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Die
Erfindung betrifft eine Speichersteuerungsvorrichtung zum Steuern
einer Speichervorrichtung sowie ein Steuerungsverfahren für diese
Speichersteuerungsvorrichtung.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass nachfolgend Gleichspannung mit DC und
Wechselspannung mit AC abgekürzt
wird.
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Heutzutage
spielen Informationsverarbeitungssysteme eine hoch wichtige Rolle
bei Geschäftaktivitäten, und
vor allem sind Speichervorrichtungen wie Plattenarrays zum Speichern
riesiger Datenmengen, die Firmenvermögen darstellen, von extremer
Bedeutung. Daher werden Sicherheitsmaßnahmen auf mehreren Ebenen
ergriffen, um in derartigen Speichervorrichtungen gespeicherte Daten
zu schützen.
Zum Beispiel sind in einer Speichersteuerungsvorrichtung einer Speichervorrichtung
zum Steuern des Betriebs der gesamten Speichervorrichtung viele
interne elektronische Vorrichtungen (Spannungszuführvorrichtungen
wie Trennschalter, Netzteile, Steuerungsvorrichtungen, Elektrokabel
usw.) der Redundanz halber doppelt vorhanden, und dadurch werden überragend
hohe Zuverlässigkeit
und Verfügbarkeit
realisiert.
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Ein
Beispiel einer derartigen Speichervorrichtung ist z. B. in JP-A-2002-34177
offenbart. In diesem Fall muss jede der redundanten (doppelt vorhandenen)
Spannungszuführungsvorrichtungen über ausreichende
Leistungsfähigkeit
verfügen,
um die von der gesamten Speichervorrichtung aufgenommene Leistung
durchzuleiten. Ferner nimmt der elektrische Stromverbrauch von Speichervorrichtungen
in den letzten Jahren als Ergebnis ihrer zunehmenden Leistungsfähigkeit
zu, so dass die Spannungszuführungsvorrichtungen
eine immer größere Fähigkeit
aufweisen müssen,
elektrische Leistung zu übertragen.
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Wenn
eine Speichervorrichtung mit Spannungszuführungsvorrichtungen großer Leistungsfähigkeit
versehen ist, muss auch die Leistungsfähigkeit der Spannungsversorgungsanlage
am Ort, an dem die Speichervorrichtung installiert ist, erhöht werden.
Dies macht elektrische Arbeiten an den Einrichtungen erforderlich
(Austausch/Zusatz einer Schalttafel, elektrischer Kabel usw.) Als
Maßnahme zum
Vermeiden derartiger elektrischer Arbeiten ist es möglich, jede
Spannungszuführungsvorrichtung
für eine
Speichervorrichtung in mehrere Spannungszuführungsvorrichtungen kleinerer
Leistungsfähigkeit zu
unterteilen. Jedoch sorgt eine Erhöhung der Anzahl von Spannungszuführungsvorrichtungen
zu einer Vergrößerung der
Speichervorrichtung, erhöhter Komplexität derselben
sowie einer Kostenerhöhung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakt aufbaubare Speichersteuerungsvorrichtung
für eine
Speichervorrichtung sowie ein Steuerungsverfahren für dieselbe
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe ist durch die Speichersteuerungsvorrichtungen gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 1,
6 und 7 sowie das Steuerungsverfahren gemäß dem beigefügten Anspruch
8 gelöst.
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Die
Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden unter Berücksichtigung
der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
deutlicher werden.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau einer Speichervorrichtung
(Plattenarrayvorrichtung) gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
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2A und 2B sind
perspektivische Ansichten, die den Gesamtaufbau einer Steuerungsvorrichtung
der Speichervorrichtung der Ausführungsform
zeigen;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau einer Laufwerksvorrichtung
der Speichervorrichtung der Ausführungsform
zeigt;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die Steuerungsmoduleinschübe (Logikmodule)
zeigt, wie sie in der Steuerungsvorrichtung der Ausführungsform
untergebracht werden;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die HDD-Einschübe (HDD-Module) zeigt, wie
sie in der Laufwerksvorrichtung der Ausführungsform untergebracht werden;
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6 ist
ein Blockdiagramm, das den internen Aufbau der Speichervorrichtung
der Ausführungsform
zeigt;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das die Verbindung eines Plattenadapters der
Speichervorrichtung mit HDDs über
eine Kommunikationsleitung zeigt;
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8 ist
ein Blockdiagramm, das den Mechanismus einer Spannungsversorgung
der Speichervorrichtung der Ausführungsform
zeigt;
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9 ist
ein Blockdiagramm, das den Mechanismus einer Spannungsversorgung
der Speichervorrichtung der Ausführungsform
zeigt;
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10 ist
ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten
einer Speichervorrichtung zeigt;
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11 ist
ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten
einer Speichervorrichtung zeigt;
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12 ist
ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten
einer Speichervorrichtung zeigt;
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13 ist
ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten
einer Speichervorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt;
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14 ist
ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten
einer Speichervorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt;
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15 ist
ein Blockdiagramm, das eine Spannungsversorgung für Vorrichtungslasten
einer Speichervorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt;
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16 ist
ein Flussdiagramm, das den Betrieb von Stromausgleichsschaltungen
zum Steuern und Ausgleichen von Ausgangsgleichströmen von AC/DC-Spannungsversorgungen
der Speichervorrichtung zeigt;
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17 ist
ein Blockdiagramm, das den Mechanismus einer Spannungsversorgung
der Speichervorrichtung der Ausführungsform
zeigt;
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18 ist
ein Schaltbild, das ein Beispiel für den Aufbau eines AC-Einschubs
der Speichervorrichtung für
dreiphasige Wechselspannung zeigt; und
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19 ist
ein Schaltbild, das ein Beispiel für den Aufbau eines AC-Einschubs
der Speichervorrichtung für
einphasige Wechselspannung zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen erfolgt nun eine detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
gemäß der Erfindung.
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[Gesamtaufbau einer Plattenarrayvorrichtung]
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Als
Erstes wird nun der Gesamtaufbau einer Speichervorrichtung 100 (nachfolgend
auch als "Plattenarrayvorrichtung 100") gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben.
Die in der 1 dargestellte Plattenarrayvorrichtung 100 verfügt über eine
Steuerungsvorrichtung 110 (Speichersteuerungsvorrichtung)
sowie ein oder mehrere Laufwerksvorrichtungen 120. Beim Beispiel
der 1 ist die Steuerungsvorrichtung 110 im
Zentrum der Plattenarrayvorrichtung 100 platziert, und
die Laufwerksvorrichtungen sind zu beiden Seiten der Steuerungsvorrichtung 110 platziert.
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Die
Steuerungsvorrichtung 110 steuert den Betrieb der gesamten
Plattenarrayvorrichtung 100. Während Einzelheiten später erläutert werden,
sei bereits darauf hingewiesen, dass die Steuerungsvorrichtung 110 Logikeinheiten 420 (zum
Steuern der gesamten Plattenarrayvorrichtung 100) sowie HDD(Festplattenlaufwerk)-Einheiten 310 (zum
Speichern von Daten) in ihrem vorderen und hinteren Teil enthält. Indessen
enthält
jede Laufwerksvorrichtung 120 HDD-Einheiten 310 in
ihrem vorderen und hinteren Teil.
