Промышленные ИБП: особенности сегмента и оборудования

Максим Белоус, внештатный эксперт «Бестселлеров ИТ-рынка»

Тяжёлые трехфазные онлайн ИБП находят применение во множестве сфер хозяйства и вертикальных рынков, включая промышленность самой разной направленности. И хотя формально характеристики индустриальных ИБП и, допустим, их прямых аналогов, устанавливаемых в ЦОДах, могут полностью совпадать, у промышленного применения источников бесперебойного питания есть целый ряд отличительных особенностей.

Обзор сегмента

Промышленные ИБП (и вместе с ними — предназначенные для заказчиков из сфер транспорта, ТЭК, ВПК, силовых ведомств и т. д.) часто обеспечивают энергобезопасность весьма критичной нагрузки, причём нередко — в условиях, несопоставимых с кондиционированной, очищенной от пыли атмосферой коммерческих дата-центров. Точки размещения промышленных ИБП сплошь и рядом плохо приспособлены к функционированию сложной техники, неудобны для обслуживания, страдают нехваткой места для необходимого резервирования мощности.

По этой причине роль промышленных могут исполнять как специализированные модели ИБП, так и кастомизированные под данный конкретный запрос стандартные решения. Главное требование к ним в обоих случаях одно и то же: бескомпромиссная надёжность, гарантированная непрерывность работы в самых неблагоприятных условиях. Тем более что заказчики такого рода систем год от года становятся всё взыскательнее в плане обеспечения своих технологических процессов бесперебойным электропитанием по причине ужесточения ведомственных стандартов и неуклонного роста внимания к инженерной инфраструктуре защищаемых по электропитанию объектов со стороны различных надзорных органов.

Неудивительно, что промышленные ИБП зачастую ещё на этапе формирования концепции наделяются значительной избыточностью по многим параметрам. Их внутренняя архитектура — за счёт дублирования функциональных узлов и подбора наиболее качественных комплектующих — должна обеспечивать максимальную надёжность устройства и стабильность его рабочих параметров. Общепринятым мерилом такой надёжности считается необходимый минимум в 250 000 ч непрерывной работы до первого ремонта.

Кроме того, промышленные ИБП размещают в усиленных и защищённых корпусах (класс защиты IP43 и выше, соответствие стандартам МЭК 60364-3 и МЭК 529 и т. д.), чтобы гарантировать их невосприимчивость к агрессивным и загрязнённым средам, включая морскую воду и соль, а также ради ограничения нежелательного доступа. В результате промышленные ИБП в меньшей степени, чем их функциональные аналоги, предназначенные для ЦОДов или коммерческих инсталляций, восприимчивы к вибрациям и сильному электромагнитному излучению; обладают повышенной устойчивостью к высоким температурам и значительным кратковременным перегрузкам.

Разумеется, промышленные ИБП должны обладать удобным интерфейсом, не требующим специальной подготовки обслуживающего персонала. Поскольку такие устройства защиты электроснабжения часто располагаются достаточно близко к защищаемому оборудованию, возможность контроля их показателей и базовой настройки сотрудниками, имеющими специальный допуск, но не обладающими глубокими познаниями именно в области ИБП, может иметь большую значимость. Параметры электромагнитной совместимости (ЭМС) регламентируются множеством ГОСТов, и их расчёт лучше доверить специалисту. Часто конструкция промышленных ИБП предусматривает многоуровневые фильтры/кондиционеры для защиты тока от искажений и гармоник, а также мощные изолирующие трансформаторы для полной гальванической развязки внешней и внутренней электросети.

Формально ИБП для сектора медицины также следует отнести к классу «промышленных» ИБП. Это связано в первую очередь с их особыми требованиями по надёжности и качеству защиты, а также с дополнительными эксплуатационными особенностями и широким спектром разнообразного защищаемого "не-ИТ" оборудования. Впрочем, мы относительно недавно публиковали большой обзор на эту тему, поэтому сейчас сосредоточимся в первую очередь на устройствах для работы в неблагоприятных условиях.

