Тренажер для подготовки персонала тепловых сетей
Использование для оценки уровня подготовленности персонала различного рода тренажеров и программно-технических средств, позволяющих смоделировать основные технологические процессы, применяемые в энергетике. Описание расчетного модуля ООО "Триеру".
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 26.02.2017 |
Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Тренажер для подготовки персонала тепловых сетей
К.т.н. Очков В.Ф., к.т.н. Мищеряков С.В.,
к.т.н. Орлов К.А., к.т.н. Иванов А.Н.,
асп. Кондакова Г.Ю., инж. Очков А.В.
(МЭИ (ТУ) - РАО «ЕЭС России» - ООО «Триеру»)
В соответствии с требованиями корпоративного «Стандарта Организации профессиональной подготовки, переподготовки, повышения квалификации персонала» (СО-ЕЭС-ПП-1-25) с периодичностью один раз в три года проводятся Всероссийские и региональные соревнования по профмастерству среди персонала основных специальностей, которые являются одной из форм профессиональной подготовки персонала энергетических предприятий Холдинга РАО «ЕЭС России». В последнее время для оценки уровня подготовленности персонала при проведении соревнований по профмастерству достаточно активно используются различного рода тренажеры и программно-технические средства, позволяющие смоделировать основные технологические процессы, применяемые в энергетике.
В сентябре 2006 года в соответствии с приказом ОАО РАО «ЕЭС России» на базе тепловых сетей ОАО «ТГК-10» были организованы и проведены первые Всероссийские соревнования персонала тепловых сетей. Для проведения двух основных этапов соревнований: работа диспетчера по управлению оборудованием тепловых сетей при аварийных режимах и нормальной эксплуатации ООО «Триеру» (www.trie.ru) и МЭИ (ТУ - www.mpei.ru) на базе оболочки ТВТ Shell [2] был разработан тренажер. Он входит в состав комплекса «TBTHeatingSystems» (свидетельство о соответствии нормам годности средств подготовки персонала энергетики №50 от 30.05.2006 г.) и может быть «скачен» с сайта http://twt.mpei.ac.ru/ochkov/trenager/ThermoNet/index.html [3].
При создании тренажера ставилась задача разработки программного продукта, позволяющего осуществлять обучение и проверку знаний диспетчера тепловой сети, его умение правильно эксплуатировать оборудование и локализовывать аварийные ситуации. Основным вспомогательным инструментом для принятия решений по управлению тепловой сети для диспетчера является оперативная технологическая схема, на которой отображается состояние арматуры и показания приборов. В показанном на рис. 1 основном окне тренажера такая схема занимает большую часть. Пользователь может перемещаться по схеме с помощью полос прокрутки или нажатием и удерживанием правой кнопки мышки и одновременным перемещением курсора.
Рис. 1. Экран тренажера для тепловых сетей
На схеме расположены активные элементы, такие как, например, тепловые камеры, при обращении к которым раскрывается содержимое этих элементов. Обратиться к элементам схемы можно двумя способами:
во-первых, щелчком левой кнопки мышки на изображение этого элемента;
во-вторых, обращением к кнопке-меню «Элементы [E]», расположенной в верхней части экрана и выбором соответствующего пункта в меню.
На рис. 2 представлено окно элемента основной схемы - тепловой камеры ТК-105 и меню кнопки «Элементы [E]».
Рис. 2. Элемент основной схемы - «Тепловая камера ТК-105»
Помимо кнопки «Элементы [E]» в верхней части экрана (рис. 1) находятся также:
Кнопка «Действия [A]», предназначенная для осуществления общих действий с программой тренажера. При обращении к данной кнопке появляется диалог, представленный на рис. 3. Перечень возможных действий следующий:
«Просмотреть задание на тренажер» - вызывается окно с заданием;
«Пропустить интервал времени» - вызывается окно пропуска промежутка времени (описание дано ниже);
«Завершить работу с тренажером» - завершение работы с тренажером.
Рис. 3. Диалог кнопки «Действия [E]»
Кнопка «Связь [C]», предназначенная для ведения переговоров. При обращении к ней появляется диалог выбора абонента, а после выбора абонента - диалог с перечнем текущих тем переговоров с данным абонентом. После выбора темы разговора и нажатием кнопки «Готово» появляется окно с соответствующими переговорами. Пример обращения к кнопке «Связь [С]» показан на рис. 4.
Рис. 4. Пример обращения к кнопке «Связь [C]»
Кнопка «Элементы [E]», как уже сообщалось ранее, служит для обращения к элементам схемы: тепловые камеры, насосные, показателям приборов. Пример обращения к показателям приборов «Параметры наружного воздуха» показан на рис. 5.
