Simulator

1. Struktur dasar simulator

Simulator ini terutama terdiri dari dua bagian: bagian perangkat keras dan bagian perangkat lunak.

1.1. Perangkat keras simulator

Sistem perangkat keras simulator terutama meliputi:

Komputer utama;

Antarmuka I/O;

Konsol DCS terbuat dari bahan-bahan yang dekat dengan lokasi, dan panel BTG serta panel kontrol diwujudkan melalui teknologi konsol virtual;

Meja insinyur / pelatih;

Simulasi komputer kontrol proses mikrokomputer;

Peralatan stasiun operasi lokal;

Perangkat simulasi lingkungan ruang kontrol utama;

Jaringan komputer, dll.

1.2. Perangkat lunak simulator

Sistem perangkat lunak simulator terutama meliputi:

Perangkat lunak sistem operasi komputer;

Perangkat lunak sistem pendukung simulasi;

Perangkat lunak model matematika proses;

Perangkat lunak fungsi meja insinyur/pelatih;

Perangkat lunak simulasi komputer untuk kontrol proses (DCS, perangkat lunak simulasi stasiun operator DEH);

Perangkat lunak stasiun operasi lokal menggunakan lingkungan adegan virtual berbasis animasi 3D;

Perangkat lunak platform disk virtual;

Perangkat lunak I/O;

Perangkat lunak simulasi lingkungan ruang kontrol utama.

Sistem simulator terdiri atas komputer, peralatan jaringan, dan sistem peralatan lainnya.

 

2. Skala dan tingkat teknis objek simulasi

2.1. Objek

2.1. 1.Unit tenaga termal

Objek simulasi unit pembangkit listrik termal meliputi unit pembangkit berkapasitas 50 MW, 100 MW, 125 MW, 200 MW, 300 MW, 500 MW, 600 MW, 660 MW hingga 1.000 MW, serta unit pemanas dengan berbagai kapasitas. Selain Harbin, Dongfang, dan Shanghai, terdapat pula Beijing Bawei, Pabrik Mesin Berat Beijing, Pabrik Boiler Wuhan, serta perusahaan dari Rusia dan GE Amerika Serikat, dan lain-lain.

2.1.2.Jaringan listrik dan gardu induk

Objek simulasi jaringan listrik dan gardu induk mencakup gardu dengan tegangan 10 kV, 35 kV, 110 kV, 220 kV hingga 500 kV, dengan berbagai tingkat tegangan, kombinasi yang beragam, serta jaringan virtual.

Objek simulasi mencakup unit yang diproduksi dengan teknologi dalam negeri, teknologi impor, serta unit impor; baik skala maupun tingkat teknis dari unit pembangkit listrik termal dan gardu induk semuanya bersifat mutakhir. Sebagai contoh, boiler pada objek simulasi unit pembangkit listrik termal meliputi boiler superkritis dan boiler subkritis; tungku drum, tungku aliran sekali, serta tungku pembuangan terak cair; sistem penggilingan dan pembakaran batu bara mencakup penggiling batu bara berkecepatan menengah dengan sistem tiup langsung, penggiling batu bara berventilator, serta penggiling batu bara bola baja dengan silo perantara; burner ditempatkan pada dinding depan dan belakang, empat sudut, serta enam sudut.

2.2. Tingkat teknis

2.2.1. Sistem pemantauan untuk simulasi komputer proses

Terdapat banyak jenis sistem pemantauan untuk simulasi komputer proses.

Sistem pemantauan simulasi komputer proses mencakup sistem pemantauan mikrokomputer;

Sistem kontrol terdistribusi I/A dari perusahaan Foxboro

Sistem kontrol terdistribusi WDPF dan OVATION dari Westinghouse

Sistem kontrol terdistribusi Siemens Teleperm-ME, XP

Sistem kontrol terdistribusi INFI-90 (N-90)

Sistem kontrol P SYMPHONY, PGP, dan Procontrol milik ABB

Sistem kontrol terdistribusi Hitachi HIACS-5000

XDPS-400 + sistem kontrol terdistribusi dari pembangkit listrik Xinhua

Sistem kontrol terdistribusi HS2000 dari perusahaan Hollysys

Sistem pemantauan unit surya

Sistem kontrol terdistribusi CETUNM

Sistem manajemen informasi komputer Rusia

MAX-1000 / plus sistem kontrol terdistribusi

Sistem kontrol terdistribusi EDPF dari Guodian Zhishen

Sistem kontrol terdistribusi Honeywell TPS

Sistem kontrol terdistribusi Toshiba

Sistem kontrol terdistribusi Luneng 2000

Simulasi sistem kontrol terdistribusi TCS-3000 dan stasiun pemantauan pada sistem gardu induk

