Centre de données aux Émirats arabes unis MCC Tableau et automatisation | SENTRADO
Étude de cas détaillée de la solution d'automatisation industrielle de SENTRADO offrant des résultats mesurables pour les opérations du centre de données aux Émirats arabes unis.
Contexte et objectifs du projet
Un opérateur de centre de données en colocation de premier plan aux Émirats arabes unis a mandaté SENTRADO pour concevoir et fabriquer un tableau de départ moteur (MCC) de haute fiabilité et le système d'automatisation associé pour sa nouvelle installation Tier III à Abu Dhabi. Le centre de données, conçu pour une charge informatique de 12 MW, nécessite une infrastructure de refroidissement et d'alimentation ininterrompue afin de maintenir la disponibilité de 99,99 % garantie aux clients entreprises et gouvernementaux. Le MCC commande tous les moteurs du système de refroidissement, y compris les unités CRAC (climatiseurs de salle informatique), les pompes à eau glacée, les pompes à condenseur et les ventilateurs des tours de refroidissement.
Dans un environnement de centre de données, même une perte momentanée de refroidissement peut déclencher des alarmes thermiques et potentiellement entraîner l'arrêt des équipements en quelques minutes. Le MCC et son système de commande doivent donc offrir les plus hauts niveaux de fiabilité, de redondance et de tolérance aux pannes — dépassant de loin les exigences industrielles standard. La solution de SENTRADO devait répondre aux normes Tier III de l'Uptime Institute pour les infrastructures maintenables simultanément, ce qui signifie que tout composant unique peut être mis hors service pour maintenance sans affecter la charge critique.
Le périmètre du projet comprenait la conception et la fabrication de MCC, la commande redondante PLC, la mise en réseau en anneau PROFINET, la surveillance HMI/SCADA, l'intégration avec la plateforme DCIM (Data Center Infrastructure Management) du centre de données, ainsi que des essais complets de réception en usine dans des conditions de charge simulées.
Problèmes que nous avons dû résoudre
1. Exigences de disponibilité Tier III
L'engagement de niveau de service (SLA) de disponibilité de 99,99 % du centre de données signifie que le système de contrôle du refroidissement ne peut tolérer qu'un temps d'arrêt total ne dépassant pas 52 minutes par an. Chaque composant, des processeurs PLC aux alimentations électriques en passant par les commutateurs réseau, doit être redondant avec basculement automatique.
2. Maintenabilité simultanée
La certification Tier III exige que tout tiroir MCC, démarreur ou contrôleur puisse être retiré et entretenu pendant que le reste du système continue de fonctionner. Cela a nécessité une conception MCC extractible avec une capacité de remplacement à chaud à tous les niveaux.
3. Plus de 40 circuits moteurs
Le MCC contrôle plus de 40 circuits moteurs, allant des moteurs de ventilateurs CRAC de 5,5 kW aux pompes à eau glacée primaires de 132 kW. Chaque circuit nécessite une protection individuelle, une surveillance de l'état et une capacité de commande à distance depuis le DCIM.
4. Environnement difficile du Golfe
Les chaleurs extrêmes de l'été à Abu Dhabi (jusqu'à 48 °C) et la forte humidité soumettent les équipements électriques à des contraintes supplémentaires. Les systèmes MCC et de refroidissement doivent fonctionner de manière fiable à des températures ambiantes élevées, en tenant compte des déclassements de puissance.
5. Intégration au DCIM
Le contrôleur MCC devait communiquer avec la plateforme DCIM du centre de données via BACnet/IP et SNMP, fournissant en temps réel l'état des moteurs, la consommation d'énergie et les données d'alarme, tout en recevant les commandes de marche/arrêt à distance du système de gestion du bâtiment.
Notre approche et architecture du système
SENTRADO a conçu et fabriqué un MCC entièrement extractible, de forme de séparation 4b, calibré pour un courant continu de 4 000 A, abritant 42 tiroirs de démarreurs moteurs répartis sur six sections verticales. Chaque tiroir est extractible, les jeux de barres étant isolés dans un compartiment séparé, ce qui permet d'entretenir les circuits moteurs individuels sans mettre hors tension les sections adjacentes. Le MCC intègre des relais de protection moteur intelligents (Siemens SIMOCODE) sur chaque circuit, assurant une protection contre les surintensités, les défauts à la terre, les surcharges thermiques et le blocage, avec une communication PROFINET de retour vers le PLC.
Le système de contrôle utilise une paire d'automates programmables PLC redondants Siemens S7-1500R avec un basculement automatique de processeur en moins de 100 millisecondes. Deux anneaux PROFINET indépendants — désignés A et B — connectent le PLC à tous les I/O distribués, relais de protection moteur, variateurs de fréquence et tableaux HMI. Chaque anneau utilise des commutateurs administrables SCALANCE avec MRP (Media Redundancy Protocol), garantissant qu'une seule rupture de câble ou défaillance de commutateur n'interrompt la communication. Les alimentations électriques, les contrôleurs et l'infrastructure réseau critiques sont alimentés par deux sources d'alimentation sauvegardées par UPS.
