Тренажер для операторов котла ТГМ-84 и турбины ПТ-60-130/13 Стерлитамакской ТЭЦ

Компьютерный тренажерный комплекс для оперативного персонала Стерлитамакской ТЭЦ с динамическими мнемосхемами основного технологического оборудования, соответствующими тепловой схеме ТЭЦ, создан на базе КТК «ТРОПА» производства компании НПФ «КРУГ».

Тренажер предназначен для подготовки оперативного и обслуживающего персонала предприятия к работе на реальном технологическом оборудовании, для поддержания и оценки его квалификации, для отработки навыков безопасного и экономичного управления оборудованием в сложных переходных и аварийных режимах.

Стерлитамакская ТЭЦ  является основным источником тепловой энергии для системы централизованного теплоснабжения города Стерлитамака, входит в «Башкирскую генерирующую компанию» (ПАО «Интер РАО»).

ТЭЦ работает в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии. Установленная электрическая мощность – 345 МВт или 7 % от общей мощности электростанций региона, тепловая – 1 799,5 тыс. Гкал. В качестве основного топлива используется магистральный природный газ.

Моделью компьютерного тренажера охвачены паровой котел ТГМ-84 ст. №6 и турбина ПТ-60-130/13 ст. №4. Существующая АСУ ТП данного оборудования выполнена на базе программно-технического комплекса КРУГ-2000^® (ПТК КРУГ-2000). В Башкирской генерирующей компании планомерно ведется внедрение компьютерных тренажерных комплексов для подготовки и повышения квалификации оперативного персонала с использованием КТК «ТРОПА» производства НПФ «КРУГ».

Цели создания системы

• 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.

Функции системы

Информационные и управляющие функции тренажера

• Комплексное моделирование технологического процесса: моделирование поведения технологического оборудования, подсистем и элементов АСУ ТП во всех режимах, предусмотренных эксплуатационными инструкциями оборудования
• Моделирование аварий и отказов в режиме работы оборудования с отклонениями от нормальной эксплуатации
• Моделирование исполнительных механизмов, включая как электрифицированную (управляемую из АСУ ТП), так и неэлектрифицированную арматуру
• Моделирование работы информационных и управляющих контроллеров АСУ ТП со 100% повторением алгоритмов действующих АСУ ТП с применением реальных пользовательских программ (алгоритмы регулирования, ТЗ и ЗБ, управление арматурой, расчетные задачи и т.д.)
• Моделирование работы серверов БД АСУ ТП со 100% повторением алгоритмов сбора и обработки данных (сбор и накопление данных, алгоритмы обработок на достоверность, нарушение границ сигнализации, расчетные задачи и т.д.)
• Моделирование станций оператора со 100% повторением графического интерфейса и функционала с использованием их графических проектов (внешние виды экранных форм, видеокадры, приборы управления, диалоговые окна, сигнализация, протокол событий и т.д.)
• Проведение экзаменов с выставлением оценки и формированием экзаменационного протокола.

Специализированные функции тренажера

• 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:
  • возобновления просмотра хода тренировки в нормальном и (или) ускоренном темпе «модельного» времени с отображением данных непосредственно на мнемосхемах модели АСУТП
  • тренировки из любой промежуточной точки имеющейся истории
  • возобновления тренировки из любой промежуточной точки имеющейся истории
  • сохранения и загрузки истории тренировки для просмотра ее хода, анализа ошибочных действий и «работы над ошибками» (повторение тренировки из точки, предшествующей ошибочным действиям).

Вспомогательные функции АСУ ТП тренажера

• Самодиагностика комплекса технических и программных средств
• Оперативная перенастройка системы и реконфигурация программного обеспечения АСУТП с использованием штатной для АСУ ТП среды разработки
• Регистрация персонала, осуществляющего вход в систему.

Архитектура системы

Тренажер выполнен с использованием компьютерного тренажерного комплекса «ТРОПА» (КТК ТРОПА^®) и представляет собой одну из возможных структур, в которой моделирование работы технологического оборудования осуществляется на языке КРУГОЛ™ в том же виртуальном контроллере (модели реального контроллера), в котором обрабатываются моделируемые технологические параметры.

Тренажер имеет трехуровневую архитектуру.

1-й (нижний) уровень системы представлен математической моделью объектов управления, включающей в себя:

• модель технологических агрегатов котла ст. №6
• модель технологических агрегатов турбины ст. №4 и общестанционного оборудования.

Математическая модель реализована на базе прикладного программного обеспечения КТК «ТРОПА» и работает в имитаторе контроллера. Имитатор контроллера запускается в виде «виртуальной машины» на Сервере модели тренажера.

Во 2-й (средний) уровень системы входят:

• виртуальные имитаторы контроллеров, работающих в существующих АСУ ТП, включая контроллеры подсистем технологических защит, блокировок и регулирования
• устройства и линии связи, обеспечивающие обмен информацией в цифровом виде.

Имитаторы контроллеров запускаются в виде «виртуальных машин» на АРМ машиниста котла и АРМ машиниста турбины.

В 3-й (верхний) уровень системы входят:

• АРМ инструктора, на котором установлены графический клиент КТК «ТРОПА» и программное обеспечение «АРМ инструктора», выполняющее функции общего управления тренажером
• АРМ оператора-машиниста АСУ ТП котла №6 на базе КТК «ТРОПА» (4-мониторный)
• АРМ оператора-машиниста АСУ ТП турбины №4 на базе КТК «ТРОПА» (4-мониторный).

Особенности системы

• Компьютерный тренажер разработан на базе действующих на Стерлитамакской ТЭЦ АСУ ТП котла ст.№6 и АСУ ТП турбины ст.№4 с повторением динамических мнемосхем и алгоритмов управления, автоматического регулирования, а также технологических защит и блокировок, реализованных с использованием программно-технического комплекса КРУГ-2000
• Для создания компьютерного тренажера использовались графические проекты, базы данных и прикладные программы с реальных АСУ ТП. Заказчик имеет возможность внесения собственными силами изменений в модели АСУ ТП с использованием среды разработки ИСР КРУГОЛ™
• Модель объекта управления создана с использованием средств КТК «ТРОПА».

Информационная мощность

В Башкирской генерирующей компании планомерно ведется внедрение компьютерных тренажерных комплексов для подготовки и повышения квалификации оперативного персонала с использованием КТК «ТРОПА» производства НПФ «КРУГ».