Аппаратные (программно-аппаратные) имитационные тренажеры
Программно-Аппаратный тренажер блочной кустовой насосной станции (БКНС), созданный для Нефтеюганского корпоративного института. Тренажер предназначен для проведения обучения и повышения квалификации, отработки безопасных навыков выполнения работ персонала, руководителей и специалистов служб, цехов и отделов, занимающихся вопросами эксплуатации Блочных кустовых насосных станций (БКНС) систем ППД. Программно-вычислительный сервер включает математическую модель работы гидросистемы, реализующую: систему математических соотношений, описывающих с требуемой точностью имитируемые объекты и процессы; многопользовательский доступ к тренажеру и возможность интеграции тренажера в распределенную тренажерную систему; хранение и предоставление сохраненных сценариев.
Конструкция тренажера БКНС в аппаратном (макетном) исполнении: — эмулятор насосного блока; — эмулятор насосного оборудования – насосы ЦНС – 2 шт.; — эмулятор трубопроводной обвязки, включая трубопроводную арматуру; — эмулятор маслосистемы насосного блока с раздельной подачей масла в насосные агрегаты и электроприводы; — эмулятор дренажной системы насосного блока.. Конструкция тренажера в программном (иммитационном) исполнении: — эмулятор блока КИПиА; — эмулятор операторной с отображением АСУТП ПП — 3D модель площадки прототипа БКНС с основными элементами.
Для реализации поставленной задачи наши специалисты использовали так 3D печать и заказ деталей выполненных по технологии литья из пластмассы.
Были собраны прототипы всех устройств, затем были заказаны платы заводского исполнения.
Тестовый стенд имитации панели управления УЭЦН. На экране отображается панель управления УЭЦН в 3D, модель полностью синхронизирована с аппаратной частью – станцией управления в аппаратной реализации.
Имитация работы прибора СУДОС в аппаратном исполнении.
Сборка прототипа устройства аппаратного тренажера на макетной плате на базе контроллера NXP MBED
Сборка прототипа устройства аппаратного тренажера на макетной плате на базе контроллера Arduino UNO
Как это работает
В результате специалистам удалось воспроизвести имитацию задвижек с применением сервоприводов и энкодеров. Работа манометров была реализована при помощи шаговых двигателей.
В качестве контроллеров использовались NXP MBED / Arduino.
Сеть электронных компонент реализована при помощи шины i2c. Связь с математической моделью обеспечена при помощи OPC / IEEE1516.
“Данный подход может обеспечить аппаратную реализацию схем любой сложности с любым количеством элементов.”
– LContent
Результат
Комплекс работает у заказчика (НКИ Юганскнефтегаз) уже более 7 лет. Неисправностей нет. Все оборудование находится в рабочем состоянии.