2.2.2. Berbagai cara untuk mewujudkan sistem DCS

2.2.2.1. Mode DPU virtual 1: perangkat lunak terjemahan yang sesuai dikembangkan dengan mengenali teks elektronik dari konfigurasi logika kontrol DCS dan konfigurasi antarmuka. Tingkat simulasi sistem DCS-nya tinggi (1:1), masa konstruksinya singkat, dan mudah untuk ditingkatkan. Untuk sebagian besar sistem kontrol dalam negeri, pada dasarnya kami menggunakan metode ini.

2.2.2.2. Mode DPU virtual 2: mode ini bertujuan untuk mengonversi bagian logika kontrol dari DCS, sedangkan bagian antarmukanya melibatkan pengadaan perangkat lunak/perangkat keras antarmuka operasi yang sebenarnya dari produsen DCS, dan selanjutnya kami mengembangkan antarmuka yang sesuai c perangkat lunak komunikasi.

2.2.2.3. Mode simulasi insentif: model proses menerapkan mode pengembangan, dan bagian DCS membeli peralatan DPU yang sebenarnya dari produsen DCS serta berkomunikasi dengan model proses. Metode ini tidak hanya dapat melatih personel operasional, tetapi juga melatih personel konfigurasi termal.

2.2.2.4. Metode pengembangan tradisional: menggunakan data DCS yang disediakan oleh pengguna, memanfaatkan platform pengembangan STAR-90 kami, serta menerapkan metode pemodelan modular dalam proses pengembangan; hasilnya konsisten dengan kondisi sebenarnya.

 

3. Fungsi utama sistem simulasi

3.1. Perangkat lunak fungsi platform pelatih

Perangkat lunak fungsi pada platform guru merupakan perangkat lunak yang dirancang untuk meningkatkan efisiensi pelatihan dan mendukung kegiatan pengajaran. Platform guru dalam sistem simulator STAR-90 menawarkan berbagai fitur yang fleksibel.

Memuat model;

Kondisi pemuatan awal;

Akses kondisi awal (total dapat disimpan sebanyak 200, dan jumlahnya dapat diperluas);

Model pembekuan dan model pencairan;

Tambahkan gangguan simulasi pada pembangkit listrik;

Tambahkan operasi lokal pembangkit listrik dan ubah parameter batas. Hal ini juga dapat ditambahkan sebagai gangguan;

Model akselerasi dan deselerasi, a. Akselerasi dan deselerasi lokal adalah 0–10 kali, B. semuanya adalah 0–10 kali;

Ulangi: waktu bersifat opsional;

Kembali: waktu bersifat opsional;

Tampilan kurva parameter (dibagi menjadi tampilan multi-jendela dan tampilan satu jendela);

Catatan acara;

Cuplikan (titik pemompaan ke penyimpanan), a. Manual, B, otomatis, C, interval waktu variabel;

Tampilan daftar model;

Pemantauan parameter model;

Kegagalan instrumen;

Evaluasi kinerja siswa;

Periksa status panggilan;

Diagnosis peralatan panel;

Diagnosis peralatan panel dapat mewujudkan pengujian dan diagnosis terhadap seluruh peralatan keras di ruang kendali utama simulator. Sebelum pelatihan dimulai setiap hari, insinyur perangkat keras atau pelatih harus memeriksa peralatan dial di ruang kendali. Setiap dial dapat diuji secara mandiri. Konten pengujian terutama meliputi:

-Periksa semua lampu indikator, termasuk pelat lampu;

-Uji semua indikator analog;

-Uji semua peralatan input analog;

-Uji semua sakelar dan tombol panel;

-Uji semua peralatan tampilan digital;

Distribusi parameter dari perekam yang dipasang pada cakram;

Tampilan diagram batang;

Kelompok kesalahan simulasi pembangkit listrik telah ditambahkan.