Одним из важнейших рабочих параметров ИБП является температура их эксплуатации. Обычно она указывается в пределах от -5 до +40 градусов С. И если для офисов, торговых залов и тем более серверных или ЦОДов эти пределы заведомо выдерживаются, то в случае промышленных ИБП вопрос пониженной температуры становится крайне актуальным. Особенно в нашей стране, где, несмотря на пресловутое глобальное потепление, среднегодовая температура составляет -5,5 градусов. И уж особенно эта тема «горяча» на Севере РФ, где сосредоточены основные добывающие предприятия.

Для электронной начинки ИБП сама по себе пониженная температура эксплуатации не так уж критична, тем более, он неплохо греет себя сам. Но если аппарат хотя бы недолго постоит отключённым в холоде, в его внутреннем объёме может образоваться конденсат, а там и до короткого замыкания при включении недалеко. Поэтому новый запуск после простоя может превратиться в очень сложную и долговременную задачу: не зря в любой инструкции к электронике есть известное правило — не включать агрегат, не выдержав его предварительно 2-3 ч в условиях комнатной температуры.

Ещё хуже переносят холод АКБ, вне зависимости от технологии: на снижение рабочей температуры за определённым порогом они обычно реагируют существенным понижением ёмкости. И тогда — в случае резкого всплеска потребления нагрузки — есть вероятность того, что ИБП просто отключится. Кроме того, при пониженных температурах батареи быстрее старятся. Конечно, есть специальные серии морозоустойчивых АКБ, но они тоже не панацея, да и обходятся заказчикам заметно дороже традиционных аналогов.

Поэтому аккумуляторный шкаф в первую очередь должен находиться в теплом контуре или же обеспечиваться внутренним подогревом. Шкаф также должен быть дополнительно утеплён в период холодов, причём с наступлением лета утепление придётся снимать и, более того, подключать вентилятор на обдув, поскольку повышенная сверх номинального эксплуатационного порога температура также отрицательно скажется на работе ИБП.

Ну и, наконец, промышленные ИБП обязаны обеспечивать возможность существенной их кастомизации и модернизации, причём часто ещё находясь на производственной линии. Стоит добавить, что многие предъявляемые требования, естественно, также распространяются и на системы резервирования. Столь сложные и избыточные ИБП уже можно использовать как при защите общих производственных процессов, так и в самых критичных системах, многие из которых уникальны. И очевидно, что заказчикам все же желательно не учиться на собственных ошибках, а выбирать проверенные решения от отраслевого лидера, уже испытанные на сотнях и тысяч объектов и избавившиеся от «детских болячек». Конечно, подобные решения стоят заметно больше стандартных ИБП, но вопрос денег для столь требовательных клиентов в данном случае — не второ-, и даже не третьестепенный.

Вопросы классификации

Тяжёлые трёхфазные онлайн-ИБП, обыкновенно применяемые для защиты по электропитанию промышленного оборудования, находят применение и в других сферах — в основном, в ЦОДах и в составе инженерных инфраструктур небольших офисных/торговых зданий. По каким же тогда конкретным критериям выделять именно промышленные ИБП в отдельный подкласс?

Как считает Дмитрий Шпанько, технический директор компании POWERCOM, одной из особенностей таких инсталляций является отсутствие типового решения, потому что каждый проект и каждый объект индивидуален: «Даже если технически мы устанавливаем два одинаковых ИБП, то их подключения, установка, условия их работы могут быть совершенно разными. Практически каждый запрос на трёхфазный ИБП требует детальной проработки. Это связано, в том числе, и с тем, что защищают они ответственное оборудование, а также с тем, что для подключения оборудования недостаточно вставить вилку в розетку. Заказчик, который изначально понимает необходимость расширения мощности, закладывает эту возможность на этапе проектирования и вносит в проект модульные ИБП, либо же конструирует инфраструктуру под установку новых ИБП». В этом плане, свидетельствует эксперт, уход западных вендоров никак не повлиял на ассортимент доступных российским заказчикам предложений, поскольку оставшиеся производители уже давно предлагают рынку масштабируемые решения.

