Разработки

Тренажер операторов ГРС

Комплекс программно-технических средств тренажера операторов ГРС (ТРЕНАЖЕР) предназначен для организации подготовки персонала ГРС с целью повышения его знаний, приобретения навыков при эксплуатации и обслуживании оборудования ГРС, организации действий при внештатных и аварийных ситуациях, для ликвидации психологического барьера при работе с новыми средствами автоматизации. 
Целью разработки ТРЕНАЖЕРА является снижение вероятности ошибочных действий операторов в реальных ситуациях за счет выработки навыка анализа ситуации, выполнения необходимой последовательности действий по управлению оборудованием, повышения психологической устойчивости персонала в процессе тренировок на ТРЕНАЖЕРЕ в условиях имитации критических ситуаций.

При организации ТРЕНАЖЕРА одним из основных подходов является использование типовых ГРС и систем их автоматического управления, в состав которых не вносятся дополнительные элементы и узлы, отличные от применяемых на реальном объекте.
Все технические решения, требуемые для обеспечения обучения персонала должны реализовываться с использованием программно-технических средств, входящих в состав ТРЕНАЖЕРА

ТРЕНАЖЕР поддерживает следующие режимы обучения:

• работа с реальным технологическим оборудованием ГРС;
• имитация работы ГРС, на основе математической модели;
• обучение теоретическому материалу.

Выбор режима функционирования ТРЕНАЖЕРА производится преподавателем.
Независимо от режима функционирования ТРЕНАЖЕР выполняет контроль и фиксирование как входных данных (значений технологических параметров) для обучаемого, так и сформированные им и переданные на уровень технологического оборудования (реального или моделируемого) команды управления.

В состав ТРЕНАЖЕРА входят:

• блок коммутации и математического моделирования (БКММ);
• блок имитации диспетчерского пульта уровня ЛПУМГ и контроля интегральных параметров (БДП);
• сервер данных (СД);
• автоматизированное рабочее место преподавателя (РМП);
• автоматизированное рабочее место обучаемого (РМО);
• оборудование ЛВС Ethernet;
• источник бесперебойного питания оборудования ТРЕНАЖЕРА;
• шкафы и узлы для размещения оборудования ТРЕНАЖЕРА.

БКММ предназначен для:

• реализации алгоритмов имитации функционирования ГРС;
• трансляции в САУ (в режиме работы с реальным оборудованием) значений параметров, полученных по каналам ТИ, ТС и ТУ от реальных датчиков;
• передача в САУ значений сигналов ТИ, ТС и ТУ, сформированных алгоритмами имитации работы оборудования (в том числе по ряду каналов – в режиме работы с реальным оборудованием);
• фиксирования текущих данных и команд оператора.

БКММ содержит в своем составе математическую модель работы станции, позволяющую задавать значения контролируемых параметров, передавать их в САУ ГРС, считывать и обрабатывать команды управления, выданные обучаемым оператором ГРС.
БКММ включает в себя алгоритмы как нормальной, штатной работы станции, так и средства имитации различных нештатных и аварийных ситуаций, включая:

• изменение давления газа на входе/выходе;
• разрыв трубопровода;
• несанкционированная перестановка крана;
• отказ регуляторов давления, подогревателей, измерительных комплексов;
• загазованность в помещениях;
• снижение температуры воздуха и воды в трубопроводах;
• неисправность датчиков;
• прочее.

Определение порядка выполнения алгоритмов выполняется с РМП согласно информации, хранящейся на сервере данных.

В зависимости от режима обучения БКММ выполняет в соответствие с заданным сценарием работы: формирование значений параметров контроля ГРС с передачей их в САУ; трансляцию значений, полученных от реальных датчиков, в САУ.

При трансляции информации от реальных датчиков ГРС БКММ обеспечивает возможность генерации значений параметров, по которым датчики на учебной ГРС не установлены (например, параметры загазованности). При выполнении алгоритмов БКММ позволяет производить изменение значений параметров с РМП. Значения, установленные с РМП, имеют более высокий приоритет по отношению к тем, которые сформированы автоматически. При работе БКММ выполняет протоколирование развития ситуации, включая запись значений параметров и действий обучаемого. Протокол сохраняется на сервере данных.

Блок имитации ДП ЛПУМГ и контроля интегральных значений предназначен для:

• реализации обмена с САУ ГРС, аналогичного реальному пульту диспетчера ЛПУ;
• контроля и фиксирования параметров функционирования САУ, включая интегральные показатели, формируемые в результате работы алгоритмов автоматического управления.

БДП передает по команде с РМП или заданному сценарию управляющие воздействия, изменяет режим и уровень управления ГРС на САУ. Дополнительно БДП собирает с САУ значения сформированных в ней интегральных параметров, передавая их в сервер и БКММ для последующего использования при выполнении алгоритмов и оценки обучаемых.

Сервер данных является центральной, ключевой компонентой ТРЕНАЖЕРА и обеспечивает: хранение информации об обучаемых, их оценках, пройденных курсах обучения, сценариев выполнения алгоритмов, протоколов выполнения обучения с фиксированными значениями параметров и командами оператора.