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In
dieser Plattenarrayvorrichtung 100 ist eine Anzahl elektronischer
Einrichtunge mit hoher Packungsdichte installiert, um sowohl hohe
Speicherkapazität
als auch einen Aufbau zu erzielen. Obwohl es in der 1 nicht
dargestellt ist, wird Wechselspannung von einer externen Spannungsversorgungsanlage
(z. B. einer Schalttafel 1100) an die Steuerungsvorrichtung 110 und
die Laufwerksvorrichtungen 120 gelegt, um die elektronischen
Einrichtungen zu aktivieren. Nachfolgend wird der detaillierte Aufbau
der Steuerungsvorrichtung 110 und einer Laufwerksvorrichtung 120 unter
Bezugnahme auf die 2A bis 5 beschrieben.
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[Steuerungsvorrichtung]
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Die 2A bis 4 sind
perspektivische Ansichten, die den Aufbau der Steuerungsvorrichtung 110 zeigen.
Die 2A und 2B zeigen
die Steuerungsvorrichtung 110 von rechts vorne bzw. links
hinten.
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Die
Steuerungsvorrichtung 110 enthält HDD-Module 300,
Logikmodule 400, Batterien 800, HC-Einschübe (Trennschalter) 700,
AC/DC-Spannungsversorgungen (Spannungsversorgungsvorrichtungen) 600,
Lüfter 500 sowie
eine Bedienkonsole 111 in ihrem Gehäuse 200.
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Die
HDD-Module 300 sin im oberen Teil des Gehäuses 200 untergebracht.
In jedem HDD-Modul 300 sind mehrere HDD-Einheiten 310 zum
Speichern von Daten herausnehmbar in Reihen installiert, und es
sind auch mehrere Faserkanalschalter 150 (nachfolgend auch
als FSWs 150 bezeichnet) herausnehmbar installiert.
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Jede
HDD-Einheit 310 verfügt über ein
HDD (Festplattanlaufwerk) 311 zum Speichern von Daten, einen
DC-DC-Wandler, eine Steuerschaltung usw., die in einem Kasten untergebracht
sind. Der DC-DC-Wandler empfängt
die Gleichspannung (Nennspannung: 56 V), wie sie der HDD-Einheit 310 von
der AC/DC-Spannungsversorgung 600 zugeführt wird,
sie wandelt die Nennspannung von 56 V in Gleichspannungen von 5
V und 12 V, und sie liefert die gewandelte Gleichspannung an das
HDD 311, die Steuerschaltung usw. Die Gleichspannung von
12 V wird z. B. an einen Motor gelegt, der Platten des HDD 311 dreht.
Die Gleichspannung von 5 V wird z. B. an die Steuerschaltung gelegt,
die Daten von der HDD 311 liest und Daten in diese schreibt.
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Die
Logikmodule 400 sind im mittleren Teil des Gehäuses 200 untergebracht.
Jedes Logikmodul 400 verfügt über eine Logikeinheit 420 und
mehrere Logikmodullüfter 410.
Eine Logikeinheit 420 verfügt über mehrere Steuerschaltungsplatten 430 mit
verschiedenen Funktionen zum Lesen von Daten von den HDDs 311 und
zum Schreiben von Daten auf diese. Während Einzelheiten später beschrieben
werden, sei hier darauf hingewiesen, dass jede Steuerschaltungsplatine 430 der
Logikeinheit 420 über
mindestens einer der folgenden Elemente verfügt: einen Kanaladapter (Kanal-Steuereinheit) 131,
Cachespeicher 133, gemeinsamer Arbeitsspeicher 135,
Verbindungseinheit 132 und Plattenadapter (Platten-Steuereinheit) 134.
Auf der Steuerschaltungsplatine 430 sind mehrere elektronische
Schaltkreise (die bei verschiedenen Spannungen arbeiten) und ein DC-DC-Wandler
(zum Erzeugen der verschiedenen Spannungen aus der von der AC/DC-Spannungsversorgung 600 gelieferten
Gleichspannung von 56 V) ausgebildet. Hinsichtlich des Kanaladapters 131,
des Cachespeichers 133, des gemeinsamen Arbeitsspeichers 135,
der Verbindungseinheit 132 und des Plattenadapters 134 sind
alle Elemente zu Redundanzzwecken doppelt vorhanden, um die Zuverlässigkeit der
Plattenarrayvorrichtung 100 zu erhöhen. So ist eine erste I/O-Steuereinheit durch
einen ersten Kanaladapter 131, einen ersten Cachespeicher 133,
einen ersten gemeinsamen Arbeitsspeicher 135, eine erste
Verbindungseinheit 132 und einen ersten Plattenadapter 134 gebildet,
während
eine zweite I/O-Steuereinheit
durch einen zweiten Kanaladapter 131, einen zweiten Cachespeicher 133,
einen zweiten gemeinsamen Arbeitsspeicher 135, eine zweite Verbindungseinheit 132 und
einen zweiten Plattenadapter 134 gebildet ist. Der Stromverbrauch
der ersten I/O-Steuereinheit entspricht im Wesentlichen demjenigen
der zweiten. Nachfolgend werden der Kanaladapter 131, der
Cachespeicher 133, der gemeinsame Arbeitsspeicher 135,
die Verbindungseinheit 132 und der Plattenadapter 134 aus
als I/O-Steuereinheit bezeichnet. Eine I/O-Steuereinheit muss nicht alle oben genannte
Komponenten enthalten. Eine I/O-Steuereinheit kann mit beliebigem
Aufbau aufgebaut sein, solange sie die Funktionen des Lesens-/Schreibens von Daten
von den/auf die HDDs 311 auf Daten-I/O-Anforderungen hin realisieren kann,
wie sie von einer Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 zugeführt werden.
Die Logikmodullüfter 410 liefern
Kühlluft
an die Logikeinheit 420. Die in das Gehäuse 200 gesaugte Kühlluft gelangt
von seiner Vorderseite her durch Lücken zwischen den Steuerschaltungsplatinen 430 der
Logikeinheit 420 in ein Logikmodul 400 ein und
kühlt die
Logikeinheit 420, woraufhin sie durch die Saugkraft der
Logikmodullüfter 410 und
der Lüfter 500 an
der Oberseite des Gehäuses 200 ausgeblasen
wird.
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Die
Batterien 800, die AC-Einschübe 700 und die AC/DC-Spannungsversorgungen 600 sind
im unteren Teil des Gehäuses 200 untergebracht.
Nachfolgend werden die Batterien 800, die AC-Einschübe 700 und
die AC/DC-Spannungsversorgungen 600 auch als Spannungsversorgungsmodul
bezeichnet. Der Mechanismus der Spannungsversorgung der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser
Ausführungsform ist
in den 8, 9 und 15 dargestellt.
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Jeder
AC-Einschub 700, wie er als Zuführvorrichtung elektri scher
Energie für
eine Plattenarrayvorrichtung 100 dient, ist mit einem Trennschalter 710 versehen.
Der AC-Einschub 700 wird von der Spannungsversorgungsanlage
(z. B. Schalttafel 1100), die außerhalb der Plattenarrayvorrichtung 100 aufgebaut
ist, mit Wechselspannung versorgt. Die an den AC-Einschub 700 gelegte Wechselspannung kann
entweder eine dreiphasige oder eine einphasige Wechselspannung sein.
