Компьютерные тренажёры для подготовки персонала

Внедрение современной АСУТП не может быть полноценным без организации тренажёрной подготовки эксплуатационного персонала. При этом наибольший эффект по обучению и сокращению затрат на освоение персоналом новой техники может быть достигнут, если тренажёр будет введен в действие ещё до начала внедрения реальной АСУТП на объекте.

Компьютерный тренажёр состоит из следующих составных частей: математической модели объекта управления (например, энергоблока), модели системы управления и специального программного обеспечения инструктора, обеспечивающего организацию тренировочного процесса.

Совершенно очевидно, что оптимальным решением для современных тренажёров является отказ от создания имитационной модели системы управления и замена её реальной АСУТП с использованием как технических средств, так и программного обеспечения, полностью соответствующих АСУТП энергоблока-прототипа.

Исходя из этих предпосылок, ЗАО «Инженерный центр «Уралтехэнерго» уже несколько лет занимается разработкой компьютерных тренажёров для подготовки персонала и математических моделей современных энергоблоков в содружеств­е с фирмами, входящими в состав неформальн­ого объединени­я «Консорциу­м разработчи­ков обучающих компьютерн­ых всережимны­х тренажеров­» (КРОКВТ).

В технологическую цепочку работ по созданию АСУТП Компанией входит разработка математических моделей энергоблоков, которые используются с целью повышения качества разработки алгоритмов для АСУТП, сокращения времени на наладку АСУТП на объекте, уменьшения количества специальных режимов работы технологического оборудования (пусков-остановов, нагружений-разгружений и т.п.) для режимной наладки алгоритмов авторегулирования, шаговых программ и программаторов. При этом все алгоритмы АСУТП, включая авторегулирование и ФГУ, проверяются на отладочном стенде в офисе Компании с использованием математической модели энергоблока, что позволяет выявить возможные ошибки и произвести их наладку ещё до начала наладки на объекте при поузловых испытаниях технологического оборудования.
 
Компьютерные тренажёры  разрабатываются для внешних заказчиков, которыми, как правило, являются эксплуатирующие организации, собственники объектов электрогенерации, централизованные учебные центры энергокомпаний. Компьютерный тренажёр представляет собой программно-технический комплекс, включающий в себя совокупность математической модели энергоблока-прототипа, программного обеспечения реальной АСУТП энергоблока и сервисных систем обеспечения процесса тренировок.

Основной целью создания компьютерного тренажёра является обеспечение процесса обучения и тренировки оперативного персонала в режиме реального времени с возможностью имитации его деятельности во всех эксплуатационных режимах работы оборудования (нормальных, переходных, предаварийных, аварийных, режимах пусков и остановов из различных тепловых состояний). Также тренажёр может быть использован в качестве испытательного стенда для изучения и отладки прикладного программного обеспечения АСУТП энергоблока-прототипа (защиты, блокировки, сигнализация, АВР, АСР, ФГУ и т.п.).

Полнота моделирования (технологическое оборудование и режимы его работы, контролируемые параметры и органы управления, набор воспроизводимых аварий и отказов в работе оборудования и устройств автоматики) обеспечивает использование тренажёра на всех этапах проведения подготовки оперативного персонала энергоблока:
  • начальной подготовке;
  • подготовке на новую должность;
  • противоаварийных тренировках смены;
  • соревнованиях и конкурсах профмастерства.
Рабочее место инструктора обеспечивает следующие основные возможности:
  • подготовку сценариев тренировок в виде:
    • выбора исходного состояния энергоблока из имеющегося их набора в БД тренажера и задание внешних параметров (температур окружающего воздуха, охлаждающей воды и т.п.);
    • рабочего задания обучаемому персоналу на выполнение тренировки;
    • автоматической имитации возмущений (аварий и отказов в работе технологического оборудования, систем автоматики (через возмущения на арматуру и датчики), их комплексов) по моменту времени, событию, выполнению логического условия на их комбинации;
  • управление ходом тренировки:
    • Изменение масштаба времени моделирования (ускорение);
    • Останов процесса моделирования с вариантами следующих действий: сохранение текущего состояния, откат по времени, загрузка состояния из набора сохраненных, продолжение тренировки, завершение тренировки;
  • ввод и вывод неисправностей, отказов оборудования и элементов АСУТП;
  • анализ результатов тренировки:
    • формирование протоколов автоматической регистрации действий инструктора и обучаемых, изменения технологических параметров и состояния оборудования;
    • срабатывания защит и блокировок, сигнализации (используются данные с рабочего места сигнализационного дисплея);
    • задание критериев автоматической оценки (критериями являются наличие или отсутствие отклонений режимов работы от норм, указанных в эксплуатационных инструкциях: выход значений за допустимый диапазон, время и последовательность проведения операций, скорость изменения параметров и т.д.).
Особо следует подчеркнуть, что программное обеспечение алгоритмов АСУТП для тренажёра не моделируется, а полностью, в неизменном виде, переносится из реальной АСУТП энергоблока. Это имеет следствием следующее:
  • тренажёр не устаревает, т.к. при изменениях алгоритмов и видеограмм АСУТП на реальном энергоблоке эти изменения персоналом электростанции могут быть самостоятельно перенесены из АСУТП на тренажёр без всяких доработок и корректировок;
  • при необходимости каких-либо изменений в алгоритмах АСУТП энергоблока-прототипа эти изменения сначала могут быть выполнены на тренажёре, отлажены с проверкой воздействия на математическую модель энергоблока, а затем без всяких изменений «загружены» в ПТК АСУТП энергоблока;
  • тренажёр может использоваться не только для подготовки эксплуатационного персонала технологических цехов, но и цеха АСУТП. Тренажёр содержит в своём составе базовое программное обеспечение ПТК в неизменном по отношению к реальному энергоблоку виде, и все процедуры по его настройке (например, «загрузка» алгоритмов в контроллеры нижнего уровня) полностью соответствуют реальному ПТК.

ЗАО «ИЦ «Уралтехэнерго» имеет большой опыт в создании подобных тренажёров на базе ПТК «Космотроника-Венец». Ранее были созданы тренажёр для нового энергоблока ПГУ-62 МВт Ноябрьской ПГЭ (ЯНАО)тренажёр энергоблока 800 МВт Сургутской ГРЭС-2 ОАО «Э.ОН Россия», тренажёр нового энергоблока ПГУ-110 МВт Казанской ТЭЦ-2, математическая модель нового энергоблока ПГУ-180 МВт Первомайской ТЭЦ (ТЭЦ-14) (г. Санкт-Петербург) ОАО «ТГК-1».