Тренажер для обучения оператора энергетического объекта

 

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