Die von außerhalb
der Plattenarrayvorrichtung 100 an den AC-Einschub 700 gelegte
Wechselspannung wird dann über
ein Elektrokabel, das lösbar
mit dem AC-Einschub 700 und der AC/DC-Spannungsversorgung 600 verbunden
ist, an die Letztere gelegt. Da der AC-Einschub 700 über einen
Trennschalter 710 verfügt,
wird die Spannungszufuhr an die AC/DC-Spannungsversorgung 600 durch
diesen unterbrochen, wenn der durch ihn fließende Strom einen voreingestellten Wert überschreitet.
Beispiele für
den Aufbau des AC-Einschubs 700 sind in den 18 und 19 dargestellt,
wobei die 18 einen mit dreiphasiger Wechselspannung
versorgten AC-Einschub 700 zeigt und die 19 einen
mit einphasiger Wechselspannung versorgten AC-Einschub 700 zeigt.
Wie es aus diesen Figuren erkennbar ist, kann die Plattenarrayvorrichtung 100 dieser
Ausführungsform
leicht sowohl an dreiphasige als auch einphasige Wechselspannung
angepasst werden, was vom Typ der Spannungsversorgungsanlage (z.
B. Schalttafel 1100) des Benutzers abhängt, was durch Austauschen
des AC-Einschubs 700 und der Elektrokabel erfolgt, die
den AC-Einschub 700 und die AC/DC-Spannungsversorgung 600 trennbar
verbinden.
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Die
AC/DC-Spannungsversorgung 600, die über eine AC-DC-Wandlungseinheit 610 zum
Wandeln der Wechselspannung in Gleichspannung verfügt, ist
eine Spannungsversorgungsvorrichtung zum Zuführen von Gleichspannung zur
I/O-Steuereinheit der Logikeinheit 420, zu den HDD-Einheiten 310 usw. Die
AC/DC-Spannungsversorgung 600 verfügt ferner über eine
Stromausgleichsschaltung 620. Die Stromausgleichsschaltung 620 der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 sind
durch eine Rückseiten-Leiterplatte 450 (nachfolgend
auch als Rückseitenplatine 450 bezeichnet)
miteinander verbunden, durch die die DC-Ausgangsströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 jeweils
gleich gemacht werden. Die Funktion der Stromausgleichsschaltung 620 zum Steuern
und Ausgleichen der DC-Ausgangsströme ist im Flussdiagramm der 16 veranschaulicht. Die 16 veranschaulicht
den Fall, dass die DC-Ausgangsströme zweier AC/DC-Spannungsversorgungen 600 gleich
gemacht werden. Übrigens sind
in der 16 die zwei AC/DC-Spannungsversorgungen 600 als
PS1 und PS2 abgekürzt.
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Als
Erstes, wenn der Ausgangsstrom der PS1 größer als der der PS2 ist (JA
in S1000), erfasst die PS2 ein Maximalstromsignal der PS1 aus einem an
sie gelieferten Signal PSCONT (S1001). Das Signal PSCONT wird z.
B. über
einen Schaltkreis kommuniziert, der die Stromausgleichsschaltungen 620 über die
Rückseiten-Leiterplatte 450 miteinander
verbindet. Anschließend
vergleicht die PS2 das Maximalstromsignal mit ihrem eigenen Stromsignal (S1002),
und sie erhöht
ihre Ausgangsspannung um einen der Differenz zwischen dem Maximalstromsignal
und dem eigenen Stromsignal entsprechenden Wert (S1003), wodurch
der Ausgangsstrom der PS2 zunimmt (S1004) und der Ausgangsstrom
der PS1 abnimmt (S1005), wodurch die Ausgangsströme der PS1 und der PS2 miteinander
ausgeglichen werden (S1006). Andererseits erfasst, wenn der Ausgangsstrom
er PS1 nicht größer als
der der PS2 ist (NEIN in S1000), die PS1 das Maximalstromsignal
der PS2 aus dem ihr zugeführten
Signal PSCONT (S1007). Anschließend
vergleicht PS1 das Maximalstromsignal mit ihrem eigenen Stromsignal
(S1008), und sie erhöht
ihre Ausgangsspannung um einen der Differenz zwischen dem Maximalstromsignal
und dem eigenen Stromsignal entsprechenden Wert (S1009), wodurch
der Ausgangsstrom der PS1 zunimmt (S1010) und der Ausgangsstrom
der PS2 abnimmt (S1011), wodurch die Ausgangsströme der PS1 und der PS2 aus geglichen
werden (S1012).
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Die
Stromausgleichsschaltung 620 kann nicht nur die Ausgangsströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 ausgleichen,
sondern sie kann auch das Verhältnis
zwischen diesen auf einen speziellen Wert einstellen. Die Einstellung
des Ausgangsstromverhältnisses
kann dadurch erfolgen, dass in die Stromausgleichsschaltungen 620 ein Ausgleichseinstellsignal
angegeben wird. Das Ausgleichseinstellsignal kann durch den Bediener
der Plattenarrayvorrichtung 100 (der die Plattenarrayvorrichtung 100 wartet
und verwaltet) dadurch in die Stromausgleichsschaltung 620 eingegeben
werden, dass er z. B. an einem Umfangsknopf (Trimmer) an der Plattenarrayvorrichtung 100 dreht.
Das Ausgleichseinstellsignal kann auch als Steuersignal implementiert
werden, das von einem Verwaltungsterminal 136 (wird später erläutert) zugeführt wird.
Die Eingabe des Ausgleichseinstellsignals an jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 ermöglicht es
z. B., das Ausgangsstromverhältnis
der zwei AC/DC-Spannungsversorgungen 600 auf 2:1 einzustellen.
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Die 15 zeigt
den Mechanismus der Spannungsversorgung, wenn dem AC-Einschub 700 eine
dreiphasige Wechselspannung zugeführt wird. Bei diesem Beispiel
verfügt
der AC-Einschub 700 über
einen Trennschalter 710 für jede Phase (R, S, T) der
dreiphasigen Wechselspannung. Wenn der Strom einer Phase einen voreingestellten
Wert überschreitet,
wird die Spannungsversorgung dieser Phase durch den Trennschalter 710 unterbrochen.
Die AC/DC-Spannungsversorgung 600 ist mit einer AC-DC-Wandlungseinheit 610 für jede Phase
(R, S, T) versehen. Die Stromausgleichsschaltung 620 steuert
den Ausgangsgleichstrom in solcher Weise, dass die Ausgangsgleichströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 gleich
gemacht werden, und sie gleicht auch die Ausgangsströme der drei
Phasen R, S und T aus. Der Aufbau der AC/DC-Spannungsversor gung 600 der 15 kann
sowohl für
dreiphasige als auch einphasige Wechselspannung verwendet werden.
Bei dreiphasiger Wechselspannung wandelt jede der drei AC-DC-Wandlungseinheiten 610 der
AC/DC-Spannungsversorgung 600 die Wechselspannung jeder
Phase (R, S, T) in eine Gleichspannung. Bei einphasiger Wechselspannung wandelt
jede AC-DC-Wandlungseinheit 610 jede Eingangswechselspannung
in Gleichspannung. Auch steuert die Stromausgleichsschaltung 620 im
Fall einer einphasigen Wechselspannung den Ausgangsgleichstrom in
solcher Weise, dass die Ausgangsgleichströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 gleich
gemacht werden und die Ausgangsströme der drei Leitungen gleich
gemacht werden.
