Стенд-тренажер виртуальный «Газоперекачивающий агрегат компрессорной станции», ТС-ГПА-КС

Виртуальный тренажер предназначен для изучения конструкции ГПА, особенностей работы с программируемым логическим контроллером и освоения типовых системам автоматического управления с использованием виртуальной модели газоперекачивающего агрегата Ладога 32. Тренажер представляет собой виртуальный аналог реального газоперекачивающего агрегата. Тренажер предусматривает работу с виртуальным ПЛК ОВЕН и программирование контроллера в среде CodeSys.

Функционал программного обеспечения тренажера:

• осмотр виртуального стенда в целом и его отдельных модулей;
• получение информации о стенде в целом и модулях;
• выполнение набора действий для выбранной лабораторной работы и эксперимента;
• программа должна моделировать работу агрегата для данной работы и выводить информацию на виртуальные индикаторы и измерительные приборы;
• механизм обмена данными во внутреннем формате устройства или системы и преобразующий эти данные в формат OPC;
• вывод сообщений об ошибках при наборе схем и порядке выполнения работ;

Тренажер содержит 3D модель компрессорной станции, созданную на основе реального объекта.

Включает в себя следующие виртуальные 3D-модели:

• газотурбинная установка (турбо-блок);
• центробежный газовый компрессор (центробежный нагнетатель) – нагнетатель природного газа;
• комплексная система автоматического управления, включая систему противопомпажного регулирования ЦБК;
• комплексное воздухоочистительное устройство (ВОУ);
• система электроснабжения;
• контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИПиА);
• система автоматического управления (САУ).

Перечень изучаемых режимов работы ГПА

1. Горячий резерв – на ГПА выполнены и непрерывно поддерживаются все предпусковые условия, которые обеспечивают его немедленный автоматический запуск от кнопки «Пуск» или по сигналу АСУ ТП
2. Резерв – на ГПА выполнены и непрерывно поддерживаются предпусковые условия, обеспечивающие запуск не позднее 2 ч после поступления команды
3. Техническое обслуживание – ГПА находится в работоспособном состоянии, но на нем производятся операции техобслуживания
4. Ремонт – ГПА находится в неработоспособном состоянии и на нем производятся плановые или внеплановые ремонтные работы

Описание системы управления ГПА

САУ ГПА должна иметь в своем составе датчики технологических величин и собирать параметры турбины и газа такие как:

• температура атмосферного воздуха;
• температура после компрессора;
• давление после компрессора;
• температура перед компрессором;
• давление газа на входе газового компрессора;
• давление газа на выходе газового компрессора;
• температура газа на входе газового компрессора;
• температура газа на выходе газового компрессора;
• температуры и их разность на выходе из ГТУ;
• расход топливного газа;
• частота вращения роторов турбин;
• частота вращения ротора газового компрессора;
• частота вращения ротора пускового устройства.

САУ ГПА должна обеспечивать двухсторонний обмен данными между виртуальным ПЛК и системой сбора данных и оперативного контроля при помощи технологии OPC. Функции управления:

• автоматическая реализация динамических режимов (перевод ГПА из одного статического режима в другой по заданному алгоритму по команде оператора (в местном режиме управления) или при срабатывании ограничительной уставки или аварийной защиты.

Функции регулирования:

• стабилизация основных технологических параметров, таких как давление, расход,отношение давлений ЦБК;
• регулирование частоты вращения роторов, включая автоматическое поддержание частоты вращения ротора ЦБК, в соответствии с заданием диспетчера (оператора);
• ограничительное регулирование при достижении параметрами ГПА предельных значений;
• защита от ошибочных действий.

Функции противоаварийной защиты ГПА:

• непрерывный анализ технологических процессов для выявления аварийных ситуаций;
• включение соответствующей аварийной защиты при достижении каким-либо параметром недопустимого значения;
• экстренный аварийный останов со стравливанием газа из контура ЦБК по упрощенному алгоритму.

Информационные функции:

• сбор информации с датчиков;
• автоматический оценочный расчет в масштабе реального времени ряда косвенных параметров ГПА (отношение давлений, средняя температура газа за силовой турбиной, расход топливного газа, помпажный запас, КПД, мощность и др.), участвующих в регулировании;
• представление оператору аварийно-предупредительной сигнализации.

Управление 3D-моделью газоперекачивающего агрегата осуществляется с помощью SCADA-системы.