在阴极板上形成的硫酸盐越多,电池的内阻越大,电池的充、放电性能就越差,其使用寿命就越短。
(3)板栅的腐蚀与增长:.板栅腐蚀是影响蓄电池使用寿命的重要原因。在开路状态下,铅合金与活性二氧化铅直接接触,而且共同浸在硫酸溶液中,它们各自与溶液建立不同的平衡电极电位。正极栅板不断溶解,特别是在过充电状态下,正极由于析氧反应,水被消耗,h+增加,从而导致正极附近酸度增高,反栅腐蚀加速,如果电池使用不当,长期处于过充电状态,那么电池的栅板就会变薄,容量降低,会缩短使用寿命。
(4)浮充电状态对蓄电池使用寿命的影响:目前,蓄电池大多数都处于长期的浮充电状态下,只充电,不放电,这种工作状态极不合理。大量运行统计资料表明,这样会造成蓄电池的阳极极板钝化,使蓄电池内阻急剧增大,使蓄电池的实际容量(ah)远远低于其标准容量,从而导致蓄电池所能提供的实际后备供电时间大大缩短,减少其使用寿命。
(5)失水:
蓄电池失水也是影响其使用寿命的因素之一,蓄电池失水会导致电解液比重增加,电池栅板的腐蚀,使蓄电池的活性物质减少,从而使蓄电池的容量降低而导致其使用寿命减少。当失水5.5%时,容量降到75%;失水达到25%时,容量基本消失。
1.3电解电容储能直流屏
二十世纪60-70年代,由于电解电容储能直流系统,投资小,维护量小,在110kv以下小型变电站得到广泛的应用。经过多年的运行暴露出一个致命的缺陷:由于储能电容的容量只有数千微法,事故分闸的可靠性差。在全国范围内造成多起事故。目前,这类直流系统面临更新改造阶段。2.超级电容用于直流屏的有关实验
超级电容器是一种专门用于储能的特种电容,实现了电容量由微法向法拉级的飞跃,是一种理想的大功率物理电源。它不需要任何维护和保养,寿命长达10年以上,用它来代替老式电容储能硅整流直流屏,和蓄电池将产生革命性的进步。
2.1、用超级电容对断路器合闸的试验:
实验地点:武汉市白沙洲水厂变电站 615柜.高压断路器型号kyn—10—10ⅱ型
额定电压:10kv,额定电流:1000a 操作机构型号cd—10ⅱ。合闸电压直流220v,电流100a。
试验方法:模拟正常方式合闸,按下合闸接钮,记录合闸次数和电容端电压,见下列:
合闸次数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电容端电压v 245 240 235 230 225 220 215 210 203 197 190
共合闸15次,每次都合闸成功,考虑到从第9次开始电容端电压已降至额定电压-10%以下,可靠性变差,合闸速度变慢,剔除不算,因而可作如下结论:
电容充电至+10%额定电压时,可对cd—ⅱ型电磁机构可靠合闸大于8次,每次合闸使电容端电压下降5v。
2.2超级电容充电时间测试:
超级电容的初充电,如不加限流电阻,相当于发生短路。生产厂家推荐使用1000w碘钨灯作限流电阻,其冷态电阻较热态电阻小近10倍,符合电容电压上升后宜减小限流电阻的要求。以下试验数据均是串入1000w碘钨灯实测的数据。
用变电站直流电源充电:
时间(秒)0 30 45 55 60 80 120 180 充电电流(a)4.5 3 2.5 2 1.8 1 0.2 0.05
2.3 超级电容自放电测试
将超级电容充至242v后,与负载完全脱离,隔日同一时间测量电容端电压记录如下:
时间 6月24日 6月25日 6月26日 6月27日 6月28日
电容端电压v 260 233 212 194 178.6 δv/h 1.12 0.88 0.74 0.645
注:δv/h为电容端电压下降速度,用下降电压变化量除以小时。
小节:端电压下降速度与是否经过浮充有关,未经浮充开始几个小时达2~3v/h,既每小时下降2~3v,经过浮充半小时以后,自放电速度明显变缓,可能是电容内部电荷来不及分布均匀有关。在正常运用时,超级电容处在长期浮充状态,完全断开负载后可维持有效电压达3天(72小时)。