Рис. 5. Показатели приборов
Кнопка «История [H]» служит для обращения к автоматически генерируемой истории работы с тренажером, в которую заносятся все сообщения, действия, переговоры и т.д., произошедшие до текущего момента. История служит для упрощения работы с тренажером и пользователь может в любой момент времени узнать, что происходило ранее.
Кнопка «Подсказка [F1]» позволяет узнать какое действие по сценарию, заложенному в тренажер, необходимо выполнить в текущий момент. Это дает пользователю возможность перейти к следующему этапу, даже если он не знает, что нужно делать на данном этапе. Помимо всего прочего, использование кнопки «Подсказка» позволяет использовать тренажер в режиме обучения, при котором программа будет «вести за собой» обучающегося.
Необходимо отметить, что возможно настроить тренажер таким образом, что количество обращений к подсказке будет ограничено, или даже вообще запрещено. За обращение к подсказке также могут быть сняты баллы (см. описание балльной системы ниже).
Кнопка «Бинокль [B]» служит для перехода к участкам схемы в том случае, если схема не умещается на экране тренажера. При обращении к кнопке «Бинокль [B]» появляется окно, в котором представлена уменьшенная копия всей схемы. На уменьшенной копии схемы можно указать участок основной схемы, который будет отображаться на основном экране.
В нижней части экрана тренажера (см. рис. 1) выводится строка статуса, на которой отображается текущее время модели тренажера (описание дано ниже) и промежуток времени до окончания работы тренажера.
Для работы с арматурой (открытие, закрытие) служит диалог, показанный на рис. 6. Открытие или закрытие арматуры может быть осуществлено следующими способами:
при помощи задания конечной степени открытия в текстовом поле и нажатием кнопки «Принять [Enter]». При этом, возможен как ввод числа, так и использование стрелок «Вверх» или «Вниз»: при их нажатии происходит изменение степени открытия арматуры на 1%. При удерживании клавиши [Shift] изменение степени открытия происходит на 0,1%. При удерживании клавиши [Ctrl] - на 10%. При удерживании клавиши [Alt] - на 100%.
при помощи воздействия на активные области «З» (закрыть) и «О» (открыть);
при помощи установки требуемой степени открытия бегунком в форме треугольника, слева от которого выводится задаваемая степень открытия, а справа - текущая;
путем воздействия непосредственно на изображение арматуры (влево, вправо).
Рис. 6. Диалог работы с арматурой
Выбранный способ воздействия на арматуру несколько отличается от того, который используется в реальной жизни. Ведь специфика работы диспетчера заключается в использовании в основном только средств связи для опосредованного воздействия на работу тепловой сети. Это связано с тем, что оборудование теплосети географически рассредоточено, а на узловых участках (таких как ТЭЦ, тепловые пункты, насосные) есть свои операторы, подчиняющиеся диспетчеру. Для обслуживания же другого оборудования в подчинении у диспетчера есть оперативные бригады. И в реальной жизни воздействие на арматуру осуществляется мастером с бригадой, которая получает задание от диспетчера, выезжает на место к какой-либо тепловой камере и там осуществляет требуемые операции по работе с арматурой.
Перенесение такого принципа автоматически в программу тренажера означало бы создание большого списка как всех элементов тепловой сети (тепловых камер, насосных и т.д.), так и возможных операций по работе со всей арматурой в этих элементах. С такими списками было бы также тяжело работать. В качестве примера работы со списками можно привести рис. 2, на котором показано, что доступ к элементу схемы «Тепловая камера ТК-105» возможен либо щелчком мышки по изображению элемента на основной схеме, либо выбором соответствующего пункта в длинном меню.
Вследствие этого, было принято решение для повышения наглядности и упрощения работы использовать «непосредственное» воздействие диспетчером на арматуру, как если бы на его рабочем месте была возможность открывать/закрывать арматуру. Однако подразумевается, что вся работа в тренажере с арматурой (см. рис. 6) означает выдачу команды мастеру с бригадой, который и выполняет непосредственное воздействие. Для подтверждения этого факта в окне работы с арматурой (рис. 6) отображается текст «Внимание! Управление осуществляется мастером по команде».
Практика обучения и проведения соревнований показала, что выбранный способ гораздо более нагляден и проще для восприятия пользователям, хотя и несколько отличается от реальной жизни.