Денис Андреев, руководитель департамента систем бесперебойного питания Landata, указывает на следующие особенности, которые выделяют ИБП для применения в промышленности:

· Плохое качество напряжения из-за помех, вносимых в работу промышленной нагрузкой. Это часто требует дополнительных опций — трансформаторов, фильтров и т. д., плюс более высоких характеристик самих ИБП.

· Часто сложные условия эксплуатации — с повышенной запылённостью, влажностью и т. д. Это требует специального исполнения ИБП с корпусами c высокими значениями IP.

· Часто высокая температура эксплуатации, что усложняет работу ИБП.

· Необходима устойчивость к вибрациям.

· Особые требования к батареям.

· Дополнительные требования для включения ИБП в системы промышленной автоматизации (протоколы ModBus, сухие контакты и т. д).

Как подчёркивает Алексей Лобов, директор по развитию трёхфазных ИБП Ippon, не существует чёткого определения промышленного ИБП или промышленного применения: «Под этим подразумевается ряд характеристик, которым должен соответствовать ИБП в той или иной сфере. Это может быть повышенный IP, защита от пыли и влаги, защита от обратных токов, гальваническая развязка — т. е. обеспечение кондиционирования напряжения и бесперебойного электропитания в сложных окружающих условиях, устойчивость к переходным процессам как в питающей электросети, так и в самой нагрузке».

Александр Нестеркин, руководитель группы инженерных систем TEGRUS, напоминает, что тяжёлые промышленные ИБП — это сложные, имеющие свою специфику системы, к которым зачастую предъявляются характерные требования: «Поэтому я бы выделил такие системы в отдельный подкласс источников бесперебойного питания. Если взять проект инсталляции подобного источника, то здесь сразу можно выделить несколько важных отличий от серийного проекта: во-первых, это зачастую повышенная пусковая мощность источника, во-вторых, увеличенное время автономной работы, в-третьих, особые требования к безопасности эксплуатации подобных ИБП и т. д.»

Перейти к плану «Б»

Промышленные ИБП как часть инженерной инфраструктуры предприятий нередко включаются в планы ещё в ходе проектирования, что делает их масштабирование и впоследствии замену делом затруднительным. Как сегодня справляются с этим заказчики, учитывая, что большинство наиболее востребованных в России брендов промышленных ИБП доступны теперь в лучшем случае лишь по параллельному импорту?

«Действительно, заменить ИБП в проекте не так-то просто, особенно если проектная документация прошла экспертизу, — соглашается Александр Нестеркин (TEGRUS). — Да и без её прохождения замена — дело сложное, если бюджет уже заложен и подписан и источник выбран. Но есть несколько путей решения подобных проблем. Во-первых, заложить в проект модульный источник — и при увеличении требований по времени автономной работы, например, можно изменить количество модулей, не меняя принципиально сам ИБП. Во-вторых, конечно, обратиться в профессиональную проектную организацию для проведения аудита электрооборудования, как установленного, так и устанавливаемого, для точного расчета требуемого ИБП. Да, предсказать уход иностранных брендов никто не мог, но здесь хочется отметить, что наши производители довольно оперативно наладили выпуск источников бесперебойного питания на замену моделей ушедших игроков».

«Как правило, возможность масштабирования закладывается уже на этапе проектирования, — указывает Алексей Лобов (Ippon), — так как это не только выделение дополнительных площадей, но и учёт повышения нагрузки и соответствующих кабелей, автоматов защиты с учётом роста. При отсутствии необходимой модели ИБП заказчик, как правило, прибегает к услугам интегратора, силами которого ИБП может быть доработан до необходимых параметров. Это может быть климатический шкаф для эксплуатации в широком температурном диапазоне, дополнительные фильтры для защиты от запылённости, интеграция с различным оборудованием».

По словам Дениса Андреева (Landata), в каких-то применениях можно использовать обычные ИБП IP20 с дополнительными опциями — в таких случаях ИБП выносят в отдельные локации с обычными условиями эксплуатации: «Часть ИБП мы умеем комплектовать добавочными опциями: сторонними трансформаторами, внешними корпусами с повышенным IP и т. д. Есть также движение в сторону кастомизации ИБП на предприятиях РФ. Есть и уже реализованные проекты, и новые наработки».

