ПИК ПРОГРЕСС
разработка, производство, внедрение АСУТП

Полномасштабные компьютерные тренажеры АСУТП

Тренажер. Блочный щит управления

АО "ПИК ПРОГРЕСС" разрабатывает и производит тренажеры АСУТП, которые представляют собой программно-технический комплекс, включающий в себя совокупность имитационной модели АСУТП, математической модели технологического и электротехнического оборудования и сервисных систем обеспечения процесса тренировок.

Полнота моделирования включает не только технологическое оборудование и режимы его работы, контролируемые параметры и органы управления, но также набор воспроизводимых аварий и отказов в работе оборудования и устройств автоматики. Все это в комплексе позволяет использовать тренажеры на всех этапах подготовки оперативного персонала: при начальной подготовке; при подготовке на новую должность; при противоаварийных тренировках смены; в соревнованиях и конкурсах профмастерства.

Содержание

Назначение тренажера АСУТП

Тренажер АСУТП предназначен для решения следующих задач:

  • Формирование и поддержание у персонала профессиональных навыков и умений;
  • Проведение испытаний и отладки устанавливаемого ПО АСУТП (в том числе проверки корректности поведения технологических алгоритмов в нештатных ситуациях).

Обучение и тренировка оперативного персонала


Обеспечение процесса обучения и тренировки оперативного персонала в режиме реального времени с возможностью имитации его деятельности в различных эксплуатационных режимах работы оборудования необходимо для достижения следующих целей:

  • Уменьшение сроков подготовки оперативного персонала.
  • Повышение уровня профессиональной готовности оперативного персонала.
  • Формирование и поддержание навыков оперативного управления работой оборудования. Наработка опыта оперативного персонала при устранении аварийных и нештатных ситуаций.
  • Снижение аварийности и сокращение числа технологических нарушений по вине оперативного персонала за счет увеличения его натренированности и, как следствие, уменьшения психофизической нагрузки и вероятности ошибочных действий.
  • Повышение экономичности и долговечности работы оборудования за счет приобретения операторами навыков оптимального управления технологическими процессами, сокращения времени выполнения операций.
  • Повышение эффективности анализа действий персонала во время нештатных (аварийных) ситуаций за счет воспроизведения данной ситуации на тренажере и анализа ошибок.
  • Изучение специфики работы основного и вспомогательного оборудования.

В начало

Состав программного обеспечения тренажера АСУТП

Программный комплекс тренажера АСУТП включает следующие компоненты:

  • Программный комплекс управления тренажером;
  • Комплект математических логико-динамических моделей объекта управления;
  • Программный комплекс АСУТП.

Программный комплекс управления тренажером


Программный комплекс (ПК) управления тренажером удовлетворяет следующим требованиям:

  • Обеспечивает проведение тренировок при нормальном и аварийном режимах работы оборудования, в том числе плановые переключения без моделирования аварийных событий и плановые переключения с повреждением оборудования и развитием аварийных ситуаций.
  • Содержит специализированный интерфейс, позволяющий выполнять разработку новых сценариев силами специалистов Заказчика.
  • Имеет систему для автоматического сбора, хранения и вывода информации, относящейся к работе тренажера во время обучения оператора на тренажере. Информация включает состояние имитаторов моделируемого оборудования, все действия инструктора, влияющие на имитируемый процесс. Значения основных и выбранных инструктором моделируемых параметров выводятся на графики (тренды).
  • Обеспечивает как индивидуальную, так и групповую подготовку персонала, работу одновременно нескольких тренируемых с одним инструктором.

Комплект математических логико-динамических моделей объекта управления


В состав комплекта математических логико-динамических моделей объекта управления могут входить следующие элементы:

  • Программно-математическая модель (ПММ) технологического оборудования;
  • ПММ технологического процесса;
  • ПММ локальных САУ (например, САУ газотурбинной установки (ГТУ));
  • ПММ объекта управления (например, ГТУ);
  • ПММ РУ и РЗА;
  • ПММ внешних систем;
  • и т.п.

Программный комплекс АСУТП


Программный комплекс АСУТП в общем случае состоит из следующих элементов:

  • ПК верхнего уровня, в том числе программное обеспечение разработки технологического проекта (САПР), используемое для формирования базы данных технологического проекта, проектирования и загрузки прикладного программного обеспечения (ППО), а также проектирования комплекта мнемосхем;
  • ПК нижнего уровня, представляющее собой программное обеспечение контроллеров Космотроника и УСО. Функционирование реальных контроллеров нижнего уровня со связанными с ними УСО имитируется работой виртуальных контроллеров (с моделированием в них подключенных УСО).