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Jede
elektronische Einrichtung, wie die I/O-Steuereinheit der Logikeinheit 420,
die HDD-Einheit 310 und der Faserkanalschalter 150 ist
eine Vorrichtungslast, die Energie verbraucht, wie sie von der AC/DC-Spannungsversorgung 600 geliefert
wird. Die elektronischen Einrichtungen verbrauchen als Vorrichtungslasten
(Logikeinheit 420, HDD-Einheit 310 usw.) Gleichspannungen
verschiedener Nennwerte. Zum Beispiel benötigt die Steuerschaltungsplatine 430 der
Logikeinheit 420 dieser Ausführungsform Gleichspannung mit
einem Nennwert von 5 V, 3,3 V oder dergleichen, während die
Nennspannung der HDD-Einheit 310 12 V oder 5 V beträgt, während diejenige
des Faserkanalschalters 150 5 V beträgt. Aus diesem Grund ist der
DC-DC-Wandler zum Wandeln der Gleichspannung für die Steuerschaltungsplatinen 430,
die HDD-Einheiten 310 usw. dieser Ausführungsform vorhanden, und es
wird Gleichspannung einer einzelnen Nennspannung an die Vorrichtungslasten
(Steuerschaltungsplatinen 430, HDD-Einheiten 310 usw.)
geliefert.
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Genauer
gesagt, empfängt
die AC/DC-Spannungsversorgung 600 eine Wechselspannung von 200 V,
und sie wandelt diese in eine Gleichspannung von 56 V. Der DC-DC-Wandler
jeder Vor richtungslast (Steuerschaltungsplatinen 430, HDD-Einheiten 310 usw.)
erzeugt aus der einzelnen Eingangsspannung von 56V die spezielle
Spannung (12V, 5V usw.). Die oben genannten Spannungen sind nur
Beispiele und können
nach Bedarf geändert
werden.
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Die
Batterie 800 ist eine Speicherbatterie zum Zuführen elektrischer
Energie an den DC-DC-Wandler jeder Vorrichtung (HDD 311,
Steuerschaltungsplatine 430 usw.) der Steuerungsvorrichtung 110 an
Stelle der AC/DC-Spannungsversorgung 600, wenn die Stromversorgung
von dieser durch einen Stromausfall, einen Ausfall der AC/DC-Spannungsversorgung 600 selbst
usw. unterbrochen wird.
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Die
Bedienkonsole 111, die an der Vorderseite des Gehäuses 200 vorhanden
ist, ist eine Einrichtung zum Empfangen von Eingaben durch den Bediener,
der die Plattenarrayvorrichtung 100 wartet und verwaltet.
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Die
Rückseiten-Leiterplatte
(Rückseitenplatine) 450 ist
eine Leiterplatte mit einem Schaltkreis zum elektrischen Verbinden
der Logikeinheiten 420, der HDD-Einheiten 310 und
des Spannungsversorgungsmoduls.
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[Laufwerksvorrichtung]
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Die 3 und 5 sind
perspektivische Ansichten, die den Aufbau der Laufwerksvorrichtung 120 zeigen,
wobei die 3 dieselbe von vorne rechts
zeigt. Die Laufwerksvorrichtung 120 enthält HDD-Module 300,
Batterien 800, AC-Einschübe 700, AC/DC-Spannungsversorgungen 600 und
Lüfter 500 innerhalb
ihres quaderförmigen
Gehäuses 200.
Jede Komponente (300, 500, 700, 800)
der Laufwerksvorrichtung 120 ist dieselbe wie bei der Steuerungsvorrichtung 110.
Das Gehäuse 200 der
Steuerungsvorrichtung 110 sowie dasjenige der Laufwerksvor richtung 120 können mit
derselben Konstruktion aufgebaut sein. In diesem Fall kann die Steuerungsvorrichtung 110 dadurch
aufgebaut werden, dass die Logikmodule 400 in den mittleren
Teil des Gehäuses 200 eingebaut
werden, während
die Laufwerksvorrichtung 120 dadurch aufgebaut werden kann,
dass die HDD-Module 300 im mittleren Teil untergebracht
werden.
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[Aufbau einer Plattenarrayvorrichtung]
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Die 6 ist
ein Blockdiagramm, das den internen Aufbau der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform
zeigt. Die Plattenarrayvorrichtung 100 ist über ein
SAN (Storage Area Network) 900 zum Übermitteln von Daten mit den
Informationsverarbeitungsvorrichtungen 1000 verbunden.
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Die
Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 ist eine Informationsanlage
(z. B. ein Computer) mit einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit)
und einem Arbeitsspeicher. Auf der CPU der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 laufen
verschiedene Programme, wodurch eine Anzahl von Funktionen realisiert
wird. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 kann
z. B. als Zentralcomputer eines automatischen Geldautomatensystems
einer Bank, als Sitzreservierungssystem einer Fluglinie usw. verwendet
werden. Eine Plattenarrayvorrichtung 100, die Geschäftsdaten
derartiger gesellschaftlicher und öffentlicher Bedeutung speichert,
muss von extrem hoher Zuverlässigkeit
sein.
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Das
SAN 900 ist ein Netzwerk zum Übermitteln von Daten zwischen
der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 und der Plattenarrayvorrichtung 100.
Die Kommunikation zwischen der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 und
der Plattenarrayvorrichtung 100 über das SAN 900 wird
typischerweise gemäß dem Faserkanalprotokoll
ausgeführt.
Die Informationsver arbeitungsvorrichtung 1000 überträgt Daten-I/O-Anforderungen
mittels des Faserkanalprotokolls an die Plattenarrayvorrichtung 100.
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Die
Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform verfügt über ein
Plattenarray-Steuerungsmodul 130 und Plattenarray-Laufwerksmodule 140.
Das Plattenarray-Steuerungsmodul 130 ist in der Steuerungsvorrichtung 110 ausgebildet,
während die
Plattenarray-Laufwerkmodule 140 in der Steuerungsvorrichtung 110 oder
der Laufwerksvorrichtung 120 ausgebildet sind. Anders gesagt,
verfügt
die Steuerungsvorrichtung 110 über das Plattenarray-Steuerungsmodul 130 und
die Plattenarray-Laufwerksmodule 140, während die Laufwerksvorrichtung 120 Plattenarray-Laufwerksmodule 140 enthält.
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Das
Plattenarray-Steuerungsmodul 130 empfängt eine Daten-I/O-Anforderung von
einer Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000, und sie liest
entsprechend dieser empfangenen Daten-I/O-Anforderung Daten von
einem HDD 311 eines Plattenarray-Laufwerksmoduls 140,
oder sie schreibt Daten in dieses. Das Plattenarray-Steuerungsmodul 130 enthält die Kanaladapter 131,
den Cachespeicher 133, die Verbindungseinheit 132,
den gemeinsamen Speicher 135, die Plattenadapter 134 und
das Verwaltungsterminal 136 (nachfolgend auch als SVP 136 bezeichnet).
Hinsichtlich des Kanaladapters 131, des Cachespeichers 133,
der Verbindungseinheit 132, des gemeinsamen Arbeitsspeichers 135 und
des Plattenadapters 134 ist jedes dieser Elemente durch
die Steuerschaltungsplatine 430 implementiert, die die
in der 4 dargestellte Logikeinheit 420 bildet.