Специфика поставленной задачи при разработке тренажера теплосети состояла в том, что создавался не просто тренажер теплосети, а тренажер, рассматривающий действия диспетчера по управлению теплосети. Последнее означает, что помимо моделирования процессов, происходящих в теплосети, необходимо моделировать поведение диспетчера теплосети и возможные его действия, такие как переговоры, команды, воздействия на арматуру. Это привело к тому, что тренажер состоит из двух частей:
первая часть - это математическая модель тепловой сети;
вторая часть - логическая модель действий диспетчера.
Математическая модель тепловой сети рассчитывается с помощью двух взаимодополняющих программными модулями:
модуль, разработанный в ООО «Триеру», который представляет процессы в тепловой сети как квазистатические, а рабочее тело - гомогенное несжимаемое. Его преимущество - простота описания схемы, быстрое время счета и возможность осуществления «скачков во времени» (описание приведено ниже). Недостатки - расчет примерного поведения процессов в тепловой сети.
модуль, разработанный специалистами МВТУ им. Баумана (http://energy.bmstu.ru/mvtu), который позволяет рассчитывать динамическую модель тепловой сети, рассматривая рабочее тело как гомогенную сжимаемую жидкость. Преимущество данного модуля - в учете реальных переходных процессов в тепловой сети, т.е. точность расчета. Недостатки: относительно длительное время расчета (по сравнению с первым модулем), сложность программирования (для чего необходима специальная программа) и невозможность осуществления мгновенного «скачка во времени».
Одним из преимуществ расчетного модуля, разработанного ООО «Триеру» состоит в том, что он позволяет осуществлять т.н. «скачки во времени», т.е. пропускать заданный промежуток времени. Для чего это необходимо? Дело в том, что процессы, проходящие в теплосети достаточно продолжительные. В качестве примера можно привести тот факт, что в одном из заданий в разработанном тренажере требуется заполнить участок теплосети, который в реальной жизни заполняется около 5 часов. Естественно, ожидать за монитором компьютера окончания операции в реальном времени достаточно проблематично. Ускорение время расчета модели даже в 10 раз, что позволяет сделать расчетный модуль МВТУ, тоже недостаточно. В этом случае наиболее оптимален для использования расчетный модуль ООО «Триеру», который позволяет рассчитывать модель с любым временным шагом. Последнее позволяет при прохождении тренажера при выполнении длительных операций мгновенно переходить к их окончанию. Для этого используется диалог «Пропуск интервала времени», показанный на рис. 7 и вызываемый либо через кнопку «Действия [A]» (рис. 3), либо щелчком мышки по строке времени в левом нижнем углу экрана тренажера.
Рис. 7. Диалог «Пропуск интервала времени»
тренажер тепловой расчетный сеть
Вышеописанная специфика работы тренажера, связанная с необходимостью осуществления «прыжков во времени», привела к тому, что в тренажере есть два времени:
внутреннее время модели, которое пользователь может произвольно изменять с помощью прыжков во времени (естественно, только в положительном направлении - назад вернуться нельзя);
реальное время работы с тренажером.
Эти два времени в самом начале работы с тренажером совпадают, однако при осуществлении «прыжков во времени» они могут расходиться в десятки, сотни и тысячи раз.
Программа тренажера позволяет ограничивать время работы с тренажером как для внутреннего, так и для реального времен. Так можно ограничить работу с тренажером на 1 час реального времени и 15 часов внутреннего.
Логическая модель тренажера описывается путем создания файла в специальном формате, в котором описывается необходимая последовательность действий для текущего задания. В этом файле описываются как возможные шаги пользователя, так и реакция программы тренажера на эти шаги.
На основе файла описания логической модели действий программа тренажера автоматически генерирует сообщения для подсказки в любой из моментов времени работы с тренажером. Также автоматически производится выставление оценки за выполненные действия при работе с тренажером.
Тренажер также ведет отчет-протокол по всем действиям пользователя, который можно сохранить и затем вызвать, выставляет оценку в баллах, общее число которых можно настроить.
В 2006 году тренажер был также использован на ряде региональных соревнований профессионального мастерства персонала тепловых сетей. Одно из первых соревнований - для филиалов ОАО «ТГК-9» проходило с 17 по 21 апреля. Результаты соревнований представлены в табл. 1. Работе с тренажером диспетчера теплосети были посвящены два этапа: на этапе №3 рассматривалась нормальная работа теплосети, а на этапе №4 - аварийная ситуация. Аналогичные данные для соревнований в ОАО «ТГК-10» приведены в табл. 2. На этих соревнованиях команда Челябинских тепловых сетей выступала вне конкурса.