Применяемое в составе тренажера ПО АСУТП идентично ПО ПТК АСУТП реального объекта, за исключением программных компонент, связанных с особенностями реализации виртуального контроллера и УСО.

Применяемое в составе тренажера ППО (прикладное программное обеспечение: алгоритмы, датчики, исполнительные механизмы, и т.п.) идентично ППО, установленному в составе ПТК АСУТП реального объекта.

На рисунке представлена структурная схема программного комплекса тренажера газотурбинной электростанции (ГТЭС).

Структурная схема программного комплекса тренажера газотурбинной электростанции (ГТЭС)

Структурная схема программного комплекса тренажера газотурбинной электростанции (ГТЭС)

В начало

Комплекс технических средств тренажера

Тренажер АСУТП реализуется на базе компьютерных средств, связанных между собой при помощи локальной вычислительной сети. Допускается подключение дополнительных компьютерных технических средств (например, дополнительных АРМ).

Оборудование верхнего уровня (компьютеры, серверы, и пр.) должны иметь технические характеристики не хуже характеристик функциональных аналогов реального ПТК АСУТП.

Технические средства тренажера по требованиям защиты человека от поражения электрическим током должны быть выполнены в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75ССБТ «Изделия электротехнические. Общие требования безопасности». Электропитание технических средств ПТК тренажера осуществляется от устройств бесперебойного питания с внутренней аккумуляторной поддержкой (до 30 мин).

Предусматривается возможность наращивания характеристик технических средств, при необходимости изменения математических моделей из-за совершенствования методов расчета, модернизации оборудования объекта управления, расширения состава и функциональности рабочих мест.

В начало

Обеспечение процесса обучения оперативного персонала

Программно-технический комплекс тренажера (ПТК-Т) АСУТП предоставляет возможность подготовки в режиме реального времени оперативной смены в полном объеме функций их деятельности в различных эксплуатационных режимах.

Состав программного комплекса управления тренажером


Процесс обучения обеспечивается программным комплексом управления тренажером, имеющим в составе следующие элементы:

  • Рабочие места персонала (РМ персонала).
  • Рабочее место инструктора (РМ инструктора), включающее средства разработки сценариев тренировок.

РМ персонала


Рабочие места персонала предназначены для управления оборудованием и контроля оператором за протеканием технологического процесса на тренажере, имитирующем работу объекта-прототипа, в объеме функциональных обязанностей, описанных в должностной инструкции и инструкциях по эксплуатации объекта управления.

Состав экранных форм и интерфейс рабочих мест обучаемого персонала в тренажере должны соответствовать по номенклатуре составу оперативных пультов управления и наблюдения исходной АСУТП.

Рабочее место имеет доступ и возможность моделирования управления всем основным и вспомогательным оборудованием, и полностью соответствует работе оборудования объекта-прототипа.

РМ Инструктора


В рабочем месте инструктора реализованы все учебно-методические возможности тренажера и сервер синхронизации, обеспечивающий постоянную актуализацию текущего состояния схемы обучения на всех рабочих местах, а также расчет режима. РМ инструктора оснащено всеми необходимыми средствами отображения информации, управления и связи для эффективного контроля и управления процессом тренировки.

РМ инструктора обеспечивает следующие основные возможности:

  • Управление ходом тренировки оперативного персонала.
  • Подготовку сценариев тренировок и сохранение сценариев в файл для последующего исполнения.
  • Подготовку данных тренировок, включая написание эталонной последовательности действий тренировки с простановкой баллов по каждому действию, с занесением суммарного значения баллов в протокол тренировки.
  • Хранение базы результатов тренировок (отчетов).

Подготовка сценариев тренировок


Средство подготовки сценариев имеет наглядный и удобный интерфейс, не требующий навыков программирования. В ходе этой подготовки определяются отказы и действия операторов, а также отдельные действия инструктора (например, остановка выполнения).

Сценарий тренировки содержит условия начала и окончания тренировки; условия автоматического ввода/вывода неисправностей и отказов; критерии автоматической оценки действий персонала. Одним из обязательных условий начала тренировки является выбор исходного состояния тренажера.

Средство подготовки сценариев позволяет создавать исходное состояние схемы:

  • пусков и остановов оборудования технологического объекта-прототипа;
  • отдельных этапов пуска и останова оборудования технологического объекта-прототипа;
  • пуска и останова отдельных технологических подсистем.

Предусмотрена возможность сохранения текущего состояния моделируемого технологического оборудования в качестве нового исходного состояния.

В условия на окончание тренировки включаются:

  • ограничение времени на тренировку;
  • достижение технологическим параметром определенного значения или его выход из определенного диапазона значений;
  • смену состояния оборудования;
  • управляющие воздействия персонала.