Замещать надо, но…

Насколько сложно наладить импортозамещение именно промышленных ИБП? Какие первоочередные задачи решают на этом пути оставшиеся в России вендоры, в ассортименте которых прежде не было промышленных ИБП?

«Процесс такой идёт, — сообщает Денис Андреев (Landata), — уже реализовано несколько проектов. Тормозит импортозамещение не очень высокий спрос по сравнению с обычными ИБП, а также трудоёмкость процессов и сертификации».

Как считает Александр Нестеркин (TEGRUS), самое сложное в этом сегменте было победить закостенелость рынка: «Раньше у нас ИБП ассоциировался с компанией АРС, а «всё остальное было намного хуже». Однако в связи с уходом с российского рынка импортных вендоров заказчикам невольно пришлось рассматривать и другие бренды. И вдруг оказалось, что есть производители ничуть не хуже, а по некоторым параметрам даже лучше. Год назад звучали пессимистичные заявления некоторых производителей о невозможности заменить ушедших игроков, но, по прошествии года, уже становится ясно, что импортозамещение в этом сегменте налаживается».

Надёжность превыше всего?

Производство трёхфазных ИБП и так удовольствие недешёвое, а для промышленных систем необходимо бывает (за счёт избыточности этих устройств сразу по множеству параметров) обеспечить им дополнительную надёжность и стабильность, что ещё более увеличивает себестоимость. Как в таких условиях вендорам состязаться с доступным по-прежнему параллельным импортом промышленных ИБП?

«Параллельный бизнес нестабилен, — напоминает Денис Андреев (Landata), — а промышленные ИБП часто делаются по спецзаказам, и здесь возникают вопросы при их размещении. Плюс к этому, нет понимания, как обслуживать поставленные по параллельному импорту решения. Многим заказчикам нужна стабильность и прозрачность поддержки, и такие заказы должна поддержать отрасль».

Опасность параллельного импорта для Алексея Лобова (Ippon) очевидна: «В данном случае производитель не обеспечивает гарантию поставленного оборудования. И, что не менее важно, нет полного гарантийного, постгарантийного, сервисного обслуживания и обеспечения ЗИП. Сам поставщик такого оборудования не может гарантировать все эти условия на протяжении эксплуатации всего жизненного цикла ИБП. В таких условия производителям, официально поставляющим источники на рынок РФ, не стоит беспокоиться о конкуренции с параллельным импортом: нужно активно работать с предприятиями и интеграторами, закладывая в проект требуемое оборудование с необходимым уровнем себестоимости».

Александр Нестеркин (TEGRUS) не спорит с тем, что большие зарубежные вендоры вкладывали, да и вкладывают в развитие своей продукции много миллионов долларов: «Тратят месяцы и годы на разработку новых моделей и структур. Мы пока отстаём и по вкладываемым ресурсам, и по развитию инженерной базы, но всё же развитие идёт. Отечественные производители побеждают за счёт развития материальной и сервисной базы, ведь источник надо не только купить и привезти, но и установить, запустить, а потом ещё и обслуживать. Ну и, конечно, свою роль играет цена. Пока параллельный импорт — это очень дорого, особенно для трёхфазных промышленных ИБП. Поэтому российские вендоры в этом плане более предпочтительны».

«Наша компания изначально всегда делала ставку на надёжность промышленных решений, — свидетельствует Дмитрий Шпанько (POWERCOM). — За более чем 30 лет на рынке мы научились находить то идеальное сочетание цены и качества, которое не уступает западным аналогам. Помимо надёжности, для такого оборудования очень важны поддержка и сервис. И в этом плане параллельный импорт не может конкурировать с официальными поставщиками, имеющими поддержку в России».

Специфика эксплуатации

В ряде случаев заказчикам промышленных ИБП требуются специфические несерийные системы, которые в прежние времена можно было заказывать в индивидуальном порядке у глобальных брендов. Обладают ли оставшиеся в России вендоры и необходимыми компетенциями, и достаточными производственными возможностями, чтобы проектировать и выполнять на заказ промышленные ИБП для своих клиентов? Да и насколько в целом критична способность предлагать такие решения для российской экономики?

