АСУ ТП котлоагрегата
САУГ/АСУГ
АСУ ТП турбоагрегата
Автоматизированная ЭГСР паровой турбины
САР ЧВ паровой турбины
АСУ ТП ГРП
АИИС водоподготовки
Автоматизация ПТНА энергоблоков ТЭЦ / ГРЭС
АСУ ТП ГТЭС
АСУ ТП ТЭЦ/ТЭС
ИАСКУЭ
АСДКУЭ электросетевой компании
АСДУ энергосистемой
АСУ энергоснабжением предприятия
Система телемеханики предприятия
Тренажеры для операторов
Тренажёры для персонала цеха АСУ ТП
Тренажер для операторов технологических установок
Назначение
Тренажёр предназначен для подготовки оперативного и обслуживающего персонала предприятия к работе на реальном технологическом оборудовании, поддержания и оценивания его квалификации, отработки навыков безопасного и экономичного управления оборудованием в сложных переходных и аварийных режимах и т.д. Тренажёр позволяет провести тренировки с отработкой персоналом способности правильно реагировать на нештатные ситуации, безошибочно определять пути выхода из любых сложившихся условий, возникающих на производстве.
Тренажёр может применяться для построения цифровой модели производства в рамках концепции «Индустрия 4.0». С его помощью возможно проводить проверки работоспособности АСУТП до момента её установки на реальном объекте управления для виртуального ввода объекта в работу. Таким образом, разработчики АСУТП имеют возможность отладить алгоритмы управления до начала пусконаладочных работ на объекте и без наличия у них контроллерного оборудования, а оперативный персонал получает навыки эксплуатации объекта до ввода его в эксплуатацию.
Цели
- Проведение подготовки оперативного персонала в различных формах:
- начальное обучение
- поддержание навыков управления технологическим процессом
- повышение квалификации персонала
- Выработка навыков безопасного и экономичного управления оборудованием, в том числе в сложных переходных режимах
- Повышение психологической устойчивости оперативного персонала при действиях в нештатных ситуациях
- Сокращение числа технологических нарушений, связанных с ошибками персонала
- Повышение уровня безопасности, надежности, безотказности работы оборудования, сохранности имущества, здоровья и жизни персонала
- Проверка (тестирование) профессиональной квалификации оперативного персонала, в том числе его умения управлять оборудованием в сложных режимах в соответствии с требованиями ПТЭ и производственных инструкций
- Проверка работоспособности АСУТП до момента ввода её в эксплуатацию.
Объекты
На базе данного решения могут быть созданы тренажёры для объектов различных отраслей промышленности, включая теплоэнергетику, нефтяную, газовую, нефтехимическую промышленности и т.д. Объектами управления могут быть котлы, паровые и газовые турбины, ГРП, нефтеперерабатывающие установки, нефте- и газохранилища, парки ГСМ, топливозаправочные комплексы и т.д.
Основные функции
Функции моделирования
- Моделирование технологического процесса агрегатов с формированием значений параметров как входящих в АСУТП, так и местных показывающих приборов.
- Моделирование исполнительных механизмов, включая как электрифицированную (управляемую из АСУТП), так и неэлектрифицированную арматуру.
- Моделирование работы вспомогательного оборудования.
- Моделирование работы информационных и управляющих контроллеров АСУТП.
- Моделирование работы серверов БД АСУТП.
- Моделирование работы станций оператора.
Специализированные функции тренажёра
- Работа системы в темпе управляемого «модельного» времени с функциями:
- приостановки и возобновления хода времени
- ускорения / замедления хода и «перемотки» времени в пределах имеющейся истории тренировки
- Создание, сохранение и последующая загрузка требуемых для проведения тренировок «исходных состояний» модели
- Создание, сохранение и последующая загрузка последовательности изменений параметров модели в виде «сценария тренировки»
- Расширенное ведение истории тренировки с возможностью:
- просмотра хода тренировки в нормальном и (или) ускоренном темпе «модельного» времени (демонстрация) с отображением данных непосредственно на мнемосхемах модели АСУТП
- возобновление тренировки из любой промежуточной точки имеющейся истории;
- сохранение и загрузка истории тренировки для просмотра ее хода, анализа ошибочных действий и «работы над ошибками» (повторение тренировки из точки, предшествующей ошибочным действиям)
- Проведение как индивидуальных, так и групповых тренировок операторов
- Проведение экзаменов с выставлением оценки и формированием экзаменационного протокола.
