Разработка программы- тренажера Управление электросетями (стр. 1 из 6)

С каждым днем увеличивается число персональных компьютеров (ПК), используемых человеком. Вследствие этого растет и пополняется круг программного обеспечения используемого при работе с ПК. Для решения задач производственно-технологического и организационно-экономического управления предприятием внедряются сложные автоматизированные системы управления хозяйственной деятельностью. Немаловажную роль при этом играет процесс подготовки эксплуатационного персонала. Для его облегчения и упрощения создаются различные обучающие программы.

Проблема безопасной и эффективной эксплуатации сложного энергетического оборудования особенно обострилась в условиях текучести кадров как на отдельных предприятиях , так и в целом по топливно-энергетическому комплексу. Выросли общий травматизм и случаи со смертельным исходом. Одна из главных причин травматизма на предприятиях электроэнергетики несовершенство системы подготовки и переподготовки работников отрасли. Найти эффективные пути подготовки квалифицированных специалистов – значит заложить основу высокопроизводительной и безопасной работы. Один из них -использование в обучении тренажеров.

В данной работе представлена идеология построения подобной программы – тренажера.

Глава 1. Анализ предметной области и постановка задач на проектирование

С момента появления персонального компьютера (ПК) и его практического использования возникла одновременно проблема получения значимого эффекта от компьютеризации процесса обучения. Ежегодно появляются сотни компьютерных обучающих программ.

Первые, самые ранние, представляли собой лишь электронные версии печатных изданий и содержали только текстовую информацию. Достоинством таких систем в сравнении с бумажными аналогами, по существу, являлась лишь интеграция информации.

Постепенно, с развитием вычислительной техники, их стали сменять системы, которыми можно было пользоваться и как справочниками, то есть поисковые системы. Далее арсенал автоматизированных обучающих систем пополняется статической графикой, компонентами мультимедиа (звук и видео), компьютерной анимацией.

Таким образом системы развивались в области информационных баз знаний, поддерживающих уже не только текстовое, но и аудио- видео-воздействие на обучаемого.

Колоссальный скачок был сделан и в сфере развития систем контроля, ведь без них, по существу, обучающая система мало чем отличается от справочного пособия. Итак, средства контроля обеспечивают ввод ответа обучаемого, обработку полученной информации и выдачу управляющего воздействия (например, вы вводите ответ, а система одобряет или отвергает его).

Следуя дальше по ступеням интеллектуализации обучающих систем, можно заметить, как плавно механизмы контроля перетекают в механизмы анализа действий обучающегося. Он позволяет не только контролировать процесс обучения, но и определяет дальнейшую стратегию диалога оператора и ПК.

1. 1. Существующие программные комплексы

Тренажер оперативных переключений ОПТИМЭС" – Оперативно-Переключательный Тренажер с Интеллектуальной Моделью Электрической Сети

Тренажер ОПТИМЭС работает в операционных средах WINDOWS 3.1, WINDOWS 95 и WINDOWS 98 и может эксплуатироваться на любом компьютере, на котором установлена какая-либо из них. Программный комплекс тренажера включает 3 функциональные компоненты:

Компонента Конструктор схем включает редактор коммутационных схем и функции их разметки, реализующие построение в базе данных модели первичных и вторичных цепей. =Конструктор схем° содержит также функции управления библиотекой схем.

Компонента Задания обеспечивает работу инструктора по подготовке тренировок и анализу их результатов. Она включает функции задания типа цели и целевого элемента тренировки, установку начальных положений коммутационных аппаратов и РЗА, задание КЗ и неисправностей. Для каждой схемы может выполняться индивидуальная настройка общих правил и местных условий, а также значений штрафа за нарушения правил.

Компонента Тренировка реализует выполнение тренируемым операций по схеме с контролем их правилами переключений. Практика показывает, что освоение специалистом по переключениям программы Тренировка требует не более 15 - 20 минут, если он знаком с общими приемами работы под WINDOWS.

2. Тренажер оперативных переключений КОРВИН

(КОммутационно-Режимный тренажер для WINdows), включающая расчет установившегося режима с автоматическим преобразованием расчетной схемы при любых коммутациях [2]. Расчет установившегося режима производится модулем КУРС разработки ЦДУ. Результаты расчета - перетоки активной и реактивной мощности и ток, а также напряжения в узлах, - контролируются на нарушения заданных режимных пределов по ветвям и узлам и отображаются непосредственно на схеме и в форме таблиц. Поддерживается разделение схемы на любое число изолированных районов. Подготовка исходных данных расчетной схемы максимально автоматизирована. Функциональная компонента Сервер потокораспределений, входящая в состав тренажера КОРВИН, содержит:

- функции автоматического построения графа узлов и ветвей расчетной схемы путем стягивания графа коммутационной модели;

- редактор исходных значений электрических параметров для расчета и режимных пределов по узлам и ветвям;

- функции тестирования и исследования режима при любых коммутациях без ограничений со стороны правил переключений.

2. Тренажер оперативных переключений КОРВИН 3 – трехуровневый тренажер оперативных переключений с расчетом потокораспределения и расширенной моделью РЗА. Верхний уровень модели в тренажере "КОРВИН-3" включает схему энергообъектов и соединяющих их ВЛ. Число энергообъектов в модели одной электросети - до 150. Средний уровень модели реализует схему соединений первичных цепей и логические ограничения на коммутации в них. На этом уровне каждый энергообъект имеет свою схему, которая посредством линий электропередачи на верхнем уровне модели соединяется со схемами других энергообъектов. Схема одного энергообъекта может входить одновременно в несколько схем электросетей, охватывающих большую или меньшую территорию. Промежуточное положение между верхним и средним уровнями занимает схема замещения для расчета установившегося режима. Нижний уровень воспроизводит состояния устройств РЗА и правила их переключения с учетом положения коммутационных аппаратов. С каждым устройством первичных цепей связывается набор устройств РЗА.

Однако, все рассмотренные системы имеют общие недостатки:

1. 2. Постановка задач на проектирование

Главное направление деятельности ЦЭС – обеспечение электроэнергией производств и цехов ОАО «Северсталь». Получая электрическую энергию от системы по воздушным линиям напряжением 110, 220 кВ и преобразуя на главных понизительных подстанциях (ГПП) до уровня 35, 10 и 6 кВ, цех электроснабжения по воздушным и кабельным линиям распределяет ее потребителям. В настоящее время девять ГПП обеспечивают ОАО «Северсталь» и одна (ГПП-9) – город. От ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 ОАО «Северсталь» электроэнергия непосредственно передается напряжением 10 кВ по кабельным линиям.

Для управления схемой электроснабжения ОАО «Северсталь» в ЦЭС организовано круглосуточное дежурство оперативного персонала, действия которого подчинены диспетчеру цеха.

Система оперативного управления выполняет следующие задачи:

ведение требуемого режима работы, в том числе заданного энергосистемой;

производство переключений в электроустановках;

- ликвидация аварийных нарушений и восстановление требуемого режима энергопотребления;

- подготовка к производству ремонтных работ в электроустановках.

Переключения в электрических схемах распределительных устройств подстанций по распоряжению диспетчера цеха осуществляет оперативный персонал, непосредственно обслуживающий электроустановки цеха.

В связи со сложностью обслуживаемого оборудования, а также высокой цены ошибки персонала становится актуальным вопрос качественной подготовки оперативного персонала, которая продолжается, в зависимости от образования, от 3 до 5 месяцев. В этот период большое значение имеет изучение последовательности проведения оперативных переключений на обслуживаемых подстанциях.