«Умные» климатические комплексы для электроники импортозаместили для СКИФа

Российский производитель инженерного оборудования и центров обработки данных разработал и изготовил 170 уникальных климатических систем для размещения электроники, управляющей системами накопительного кольца и диагностики пучка для Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов». Ранее оборудование планировалось приобрести у немецкой компании Schroff, что стало невозможным после введения санкций.

Ускорительный комплекс СКИФ состоит из множества сложных электрофизических устройств и систем, согласованное управление которыми требует применения самых передовых достижений в электронике и информационных технологиях. Для обеспечения ускорения электронного пучка в линейном ускорителе, получения требуемых параметров и устойчивой циркуляции пучка в кольцах бустера и накопителя, проводки пучков по каналам транспортировки требуется с высокой точностью и стабильностью осуществлять питание элементов магнитной и вакуумной систем, а также непрерывно контролировать их параметры. Электроника должна размещаться в специализированных климатических шкафах, которые обеспечивают стабильность и безопасность работы электронного оборудования.

Климатические системы, разработанные компанией «Утилекс», представляют собой герметичные шкафы, в которых размещается электронное оборудование и система прецизионного кондиционирования (обеспечивает точность поддержания температуры до ±0,05 градусов Цельсия в течение 24 часов), контроля влажности и задымления. Для отвода тепла кондиционер соединяется с системой охлаждения ускорительного комплекса. Электротехнические шкафы выполнены в стандарте «Евромеханика» и имеют двери с обеих сторон для удобного доступа к монтажу и обслуживанию размещенного в них оборудования. Герметичность системы, во-первых, позволяет получить термостабильность внутри шкафа, во-вторых, при возможном возгорании, не позволяет дыму выйти наружу и предотвращает возникновение пожара. Шкафы оснащены программным обеспечением для управления кондиционерами и для удаленного мониторинга параметров оборудования. Все шкафы имеют сетевой интерфейс Ethernet, что позволяет легко подключать их к системе управления ускорительного комплекса. По данным производителя, по совокупности характеристик разработанные климатические комплексы не имеют мировых аналогов.

Для тестирования и отладки ПО климатических систем «Утилекс» был создан стенд, на котором в реальных условиях (внутрь шкафов были помещены тепловые нагреватели мощностью 7 кВт) были продемонстрированы заявленные характеристики.

— Высокая точность поддержания температуры требуется для обеспечения высокой точности и стабильности измерений положения орбиты пучка, циркулирующего в накопителе СКИФ. Без выполнения этого условия невозможно получить и долговременно поддерживать расчетные параметры пучка. Для силовой электроники (источников питания магнитов, контроллеров, управляющих различными устройствами) стабилизация температуры требуется на порядок меньше. Для размещения этой электроники компания «Утилекс» разработала и поставила нам системы шкафов, оснащенных теплообменником с водяным охлаждением. Система позволяет равномерно охлаждать все блоки электронного оборудования, установленные в шкафах, «снимая» до семи киловатт тепла, при этом стабилизируя температуру в пределах одного градуса, — рассказывает ведущий научный сотрудник Института ядерной физики СО РАН, д.т.н Сергей Карнаев.

Шкафы для транспортного канала из бустера в накопитель уже запущены, в корпусе стендов и испытаний ЦКП СКИФ идет электромонтаж в шкафах для накопительного кольца. Кроме того, инженеры компании оснастили датчиками контроля температуры, влажности и задымления шкафы Schroff, ранее купленные за рубежом для бустерного кольца.

— Наша компания занимается производством микро-ЦОДов, предназначенных для размещения ИТ-оборудования, а в проекте СКИФ в наших решениях размещается совершенно другое оборудование с принципиально отличающимися техническими характеристиками и требованиями. Поэтому значительная часть систем, в первую очередь, управления климатом и ее автоматики, была нами специально разработана для проекта СКИФ. В частности, для каждого варианта оборудования наши инженеры и программисты писали свой собственный софт для управления кондиционерами.

Но самый большой «вызов» был в необходимости оперативного масштабирования производства практически в 10 раз. До этого мы производили по несколько десятков микро-ЦОД в год максимум, а в проекте СКИФ нам требовалось в течение семи месяцев произвести 170 комплексов, — отмечает генеральный директор компании «Утилекс» Владимир Тикунов.

Партнером проекта выступила компания ООО «Научные приборы и системы».