 

3.2. Perangkat lunak simulasi komputer untuk kontrol proses (DCS, perangkat lunak simulasi stasiun operator DEH)

Dengan asumsi bahwa pengguna dapat menyediakan teks elektronik yang dapat dikenali, pilihan pertama untuk perangkat lunak simulasi antarmuka stasiun operator DCS adalah mode konversi terjemahan, diikuti oleh mode konfigurasi tradisional. Perangkat lunak ini merupakan sebuah aplikasi yang berjalan pada stasiun operator simulasi. Setiap stasiun operator Simulasi DCS menjalankan perangkat lunak simulasi yang sama, yang dikombinasikan dengan perangkat lunak model matematika kontrol termal untuk sepenuhnya mewujudkan semua fungsi dari stasiun operator DCS unit sebenarnya.

Perangkat lunak simulasi antarmuka stasiun operator DCS dapat mewujudkan fungsi-fungsi berikut: tampilan layar proses sistem pemantauan konfigurasi; jendela pop-up sistem pemantauan konfigurasi; diagram batang sistem pemantauan konfigurasi; tampilan layar, mode operasi melalui mouse atau keyboard, mode pop-up sub-jendela, mode penyegaran data, serta tampilan kurva dan diagram batang—semua fungsi stasiun operator tersebut selaras dengan stasiun operator DCS yang sebenarnya pada unit nyata; nomor I/O, nama, dan metode identifikasi sesuai dengan stasiun operator DCS yang sebenarnya pada unit nyata; nama rangkaian kontrol dan logika kontrol juga selaras dengan stasiun operator DCS yang sebenarnya pada unit tersebut. Teknologi HMI virtual digunakan untuk mensimulasikan antarmuka stasiun operator DCS.

 

3.3. Implementasi Simulasi DCS

Mode transformasi merupakan pilihan utama untuk simulasi DCS, yaitu pihak pemberi tender menyediakan konfigurasi logika kontrol dan konfigurasi tampilan yang dapat diidentifikasi, serta perangkat lunak transformasi yang dikembangkan oleh pihak penawar digunakan untuk mewujudkan simulasi transformasi sistem DCS.

Gagasan desain yang paling populer dalam sistem kontrol DCS adalah konfigurasi blok fungsi, yang sepenuhnya sejalan dengan gagasan pemodelan modular STAR-90. Sebagai contoh, sistem Foxboro I/A memiliki perpustakaan kode fungsi; sistem TXP dari ABB dan Siemens juga dilengkapi dengan perpustakaan algoritma grafis dan perpustakaan algoritma teks; sementara sistem XDPS memiliki perpustakaan blok fungsi standar yang telah ditentukan sebelumnya. Setiap kode fungsi, blok, atau algoritma menyelesaikan suatu perhitungan atau fungsi tertentu, dan strategi kontrol aktual di lapangan dihubungkan melalui konfigurasi-konfigurasi kode fungsi, blok, atau algoritma tersebut. Sistem pendukung STAR-90 sendiri memiliki perpustakaan algoritma pembangkit listrik, perpustakaan algoritma umum, serta perpustakaan algoritma kontrol. Model matematis masing-masing pembangkit listrik dan model matematis sistem kontrol dikonfigurasikan menggunakan algoritma-algoritma ini, sehingga para pemodel tidak perlu lagi melakukan pemrograman secara manual. Inilah keunggulan pemodelan modular dalam lingkungan simulasi terintegrasi STAR-90, sekaligus menyediakan sarana untuk konversi otomatis model kontrol.

 

Dalam hal transformasi, diperlukan suatu prototipe. Artinya, harus tersedia dokumen elektronik yang memadai dan bersifat kognitif mengenai strategi konfigurasi DCS yang sebenarnya, seperti dokumen teks, dokumen basis data, dan sebagainya. Hal ini perlu dinegosiasikan atau dilakukan kerja sama dengan pihak penyedia DCS. Penyedia DCS hanya dapat menyediakan dokumen yang memuat informasi tersebut untuk melaksanakan transformasi. Dalam dokumen-dokumen tersebut, harus dibaca isi berikut: identifikasi setiap modul, algoritma yang digunakan, siklus eksekusi, urutan eksekusi, hubungan referensi antar modul, dan sebagainya. Dengan informasi-informasi ini, kebijakan konfigurasi DCS yang sebenarnya dapat secara otomatis dikonversi menjadi model sistem kontrol STAR-90.

