سيستم کنترل مجازی(VCR) سيستم آموزش دهنده فرآيندی (OTS)

• سيتم آموزش دهنده مجازی يا (OTS) چيست؟

در اين سيستم يك سيستم كنترل مجازي به گونه‌اي طراحي مي‌گردد كه دقيقاً مشابه سيستم كنترل واقعي بوده و كاربر قادر است تا در آن عملكردهاي يك سيستم كنترل واقعي را انجام دهد.

شبيه‌ساز‌هاي آموزشي(OTS)  و مهندسي اتاق کنترل مجازي  (VCR)، با هدف آموزش پرسنل واحد در خارج از اتاق كنترل واحد، و مطالعات متنوع مهندسي، بهينه سازي و افزايش ظرفيت و رفع تنگنا طراحي مي‌گردند. در اين سيستم يك سيستم كنترل مجازي به گونه‌اي طراحي مي‌گردد كه دقيقاً مشابه سيستم كنترل واقعي بوده و كاربر قادر است تا در آن عملكردهاي يك سيستم كنترل واقعي را انجام دهد.

در يك سيستم OTS و VCR كاربر امكان مي‌يابد تا همانند يك سيستم كنترل واقعي، تنظيمات كنترلرهاي واحد و شرايط عملكرد تجهيزات را مشاهده كرده و با تغيير هر يك از آنها، تاثير آن را بر روي شرايط ديگر تجهيزات به صورت ديناميکي مشاهده نمايد. اين سيستم همانند يك سيستم كنترل واقعي، شرايط و آلارمهاي واحد را در هر لحظه چك كرده و در صورتي كه هر يك از شرايط Inter Lock ها به وقوع بپيوندد، همانند يك اينترلاك واقعي عمل كرده و طبق جدول وظايف اينترلاك‌ها، شروع به از كاراندازي تجهيزات در شرايط بحراني كرده و در صورت لزوم, شروع به اجراي فرايند از كار اندازي واحد در شرايط اضطراري يا ESD مي نمايد.

همچنين كاربر در اين سيستم قادر است تا همانند يك اتاق كنترل واقعي، اقدام به راه اندازي يا SU از كار اندازي يا  ESD، و كنترل واحد در حال كار نمايد.

پروژه‌های انجام شده

• طراحي و ساخت سيستم اتاق کنترل مجازي واحد LPG Recovery - شركت پالايش نفت تبريز
• طراحي و ساخت سيستم اتاق کنترل مجازي - پالايشگاه گاز پارسيان- پتروشيمي بيستون كرمانشاه
• طراحي و ساخت سيستم اتاق کنترل مجازي - شركت پالايش گاز سرخون و قشم
• طراحي و پياده‌سازي سيستم شبيه ساز آموزش دهنده واحد تقطير در خلاء، و تقطير اتمسفريك- شركت پالايش نفت آبادان
• طراحي و ساخت سيستم اتاق کنترل مجازي واحدهای پالايشگاه گاز پارسيان - شركت پالايشگاه گاز پارسيان
• طراحي و ساخت سيستم اتاق کنترل مجازي واحدهای كارخانه گاز و گازمايع 1200

• آشنايي با سيستم OTS

شبيه‌ساز‌هاي آموزشي (OTS) و مهندسي اتاق کنترل مجازي (VCR)، با هدف آموزش پرسنل واحد در خارج از اتاق كنترل واحد، و مطالعات متنوع مهندسي، بهينه سازي و افزايش ظرفيت و رفع تنگنا طراحي مي‌گردند. در اين سيستم يك سيستم كنترل مجازي به گونه‌اي طراحي مي‌گردد كه دقيقاً مشابه سيستم كنترل واقعي بوده و كاربر قادر است تا در آن عملكردهاي يك سيستم كنترل واقعي را انجام دهد.

در يك سيستم OTS و VCR كاربر امكان مي‌يابد تا همانند يك سيستم كنترل واقعي، تنظيمات كنترلرهاي واحد و شرايط عملكرد تجهيزات را مشاهده كرده و با تغيير هر يك از آنها، تاثير آن را بر روي شرايط ديگر تجهيزات به صورت ديناميکي مشاهده نمايد.