Tous les moteurs contrôlés par VFD (pompes à eau glacée et pompes de condenseur) utilisent des variateurs de fréquence ABB ACS880 avec commande redondante et capacité de bypass — si un VFD tombe en défaut, le moteur bascule automatiquement sur un démarrage direct pour maintenir le refroidissement. Le système SCADA fournit une vue d'ensemble graphique de toute l'installation de refroidissement avec un suivi en temps réel du PUE (Power Usage Effectiveness), une mesure de l'énergie pour chaque moteur, des alertes de maintenance prédictive basées sur le temps de fonctionnement et le nombre de démarrages du moteur, ainsi que des séquences d'optimisation automatisées pour le groupe frigorifique. La passerelle BACnet/IP assure une intégration transparente avec le DCIM pour une supervision et un contrôle centralisés.
Points forts de l'architecture du système
- Contrôleurs redondants Siemens S7-1500R avec basculement <100ms
- Anneaux PROFINET doubles (A/B) avec redondance de média MRP
- MCC extractible forme 4b avec 42 tiroirs de démarreurs moteurs
- Protection moteur intelligente SIMOCODE sur chaque circuit
- VFD avec bypass automatique pour les moteurs de pompes critiques
- Alimentations secourues par double UPS pour toutes les commandes
- Intégration BACnet/IP et SNMP avec la plateforme DCIM
- Algorithmes de supervision du PUE et d'optimisation du groupe frigorifique
Paramètres et configuration du système
| Système de commande | Siemens SIMATIC S7-1500R (redondant) |
| Contrôleurs | 2 × CPU 1515R-2 PN (paire redondante) |
| Calibre MCC | 4,000 A, 400V, 3 phases, 50Hz |
| Circuits moteurs | 42 (5.5kW à 132kW) |
| Forme de séparation | Forme 4b (entièrement extractible) |
| Protocole de communication | PROFINET ×2 / BACnet/IP / SNMP |
| HMI / SCADA | WinCC OA — 2 OS + passerelle DCIM |
| Variateurs de fréquence VFD | 8 × ABB ACS880 (11–132kW) |
| Protection moteur | 42 × SIMOCODE pro V PN |
| Redondance réseau | Doubles anneaux PROFINET avec MRP |
| Indice de protection | IP54 MCC / Armoires de salle de commande IP42 |
| Disponibilité électrique | 99.99% (certifié Tier III) |
Composants clés et matériel
Siemens CPU 1515R-2 PN
6ES7515-2RM00-0AB0
Contrôleur redondant de centre de données
SIMOCODE pro V PN
3UF7011-1AB00-0
Protection moteur intelligente avec PROFINET
ABB ACS880 VFD
3ABD00035842-D
Variateur de fréquence industriel avec option de by-pass
SIVACON S8 MCC
8PQ1012-3BA12
Tableau de départ moteur extractible
SCALANCE X204RNA
6GK5204-0BA00-2KB2
Commutateur PROFINET redondant
WinCC OA SCADA
6AV6371-1DN07-0AX0
Plateforme de supervision de centre de données
Disjoncteur SENTRON 3VA
3VA2340-5HN32-0AA0
Disjoncteur à boîtier moulé avec déclencheur électronique
SITOP PSU8600
6EP3437-8SB00-0AY0
Alimentation redondante 24V/40A
Phases du projet
MCC et conception du système de commande
8 semainesSchémas unifilaires, architecture PLC, conception du réseau
Fabrication MCC
10 semainesMCC Form 4b en 6 sections, tous compartiments câblés
Développement PLC et SCADA
8 semainesLogique de commande redondante, graphiques, passerelle DCIM
FAT avec simulation de charge
3 semainesEssai complet d'injection de courant, vérification du basculement
Expédition vers les Émirats arabes unis
4 semainesFret maritime de Shanghai à Jebel Ali
Installation sur site
4 semainesMise en place de MCC, câblage, raccordements
Mise en service et SAT
3 semainesIntégration avec les groupes frigorifiques, DCIM, tests de basculement
Assistance à la certification Tier III
2 semainesAssistance à la documentation et aux essais avec témoin
Résultats mesurables
Données de performance vérifiées après la mise en service et le fonctionnement continu du système.
Performance de disponibilité certifiée Tier III
Contrôle optimisé du groupe frigorifique et de VFD
Entièrement surveillés et commandés à distance
Entièrement redondant à chaque niveau du système
Avant vs Après : Comparaison quantifiée
| Indicateur | Avant | Après | Variation |
|---|---|---|---|
| Disponibilité électrique | ~99.9% (conception Tier II) | 99.99% (certifié Tier III) | +0.09 pts |
| Efficacité énergétique | PUE de référence | Gain d'efficacité de 30% | −30% |
| Surveillance des circuits moteur | Inspection manuelle | 42 circuits entièrement surveillés | Automatisé |
| Points de défaillance unique | Multiples dans la conception héritée | 0 (entièrement redondant à chaque niveau) | Éliminés |
| Diagnostics à distance | Sur site uniquement | Surveillance et alertes à distance complètes | À distance |
Données basées sur les rapports de mise en service du projet et les mesures opérationnelles continues. Le nom du client est disponible sous accord de non-divulgation.
Impact sur les résultats
Le système d'automatisation livré a dépassé tous les objectifs de performance spécifiés dans le contrat, offrant un débit accru, une consommation d'énergie réduite et une meilleure qualité de produit par rapport à l'exploitation initiale. Le client a constaté un retour sur investissement total dans le délai de récupération prévu et a depuis confié à SENTRADO les phases supplémentaires d'extension de son usine.
Produits et services associés
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