Selain itu, jika metode tampilan halaman persis sama dengan gambar konfigurasi DCS yang sebenarnya, maka konten berikut harus disertakan: nomor halaman setiap modul, posisi koordinat pada halaman gambar, instance elemen yang digunakan, informasi koordinat sambungan, serta informasi batas halaman gambar, dan lain-lain. Dengan informasi ini, strategi konfigurasi DCS yang sebenarnya dapat secara otomatis diubah menjadi model kontrol dalam lingkungan pemodelan grafis STAR-90. Hasilnya memiliki efek visual yang sama dengan gambar konfigurasi DCS yang sebenarnya.

Untuk konversi layar LCD pada stasiun operator DCS, diperlukan pula dokumen teks atau basis data yang berisi konfigurasi gambar DCS yang sebenarnya, yang harus mencakup hal-hal berikut: konten statis dari gambar, termasuk grafik dan teks, serta sebagainya; serta konten dinamis dari layar, termasuk mode kontrol, konten tampilan dinamis, variabel kontrol atau label, dan sebagainya. Hal ini juga perlu dinegosiasikan dengan pihak pemasok atau pengguna DCS untuk dapat direalisasikan.

Secara singkat, jika simulasi sistem DCS direalisasikan melalui mode konversi, pihak pemesan wajib menyediakan dokumen elektronik dan informasi data yang diperlukan untuk pengembangan model serta perangkat lunak konversi antarmuka.

 

Simulasi sistem pemantauan komputer telah direalisasikan.

FOXBORO I / Sistem kontrol terdistribusi

Sistem kontrol terdistribusi WDPF OVATION dari Westinghouse

Sistem kontrol terdistribusi Siemens Teleperm-ME, XP

Sistem kontrol terdistribusi INFI-90 (N-90)

Sistem kontrol SYMPHONY, PGP, dan Procontrol P dari ABB

Sistem kontrol terdistribusi Hitachi HIACS-5000

Pembangkit listrik Xinhua XDPS-400 + sistem kontrol terdistribusi

Sistem kontrol terdistribusi HS2000 dari perusahaan Hollysys

Sistem pemantauan unit SOLAR

Sistem kontrol terdistribusi CETUNM

Sistem manajemen informasi komputer Rusia

MAX-1000 / plus sistem kontrol terdistribusi

Sistem kontrol terdistribusi EDPF dari Guodian Zhishen

Sistem kontrol terdistribusi Honeywell TPS

Sistem kontrol terdistribusi Toshiba

Sistem kontrol terdistribusi Luneng 2000

Sistem kontrol terdistribusi TCS-3000 milik Guodian Nanzi

 

4. Perangkat lunak stasiun operasi lokal

Untuk memastikan kelangsungan dan integritas proses pelatihan, stasiun operator lokal digunakan untuk secara selektif menempatkan item-item operasi di luar ruang kontrol utama unit sebenarnya dan yang berkaitan erat dengan proses start-up dan shutdown unit pada stasiun operator lokal. Mode konfigurasi perangkat lunak stasiun operator lokal sama dengan yang dijelaskan pada bagian 3.6, dan tampilan serta layar operasinya direpresentasikan dalam bentuk diagram alir proses produksi, yang mencakup peralatan sistem utama dan peralatan operasi lokal. Stasiun ini digunakan untuk mewujudkan tampilan dan operasi lokal selama pengoperasian. Perangkat lunak simulasi tersebut menerapkan mode kontrol proses perangkat lunak berjenjang tiga tingkat.

a. Tingkat menu sistem: menu sistem operasi lokal ditampilkan, dan nama diagram sistem disertakan dalam kotak menu. Operator hanya perlu mengklik kotak menu dengan mouse untuk memanggil bagan alir sistem yang sesuai.

b. Tingkat bagan alir sistem: pada layar bagan alir sistem, digunakan tanda-tanda khusus untuk menunjukkan bahwa sebagian peralatan merupakan peralatan operasi lokal, dan fungsi pemantauan serta pengendalian pada operasi lokal tersebut direalisasikan melalui penyegaran data, perubahan warna, dan transformasi grafis. Di area yang efektif, operator dapat mengklik area tersebut menggunakan mouse atau keyboard untuk melakukan operasi lokal. Pada saat itu, sebuah jendela dialog akan muncul di area yang dipilih pada diagram sistem, sehingga operator dapat melaksanakan kontrol operasi terhadap katup, motor, dan peralatan lainnya.