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Jeder
Kanaladapter 131 ist mit den Informationsverarbeitungsvorrichtungen 1000 verbunden, um
Daten zu übermitteln.
Der Kanaladapter 131 empfängt eine Daten-I/O-Anforderung
von einer Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 entsprechend z.
B. dem Faserkanalprotokoll, und er übermittelt Daten mit der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000.
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Der
Cachespeicher 133 und der gemeinsame Arbeitsspeicher 135 sind
Speicher zum Speichern von Daten und Befehlen, wie sie zwischen
den Kanaladaptern 131 und den Plattenadaptern 134 kommuniziert
werden. Wenn z. B. die Daten-I/O-Anforderung, die der Kanaladapter 131 von
der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 empfängt, eine Leseanforderung
ist, schreibt er diese in den gemeinsamen Arbeitsspeicher 135,
während
er von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1000 empfangene
Schreibdaten in den Cachespeicher 133 schreibt, wobei ein
Plattenadapter 134 die Schreibdaten entsprechend der im
gemeinsamen Arbeitsspeicher 135 gespeicherten Schreibanforderung
aus dem Cachespeicher 133 liest und sie in ein HDD 311 schreibt.
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Die
Verbindungseinheit 132 verbindet die Kanaladapter 131,
den gemeinsamen Arbeitsspeicher 135, den Cachespeicher 133 und
die Plattenadapter 134 miteinander, um Daten zu übermitteln.
Die Verbindungseinheit 132 ist z. B. als Kreuzschienenverteiler
implementiert.
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Jeder
Plattenadapter 134 ist mit den Daten speichernden HDDs 311 verbunden.
Der Plattenadapter 134 kommuniziert mit den HDDs 311 gemäß den Daten-I/O-Anforderungen,
und dabei liest/schreibt er Daten von den/in die HDDs 311.
Das Lesen/Schreiben von Daten erfolgt z. B. über eine Kommunikationsstrecke,
die eine durch das FC-AL-Protokoll der Faserkanalstandards spezifizierte
Schleife ist (nachfolgend auch als FC-AL-Schleife bezeichnet). Die
Kommunikationsstrecke ist so ausgebildet, dass sie den Plattenadapter 134,
Kommunikationskabel 160, FSWs 150 und HDDs 311 enthält. Die
Kommunikation zwischen dem Plattenadapter 134 und dem HDD 311 wird durch
den FSW (Faserkanalschalter) des Plattenarray-Lauf werkmoduls 140 weitergeleitet.
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Das
Verwaltungsterminal 136 ist eine Informationsanlage zum
Warten und Verwalten der Plattenarrayvorrichtung 100. Das
Verwaltungsterminal 136 kann z. B. als klappbarer Notebookcomputer
mit einem Display und einer Tastatur implementiert sein. Das Verwaltungsterminal 136 wird
in der Steuerungsvorrichtung 110 aufbewahrt. Es ist auch
möglich,
das Verwaltungsterminal 136 außerhalb derselben zu platzieren.
Zum Beispiel kann das Verwaltungsterminal 136 durch einen
Computer an einem entfernten Ort implementiert sein, der über ein
Kommunikationsnetzwerk mit der Steuerungsvorrichtung 110 verbunden
ist. Für
den Computertyp besteht keine Einschränkung auf Notebookcomputer,
sondern für
das Verwaltungsterminal 136 können auch andere Typen (Desktopcomputer
usw.) verwendet werden. Das Verwaltungsterminal 136 kann
entweder als spezielle Informationsverarbeitungsvorrichtung ausschließlich zur
Wartung/Verwaltung der Plattenarrayvorrichtung 100 oder
als universelle Informationsverarbeitungsvorrichtung implementiert
sein, zu der Wartungs/Verwaltungs-Funktionen für die Plattenarrayvorrichtung 100 hinzugefügt sind.
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Übrigens
können
die Kanaladapter 131, die Plattenadapter 134,
der Cachespeicher 133, der gemeinsame Arbeitsspeicher 135 und
die Verbindungseinheit 132, die in der 6 getrennt
dargestellt sind, auch integral ausgebildet sein. Es ist auch möglich, einen
Teil der Komponenten integral auszubilden.
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[Faserkanalschalter (FSW)]
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Die 7 ist
ein Blockdiagramm, das die Verbindung vom Plattenadapter 134 zu
den HDDs 311 über
die Kommunikationsstrecke zeigt, die eine FC-AL-Schleife bildet.
Wie es in der 7 dargestellt ist, kann die
FC-AL-Schleife dadurch auf gebaut werden, dass der Plattenadapter 134 und
die HDDs 311 mit Multiplexern 151 des FSW 150 verbunden
werden. Beim Beispiel der 7 ist eine
FC-AL-Schleife über
zwei FSWs 150 hinweg ausgebildet.
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Das
an jeden Multiplexer 151 gelieferte Auswählsignal
ist ein solches zum Auswählen
eines der zwei Eingangsanschlüsse
(0 und 1) des Multiplexers 151. Ein den Eingangsanschluss
1 spezifizierendes Eingangswählsignal
wird einem Multiplexer 151 dann zugeführt, wenn ein Plattenadapter 134 oder
ein HDD 311 mit ihm verbunden wird, während ein den Eingangsanschluss
null spezifizierendes Auswählsignal
zugeführt
wird, wenn keine Vorrichtung mit ihm verbunden wird. Wenn ein an
einem HDD 311 auftretender Fehler erkannt wird, wird das
den Eingangsanschluss null spezifizierende Auswählsignal an den mit ihm verbundenen
Multiplexer 151 geliefert. Die an die Multiplexer 151 gelieferten
Auswählsignale
werden z. B. durch eine Steuereinheit 152 gesteuert.
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Zusätzlich zu
den Multiplexern 151 ist der FSW 150 ferner mit
der Steuereinheit 152 und einem DC-DC-Wandler 153 versehen.
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Die
Steuereinheit 152 steuert die FSWs 150 und die
DC-DC-Wandler der
HDD-Einheiten 310. Zur Steuerung der FSWs 150 gehört eine
Steuerung des an jeden FSW 150 gelieferten Auswählsignals.
Die Steuereinheit 152 steuert das Auswählsignal, wenn ein HDD 311 in
einen Zustand versetzt wird, in dem eine Kommunikation mit dem Plattenadapter 134 möglich ist,
wenn die Kommunikation eines HDD 311 mit dem Plattenadapter 134 deaktiviert
wird, usw.
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Der
DC-DC-Wandler 153 wandelt die von der AC/DC-Spannungsversorgung
600 gelieferte Gleichspannung von 56 V in eine Gleichspannung für den FSW 150 (z.
B. Gleichspannung von 5 V).
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[Mechanismus zur Spannungsversorgung]
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Als
Nächstes
wird der Mechanismus der Spannungsversorgung für die Plattenarrayvorrichtung 100 erläutert. Da
die Plattenarrayvorrichtung 100 extrem zuverlässig arbeiten
muss, wie oben angegeben, ist die Spannungsversorgung für sie der Redundanz
halber doppelt vorhanden, wie es in der 10 dargestellt
ist. Genauer gesagt, liefert jeder der redundanten (doppelt vorhandenen)
AC-Einschübe 700 Spannung
an redundante AC/DC-Spannungsversorgungen 600, die für jede Vorrichtungslast
doppelt vorhanden ist (jede Vorrichtungslast ist mit derselben Anzahl
redundanter AC/DC-Spannungsversorgungen 600 versehen).
