Если Вы спросите у любого специалиста в области АСУТП, что такое DeltaV, то получите ответ: «Это распределенная система управления компании Emerson». Да, безусловно. Компания Emerson позиционирует ее следующим образом: «The DeltaV Distributed Control System (DCS)». Рассмотрим один из неявных аспектов применения DeltaV – эффективное решение для обучения операторов технологических производств, оборудованных данной АСУТП.
В предыдущем блоге на данную тематику мы обозначили основные компоненты полноценного компьютерного тренажерного комплекса (КТК) для обучения технологического персонала:
Рассмотрим, какие возможности предоставляет система DeltaV для реализации каждого из вышеперечисленных компонентов КТК.
Реализация операторского интерфейса
Мы уже отмечали, что для обеспечения качественного обучения среда, в которой обучается оператор, должна быть полностью идентичной среде, в которой он работает на реальном объекте. Операторский интерфейс КТК использует реальные мнемосхемы операторского интерфейса DeltaV – копии мнемосхем действующей АСУТП установки. Управление, просмотр параметров процесса, сигнализаций, протоколирование действий, запись и просмотр трендов в КТК DeltaV производятся идентично соответствующим действиям в АСУТП установки. Операторский интерфейс предоставляет обширные возможности по визуализации данных на операторском экране, вплоть до анимации и видеонаблюдения.
Важной частью операторского интерфейса КТК является интерфейс полевого оператора, экраны которого разрабатываются на основе основных мнемосхем оператора и содержат элементы управления, расположенные по месту и не управляемые из АСУТП.
Графический интерфейс оператора КТК реализован средствами подсистемы DeltaV Operate. В зависимости от привилегий конкретного пользователя КТК, среда DeltaV Operate может быть запущена в режиме операторского управления, в режиме просмотра и в режиме конфигурирования интерфейса оператора.
Конфигурирование и модификация операторского интерфейса осуществляется в подсистеме DeltaV Operate пользователями, имеющими соответствующие права доступа.
Реализация РСУ и ПАЗ
Для обеспечения возможности управления в КТК должна быть воспроизведена АСУТП технологического процесса. Подсистема DeltaV SimulatePro является составной частью АСУТП DeltaV и осуществляет выполнение блоков и алгоритмов РСУ и ПАЗ DeltaV, идентичное их выполнению в АСУТП установки на выделенном компьютере, без необходимости использовать реальные контроллеры.
DeltaV SimulatePro переводит блоки в режим Simulate, в котором параметры процесса не связаны с физическим каналом ввода/вывода РСУ, а задаются в подсистеме имитации.
Возможности управления имитацией в DeltaV SimulatePro включают в себя:
Управление имитацией в DeltaV SimulatePro осуществляется с помощью графического интерфейса инструктора на станции инструктора.
DeltaV SimulatePro использует базу данных, полностью идентичную базе данных АСУТП на реальной установке, включая все модули, алгоритмы управления РСУ и ПАЗ, параметры ввода/вывода и внешних устройств. Обеспечение функциональности АСУТП осуществляется переносом файлов конфигурации АСУТП установки в КТК.
Поскольку технологический процесс и оборудование КИПиА в КТК заменяются тренажерной моделью, то тэги АСУТП привязываются к тэгам тренажерной модели.
Для импорта, активации и редактирования конфигурации КТК, модификации и отладки алгоритмов РСУ и ПАЗ используются стандартные средства DeltaV – «Проводник DeltaV» и «Студия Управления».
«Проводник DeltaV» используется для редактирования списка функциональных модулей, свойств сети управления, добавления новых узлов сети. Проводник также обеспечивает импорт базы данных конфигурации АСУТП установки.
Подсистема «Студия Управления» используется для редактирования стратегии управления в любом функциональном модуле или библиотечном шаблоне модуля. В «Студии Управления» конфигурируются функциональные блоки, связи между ними, их параметры, режимы работы, тревожные сообщения и их приоритеты. В режиме мониторинга Студия Управления применяется для отладки алгоритмов управления.
Подсистема «Администратор БД» обеспечивает возможность администраторам осуществлять создание, удаление, копирование и резервное копирование базы данных конфигурации КТК.
Архивирование технологической информации осуществляется в подсистеме «История Процесса». Архивирование информации обеспечивается для всех сконфигурированных параметров АСУТП, всех действий оператора и инструктора, режима обучения и выполнения сценария. Архивирование всей информации осуществляется автоматически. Данные из архива технологической информации могут быть просмотрены с помощью приложения Просмотр Истории Процесса.
Тренажерная модель
Как уже упоминалось, в КТК технологический процесс заменяется моделью. В DeltaV существует возможность построения динамической тренажерной модели процесса с помощью интегрированного решения DeltaV SEEDS (Standard Entities for the Engineering of Dynamic Simulators).
В данном решении математическая модель технологического процесса состоит из моделей единиц оборудования (колонн, сепараторов, емкостей, холодильников, теплообменников и т.д.). Модули технологических аппаратов создаются на основе шаблонов функциональных модулей DeltaV SEEDS, содержащих модели для аппарата данного типа, с вариациями в зависимости от конструктивных особенностей и перечня входных и выходных сигналов для данного аппарата. Выходы модели одного аппарата будут связаны со входами модели другого в соответствии с топологией трубопроводов технологической схемы.