Таблица 1. Результаты соревнований командного первенства филиалов ОАО «ТГК-9»
Команда |
Этап |
Количество набранных баллов |
Занятое место |
|||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||||
Пермские ТС |
29 |
148 |
181,3 |
83,699 |
258,14 |
170 |
268 |
1138,109 |
2 |
|
Березниковская ТЭЦ-2 |
28 |
138 |
144,9 |
199,597 |
211,628 |
116 |
222 |
1060,125 |
6 |
|
Свердловские ТС - №2 |
29 |
146 |
175 |
110,887 |
220,93 |
175 |
234 |
1090,817 |
4 |
|
Сыктывкарские ТС |
33 |
154 |
196.3 |
81,653 |
232,558 |
87 |
199 |
983,511 |
7 |
|
Чайковская ТЭЦ |
30 |
160 |
168,8 |
229,839 |
169,767 |
84 |
225 |
1067,406 |
5 |
|
Ухтинские ТС |
32 |
156 |
175,3 |
27,218 |
276,744 |
187 |
259 |
1113,262 |
3 |
|
Свердловские ТС - №1 |
29 |
144 |
148,3 |
227,823 |
300,000 |
189 |
274 |
1312,123 |
1 |
Таблица 2. Результаты соревнований командного первенства филиалов ОАО «ТГК-10»
Команда |
Этап |
Количество набранных баллов |
Занятое место |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||||
Пермские тепловые сети |
189 |
163 |
180 |
200 |
167 |
252 |
1150,98 |
2 |
|
Челябинские тепловые сети |
200 |
197 |
200 |
196 |
195 |
298 |
1285,973 |
вне конкурса |
|
Тюменские тепловые сети |
182 |
79 |
147 |
165 |
174 |
258 |
1005,348 |
5 |
|
Свердловские тепловые сети |
187 |
165 |
200 |
196 |
179 |
281 |
1208,173 |
1 |
|
Курганские тепловые сети |
176 |
130 |
157 |
185 |
176 |
264 |
1087,492 |
4 |
|
Оренбургские тепловые сети |
182 |
90 |
189 |
200 |
173 |
264 |
1098,089 |
3 |
|
Кировские тепловые сети |
154 |
88 |
146 |
146 |
177 |
259 |
969,855 |
7 |
|
Башкирские тепловые сети |
184 |
103 |
131 |
188 |
101 |
264 |
970,55 |
6 |
Выводы
На базе разработанного пилотного тренажера для персонала тепловых сетей ведется создание тренажеров для реальных тепловых сетей, что позволит повысить надежность, экономичность и экологическую безопасность этой важной энергетической отрасли.
Литература
Индивидуальные, групповые и общественные потребности в повышении квалификации персонала электроэнергетики (К вопросу о проведении соревнований оперативного персонала). Магид С.И., Загретдинов И.Ш., Мищеряков С.В. и др. - Энергосбережение и водоподготовка, № 2, 2006 г.
Очков В.Ф. Новые информационные технологии в энергетике: направления, решения, проблемы. - Новое в российской электроэнергетике, № 11,. 2005 г.
Очков В.Ф. Математические пакеты и сетевой интерактивный теплотехнический справочник: проблемы и решения. - Теплоэнергетика. № 6 2006 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Подземная и надземная прокладка тепловых сетей, их пересечение с газопроводами, водопроводом и электричеством. Расстояние от строительных конструкций тепловых сетей (оболочка изоляции трубопроводов) при бесканальной прокладке до зданий и инженерных сетей.
контрольная работа [26,4 K], добавлен 16.09.2010Вывод тепловых сетей и водогрейных котельных на период летнего простоя. Пуск водогрейных котлов и тепловых сетей на зимний режим работы. Режимы оборудования ТЭЦ. Работа тепловых установок с промышленным и теплофикационным отбором пара и конденсацией.
презентация [1,6 M], добавлен 23.07.2015Широкое применение воды и водяного пара в качестве рабочих тел в паровых турбинах тепловых машин, атомных установках и в качестве теплоносителей в различного рода теплообменных аппаратах химико-технологических производств. Характеристика процессов.
реферат [149,6 K], добавлен 25.01.2009Методы измерения температур теплоносителя и воздуха, давления и расхода теплоносителя, уровня воды и конденсата в баках. Показывающие, самопищущие, сигнализирующие и теплоизмерительные приборы. Принципиальные схемы автоматизации узлов тепловых сетей.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.11.2010Изучение основных понятий и государственных стандартов электромагнитной совместимости технических средств как уровня излучений. Ознакомление с условными обозначениями для электроустановок с напряжением до 1 кв. Описание систем-заземлений TN-C и TN-S.