c. Tingkat kontrol dialog jendela: ketika sebuah jendela dialog muncul, peralatan operasi yang sesuai (sakelar, tombol, operator, dll.) beserta informasi statusnya akan ditampilkan di dalam jendela tersebut. Operator dapat melakukan operasi yang sesuai atau membatalkan operasi tersebut. Ketika operasi dikonfirmasi, bagan alir akan dipulihkan dan jendela akan ditutup. Pada saat yang sama, data dan gambar terkait dari titik operasi lokal akan diperbarui.

Mode operasi pada menu sistem—yaitu tingkat tunggal, tingkat bagan alir sistem, dan tingkat dialog jendela—memungkinkan operator dengan mudah melaksanakan fungsi pemantauan dan pengendalian melalui operasi lokal.

d. Teknologi realitas virtual 3D

Melalui produk terbaru yang telah ditingkatkan oleh perusahaan kami, yaitu teknologi adegan virtual 3D, kami tidak hanya dapat menelusuri adegan nyata dari seluruh pabrik, tetapi juga mengoperasikan peralatan dalam adegan tersebut dengan menggerakkan mouse, dan hasil operasi tersebut secara langsung memengaruhi kinerja simulator.

 

5. Perangkat lunak simulasi lingkungan untuk ruang kontrol utama

5.1. Simulasi audio dari ruang kontrol utama

Perangkat lunak driver untuk peralatan simulasi audio merupakan perangkat lunak aplikasi yang berjalan pada peralatan simulasi audio tersebut. Perangkat lunak driver ini dijalankan di ruang kendali utama dan menggunakan teknologi multimedia untuk memutar suara kebisingan lingkungan yang direkam dari pembangkit listrik sesungguhnya secara real-time, sesuai dengan kondisi operasional aktual dari model simulasi.

Simulasi audio di ruang kontrol utama bertanggung jawab atas pengelolaan peralatan simulasi audio. Ketika nilai proses dalam model simulasi berubah, perangkat lunak simulasi membentuk paket data sesuai dengan protokol komunikasi dan mengirimkannya ke komputer simulasi audio. Setelah komputer simulasi suara menerima paket data tersebut, komputer akan menganalisis dan memprosesnya, lalu memutar file suara latar belakang.

5.2. Simulasi monitor tingkat air

Perangkat lunak pengendali pada peralatan pemantauan level air merupakan suatu perangkat lunak aplikasi yang berjalan pada peralatan tersebut. Perangkat lunak ini menggunakan teknologi multimedia untuk menampilkan dan memperbarui layar tampilan peralatan pemantauan level air secara real-time sesuai dengan kondisi operasional aktual dari model simulasi.

Perangkat lunak simulasi pemantauan level air bertanggung jawab atas pengelolaan peralatan simulasi pemantauan level air. Ketika nilai proses level air dalam model simulasi berubah, perangkat lunak tersebut membentuk paket data sesuai dengan protokol komunikasi dan mengirimkannya ke komputer simulasi level air. Setelah komputer simulasi level air menerima paket data tersebut, komputer akan menganalisis dan memproses paket data tersebut, lalu mengendalikan tampilan level air.

5.3. Simulasi monitor nyala api

Perangkat lunak penggerak dari peralatan pemantauan nyala api merupakan sebuah perangkat lunak aplikasi yang berjalan pada peralatan pemantauan nyala api tersebut. Perangkat lunak ini menggunakan teknologi multimedia untuk menampilkan dan memperbarui layar tampilan peralatan pemantauan nyala api secara real-time sesuai dengan kondisi kerja aktual dari model tersebut.

Perangkat lunak simulasi pemantauan nyala api bertanggung jawab atas pengelolaan peralatan simulasi pemantauan nyala api. Ketika nilai proses nyala api dalam model simulasi berubah, perangkat lunak simulasi tersebut membentuk paket data sesuai dengan protokol komunikasi dan mengirimkannya ke komputer simulasi nyala api. Setelah paket data diterima oleh komputer simulasi nyala api, paket tersebut dianalisis dan diproses, kemudian file simulasi nyala api dijadwalkan.