In diesem Fall sind die AC-Einschübe 700 so angeschlossen,
dass sie Spannung an verschiedene AC/DC-Spannungsversorgungen 600 liefern,
wodurch die Steuerung der Plattenarrayvorrichtung 100 selbst
dann aufrechterhalten werden kann, wenn in einem AC-Einschub 700,
einer AC/DC-Spannungsversorgung 600 oder einer
Vorrichtungslast ein Fehler auftritt. Die Plattenarrayvorrichtung 100 der 10 verfügt beispielsweise über zwei
AC-Einschübe 700.
Selbst wenn der Trennschalter 701 eines der AC-Einschübe 700 auslöst und dadurch
die Spannungsversorgung unterbrochen wird, wird die Spannungsversorgung
an die elektronischen Einrichtungen der Plattenarrayvorrichtung 100 durch
einen anderen AC-Einschub 700 fortgesetzt. Um einen derartigen
Aufbau zu realisieren, ist jede Vorrichtungslast der Plattenarrayvorrichtung 100 mit
derselben oder einer größeren Anzahl von
AC/DC-Spannungsversorgungen 600 (um diesen Spannung zuzuführen) vorhanden
als es der Anzahl der AC-Einschübe 700 entspricht.
Wie in der 9 ist bei der Anordnung der 10 jede
der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 durch eine AC-DC-Wandlungseinheit 610 und
eine Stromausgleichsschaltung 620 gebildet, um die Ausgangsströme an die
AC/DC-Spannungsver sorgungen 600 gleich zu machen, und ferner
ist eine Rückseitenplatine 450 vorhanden.
Ferner kann, wie in der 9, die Stromausgleichsschaltung 620 nicht
nur die Ausgangsströme
der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 gleich machen, sondern
sie kann auch das Verhältnis
zwischen den Ausgangsströmen
auf einen speziellen Wert einstellen. Ferner besteht, was jedoch
in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, bei der Anordnung jeder
der 11 bis 14 jede
der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 aus einer AC-DC-Wandlungseinheit 610 und
einer Stromausgleichsschaltung 620, um die Ausgangsströme der AC/DC-Spannungsversorgungen 600 gleich
zu machen, und ferner ist eine Rückseitenplatine 450 vorhanden.
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Wenn
der Trennschalter 710 eines der AC-Einschübe 700 auslöst und dadurch
die Spannungsversorgung unterbrochen wird, läuft der Strom zum Abdecken
des Stromverbrauchs zweier Vorrichtungslaten #1 und #2 durch den
anderen AC-Einschub 700. Wenn angenommen wird, dass der Stromverbrauch
jeder Vorrichtungslast #1, #2 des Beispiels der 10 15A
beträgt,
kann ein Strom bis zu 30A durch den Trennschalter 710 jedes
AC-Einschubs 700 laufen.
Daher muss für
jeden AC-Einschub 700 der Plattenarrayvorrichtung 100 in
der 10 ein Trennschalter 710 verwendet werden,
der über
eine Standhaltespannung (ohne Auslösung) von mindestens 30A verfügt. In diesem
Fall muss die Schalttafel 1100 ein hohes Leistungsvermögen aufweisen,
um einem derartig hohen Strom standzuhalten.
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Der
Stromverbrauch steigt auch dann an, wenn das Plattenarrayvorrichtung 100 vergrößert wird
(wenn z. B. HDD-Einheiten 310 oder Plattenadapter 134 hinzugefügt werden,
um die Speicherkapazität
der Plattenarrayvorrichtung 100 zu vergrößern). Als
Beispiel sei angenommen, dass der Stromverbrauch jeder Vorrichtungslast
#1, #2 auf 30A erhöht wird,
wie es in der 11 dargestellt ist, und dann muss
der Trennschalter 710 jedes AC-Einschubs 700 durch
einen solchen ersetzt wer den, der mindestens 60A standhalten kann,
und dasselbe gilt auch für
die Schalttafel 1100. Die Modifizierung des AC-Einschubs 700 zum
Erzielen eines hohen Stromführungsvermögens (Ersetzen
des AC-Einschubs 700, von Kabeln usw.) ist relativ einfach,
wohingegen ein Vergrößern der
Stromführungskapazität der Schalttafel 1100 elektrische
Arbeiten an der Anlage erfordert, was nicht einfach ist. Ferner
kann ein Vergrößern des Stromführungsvermögens der
Schalttafel 1100 eine Modifizierung eines Vertrags mit
dem Stromversorgen erforderlich machen, und dadurch können die Stromgebühren und
die Betriebskosten für
die Plattenarrayvorrichtung 100 ansteigen.
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Als
Maßnahme
zum Vergrößern der
Plattenarrayvorrichtung 100 ohne Vergrößerung des Stromführungsvermögens des
AC-Einschubs 700 und der Schalttafel 1100 ist
es möglich,
jeden AC-Einschub 700 gemäß der 11 durch
zwei AC-Einschübe 700 zu
implementieren, wie es in der 12 dargestellt
ist. In der 12 ist der AC-Einschub #1 in
der 11 durch zwei AC-Einschübe #1 und #3 implementiert,
und der AC-Einschub
#2 in der 11 ist durch zwei AC-Einschübe #2 und
#4 implementiert. Durch einen solchen Aufbau kann das Stromführungsvermögen jedes
AC-Einschubs 700 auf 30A gehalten werden.
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Bei
der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform
ist es möglich,
das Stromführungsvermögen jedes
AC-Einschubs 700 auf 20A zu verringern, wie es in der 13 dargestellt
ist. Beim Beispiel der 13 ist jeder AC-Einschub 700 mit
einer AC/DC-Spannungsversorgung 600 (erste Spannungsversorgungsvorrichtung)
zum Anlegen einer Spannung an die Vorrichtungslast #1 und einer AC/DC-Spannungsversorgung 600 (zweite
Spannungsversorgungsvorrichtung) zum Anlegen von Spannung an die
Vorrichtungslast #2 verbunden, und jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 ist
mit einer Stromausgleichsschaltung 620 zum Ausgleichen
der Ausgangsströme
der AC/DC- Spannungsversorgungen 600 versehen.
Wenn z. B. der Trennschalter 710 des AC-Einschubs #4 auslöst und dadurch
die Spannungsversorgung von diesem unterbrochen wird, werden die
Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung #14 an die
Vorrichtungslast #1 und die Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung
#24 an die Vorrichtungslast #2 unterbrochen. In diesem Zustand muss der
Stromverbrauch von 30A der Vorrichtungslast #1 durch die restlichen
drei AC/DC-Spannungsversorgungen
#11, #12 und #13 gedeckt werden und der Stromverbrauch von 30A der
Vorrichtungslast #2 muss durch die restlichen drei AC/DC-Spannungsversorgungen
#21, #22 und #23 gedeckt werden. Da jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 mit
einer Stromausgleichsschaltung 620 versehen ist, wird der durch
jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 abzudeckende Stromverbrauch
10A. Da jeder AC-Einschub #1 bis #3 Strom an zwei AC/DC-Spannungsversorgungen 600 liefert,
kann die Spannungsversorgung zur Plattenarrayvorrichtung 100 aufrechterhalten
bleiben, um eine Unterbrechung zu vermeiden, wenn jeder AC-Einschub
#1 bis #3 (700) derart implementiert ist, dass er mindestens
20A standhalten kann. Während
die Unterbrechung der Spannungsversorgung vom AC-Einschub #4 als
Beispiel verwendet wurde, sind andere Fälle (Unterbrechung der Spannungsversorgung
vom AC-Einschub #1, #2 oder #3) dem obigen Fall ähnlich, so dass der Kürze halber
eine zugehörige
Beschreibung weggelassen wird.