• ضرورت استفاده از OTS چيست؟

اين مجموعه‌ متشکل از سيستم هاي سخت‌افزاري و نرم‌ا‌فزاري است که مي‌تواند عملکرد يک سيستم فرايندي را شبيه سازي نمايد. اغلب سيستم هايي که بدين وسيله شبيه سازي مي شوند، داراي پيچيدگي‌هاي خاصي هستند که لازم است افراد قبل از شروع به کار، نسبت به آنها شناخت پيدا کنند. همچنين در بيشتر موارد، سيستم‌هايي شبيه سازي مي‌شوند که اشتباهات انساني در آنها سبب وارد آمدن خسارات سنگين مي شود. اشتباهات انساني در بيشتر موارد در قالب تصميمات بدون مطالعه و عدم شناخت کافي ظاهر مي­گردد.

يکي از مزاياي اين سيستم پياده ­سازي مجازي سيستم ­هاي کنترلي DCS و يا FCS مي­باشد که اين مي­‌تواند افق مربوط به مجهز کردن سيستم­ هاي نيوماتيک قديمي پالايشگاه­ هاي کشور به سيستم ­هاي کنترلي جديد از قبيل DCS، FCS و APC(Advanced Process Control) را هموار سازد.

از اواسط دهه 1970 صنايع فرايند هيدروکربني (HPI) استفاده از OTS را با شبيه سازهاي آنالوگ و ديجيتال آغاز کرده‌اند. پيشگيري از وقوع حوادث ناشي از خطاي انساني از اهداف اصلي HPI، در اين دوره بوده است. تحقيقات به عمل آمده در اين زمينه نشان مي‌دهد که در صورت استفاده از OTS در HPI، تلفات و خسارات کاهش پيدا کرده و علاوه بر کاهش تعداد از کار افتادگي (Shut Down) هاي واحد، بازه زماني تعميرات اساسي (Overhaul) لازم در فرايند افزايش خواهد يافت.

امروزه با افزايش نسبت توانايي به هزينه در کامپيوترها، محدوديت کمتري براي توسعه روش‌هاي آموزش با OTS و مطالعات مهندسي با VCR وجود دارد. درصورتيکه واحدهاي عملياتي جديد داراي ابزارهاي لازم براي آموزش پرسنل نباشند، استفاده از OTS به عنوان گزينه نخست براي آموزش افراد مطرح مي‌شود و از VCR براي تحليلي و رفع تنگناها استفاده مي­‌شود. اگرچه آموزش پرسنل در واحد واقعي، يکي از اجزاي مهم برنامه آموزشي است، ولي آموزش افراد براي شرايط بحراني و حالت هاي فوق العاده به جز استفاده از OTS به روش ديگري ممكن نيست، زيرا در حالت واقعي ايجاد چنين شرايطي براي واحد غير ممکن و نامعقول مي باشد.

نرم افزار‌هاي جديد آموزشي اين قابليت را دارند که علاوه بر استفاده در زمينه آموزش، مورد استفاده مهندسين نيز قرار گيرند. به طور مثال برخي از سيستم هاي OTS وجود دارند که عليرغم اينکه هدف اصلي طراحي آنها آموزش پرسنل بوده است، ولي استفاده از آنها در زمينه مهندسي فرايند به حدي سودمند بوده که عملاًٌ هزينه خريد آن را جبران نموده است.

امروزه شبيه‌سازهاي  Real–Time Dynamic Simulatorبه عنوان بهترين وسيله آموزشي براي آموزش پرسنل محسوب مي شوند زيرا اين شبيه ساز ها قادرند هر گونه شرايط عملياتي را که در حالت واقعي ممکن است روي دهد بصورت مجازي شبيه سازي نمايند. اين شرايط عملياتي شامل راه اندازي، از کار اندازي، شرايط عادي و همچنين شرايط بحراني است. در سيستم هاي مذکور اين امکان وجود دارد که با استفاده از تمرين‌هاي استاندارد, عکس العمل هر يک از پرسنل را در مقابل شرايط خاص ايجاد شده ثبت و ارزيابي نمود.

