IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Город Дзержинск был основан в годы великих социалистических строек. За прошедшие годы он стал вторым по значению городом Нижегородской области, заслужил звание столицы химии. В настоящее время в промышленной зоне г.Дзержинска функционирует химическое предприятие по производству метилдиэтаноламина (МДЭА).

Производство  метилдиэтаноламина  (МДЭА) введено в эксплуатацию  в 1994 году. Действующая в настоящее время на предприятии система автоматизации основана хотя и на сравнительно современном, но уже достаточно морально и физически устаревшем оборудовании автоматизации. В целях модернизации существующей системы управления производством МДЭА, сформулирована задача - разработать компьютерный тренажёр для данного предприятия и внедрить его в состав современной системы управления технологическим процессом. Поставленная задача является актуальной для данного производства.

Кроме этого, общие правила ПБ 09-540-03 пп.2.12 обязывают предприятие иметь компьютерный тренажёр, т.к. на производстве имеются технологические объекты с блоками II категории взрывоопасности. Компьютерный тренажёр будет включать максимально приближенные к реальным динамические модели процессов и реальные средства управления (функциональные клавиатуры, графические экранные формы и т.д.).

Перед тем, как приступить к созданию компьютерного тренажёра, необходимо познакомиться с тем, что такое МДЭА и какова цель его производства, также требуется изучить технологический процесс производства МДЭА, его основные стадии.

1 Характеристика конечной продукции

Метилдиэтаноламин (МДЭА) и его производные являются абсорбентами для очистки природного газа и обладают высокой селективностью по сероводороду при очистке малосернистого природного газа. Используются для очистки технологических газов в производстве аммиака, в коксохимических производствах и в других отраслях промышленности.

Способ производства заключается во взаимодействии окиси этилена и безводного монометиламина в присутствии метилмоноэтаноламина при повышенных температуре и давлении, с последующим отделением и рециклом монометиламина и дальнейшим разделением реакционной смеси путём ректификации под вакуумом.

Технологический процесс получения МДЭА включает в себя следующие стадии производства:

1. Синтез метилдиэтаноламина (МДЭА);
2. Отгонка монометиламина (ММА);
3. Отгонка метилмоноэтаноламина (ММЭА);
4. Доотгонка метилмоноэтаноламина (ММЭА);
5. Выделение товарного метилдиэтаноамина (МДЭА);
6. Вспомогательные системы.

Основные стадии процесса производства МДЭА достаточно объёмны и сложны. Т.к. основная задача - создание компьютерного тренажёра, то акцент необходимо сделать на том, что подразумевается под понятием «компьютерный тренажёр» в системе управления технологическим процессом, т.е. рассматривать каждую из основных стадий производства МДЭА по отдельности в данном случае нет необходимости.

К вспомогательным системам производства МДЭА относят:

1. Циркуляцию  горячей  воды;
2. Циркуляцию  рассола;
3. Редуцирование азота и "азотное дыхание" аппаратов;
4. Аварийное опорожнение оборудования;
5. Сбор сдувок от предохранительных  клапанов;
6. Подачу пара;
7. Прием  дренажных  стоков;
8. Обеспечение  оборотной  водой;
9. Подачу сжатого  воздуха.

2 Модернизированная система управления

Предлагаемая современная система управления будет состоять из трёх уровней, но уже модернизированных: нижний (датчики, исполнительные механизмы), средний (микропроцессорный контроллер) и верхний (станции оператора).

Проектируемая система автоматизации базируется  на централизованной системе управления, что объясняется компактным размещением технологического оборудования внутри цеха.

Современная система управления на верхнем уровне, совместно со станциями оператора, будет иметь компьютерный тренажёр для качественной подготовки персонала. Компьютерный тренажёр будет организован на отдельном персональном компьютере.

3 Применение компьютерных тренажеров

Можно выделить следующие типы компьютерных тренажёров:

1. Электронный экзаменатор;
2. Статические (или логико-динамические) тренажёры;
3. Динамические тренажёры;
4. Пультовые тренажёры;
5. Диалоговые обучающие программы.

Основная задача в модернизации системы управления - разработка динамического тренажера - наиболее интересного и полезного программного продукта. Работа на компьютерном тренажёре будет осуществляться по трём режимам (сформулированы на начальный момент разработки):

1. автоматический режим (наблюдение за протеканием технологического процесса,  выработка перцептивных и интеллектуальных качеств у рабочего персонала);
2. ручной режим (ввод вручную технологических параметров для каждого контура регулирования, наблюдение за изменением технологического процесса);
3. принудительная организация аварийной ситуации, сигнализация о нарушении технологического процесса, принятие мер по её ликвидации.

В зависимости от разработчика компьютерного тренажёра количество режимов работы, интерфейс будут, соответственно, различаться.

Функции динамического компьютерного тренажера:

1. проведение эксперимента для исследования различных режимов оборудования (ручной режим), а также для анализа аварийных ситуаций;
2. демонстрация физической сущности протекающих в оборудовании процессов, их взаимная зависимость (автоматический режим работы тренажера);
3. постоянная поддержка квалификации и готовности персонала, формирование навыков действий в сложных ситуациях, в том числе путем  регулярных противоаварийных тренировок (режим аварийной ситуации);
4. отработка перцептивных (автоматизированное восприятие чувственного образа составных частей объекта) и интеллектуальных навыков оперативного персонала;
5. осуществление качественной  переподготовки персонала.

Компьютерный тренажёр будет создан с помощью программ WinCC и Step 7, связь между ними будет происходить с помощью симулятора.

Вывод

Области применения компьютерных тренажёров постоянно расширяются. В США и Европе они применяются в авиации, вооруженных силах, медицине, космонавтике, на технологическом производстве и т.д. Причина возрастающей популярности компьютерных тренажёров заключается в их способности реализовать принципиально новый и очень эффективный способ обмена информацией. Возможности исследования и запоминания информации в несколько раз превосходят традиционные способы.

В настоящий период для России использование компьютерных тренажёров при подготовке персонала скорее исключение, чем правило. Однако промышленные предприятия стремятся к тому, чтобы компьютерный тренажёр для качественной подготовки персонала всё-таки был создан.

Применение новых приборов, микропроцессорного контроллера, станции оператора и компьютерного тренажёра в составе модернизированной системы управления  позволит снизить себестоимость получаемого продукта, увеличив при этом его количество и улучшив качество за счёт высокого уровня подготовки персонала и высокой квалификации рабочих.

Код для цитирования: Скопировать