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Wie
oben angegeben, kann bei der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser
Ausführungsform
ein Anstieg des Stromführungsvermögens der
AC-Einschübe 700 und
der Schalttafel 1100 selbst dann vermieden werden, wenn
der Stromverbrauch auf Grund einer Vergrößerung der Plattenarrayvorrichtung 100 ansteigt,
wodurch das Erfordernis elektrischer Arbeiten an den Anlagen sowie
eine Modifizierung des Stromliefervertrags erübrigt sind, so dass Kosten
und Belastungen des Benutzers hinsichtlich einer Installation der
Plattenarrayvorrichtung 100 ge senkt werden können.
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Ferner
ist bei der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform
jeder AC-Einschub 700 mit einer AC/DC-Spannungsversorgung 600,
die Strom an die Vorrichtungslast #1 liefert, und einer AC/DC-Spannungsversorgung 600 verbunden,
die Strom an die Vorrichtungslast #2 liefert. Daher können die
AC/DC-Spannungsversorgungen 600 und die AC-Einschübe 700 flexibel
abhängig
von der Größe der Plattenarrayvorrichtung 100 vermehrt
oder verringert werden. Zum Beispiel kann beim Beispiel der 13 der
AC-Einschub #4 (zum Liefern von Strom an die AC/DC-Spannungsversorgungen
#14 und #24) zu demjenigen Zeitpunkt zur Plattenarrayvorrichtung 100 hinzugefügt werden,
zu dem die AC/DC-Spannungsversorgungen #14 und #24 (als "Option" markiert) zu den
Vorrichtungslasten #1 bzw. #2 hinzugefügt werden. So kann, durch diese
Ausführungsform,
eine Plattenarrayvorrichtung 100 mit einem Umfang, der
den Bedürfnissen
des Benutzer genügt,
demselben zur Verfügung
gestellt werden, während
die Plattenarrayvorrichtung 100 mit Strom versorgt wird,
der ihrem Umfang genügt.
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Ferner
kann das Verhältnis
zwischen den durch die AC-Einschübe 700 fließenden Strömen dadurch
geändert
werden, dass in die Stromausgleichsschaltung 620 jeder
AC/DC-Spannungsversorgung 600 ein Ausgleichseinstellsignal
eingegeben wird, wodurch eine flexible und geeignete Spannungsversorgung
abhängig
von der Spannungsversorgungsanlage des Benutzers realisiert werden
kann. Beispielsweise ist es auch möglich, dass die Plattenarrayvorrichtung 100 dieser
Ausführungsform
eine Spannungsversorgung unter Verwendung dreier AC-Einschübe 700 erhält, wie
es in der 14 dargestellt ist.
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Beim
Beispiel der 14 werden beispielsweise dann,
wenn der Trennschalter 710 des AC-Einschubs #1 auslöst und da durch
die Spannungsversorgung von diesem unterbrochen wird, die Spannungsversorgung
von den AC/DC-Spannungsversorgungen #11 und #13 zur Vorrichtungslast
#1 sowie die Spannungsversorgung von den AC/DC-Spannungsversorgungen
#21 und #23 zur Vorrichtungslast #2 unterbrochen. In diesem Zustand
muss der Stromverbrauch von 30A der Vorrichtungslast #1 durch die
verbliebenen zwei AC/DC-Spannungsversorgungen #12 und #14 abgedeckt
werden, und der Stromverbrauch von 30A der Vorrichtungslast #2 muss
durch die verbliebenen zwei AC/DC-Spannungsversorgungen #22 und #24 abgedeckt
werden. Da jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 mit einer Stromausgleichsschaltung 620 versehen
ist, wird der durch jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 abzudeckende
Stromverbrauch 15A. Da jeder AC-Einschub #2, #3 Strom an zwei AC/DC-Spannungsversorgungen 600 liefert,
kann die Spannungsversorgung der Plattenarrayvorrichtung 100 aufrechterhalten
bleiben, um eine Unterbrechung zu vermeiden, wenn jeder AC-Einschub
#2, #3 (700) als solcher realisiert wird, der mindestens
30A standhalten kann.
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Indessen
werden dann, wenn beispielsweise der Trennschalter 710 des
AC-Einschubs #3 auslöst und
dadurch die Spannungsversorgung von diesem unterbrochen wird, die
Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung #14 zur Vorrichtunglast
#1 sowie die Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung #24 zur Vorrichtungslast
#2 unterbrochen. In diesem Zustand muss der Stromverbrauch von 30A
der Vorrichtungslast #1 durch die verbliebenen drei AC/DC-Spannungsversorgungen
#11, #12 und #13 abgedeckt werden, und der Stromverbrauch von 30A
der Vorrichtungslast #2 muss durch die verbliebenen drei AC/DC-Spannungsversorgungen
#21, #22 und #23 abgedeckt werden. Da jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 mit
einer Stromausgleichsschaltung 620 versehen ist, wird der
durch jede AC/DC-Spannungsversorgung 600 abzudeckende Stromverbrauch
10A. Da der AC-Einschub #1 Strom an vier AC/DC-Spannungsversorgungen 600 liefert,
kann die Spannungsversorgung der Plattenarrayvorrichtung 100 unter Vermeidung
einer Unterbrechung dadurch aufrechterhalten werden, dass der AC-Einschub
#1 (700) durch einen solchen implementiert wird, der mindestens
40A standhalten kann. Indessen kann, da der AC-Einschub #2 Strom
an zwei AC/DC-Spannungsversorgungen 600 liefert, die Spannungsversorgung der
Plattenarrayvorrichtung 100 ohne Unterbrechung dadurch
aufrechterhalten werden, dass der AC-Einschub #2 (700)
durch einen solchen implementiert wird, der mindestens 20A standhalten
kann. Eine Unterbrechung der Spannungsversorgung vom AC-Einschub
#2 ist dem obigen Fall ähnlich,
und so wird eine zugehörige
Erläuterung
der Kürze
halber weggelassen.
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Wie
oben angegeben, kann beim Beispiel der 14 unter
Verwendung eines AC-Einschubs #1, der mindestens 40A standhalten
kann und AC-Einschüben
#2 und #3, die mindestens 30A standhalten können, eine Unterbrechung der
Spannungsversorgung der Plattenarrayvorrichtung 100 selbst
im Fall der Unterbrechung der Spannungsversorgung von einem AC-Einschub 700 vermieden werden.
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Übrigens
ist es auch möglich,
eine Stromausgleichsschaltung 620 in jedem AC-Einschub 700 unterzubringen
und die Ausgangsströme
der AC-Einschübe 700 gleich
zu machen, wie es in der 17 dargestellt
ist. Das Ausgleichen der Ausgangsströme der AC-Einschübe 700 ermöglicht es,
für alle
AC-Einschübe
#1 bis #3 beim Beispiel der 14 dieselben AC-Einschübe (die
mindestens 30A standhalten) zu verwenden.
