Тренажер для обучения оператора энергетического объекта

Тренажер для обучения оператора энергетического объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1.ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ОПЕРАТОРА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА, содержащий пульт оператора, блок имитаторов сигналов воздействия, бло1. отображения информации и пульт инструктора, первый выход которого подключен к.одному из входов блока имитаторов сигналов воздействия, другие входы которого соединены с выходами первой группы пульта оператора , отличающийся тем, что, с целью упрощения тренаже ра, в него введены блок управления, блок интеграторов, блок ключей, первый блок памяти и блок имитаторов состояния энергетического объекта, входы которого соединены с вьйсодами первой группы блока имитаторов сигналов воздействия, выходы - с входами первой группы блока интеграторов, а один из выходов подключен к первому входу блока управления, второй и третий входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами пульта инструктора, другие входы подключены к выходам второй группы пульта о.рератора, а выходы блока управления соединены с входами второй группы блока интеграторов, выходы которого соединены с входами первой группы блока слючей, выходы которого соединены с входами блока отображения информации , а входы второй группы соединены с выходами первого блока памяти, входы которогосоединены с выходами второй группы блока имитаторов сигналов воздействия. 2. Тренажер по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что блок управления содержит второй и третий блоки памяти, коммутатор и аналого .цифровой преобразователь, вход которого является первым входом блока, а иыходы подключены к входам первой группы второго блока памяти, входы второй группы которого HsnHJOtся группой входов блока, а выходы соединены с входами первой группы коммутатора, вход которого является вторым входом блока, выходы являются выходами блока, а входы второй группы коммутатора соединены с выходами третьего блока памяти вход которого является третьим входом блока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COUtW

РЕСПУБЛИН зщ) С 09 В 9 00

Н АВТОИ НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО Д ЯАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3680205/24-24 (22) 01.12.83 (46) 07. 12.84. Бюл. У 45 (72) С.И.Магид, С.С.Токаев, Н.И.Серебряников, Н.С,Долгоносов, И.П.Гержой, В.З.Зарецкий, А.С.Лосев, В.Ф.Пантелеев,В.A.Пешков, М.В.Еремеев, Л.П.Мугерман и А.И.Котов (71) Специализированное наладочное предприятие "Мосэнергоналадка" и

Опытный завод средств автоматизации и приборов Районного энергетического управления "Мосэнерго" (53) 681.3.071(088.8)

{56) I Авторское свидетельство СССР

II 449364, кл. G 09 В 9!00, 1965.

2..Скляров В.М, и др. Учебнотренировочный центр Минэнерго УССР для подготовки оперативного персонала энергоблока 300 МВт. — "Электрические станции", 1981 И 10, (54) (57) I .ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ

ОПЕРАТОРА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА, содержащий пульт оператора, блок имитаторов сигналов воздействия, бло; отображения информации и пульт инструктора, первый выход которого подключен к.одному из входов блока имитаторов сигналов воздействия, другие входы которого соединены с выходами первой группы пульта оператора, отличающийся тем, что, с целью упрощения тренаже ра, в него введены блок управления, блок интеграторов, блок ключей, первый блок памяти и блок имитаторов состояния энергетического объекта, входы которого соединены с выходами

„„SU„„3128286 А

1 первой группы блока имитаторов сигналов воздействия, выходы — с входами первой группы блока интеграторов, а один из выходов подключен к первому входу блока управления, второй и третий входы которого соеди" иены соответственно с вторым и третьим выходами пульта инструктора, другие входы подключены к выходам второй группы пульта оператора, а выходы блока управления соединены с входами второй группы блока интеграторов, выходы которого соединены с входами первой группы блока ключей, выходы которого соединены с входами блока отображения информа- Я ции, а входы второй группы соединены с выходами первого блока памяти, входы которого соединены с выходами второй группы блока имитаторов сигналов воздействия. и

2. Тренажер по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что блок управления . содержит второй и третий блоки памяти, коммутатор и аналогоцифровой преобразователь, вход которого является первым входом блока, а выкоды подключены к входам первой групны второго блока памяти, входы второй группы которого являвФся группой входов блока, а выходы соединены с входами первой группы коммутатора, вход которого является вторым входом блока; выходы являются выходами блока, а входы второй группы коммутатора соединены с выходами третьего блока памяти, вход которого является третьим входом блока.!

128286 3

Изобретение относится к тренажерам оператора систем управления и может быть использовано для обучения оператора энергетического объекта, например энергетического блока 5 электростанции.

Известен тренажер для обучения операторов систем управления, содержащий последовательно соединенные пульты обучаемых и преподавателя, 10 подключенные к блоку моделирования системы управления и цифровой вычислительной машине Ц .

Наиболее близким.к изобретению является тренажер для обучения . 15 оператора энергетического объекта, содержащий пульт оператора, подключенный к последовательно соединенным между собой блокам имитаторов механизмов и арматуры, логико-динами- 20 .ческого преобразователя, представляющего собой электронно-вычислительную машину (ЭВМ), систему отображе. ния информации и пульт инструктора, подключенный к логико-динамическому преобразователю и блоку имитаторов механизмов и.арматуры (2) . г

Недостатком известных тренажеров является их сложность, что вызвано. сложностью моделирования технологических режимов объектов управления, которое осуществляется с привлечени ем самых мощных ЭВК с максимально возможными ресурсами.