Кастомизированные решения на основе серийных ИБП, по словам Алексея Лобова (Ippon), сейчас пользуются активным спросом на рынке: «Прежде всего, это различные производства, нефтегазовый и химический секторы. Доработка возможна как на этапе производства ИБП, так и уже в России на базе партнёров, имеющих соответствующий многолетний опыт. Кастомизация, как правило, не затрагивает основные узлы источника, а расширяет его технические показатели за счёт дополнительных узлов».

«POWERCOM всегда славился своим опытом в кастомизации решений под конкретные требования заказчика, — напоминает Дмитрий Шпанько (POWERCOM). — Трёхфазные решения не стали исключением. Например, сейчас мы поставляем оборудование в проекты, где требуется нестандартное исполнение. Опыта и компетенций у нас для этого достаточно. Для экономики в целом такая возможность очень важна. Ведь в современных реалиях требуется готовность всех участников рынка быстро адаптироваться под нужды заказчика. От этого выигрывают все — от конкретного бизнеса до государства в целом».

Александр Нестеркин (TEGRUS) указывает, что промышленные ИБП сами по себе довольно сложные в производстве системы, а если требуется кастомизация, то производство усложняется в разы: «Однако несерийные системы и раньше часто выпускались на российских предприятиях. По моему опыту работы с различными вендорами, присутствующими на российском рынке, хочу сказать, что мы не почувствовали разницу в части разработки специализированных решений относительно ушедших производителей. Да, инженерных кадров не хватает, особенно в отделах разработки. Но постепенно кадровый голод уходит. Также хочу заметить, что каждый промышленный ИБП является практически индивидуальным проектом со своими характеристиками, которые зависят от множества факторов, объекта размещения, точек подключения, времени требуемой автономии и т. д.»

«Текущие возможности в целом оценить сложно, — сетует Денис Андреев (Landata). — Успешные реализации у «Сайбер Электро» есть. Есть планы и по развитию этого направления: этот сегмент рынка интересный, а конкуренция невысокая».

Бесперебойные перспективы

Что ждёт сегмент промышленных ИБП на российском ИТ-рынке в ближней и среднесрочной перспективе? В целом, убеждён Денис Андреев (Landata), предложение будет расти: «В первую очередь — по наиболее частым запросам с повышенным IP и гальванической развязкой».

Дмитрий Шпанько (POWERCOM) считает, что главный фактор для любого бизнеса — это прогнозируемость, и бизнес промышленных ИБП тут вовсе не исключение: «Если технические вызовы преодолеваются достаточно быстро, то экономические и политические — уже не всегда. Но, на наш взгляд, параллельный импорт не будет сильно мешать оставшимся игрокам. Они уже перестроились под требования заказчиков, и им нет смысла рисковать, связывая решения своих задач с малопредсказуемым сегментом параллельного импорта».

Рынок ИБП достаточно консервативен, напоминает Алексей Лобов (Ippon), и потому не стоит ожидать каких-либо серьёзных изменений, кроме незначительного повышения КПД, увеличения плотности мощности, увеличения доли модульных ИБП за счёт их ценовой доступности: «Идёт внутренняя трансформация рынка с поиском новых производителей и решений; компаний, способных предоставить высокий уровень компетенций, решать сложные задачи в ограниченных условиях».

По мнению Александра Нестеркина (TEGRUS), основные проблемы российского производства ИБП заключаются в трудности развития смежных областей: «Очень востребовано увеличение производства элементной базы. Также требуется дальнейшее развитие производства АКБ, особенно литиевых. Как мне видится, литий становится всё более и более востребованным, даже для промышленных ИБП, потому что его плюсы постепенно перевешивают минусы. Если уход зарубежных вендоров продлится ещё как минимум пару лет, я думаю, возвращаться им уже не будет никакого смысла. И с развитием производства в России параллельный импорт постепенно уйдёт в небытие. Сейчас основным драйвером параллельного импорта является не сама возможность заменить поставляемую продукцию, не её уникальность, а невозможность российских производителей выпустить достаточное количество ИБП. Существует дефицит ИБП, поставка некоторых моделей иногда растягивается на 10-12 месяцев».