Содержание
ВВЕДЕНИЕ 7 Глава 1. Анализ предметной области 8 1. 1. Существующие программные комплексы 8 1. 2. Постановка задач на проектирование 12 Глава 2. Проектирование программного комплекса 15 2. 1. Разработка структурной схемы 16 2. 2. Разработка функциональной схемы 16
2. 2. 1. Блок управления схемой 20
2. 2. 2. Блок анализа текущих переключений 21
2. 2. 3. Интерпретатор сценариев 22
2. 2. 4. Блок результатов 23 Глава 3. Программная реализация проекта 24 3. 1. Операционная система 24 3. 2. Выбор среды программирования 24 3. 3. Функционирование программы 28 3. 4. Входная информация 31 3. 5. Постоянная информация 31 3. 6. Выходная информация 32 3. 7. Инструкция для пользователя 33 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 36 Приложение А. Сценарии решения задач 37 Приложение Б. Листинг основного модуля программы 43
ВВЕДЕНИЕ
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:
. Сложность в использовании (необходимо пройти целый курс для ознакомления с продуктом, что бы узнать его особенности, методы и приемы работы) – невозможно начать работу сразу после инсталляции продукта. . Данные продукты содержат большое количество потенциальных возможностей, которые не будут использованы широким кругом пользователей. . Достаточно высокие требования к системе (объем оперативной памяти и размер жесткого диска). . Очень высокая цена (как правило, она составляет несколько тысяч долларов). . Не совместимость версий одной и той же программы и форматов данных.
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.
При восстановлении нормального электроснабжения эксплуатационный персонал руководствуется инструкциями, в которых очередность его действий связана с характером возникшей ситуации (объемом отключений, видом работавших устройств и др.).
Строгая очередность действий персонала в каждой из возможных ситуаций позволяет легко их промоделировать и использовать соответствующую модель для тренировок персонала.
Проведение тренировок в самих системах электроснабжения нежелательно по ряду причин:
. перебои в подаче электроэнергии
. возможность создания аварийных ситуаций
. повышенная опасность поражения электрическим током и др.
Компьютерный тренажер устраняет эти сложности.
В частности, анализ инструкций персонала для одной из действующих трансформаторных подстанций показал, что для имеющихся на ней устройств насчитывается ряд типичных ситуаций, после которых персонал должен действовать по четко определенному сценарию производства оперативных переключений.
Тренажер должен обладать следующими функциями:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