На ЭВМ осуществляется решение при переменных управляющих и возмущающих: ,, 35 воздействиях дифференциальных уравнений, описывающих нестационарные термо. динамические процессы в движущихся сплошных средах, в результате чего

40 осуществляется одновременное статическое и динамическое преобразование входных управляющгх сигналов в сигналы, передаваемые системе отображения информации. Вследствие сложности адекватных моделей энерго45 блока и ограниченных возможнос- . тей современных ЭВИ крайне затруднительным является достижение требуемой точности моделирования в реальном и ускоренном масштабах времени.

Целью изобретения является упрощение тренажера.

Поставленная цель достигается тем, что в тренажер для обучения оператора энергетического объекта, 55 содержащий пульт оператора, блок имитаторов сигналов воздействия, блок отображения информации и пульт инструктора, первый выход которого подключен к одному иэ входов блока имитаторов сигналов воздействия, другие входы которого соединены с выходами первой группы пульта оператора, введены блок управления, блок интеграторов, блок ключей, t первый блок памяти и блок имитаторов состояния энергетического объекта, входы которого соединены с выходами первой группы блока имитаторов сигналов воздействия, выходы — с входами первой группы блока интеграторов, а один.из выходов подключен к первому входу блока управления, второй и третий входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами пульта инструктора, другие входы подключены к выходам второй группы пульта оператора, а выходы блока управления соединены с входами второй группы блока интеграторов, выходы которого соединены с входами первой группы блока ключей, выходы которого соединены с входами блока отображения информации, а входы второй группы соединены с выходами первого блока памяти, входы которого соединены с выходами второй группы блока имитаторов сигналов воздействия.

При этом блок управления содержит второй и третий блоки памяти, коммутатор и аналого-цифровой преобразователь,, вход которого является первым входом блока, а выходы подключены к входам первой группы второго блока памяти, входы второй группы .которого являются группой входов блока, а выходы соединены с входами первой группы коммутаторов, вход которого является вторым входом блока, выходы являются выходами блока, а входы второй группы коммутатора соединены с выходами третьего блока памяти, вход которого является третьим входом блока.

Такое конструктивное выполнение тренажера обеспечивает адекватное статическое преобразование сигналов входных управляющих и возмущающих воздействий на основе системы нелинейных алгебраических уравнений, . описывающих. состояние энергоблока, а затем преобразование по адекватным динамическим характеристикам моделируемых технологических параметров, полученных путем предварительного решения иа ЭВИ системы дифференци1128

3 альных уравнений, и аппаратно реализованным по аппроксимированным сравнительно простым зависимостям.

Таким образом, предлагаемое устройство не требует при адекватном преобразовании входных сигналов .решения системы дифференциальных уравнений и является альтернативой к использованию мощных ЭВМ с повышенным быстродейстьием в логико-динамическом преобразователе.

На фиг. 1 представлена блок-схема тренажера для обучения оператора энергетического объекта; на фиг. 2 функциональная схема имитатора сос- 5 тояния энергетического объекта, отображающая нелинейное статическое преобразование входных воздействий на примере расходов и давлений среды по потокам тракта энергетического объекта (котла); на фиг. 3— функциональная схема блока управления.

Тренажер содержит пульт 1 оператора, блок 2 имитаторов сигналов .воздействия, блок 3 имитаторов состояния энергетического объекта, блок

4. интеграторов, блок 5 ключей, блок б,отображения информации, блок

7 .управления, блок 8 памяти и пульт 9 инструктора. Блок 7 управления содержит коммутатор 10, блоки 11 и 12 памяти и аналого-цифровой преобразователь 13.

Блок 2 имитаторов сигналов воздействия в зависимости от положения 45 органов управления пульта 1 оператора формирует аналоговые сигналы, имитирующие степень открытия регулирующей арматуры, а также дискретные сигналы, имитирующие срабатывание 40 концевых выключателей электропривода запорной арматуры. Аналоговые сигналы блока 2 имитаторов сигналов .воздействия поступают на входы блока

3 и:итаторов состояния энергетическо"45 го объекта, а цифровые — на адресные входы блока 8 памяти, который формирует управляющие сигналы для соответствующих ключей блока 5, подключающих выходы блока 4 интеграто- 50 ров к приборам блока 6 отображения информации.

286 4 ми характеристиками объекта управ.ления.

Блок ? управления управляет динамическими характеристиками, измет. няя постоянные времени блока 4 интеграторов в зависимости от уровня сигнала с выхода блока 3 имитаторов состояния энергетического объекта, имитирующего нагрузку энергетичес- кого объекта,а также от положения органов управления пульта 1 оператора.