علاوه بر مزاياي عنوان شده، شبيه سازهاي آموزشي هزينه هاي آموزش پرسنل را به طور چشمگيري کاهش مي‌دهند. با استفاده از OTS،  اپراتورها قادرند در يک زمان محدود، شرايط عملياتي متعددي را تجربه کنند و حتي آموزش پرسنل مي تواند پيش از راه اندازي واحد انجام گيرد. با نظارت کامل بر اپراتورها در حين آموزش، خطاهاي پرسنل کاهش مي يابد و به همين ترتيب تعداد Shut Down ها کاهش يافته و بنابراين روند توليد و فراورش, پايدار و باثبات خواهد شد.

در چند دهه اخير از OTS به عنوان بهترين روش آموزش در صنايع هوا فضا، انرژي اتمي، خطوط هوائي و نظامي استفاده مي شود. علاوه بر مواردي که لزوم استفاده از OTS توسط دولت‌ها به صورت قانون درآمده است، برخي از شرکت هاي دولتي و خصوصي براي آموزش پرسنل خود در شرايط ايمن از OTS استفاده مي کنند.

• مزايای سيستم OTS چيست؟

مزاياي كلي سيستم هاي اتاق کنترل مجازی (VCR) و فوايد اقتصادي آن در ادامه به طور خلاصه ليست شده است:

•     استفاده بهينه از ظرفيت واحدها
•     كاهش زمان و هزينه آموزش
•     امکان مطالعات و تحقيقات بر روي فرايند با هزينه کمتر، تست تصميمات قبل از اعمال به فرآيند
•      ايجاد شناخت از سيستم هاي كنترل (حلقه­‌هاي کنترلي و عملکرد Interlock­ها)
•     افزايش ايمني واحد با كاهش خطاهاي انساني
•     قضاوت در مورد صحت عملكرد دستگاه‌هاي اندازه گيري با استفاده از داده‌هاي محاسبه شده توسط شبيه ساز
•     بهبود مديريت فرايند
•     افزايش ايمني در فرايند
•     كاهش هزينه‌هاي واحد با كاهش تعداد از كاراندازي‌هاي اضطراري ESD
•     شناسايي نقاط گلوگاهي از طريق مطالعات موردي
•     افزايش سودآوري واحد با كاهش محصولات Off Spec
•     آموزش پرسنل جديد الورود
•     افزايش قابليت­هاي پرسنل و افزايش اعتماد به نفس در آنها
•     حفظ و ارتقاء تجربيات پرسنل
•     آموزش مفاهيم كلي فرايند
•     آموزش پرسنل براي كار در يك واحد جديد و يا مشابه
•     افزايش كارائي افراد در حال کار در واحد
•     ارزيابي عملکرد سيستم هاي کنترل کننده فرايند
•     آموزش و تمرين روند راه اندازي / از کار اندازي تجهيزاتShut down) / (Start up
•     جلوگيري از بروز استرس در پرسنل با آموزش شرايط بحراني بدون ايجاد خطر در فرآيند و افزايش عكس العمل پرسنل در هنگام ايجاد شرايط اضطراري
•     امكان افزايش سرعت شبيه سازي فرايند و در نتيجه افزايش سرعت عكس العمل اپراتور در مقابل رويدادهاي پيش بيني نشده
•     سامان دهي آموزش پرسنل و مديريت منسجم آن

لینک های مرتبط:

• سامانه نرم افزاری PEMSYS
• تهیه سامانه مانیتورینگ انرژی، مواد و داشبرد مدیریتی تولید
• شبیه ساز پایا و پویای شبکه انتقال گاز (GPNS)
• سيستم جامع طراحی و محاسبات شبکه‌های گازرسانی (GPNET)
• نرم‌افزار بهينه‌ساز شبکه های انتقال گاز (GNOS)
• نرم‌افزار بهينه‌ساز ايستگاه تقويت فشار گاز (CSOS)
• سامانه پيش‌بينی مصرف گاز روزانه کشور (GLFS)
• نرم‌افزار نظام لوله‌کشی گاز (NGPS)
• نرم‌افزار تخمين خواص ترموديناميک در خطوط انتقال گاز (GTCS)
• تهیه سیستم شبیه ساز فرآیندی و آموزشی اپراتور اتاق کنترل مجازی فرآیندی
• سامانه مدیريت عملکرد فرآيندی و داشبورد مدیريتی
• سامانه پايش سيستم جامع محيط زيست گاز (PEMSYS)