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Genauer
gesagt, werden dann, wenn der Trennschalter 710 des AC-Einschubs
#1 auslöst
und dadurch die Spannungsversorgung von diesem unterbrochen wird,
die Spannungsversorgung von den AC/DC-Spannungsversorgungen #11
und #13 zur Vorrichtungslast #1 sowie die Spannungsversorgung von
den AC/DC- Spannungsversorgungen
#21 und #23 zur Vorrichtungslast #2 unterbrochen. In diesem Zustand
muss der Stromverbrauch von 30A für die Vorrichtungslast #1 durch
die verbliebenen zwei AC/DC-Spannungsversorgungen #12 und #14 abgedeckt
werden, und der Stromverbrauch von 30A durch die Vorrichtungslast
#2 muss durch die verbliebenen zwei AC/DC-Spannungsversorgungen
#22 und #24 abgedeckt werden. In diesem Fall werden die AC/DC-Spannungsversorgungen
#12 und #22 durch den AC-Einschub #2 versorgt, und die AC/DC-Spannungsversorgungen
#14 und #24 werden durch den AC-Einschub #3 versorgt und so fließt ein Strom
von 30A durch jeden der AC-Einschübe #2 und #3, während ein
Strom von 15A durch jede der AC/DC-Spannungsversorgungen #12, #22,
#14 und #24 fließt.
Daher kann die Spannungsversorgung für die Plattenarrayvorrichtung 100 unter
Vermeidung einer Unterbrechung dadurch aufrechterhalten werden,
dass jeder AC-Einschub #2, #3 (700) durch einen solchen
implementiert wird, der mindestens 30A standhalten kann.
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Indessen
werden, wenn der Trennschalter 710 des AC-Einschubs #3
auslöst
und dadurch die Spannungsversorgung von diesem unterbrochen wird,
die Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung #14 an die Vorrichtungslast
#1 sowie die Spannungsversorgung von der AC/DC-Spannungsversorgung
#24 zur Vorrichtungslast #2 unterbrochen. In diesem Zustand muss der
Stromverbrauch von 30A für
die Vorrichtungslast #1 durch die verbliebenen drei AC/DC-Spannungsversorgungen
#11, #12 und #13 abgedeckt werden, und der Stromverbrauch von 30A
für die
Vorrichtungslast #2 muss durch die verbliebenen drei AC/DC-Spannungsversorgungen
#21, #22 und #23 abgedeckt werden. In diesem Zustand werden die AC/DC-Spannungsversorgungen
#11, #13, #21 und #23 durch den AC-Einschub #1 versorgt, während die
AC/DC-Spannungsversorgungen #12 und #22 durch den AC-Einschub #2
versorgt werden. Da jeder AC-Einschub #1, #2 mit einer Stromausgleichsschaltung 620 versehen
ist, gibt jede der durch den AC-Einschub #1 versorgten AC/DC-Span nungsversorgungen
#11, #13, #21 und #23 einen Strom von 7,5A aus, während jede
der durch den AC-Einschub #2 versorgten AC/DC-Spannungsversorgungen
#12 und #22 einen Strom von 15A ausgibt. Daher kann die Spannungsversorgung
der Plattenarrayvorrichtung 100 unter Vermeidung einer
Unterbrechung dadurch aufrechterhalten werden, dass jeder AC-Einschub
#1, #2 (700) durch einen solchen implementiert wird, der
mindestens 30A standhalten kann.
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Wie
oben beschrieben, kann durch die Plattenarrayvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform
der Erfindung ein Anstieg des Stromführungsvermögens der AC-Einschübe 700 und
der Schalttafel 1100 selbst dann vermieden werden, wenn
der Stromverbrauch der Plattenarrayvorrichtung 100 wegen
einer Umfangsvergrößerung zunimmt.
Anders gesagt, können
die Anzahl und die Stromführungsfähigkeiten
der AC-Einschübe 700 der
Plattenarrayvorrichtung 100 in Kombination abhängig von
der Anzahl der Ausgänge
der Spannungsversorgungsanlage des Orts, an dem die Plattenarrayvorrichtung 100 installiert
ist, und dem Stromführungsvermögen jedes Ausgangs
geeignet eingestellt werden. Daher kann, selbst an Orten, an denen
nur eine Spannungsversorgungsanlage mit kleinem Stromführungsvermögen verfügbar ist,
eine Plattenarrayvorrichtung 100 installiert werden, ohne
dass es erforderlich wäre, jede
Spannungsversorgungsanlage zu modifizieren. In diesem Fall kann
das erforderliche Stromführungsvermögen jedes
AC-Einschubs 700 dadurch gesenkt werden, dass die Anzahl
der AC-Einschübe 700 auf die
optimale Anzahl erhöht
wird, nicht durch sukzessives Verdoppeln der Anzahl der AC-Einschübe 700 der
Plattenarrayvorrichtung 100.
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Ferner
kann bei der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform
eine Senkung des Stromführungsvermögens unter
Verwendung mindestens dreier AC-Einschübe 700 unter Verwendung von
Stromausgleichsschaltungen 620 realisiert werden, wodurch
das Erfordernis elektrischer Arbeiten an Anlagen und einer Modifizierung
des Stromliefervertrags beseitigt werden kann, wodurch die Kosten und
die Belastung für
den Benutzer zum Installieren der Plattenarrayvorrichtung 100 gesenkt
werden können.
Außerdem
unterdrückt
die Stromausgleichsschaltung 620 auch Schwankungen des
durch jeden AC-Einschub 700 fließenden Stroms, wodurch das Stromführungsvermögen jedes
AC-Einschubs 700 beinahe gleich groß wie der Strom eingestellt
werden kann, der tatsächlich
durch den AC-Einschub 700 läuft. Daher kann das Stromführungsvermögen jedes AC-Einschubs 700 bis
beinahe auf den tatsächlichen Stromverbrauch
gesenkt werden.
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Bei
der Plattenarrayvorrichtung 100 dieser Ausführungsform
kann unter Verwendung von drei oder mehr AC-Einschüben 700 vermieden
werden, dass der durch jeden AC-Einschub 700 fließende Strom
die Hälfte
des Stromverbrauchs der Plattenarrayvorrichtung 100 übersteigt,
und zwar selbst im Fall eines in einem AC-Einschub 700 auftretenden
Fehlers, so dass das Stromführungsvermögen jedes AC-Einschubs 700 auf
einen kleinen Wert eingestellt werden kann. In diesem Fall kann
die Spannungsversorgung für
die Plattenarrayvorrichtung 100 durch die verbliebenen
AC-Einschübe 700 fortgesetzt
werden, wodurch die Zuverlässigkeit
der Plattenarrayvorrichtung 100 verbessert werden kann.
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Eine
Verkleinerung des Stromführungsvermögens der
AC-Einschübe 700 ermöglicht eine
Miniaturisierung derselben sowie eine Verkleinerung der Plattenarrayvorrichtung 100.
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Während vorstehend
spezielle, veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben wurden, um
es zu erleichtern, die Erfindung zu verstehen, ist die Erfindung
nicht auf diese Ausführungsformen
beschränkt,
sondern sie ist nur durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche beschränkt. Es
ist zu beachten, dass der Fachmann die Ausführungsformen ändern oder
modifizieren kann, ohne vom Schutzumfang und Grundgedanken der vorliegenden Erfindung
abzuweichen, insoweit Äquivalente
in diesem Schutzumfang enthalten sind.