Поиск:
г.Тамбов, ул. Ленинградская 1
Наши партнеры


Сегодня: 15 декабря 2018 г.
Время:     19 ч. 32 мин.

МАТЕРИАЛЫ
межрегиональной научно-практической конференции
"Информатизация системы образования Тамбовского региона"

Чаукин Юрий Викторович
ГОУ ВПО "Тамбовский государственный технический университет"
Магистр технических наук, аспирант

Информационная система для обучения студентов
химико-технологического профиля

Введение
На кафедре "Автоматизированное проектирование технологического оборудования" ТГТУ ведется работа по созданию информационной системы, позволяющей оценивать уровень знаний студентов химико-технологического профиля и дающей возможность приобретения практических навыков управления технологическими схемами химических предприятий в штатных условиях и при возникновении нештатных и аварийных ситуаций. Основным компонентом данной системы является тренажерный комплекс, созданный в среде LabVIEW компании National Instruments.
Очень важно, чтобы у студентов были не только теоретические знания по изучаемой ими специальности, но и практические навыки, связанные с решением конкретных производственных задач. Этого можно достигнуть, применяя в процессе обучения системы, имитирующие работу конкретных технологических линий. Таким образом достигаются две цели: во-первых, более глубокое понимание изучаемого материала, так как изображение работы аппаратов в динамике зачастую более информативно, чем текстовые описания и статические иллюстративные материалы; и во-вторых, появляется возможность приобретения студентами практических навыков, необходимых в дальнейшей работе на производстве, без необходимости использования реальной аппаратуры, которая зачастую не доступна вовсе, либо ее использование связано с большими сложностями. Очевидно, что в таких случаях использование тренажеров является, практически, единственным способом дать студентам необходимые знания и навыки.

Структура информационной системы
Разрабатываемая система является комплексным решением, призванным повысить теоретические знания студентов в области технологических процессов химических производств, а также выработать практические навыки управления технологическими системами на предприятиях химического профиля. Структура разрабатываемой системы представлена на рис. 1.

Рисунок 1. Структура обучающей информационной системы
Информационная система включает 3 основных функциональных модуля:
1) Модуль тестирования реализует функции проверки теоретических знаний обучаемого в области химической технологии, а также знание технологических процессов, использующихся в тренажерном модуле.
2) Тренажерный модуль, предназначенный для выработки практических навыков управления технологическими линиями гибких химико-технологических систем в штатных режимах, а также проверки правильности и своевременности действий оператора при возникновении внештатных и аварийных ситуаций.
3) Справочная система, включающая в себя файлы справок по работе с модулем тестирования и тренажерами, а также описания технологических процессов, используемых в тренажерах, и регламенты изготовления целевых продуктов.

Описание тренажерного модуля
Основным и наиболее сложным компонентом системы является тренажерный модуль, создаваемый в среде разработки LabVIEW. В основе входящих в его состав тренажеров лежат имитационные модели технологических процессов, представляющие собой сети задач, выполняемых оператором в рамках технологического процесса. Каждый технологический процесс в соответствии с регламентом разбивается на ряд элементарных действий, которые оператор должен последовательно или параллельно выполнить для достижения конечного результата - выпуска партии готового продукта. Пример фрагмента такой сети для одного из технологических процессов, реализованных в системе, представлен на рис 2.

Рисунок 2. Сеть задач для получения партии продукта (пигмент бордо)
Кроме сети задач имитационная модель включает ограничения, задающие нормальные условия протекания технологического процесса (температурный режим, объемы реагентов и пр.), основанные на технологическом регламенте для данного продукта, а также зависимости, моделирующие поведение аппаратуры и изменение ее параметров в зависимости от действий оператора (изменение объема реакционной массы при открытии клапанов, температурный режим и пр.). Разработанная таким образом имитационная модель реализуется в среде LabVIEW.
Передняя панель создаваемого таким образом виртуального инструмента является аналогом пульта управления технологическим схемы на химическом предприятии, оснащенном АСУ ТП. К ней предъявляется ряд требований, главным из которых является максимально возможное (в идеале - абсолютное) соответствие "виртуального пульта" интерфейсу пульта управления на реальном производстве. За счет этого может достигаться наиболее полное усвоение навыков управления технологическим процессом, а также предотвращение возникновения навыков, дающих отрицательный эффект при переходе в реальные условия.
Разрабатываемая система может использоваться на любом персональном компьютере под управлением ОС Windows при наличии на нем среды National Instruments LabVIEW или LabVIEW Run-Time Engine.

Внедрение и развитие решения
В настоящее время информационная система активно используется при подготовке студентов специальности "Машины и аппараты химических производств" в ТГТУ. Отдельные модули системы переданы для обучения персонала химико-технологических систем ОАО "Пигмент", г. Тамбов. В дальнейшем предполагается реализовать возможность модульной разработки тренажеров на базе уже готовых стандартных узлов и элементов с указанием параметров обслуживаемых аппаратов и особенностей реализации технологического процесса (объем аппарата, объемы реагентов и их наименования, температурный режим и др.). Это позволит оперативно разрабатывать новые тренажеры даже при отсутствии навыков программирования.
Новости
14.11.2007 Конференция!


17.10.2007Внимание конкурс!


01.09.2007Поздравляем всех с 1 сентября!
Ждем Вашего активного участия в работе Клуба в новом учебном году!


22.06.2007Итоги конкурса!


20.06.2007Добавлены новые мультимедийные учебно-методические материалы


16.04.2007


Визит А.А. Фурсенко

Министр образования и науки РФ Андрей Александрович Фурсенко


28.03.2007Внимание конкурс!


24.11.2006В ТРЦ ФИО состоялся выпуск юбилейного 5000-го слушателя


21.11.2006Итоги конкурса!


01.11.2006


Фотоальбом
Видеофильм

Семинар


10.10.2006Внимание конкурс!


05.09.2006


Фотоальбом
Видеофильм

Торжественное открытие клуба


01.07.2006Запуск сайта


15.06.2006Начало работы над сайтом



Вход для редакторов
Copyright © ТГТУ, 2006 г.
Сейчас на сайте посетителей - 2