реферат [104,6 K], добавлен 19.04.2010Недостатки централизованных энергосистем (электрических и тепловых). Понятие когенерации. Описание микротурбинной установки, конструкция двигателя, описание работы. Применение микротурбинных установок в коммунальном хозяйстве, энергетике, промышленности.
презентация [1,5 M], добавлен 09.04.2011Технологические требования к строительным решениям производственных зданий и сооружений. Определение тепловых потерь свинокомплекса и ограждения свинарника. Расчет термического сопротивления стен. Выбор тепловой схемы котельной и схемы тепловых сетей.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 24.04.2014Принцип действия тепловых конденсационных электрических станций. Описание назначения и технических характеристик тепловых турбин. Выбор типа и мощности турбогенераторов, структурной и электрической схем электростанции. Проектирование релейной защиты.
дипломная работа [432,8 K], добавлен 11.07.2015Описание тепловых сетей и потребителей теплоты. Определение расчетной нагрузки на отопление. Анализ основных параметров системы теплоснабжения. Расчет котлоагрегата Vitoplex 200 SX2A. Определение расчетных тепловых нагрузок на отопление зданий.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 20.03.2017Предмет технической термодинамики. Свойства термодинамической системы. Основные термодинамические процессы: изохорный, изотермический, изобарный и адиабатный. Использование таблиц и диаграмм для термодинамических расчетов. Цикл Ренкина на перегретом паре.
реферат [231,1 K], добавлен 01.02.2012Основные меры по энергосбережению в жилищно-коммунальном хозяйстве. Автоматизация теплового пункта. повышения энергоэффективности технических систем зданий. Распределение тепловых потерь в зданиях. Распределение тепловых потерь в зданиях, домах.
реферат [23,6 K], добавлен 16.09.2010Источники водоснабжения ТЭЦ. Анализ показателей качества исходной воды, метод и схемы ее подготовки. Расчет производительности водоподготовительных установок. Водно-химический режим тепловых электростанций. Описание системы технического водоснабжения ТЭС.
курсовая работа [202,6 K], добавлен 11.04.2012Конструкция и эксплуатация единственного в России быстрого реактора БН-600. Соответствие энергоблока № 3 Белоярской АЭС требованиям нормативных документов по безопасности в атомной энергетике. Использование оружейного плутония в быстрых реакторах.
доклад [164,8 K], добавлен 31.10.2012Определение опасности наружной коррозии трубопроводов тепловых сетей и агрессивности грунтов в полевых и лабораторных условиях. Признаки наличия блуждающих постоянных токов в земле для вновь сооружаемых трубопроводов. Катодная защита и анодное заземление.
курсовая работа [1000,6 K], добавлен 09.11.2011Описание системы теплоснабжения. Климатологические данные города Калуга. Определение расчетных тепловых нагрузок района города на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Гидравлический расчет водяных тепловых сетей. Эффективность тепловой изоляции.
курсовая работа [146,6 K], добавлен 09.05.2015Определение расчётных тепловых нагрузок района города. Построение графиков расхода теплоты. Регулирование отпуска теплоты. Расчётные расходы теплоносителя в тепловых сетях. Гидравлический и механический расчёт водяных тепловых сетей, подбор насосов.
курсовая работа [187,6 K], добавлен 22.05.2012Проведение энергетического обследования тепловых нагрузок и сетей завода, составление тепловых схем котельной в связи с предложенными проектами модернизации. Расчет внедрения турбинной установки для снижения затрат на потребление электроэнергии.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 18.04.2010Методика решения задач в энергетики с помощью программы Matlab. Выполнение в трехфазном исполнении модели системы электроснабжения. Расчет и построение характеристики повторяемости скоростей ветра. Переходные процессы в линейных электрических цепях.
курсовая работа [252,4 K], добавлен 08.04.2019Расчет тепловых нагрузок производственных и служебных зданий предприятия по укрупнённым характеристикам. Расчет необходимых расходов воды для теплоснабжения и горячего водоснабжения. Построение пьезометрического графика и выбор схемы абонентских вводов.
курсовая работа [431,9 K], добавлен 15.11.2011Расчет тепловых нагрузок по укрупненным характеристикам, производственных и служебных зданий, на вентиляцию и горячее водоснабжение. Определение необходимых расходов воды. Построение пьезометрического графика, схема присоединения абонентских вводов.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 02.01.2015