2.4带经常性负载的放电试验:
模拟当电网失电后,由电容放电来维持直流母线电压的试验。根据电力工程设计手册中,关于直流系统控制母线电压允许波动范围为85%~110%vn,vn=220v时,电压波动范围为187v~242v。下面是母线电压242v,电容放电至187v时,不同负载的维持时间的实测值。
小节:中小型变电站如将信号灯换成led节能灯后,控制母线电流一般小于2a,将保持30分钟的跳合闸能力。在实际运用中,将配备2只电容,一只为热备用,另一只为冷备用.防止因雷击, 或电力系操作过电压而造成的损坏.可将冷备用一套应急投入.3.超级电容直流屏与蓄电池直流屏的性能对比
(1)无任何种蓄电池都需要配置一套精确的,性能优良的充放电装置。这套装置故障率相对较高,而用超级电容的直流屏可简化这套装置,降低了故障率,使成本下降。
(2)蓄电池过充电、过放电都会缩短使用寿命,而超级电容不存在过充电、过放电的问题,只需限制最高充电电压就行了。
(3)蓄电池有较大的维护量,即便是免维护蓄电池,同样需要维护;而超级电容只需定期检测其容量是否下降就行了,做到了真正意义上的免维护。
(4)蓄电池一旦过放电,要恢复其容量得充电数小时;而超级电容恢复到额定电压,仅需几分钟。单只电容合闸后端电压下降5v,数秒钟即可复原。
(5)电网停电后,直流屏依靠蓄电池放电来维持直流母线电压,电池组的能量毕竟有限。停电时间过长,会使电池的能量放完,如不加限制,必然会导致电池组电压下降到终止电压以下而受损,甚至无法再充电而报废。而超级电容当电网停电后,在带有经常性负荷的情况下仍可保证近千次的跳闸和数百次合闸。这一点对具有综合重合闸装置和备用电源自动投入装置的中小型终端变电站足矣。
如果是母线短路,引起电网电压过低,只要继电保护能正确动作,在短短的几秒钟内,更能可靠的跳闸,事故跳闸后,没有必要维持一定时间的直流供电。当事故处理完毕后,电网恢复供电,在几分钟内,又具有分、合闸能力了。
第四篇:追问技巧在面试中的应用
HR工具-文本范例
“追问”技巧在面试中的应用
在一次招聘房地产开发部主管的过程中,一位应聘者告诉招聘专家自己运作过多少多少个房地产项目。而当专家问到:“在这个项目中,你的职责是什么?你遇到过什么困难吗?”,这位应聘者开始紧张起来,说话吞吞吐吐。最后,在专家的“紧逼”之下,应聘者才透露出了实情:在这几个项目中,他只是负责工程技术方面的一个助手而已!如果招聘专家不进行上面的追问,我们很可能就认为:这位应聘者在运作房地产方面的经历实在太丰富了!
很多招聘经理抱怨:从面试中获得的信息太少!并因而怀疑面试的有效性。其实在面试过程当中,有没有追问,会不会追问是能否获取应聘者信息的关键。
根据具体的面试情境,追问的时机要把握好。那么追问的标准是什么呢?很简单,只要你无法根据当前所获得的信息对应聘者的能力素质进行判断时,你就有必要进行追问。
追问有两种目的。第一种目的也是最基本的目的,为了获得更多的信息。比方说,一位申请市场经理的应聘者讲到:“在市场开拓方面,我有很强的创新能力”,我们就应该进一步地追问:“那么,请举一个能够说明这一点的实例好吗?”如果应聘者举不出什么真正的实例,而只是说“假设如何,我会如何如何”,或者举的例子根本不能说明他的创新能力很强,那么我们就没有根据来说他的创新能力如何如何了。