РМП осуществляет:

• контроль в текущем режиме процесса обучения оператора;
• формирование и передача команд на изменение состояния исполнительных механизмов и значений аналоговых параметров;
• загрузка и запуск сценариев, выполняемых на БММ;
• формирование новых сценариев и конфигураций работы ТРЕНАЖЕРА с использованием средств стандарта МЭК 61131-3;
• просмотр протоколов выполнения обучения, включая задаваемые ситуации и действия оператора;
• просмотр ситуаций и результатов обучения с использованием мнемосхем, графиков, таблиц, включая непрерывный и пошаговый режимы просмотра;
• автоматизированное формирование оценки по результатам обучения;
• формирование отчетных документов;
• управление вспомогательным оборудованием учебной ГРС.

РМО позволяет:

• отображение технологической схемы ГРС, значений параметров в виде таблиц и графиков;
• возможность ввода команд управления и регулирования оборудованием;
• возможность ввода нетелемеханизированных команд (звонок диспетчеру ЛПУ, ремонт, проверка работоспособности крана и т.п.);
• формирование и вывод отчетных документов.

ТРЕНАЖЕР поддерживает обучение персонала в следующих основных режимах, выбираемых преподавателем с РМП:

• работа с реальным технологическим оборудованием ГРС;
• имитация работы ГРС, на основе математической модели;
• обучение теоретическому материалу.

Режим теоретического обучения активизируется в соответствие с командой с РМП.
Обучение выполняется в первую очередь. При обучении в данном режиме используется РМО ТРЕНАЖЕРА.

В данном режиме обучаемый:

• должен ввести свои персональные данные;
• имеет возможность ознакомиться с теоретическим материалом, разбитого на разделы;
• может пройти тестирование в режиме ознакомления (без выставления оценки), отвечая на контрольные вопросы, по 2 из каждого раздела теоретического материала;
• проходит тестирование в режиме оценивания знаний.

По результатам тестирования обучаемому выставляется оценка, которая фиксируется на сервере данных. Допуск к работе в прочих режимах обучения выполняется только после успешного прохождения данного режима теоретического обучения.

Режим работы с реальным оборудованием активизируется в соответствии с командой с РМП. При обучении используется панель управления, входящая в состав САУ ГРС. При выборе данного режима блок коммутации и математического моделирования выполняет:

• трансляцию информации, полученной от датчиков учебной ГРС по каналам ТИ и ТС, в САУ ГРС с использованием соответствующих линий связи;
• трансляцию команд управления обучаемого, переданного САУ по каналам ТУ, на исполнительные механизмы и устройства учебной ГРС;
• формирование в соответствие с заданным сценарием, загруженным с сервера данных, значений параметров, по которым отсутствует контроль на учебной ГРС;
• считывание команд РМП по изменению значений параметров, использование данных значений при передаче в САУ;
• считывание команд РМП по изменению сценария, загрузка заданного сценария с сервера и использование его при работе;
• получение от БДП текущих значений интегральных параметров, использование их при необходимости в сценарии;
• фиксирование текущих значений параметров и команд обучаемого с передачей соответствующего протокола на сервер данных.

Блок имитации ДП ЛПУ и фиксирования интегральных параметров выполняет:

• постоянный циклический опрос САУ, сбор интегральных показателей, сформированных САУ;
• передачу полученных значений в БКММ для использования в сценарии;
• получение от РМП команд, аналогичных командам диспетчера ЛПУ на изменение режима работы ГРС или переключение исполнительных механизмов, передача команд в САУ.

РМП обеспечивает:

• выбор режима обучения;
• текущий контроль состояния ГРС по показанием реальных или сымитированных датчиков с использованием таблиц, мнемосхем;
• формирование и передачу в БДП команд управления, аналогичных командам диспетчера ЛПУ;
• принудительное изменение значений параметров ТИ и ТС с передачей их в БКММ;
• управление через БКММ параметрами учебной ГРС, включая мощность и текущую производительность компрессоров и насосов;
• просмотр протоколов обучения, сохраненных на сервере данных, запуск процедур формирования на их основе оценки;
• просмотр сведений об обучаемых.

Режим имитации активизируется в соответствие с командой с РМП. При обучении в данном режиме используется панель управления, входящая в состав САУ ГРС. При выборе данного режима блок коммутации и математического моделирования выполняет:

• формирование в соответствие с заданным сценарием, загруженным с сервера данных, значений параметров контроля, передача их в САУ по каналам ТИ и ТС;
• считывание из САУ команд управления, использование их в сценарии;
• считывание команд РМП по изменению значений параметров, использование данных значений при передаче в САУ;
• считывание команд РМП по изменению сценария, загрузка заданного сценария с сервера и использование его при работе;
• получение от БДП текущих значений интегральных параметров, использование их при необходимости в сценарии;
• фиксирование сымитированных значений параметров и команд обучаемого с передачей соответствующего протокола на сервер данных.