При отладке тренировки имеется возможность редактирования или замены любого блока операций внутри сценария, а также учета изменения порядка и последовательности выполнения оперативных переключений.

Контроль хода тренировки


Для осуществления контроля хода тренировки на рабочем месте инструктора доступна актуальная информация:

  • о состоянии имитируемого оборудования технологического объекта-прототипа в объеме не менее суммарного объема информации, доступной на рабочих местах обучаемого персонала;
  • о совершенных обучаемым персоналом управляющих воздействиях.

Значения основных и выбранных инструктором моделируемых параметров выводятся на графики (тренды).

Инструктор имеет возможность изменить масштаб времени моделирования (ускорение/замедление) и остановить процесс моделирования с вариантами следующих действий: сохранение текущего состояния, откат по времени, загрузка состояния из набора сохраненных, продолжение тренировки, завершение тренировки.

В составе программного обеспечения РМ инструктора имеются средства автоматизации планирования и учета занятий. Исходными данными являются список лиц оперативного персонала и полный план-график тренировок. Формируются месячные, квартальные и годовые план-графики тренажерной подготовки.

Перед началом каждой тренировки информация об участниках сохраняется в базе данных тренажера АСУТП, по завершению каждой тренировки в базу данных автоматически заносятся результаты тренировки в виде итоговой оценки или (и) заключения инструктора.

Программным способом на рабочем месте инструктора тренажера АСУТП корректируются:

  • условия формирования технологической сигнализации;
  • алгоритмы автоматического управления и технологических защит;
  • настройки авторегуляторов.

Хранение результатов тренировки


Тренажер АСУТП имеет в составе средство хранения результатов тренировок. Результаты тренировок фиксируются в отчете с указанием тренируемого (ФИО, должность, предприятие) и тренировки (задание, режим выполнения, даты, время начала и окончания). Доступ к базе результатов выполняется через специализированное приложение, с ограниченным доступом.

В любой момент имеется возможность просмотреть результаты по предыдущим тренировкам, включая данные по тренируемому и по результатам выполнения данной задачи разными тренируемыми.

В начало

Проведение испытаний и отладки устанавливаемого ПО АСУТП

Тренажер АСУТП позволяет не только эффективно решать задачи обучения и тренировки персонала, но и обеспечить специалистов инструментом для проведения испытаний устанавливаемого ПО АСУТП.

Так, на тренажере можно осуществлять проверку корректности поведения технологических алгоритмов в нештатных ситуациях. Все необходимые изменения в алгоритмах АСУ ТП технологического объекта-прототипа сначала могут быть выполнены на тренажере, отлажены с проверкой воздействия на математическую модель, а затем в том же виде «загружены» в ПТК АСУТП.

В начало

Заказать разработку и поставку тренажера АСУТП

Чтобы заказать разработку и поставку тренажера АСУТП, или задать вопросы, звоните по телефону +7 (495) 365-5036,
либо заполните форму ниже:

Нажимая на кнопку "отправить", вы даете
согласие на обработку своих персональных данных.

ПРИМЕР: полномасштабный тренажер на филиале «Сургутская ГРЭС-2» ОАО «Е.ОН Россия»

Репортаж о тренажере Сургутской ГРЭС-2

Революционная возможность создания тренажера нового поколения появилась благодаря разработке в ЗАО «ПИК ПРОГРЕСС» виртуальной стойки нижнего уровня. Теперь тренажер не только имитирует работу АСУТП энергоблока, а имеет в своем составе реальный проект и реальное ПО верхнего и нижнего уровня АСУТП, что дает уникальную возможность подготовить персонал на более высоком и качественном уровне.

В качестве энергоблока-прототипа для реализации проекта на полномасштабном тренажере выбран энергоблок №4. На тренажере установлено действующее программное обеспечение (ПО) энергоблока №4: «ОРМ операторов» (ОД), ПО «Сигнализационный дисплей» (СД), ПО сервера АБД, проект прикладного АСУ ТП энергоблока, что позволяет реализовать максимальное соответствие между работой системы управления на энергоблоке и работой АСУТП на тренажере.

Читать далее

СТАТЬЯ: Полномасштабный компьютерный тренажер для энергоблоков (Б & К, 10.2013)

Безаварийная работа оборудования электростанции напрямую связана с качеством подготовки оперативного персонала. Требования к нему постоянно повышаются в связи с вводом нового оборудования или реконструкцией уже имеющегося, возрастает и потребность в адекватных компьютерных тренажерах. При этом наибольший эффект по обучению специалистов и сокращению затрат на освоение новой техники может быть достигнут тогда, когда тренажер вводится в действие еще до начала внедрения на объекте реальной АСУ ТП.

Читать статью полностью