追问的第二种目的是查明真伪。虽然说我们是抱着基本上信任应聘者的态度来进行面试,但是也存在诸多“应聘油子”,主持人要充分利用追问来“识破”他们的真相。比方说,我在招聘一名管理咨询顾问时,一位应聘者谈到他有非常丰富的咨询经历,曾经为北京的一家大型商场进行过经营管理方面的咨询。我在追问的开始阶段,他总是含含糊糊,说他如何如何得到商场领导的感谢以及他的咨询建议起到了多大多大的效果等等。当我继续追问他是如何进行咨询的时候,他才不得不露出了真实的所谓的“管理咨询”经历:一次很偶然的机会,他去这家商场买风衣,临走时在“顾客建议薄”里留下了几笔,而商场规定凡是在当天留言者均可获得一份小礼品。有人说:“最好的面试考官也能被最好的‘面试油子’所欺骗”,的确如此,对于重要的、和职位非常相关的信息,招聘经理确实需要“刨根问底,穷追不舍。”
仅供参考
第五篇:行为访谈法在面试中的应用技巧
他(她)的能力与其面试表现是一致的吗?他(她)能胜任这项工作吗?他(她)适合这项工作吗?面对众多的应征者而丧失判断力常常是许多企业招聘面试中的困惑,并且随着应征者素质的不断提升,企业与应征者在招聘面试中博弈的程度越来越深,从而这种困惑也表现的更加明显。如何使相关工作人员具备过硬的面试技术,并提升人才选拔水平,从而摆脱这种困惑,无疑是企业需要关注的问题。目前,基于行为访谈法的人才选拔与技术已逐渐得到企业的认可和应用。
行为事件访谈法“(bevaivoral event interview,简称bei),是一种开放式的行为回顾式探索技术。这是一种结合flanagan关键事例法(critical incident technique,简称cit)与主题统觉测验(thematic apperception test,简称tat)的访谈方式,主要的过程是请受访者回忆过去半年(或一年)他在工作上最感到具有成就感(或挫折感)的关键事例,其中包括:(1)情境的描述;(2)有哪些人参与;(3)实际采取了哪些行为;(4)个人有何感觉,以及(5)结果如何,亦即受试者必须回忆并陈述一个完整的故事。
在具体访谈过程中,需要被访谈者列出他们在管理工作中遇到的关键情境,包括正面结果和负面结果各3项。访谈约需3个小时,需收集3至6个行为事件的完整、详细的信息。因此,访谈者必须经过严格的培训,一般不少于10个工作日。行为事件面试法中也需要使用技巧,具体来讲,有以下几个方面:
1.从好的事件开始询问:让应聘人员先非常简单地描叙关键事件的概要,在应聘人员详细讲完一个工作事件之前,不要让其转到别的事件上。
2.引导应聘人员按事件发生的时间顺序来报告:一旦发现应聘人员的报告中有跳跃,就提出问题请其提供详细的资料。
3.让应聘人员讲叙过去发生的事件,而非假定的事情或抽象的思想观点。如果应聘人员讲的是抽象的观点,立即让其举例予以说明,从而达到探求细节、刨根问底的目的。
4.尽量使用简单的问话引导应聘人员讲出事件的细节,而且要让应聘人员讲过去而非现在的看法或行为。
5.如果应聘人员在叙述中提及”我们“,一定要问清楚”我们"是指谁,目的在于了解应聘人员在当时的情景中做了什么从而可以追问应聘人员行为背后的思想。
6.如果应聘人员在面谈中变得很情绪化,就要暂时停止发问直到其平静下来为止。这样的例子在实际面试工作是会碰见的,我在招聘时就遇到过这样的事。当时我问的是一个有关坚韧性方面的问题,结果这位应聘人员在描述其过去的行为时,不知不觉眼泪就流出来,并对面试工作产生影响。
7.如果面试人员不能想到任何具体事件,你可以通过自己的经历举例,向其描述一个完整的事件,或让其思考和回忆以前的经历。
8.不要过多地重复应聘人员的话,一来得不到新的信息,二来很可能被应聘人员理解为一种引导性的问题。
9.不要给应聘人员过多地限定报告的范围,不要给应聘人员提供过多建议。如果应聘人员向你咨询意见,可顺势将问题返还。
10.通过关键工作事件了解应聘人员素质:事件包括背景、个人的行动以及后果;了解应聘人员在特定工作情境中的思想、感受和愿望,尤其是其在当时情景中究竟是如何做的;尽可能让应聘人员详细而具体地描述自己的行为和想法,而不要依赖他们自己的总结。