Пульт 9 инструктора служит для управления процессом обучения путем воздействия,на блок 2 имитаторов сигналов воздействия для имитации отказов арматуры, а также на блок 7 управления динамическими характерис-. тиками с целью изменения масштаба времени работы тренажера.

Нелинейное статическое преобразование входных воздействий, которое выполняют адекватно технологическому режиму работы энергоблока, может быть разъяснено по структурной схеме блока 3 имитаторов состояния энергетического объекта на примере формирования импульсов, соответствующих расходам и давлениям среды по тракту котла(фиг. 2).

В общем случае статическое распределение расходов и давлений среды по потокам тракта определяется системой нелинейных алгебраических уравнений:

1! и! 1 (с1 ) 1 дю1 . Рд Кш, !!Ь н;.

3 а+,(Кс. у;1

Р„=Р,+k аО„,; . н

i=@ р К1 (Ь

i --2 где Р, P„ °вЂ”

В блоке 5 осуществляется интегрирование статически преобразованных управляющих и возмущающих воздействий в "оответствии с получен-ными эксп",риментально динамически- . давление среды в любой точке тракта; текущее значение давления на напорной стороне питательного насоса;

I12828á б

It ° -- постоянные коэффициенты с» удельного гидравлического сопротивления элементов тракта;

", --переменные коэффициенты 5 удельного гидравлического сопротивления элементов тракта, зависящие от полоВ жения регулирующих органов, Я, — текущее значение производи- 1О тельности питательного насоса.а о — максимальное давление, раз-. виваемое насосом; ц -. коэффициент, зависящий от 15 расходной характеристики питательного насоса; ,,->0„- расходы среды по потокам тракта;

"ii->" - коэффициенты gppi1bHQI о ицрав- gg лического сопротивления по потокам тракта, причем

К;=f(Kci Kru );

Ь вЂ” показатель степени.

Система нелинейных алгебраических 25 уравнений, которая подлежит решению относительно расходов и давлений, образуется из приведенной системы путем учета конкретных условий рабо.ты энергоблока(тип работающего насоса, число подключенных потоков среды, положение регулирующей,арматуры и т.п.1 . Полученная система уравнений решается с помощью аппаратных средств.в соответствии со структурной схемой(фиг. 2).

Аналоговые сигналы блока 2 имитаторов сигналов воздействия являются входными сигналами для блока 3 имитаторов состояния энергетического объекта: jU; (регулирующий клапан

40 на подводе »ара к питательному турбонасосу), P<(perулирующий клапан на сливе масла .из гидромуфты пита-: тельного электронасоса), р и ф,1

1,регулирующие питательные клапаны, 45 соответственно, по потокам А и Б котла), 1115 — peal (РегулиРующие клапаны на впрысках в пароперегрева. тель котла), 11 (регулирующие клапаны турбины, и преобразуются в выходные сигналы посредством алгебраических и логических операций. С помощью логических операций выбирается канал преобразованйя, соответствующий условиям сборки, технологичес- 55 кой схемы. Выходные .сигналы,. соответствующие приборам блока 6 отобра жения информации: 1(давление на напоре питательного электронасоса}, $< (расход среды по потоку А котла), 1(давление среды на входе в . котел, ... (3, (расход -среды на входе в котел 1 — поступают для динамического преобразования в блок 4 интеграторов(фиг. !) .

Последний выходной сигнал (расход среды на входе котел), однозначно определяющий тепловое н гидродинамическое состояние энергетического объекта, и, таким образом, его динамические характеристики служат входным сигналом блока 7 управления динамическими характеристиками.

Блок 7 управления динамическими характеристиками изменяет постоянные ,времени интеграторов при различных режимах работы тренажера. По сигналу с пульта 9 инструктора коммутатор 10.подключает входы управления постоянными времени блока 4 интеграторов к выходам блока 12 памяти, при этом устанавливаются малые значения постоянных времени, соответствующие статическому режиму работы тренажера. При динамическом режиме работы тренажера коммутатор

10 подключает входы управления пластояннымн времени блока 4 интеграторов к выходам блока I l .памяти, которым определяются постоянные времени в этом режиме и изменяются в зависимости от сигнала, пропорционального нагрузке на последнем выходе блока

3 имитаторов состояния энергетического объекта и преобразованного аналого-цифровым преобразователем

13, выходы которого подключены к адресным входам блока ll памяти.

Выбор значений постоянных времени осуществляется воздействием органов управления пульта 1 оператора на другие адресные входы блока Il памяти.

Использование предлагаемого тренажера для обучения оператора энергетического объекта упрощает процесс нолучения эталонных характеристик моделируемого энергоблока. Моделирование может быть осуществлено с помощью средств аналоговой техники или микро-ЭВМ, что. по сравнению с применением мощных ЭВМ; приведет к существенному снижению затрат на проектирование, изготовление, наладку и эксплуатацию тренажера.!!28286

1128286

1128286

Составитель О. Болдырев

Редактор И.Николайчук Техред З.Палий . Корректор С.Шекмар

Заказ 9067/38 Тираж 446 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4,/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4