Преимущество данного решения – полная интеграция с DeltaV. Инструментарий моделирования SEEDS является частью DeltaV и не требует стороннего программного обеспечения для моделирования, а также соединения по протоколу OPC. Недостатком же является средняя точность моделирования процесса.
Для построения моделей высокой точности существует возможность использования специализированного программного обеспечения для моделирования сторонних производителей, например, Petro-SIM от компании KBC. В таком инструментарии реализовано представление технологического процесса в виде его схемы, элементами которой являются аппараты, трубопроводы и оборудование КИПиА. Модели аппаратов, собранные в технологическую схему процесса, рассчитываются с помощью единого алгоритма динамической имитации. Динамическая модель содержит полные характеристики оборудования процесса – данные материальных и энергетических балансов, составы потоков, гидродинамические и термодинамические характеристики аппаратов, состав сред в емкостях, кривые ротационного оборудования, и т. д. Модель фактически представляет собой виртуальную установку, что дает возможность использовать ее для изучения вариантов ведения технологического процесса, поиска способов повышения его эффективности и других целей инжиниринга.
В этом случае программное обеспечение для моделирования связывается с DeltaV через OPC-клиент. DeltaV использует собственный OPC DA-сервер, который обменивается данными с моделью процесса.
Интерфейс и функционал инструктора
А теперь несколько слов о компоненте, без которого тренажер – пока всего лишь имитатор технологического процесса и АСУТП. Обучение не должно быть бесконтрольным. Роль инструктора – ключевая в процессе организации обучения оперативного персонала.
Для реализации инструкторского функционала не требуется специальное программное обеспечение. Интерфейс и функции инструктора КТК DeltaV реализованы средствами подсистемы DeltaV Operate.
Графический интерфейс инструктора в DeltaV представляет собой специальный экран для управления обучением, а также различные панели для внесения инструкторских воздействий и задания отказов оборудования. Данные экраны являются конфигурируемыми, что позволяет добавлять новый функционал инструктора в КТК.
С помощью интерфейса инструктора осуществляется управление процессом обучения:
Инструктор также может использовать мнемосхемы оператора и полевого оператора для непосредственного управления процессом, в т.ч. локального. Он имеет доступ к подсистеме просмотра трендов истории процесса, журналу событий АСУТП и т.д.
Методическое обеспечение
Отработка на тренажере поломок различного оборудования процесса, сценариев нарушения работы, в т.ч. сценариев Плана локализации и ликвидации последствий аварий (ПЛА) под контролем инструктора позволяет операторам выработать навыки распознавания предаварийных ситуаций, а также навыки компенсирующих воздействий, которые затем объединяются в комплексные умения по управлению процессом в нештатных ситуациях.
Отработка на тренажере стандартных процедур (пуск, останов, перевод на циркуляцию и т.д.) помогает изучить регламент технологического процесса наиболее эффективным образом.
Также имеется возможность автоматизированного контроля и оценки действий оператора. Данный функционал реализован в среде интерфейса инструктора DeltaV Operate и представляет собой программу, которая контролирует соблюдение контрольной последовательности действий оператора и/или поддержания контрольных значений ключевых параметров процесса, по которым ведется оценка.
А дальше? Выжать из системы 146%
Важным аспектом с точки зрения долгосрочных инвестиций Заказчика является возможность модернизации, поддержки и расширения КТК. Эти вопросы уже решены в КТК DeltaV:
Локализация в России
Одной из причин, благодаря которым возможности системы позволяют быстро и эффективно перейти к системе, не только управляющей техпроцессом, но и обеспечивающей предприятие квалифицированными сотрудниками, является глубокая локализация этого решения на территории СНГ. В России находится собственное производство систем управления для проектов в странах СНГ. В Москве, Челябинске и Санкт-Петербурге расположились инженерные центры, в которых работает более 250 квалифицированных инженеров, выполняющие полный перечень работ в области внедрения АСУТП.
Наша команда по разработке тренажеров также состоит из российских специалистов, которые обладают компетенциями и опытом внедрения тренажеров на территории СНГ и за рубежом. И снова не поленюсь привести пример внедрения тренажерного комплекса в компании ЛУКОЙЛ. На объекте смогли не только наладить систему подготовки, тестирования и повышения квалификации персонала, и безопасно обучать его необходимым навыкам, но и проводить прогнозные расчеты при изменении технологического процесса, диагностировать и предотвращать возможные аварийные ситуации. Подробности можно прочитать здесь.
Подводя итог
Компьютерный тренажерный комплекс на основе DeltaV является полноценным и высокоэффективным средством обучения оперативного персонала. Он минимизирует инвестиции Заказчика, зачастую не требуя приобретения дополнительных специализированных программных продуктов для разработки тренажерных комплексов. Если Вы уже имеете установленную на Вашем предприятии систему DeltaV, знайте, что Вы в одном шаге от владения современным КТК. Используя явные и неявные аспекты этой современной РСУ, Вы можете максимизировать эффект от внедрения системы и заодно получить эффективную систему обучения оперативного персонала установки.
Чтобы комментировать текст, Вам нужно зарегистрироваться и стать участником группы. Кликните по ссылке, чтобы зарегистрироваться.