Тренажер для персонала, обслуживающего АСУ ТП технологических установок
Назначение
Тренажёр предназначен для подготовки персонала, обслуживающего АСУ ТП технологического оборудования предприятия (специалисты цехов КИПиА, АСУТП и т.д.).
Занятия на тренажёре позволяют:
- изучать алгоритмы работы подсистем автоматического регулирования (САР) и технологических защит и блокировок (ТЗиБ)
- изучать влияние настроечных параметров автоматических регуляторов на характеристики переходных процессов и нарабатывать навык оптимальной настройки регуляторов
- нарабатывать навык проверки технологических защит как на остановленном технологическом оборудовании (с воздействием на арматуру), так и без останова технологического процесса (на сигнал)
- нарабатывать навык отыскания дефектов в ПТК, а также в подсистемах САР и ТЗиБ.
Цели
- Повышение компетенции обслуживающего АСУ ТП персонала в области настройки ПИД-регуляторов и, как следствие, – повышение качества работы систем автоматического регулирования
- Повышение компетенции обслуживающего АСУ ТП персонала в области знаний по работе с алгоритмами ТЗиБ и, как следствие, – повышение уровня безопасности, надежности, безотказности работы оборудования, сохранности имущества, здоровья и жизни персонала
- Поддержание навыков обслуживающего АСУ ТП персонала при проведении типовых операций с ПТК, а также при поиске неисправностей
- Проверка (тестирование) профессиональной квалификации персонала.
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 в объеме, достаточном для обеспечения работоспособности подсистем САР и ТЗиБ
- Моделирование исполнительных механизмов и регулирующих органов, а также их характеристик и типовых неисправностей, включая расходные характеристики, люфты, нечувствительности и прочие
- Моделирование работы информационных и управляющих контроллеров АСУ ТП с повторением алгоритмов действующих АСУ ТП (алгоритмы регулирования, ТЗиБ и т.д.). В случае применения в АСУ ТП программно-технического комплекса КРУГ-2000 при моделировании используются реальные пользовательские программы
- Моделирование неисправностей контроллерного оборудования:
- неисправности или недостоверности входов и выходов
- неисправности модулей ввода-вывода
- неисправности процессорной части контроллера
- Моделирование работы серверов БД АСУ ТП с повторением алгоритмов сбора и обработки данных. В случае применения в АСУ ТП программно-технического комплекса КРУГ-2000 при моделировании используется реальная БД системы
- Моделирование станций оператора с повторением видеокадров действующей на объекте системы. В случае применения в АСУ ТП программно-технического комплекса КРУГ-2000 при моделировании используется реальный графический проект.
Специализированные функции
- 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 с отображением данных непосредственно на мнемосхемах модели АСУ ТП
- 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).
Вспомогательные функции
- Оперативная перенастройка системы и реконфигурация программного обеспечения АСУ ТП с использованием штатной для АСУ ТП среды разработки
- Регистрация персонала, осуществляющего вход в систему.
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 типовых динамических звеньев (интегрирование, апериодическое звено, звено с запаздыванием, дифференцирование и т.д.) на языке КРУГОЛ. Стохастической математической модели в данном случае вполне достаточно для достижения заявленных целей. Математическая модель технологического процесса реализуется в том же имитаторе контроллера, в котором функционируют программы САР и ТЗиБ в виде отдельной программы.
Всё программное обеспечение тренажёра устанавливается на один компьютер. С точки зрения программного обеспечения тренажёр имеет двухуровневую архитектуру.
В 1-й (нижний) уровень системы входят:
- виртуальные имитаторы контроллеров, работающих в существующих АСУ ТП, выполняющие в том числе функции моделирования технологических процессов
- устройства и линии связи, обеспечивающие обмен информацией в цифровом виде.
Имитаторы контроллеров запускаются в виде «виртуальных машин».
Во 2-й (верхний) уровень системы входит единое рабочее место инструктора и обучаемого, на котором установлен сервер КТК «ТРОПА». Запуск и управление тренировкой осуществляется локально. Имитаторы контроллеров котла и турбины запускаются здесь же.
Особенности решения
- Заказчик имеет возможность изменять прикладное программное обеспечение тренажёра (алгоритмы математических моделей агрегатов, алгоритмы системы управления, БД системы, графический интерфейс). Все изменения делаются с использованием штатной среды разработки КТК «ТРОПА». Для внесения изменений в прикладное программное обеспечение не требуется квалификация программиста.
- На одном компьютере с использованием КТК «ТРОПА» возможна реализация сразу нескольких тренажёров, например тренажёр на базе АСУ ТП котлоагрегата и АСУ ТП турбоагрегата.
- Решение может быть использовано как для создания тренажёров объектов, система автоматизации которых разработана на базе ПТК КРУГ-2000, так и для объектов, автоматизированных с использованием ПТК сторонних производителей.
- При создании тренажёров объектов, система автоматизации которых разработана на базе ПТК КРУГ-2000, используется прикладное программное обеспечение реальной АСУ ТП, что значительно сокращает сроки разработки системы.
Внедрения: Тренажёры для персонала цеха АСУ ТП