Архитектура системы
Тренажёр выполнен с использованием компьютерного тренажёрного комплекса «ТРОПА» (КТК ТРОПА®) и представляет собой одну из возможных структур, в которой моделирование работы технологического оборудования осуществляется с использованием ПО сторонних производителей. Тренажёр имеет трехуровневую архитектуру.
1-й (нижний) уровень системы представлен детерминированной математической моделью объектов управления. Модель выполнена с использованием моделирующих пакетов сторонних производителей. Математическое моделирование технологического процесса в данном случае осуществляется на основе решения систем нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих физические процессы тепло- и массообмена, химической кинетики, фазовых переходов, теплового и материального баланса системы, движения материальных сред, гидравлики и гидродинамики и т.д. Данная модель обеспечивает расчёт параметров установок во всех режимах функционирования, включая аварийные ситуации и пусковые операции. КТК «ТРОПА» также предоставляет возможность создания математической модели на базе собственных программных средств с использованием типовых динамических звеньев (интегрирование, запаздывание, дифференцирование и т.д.). Параметры таких моделей получаются в результате обработки статистической информации, отражающей штатную эксплуатацию агрегата. Точность таких моделей в аварийных и переходных режимах существенно ниже.
Во 2-й (средний) уровень системы входят:
- виртуальные имитаторы промышленных контроллеров АСУТП
- вспомогательные виртуальные контроллеры, имитирующие ввод-вывод сигналов от оборудования, не охваченного существующими АСУТП, а также алгоритмы технологических защит, блокировок и регулирования, реализованные в существующих системах на традиционных средствах (релейные схемы, интеллектуальные приборы и т.д.)
- устройства и линии связи, обеспечивающие обмен информацией в цифровом виде.
Имитаторы контроллеров запускаются в виде «виртуальных машин» на компьютерах соответствующих серверов АСУТП.
В 3-й (верхний) уровень системы входят:
-
АРМ инструктора, на котором установлены графический клиент КТК «ТРОПА», среда разработки прикладного программного обеспечения для КТК «ТРОПА» и программное обеспечение «АРМ инструктора».
Программное обеспечение «АРМ инструктора» может быть выполнено как с использованием штатных средств КТК «ТРОПА», так и с использованием программного обеспечения, разработанного сторонней организацией.
На АРМ инструктора возможно выполнение следующих функций:
- Запуск / останов компонентов тренажёра
- Мониторинг действий обучаемых
- Управление тренировками и функциями тренажёра
- Создание новых / редактирование существующих уроков и сценариев, сохранение исходных состояний, ввод неисправностей и т.д.
- Внесение изменений в прикладное программное обеспечение тренажёра
- Автоматизированные рабочие места операторов на базе КТК «ТРОПА», повторяющие функционал реальной АСУТП
- Серверы АСУТП на базе КТК «ТРОПА», повторяющие функционал серверов БД реальной АСУТП
- Пульты ручного управления оборудованием. Для большей идентичности тренажёра с реальным рабочим местом оператора он может быть укомплектован пультом ручного управления, повторяющим реальный пульт с соответствующими органами управления. Обмен информацией с данным пультом производится посредством контроллеров DevLink®-C1000 с соответствующими модулями ввода/вывода физических сигналов от органов ручного управления.
КТК «ТРОПА» позволяет повторить большинство из известных структурных схем АСУТП, включая клиент-серверные архитектуры, многосерверные системы, многомониторные АРМ оператора, экраны коллективного пользования и т.д. При небольшой информационной мощности тренажёра все его компоненты могут размещаться на одном компьютере.
Связь между компонентами КТК «ТРОПА» и программным обеспечением модели объекта, а также ПО «АРМ инструктора» осуществляется с использованием специализированных протоколов обмена (зависит от особенностей ПО стороннего производителя).
Созданный на базе реального программно-технического комплекса КТК «ТРОПА» может повторить почти весь функционал автоматизированных систем, созданных на базе большинства ПТК, используемых при автоматизации технологических процессов. При моделировании АСУТП, созданной на базе ПТК КРУГ-2000, функционал данного ПТК повторяется в тренажёре на 100%.
Внедрения: Тренажеры для операторов
