CC BY
194
УДК 378.147.026.7:621.3:004
КОМПЬЮТЕРНЫЙ ТРЕНАЖЕР СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
В.Я. Молочков; И.Д. Молочкова, Дальрыбвтуз, Владивосток
Описывается тренажерная программа с встроенным электронным учебником по судовой электростанции, решающая задачи индивидуальной подготовки и переподготовки по обслуживанию судовой электростанции.
Наиболее сложной системой на судне, за которую отвечает электромеханик, является судовая автоматизированная электроэнергетическая система (САЭЭС). Навыки работы с ней, доведенные до автоматизма, являются необходимым условием безаварийной работы.
Существует ряд тренажеров для приобретения таких навыков, например тренажер фирмы Ыогсоп^о!, который требует значительных площадей, имеет мало посадочных мест, используется сразу для нескольких специальностей, не обеспечивает дистанционной работы по сети, трудно доступен студентам в индивидуальном порядке, не имеет режима обучения и имеет значительную стоимость. Поэтому весьма целесообразна разработка компьютерных аналогов таких тренажеров с привязкой к конкретной специальности и возможности индивидуального пользования.
С учетом этих замечаний к разрабатываемому компьютерному тренажеру были предъявлены следующие требования:
- доступность программы и возможность индивидуального пользования обучающимся и повышающим квалификацию;
- кроме тестового режима тренажера, наличие обучающего режима в виде электронного учебника, ссылки на разделы которого происходят при обучающем режиме и неправильных действиях с электростанцией;
- наличие всех режимов работы электростанции и синхронных генераторов;
- возможность моделирования нагрузок судовой электростанции в различных режимах работы судна.
В результате проведенных исследований на кафедре «Электрооборудование и автоматика судов» разработан компьютерный тренажер, отвечающий поставленным требованиям.
Структурная схема компьютерного тренажера судовой автоматизированной электроэнергетической установки приведена на рис. 1.
Данная разработка учитывает требования, изложенные выше, и построена с применением программных средств для работы в среде Windows. Программа предназначена для выработки навыков повседневной эксплуатации электрических станций.
Программа выполнена на языке С++ с использованием Microsoft foundation classes (MFC 4.2).
Точная
Гоубая
Само-
синхронизация
Регулирование
нагрузки
Увеличение активной нагрузки
Уменьшение активной нагрузки
Изменение реактивной нагрузки
Вывод из работы -
При работе в параллель
Одиночная
Главы электронного учебника
Результаты
аттестации
Рис. 1. Блок схема компьютерного тренажера САЭЭС
Задачи, решаемые программой:
1. Имитация работы судовой электрической станции в различных режимах.
2. Выработка соответствующих сообщений об ошибках с последующим разъяснением последствий этих ошибок в реальной ситуации.
3. Предоставление пошаговых инструкций для обучения пользователя основным навыкам обслуживания судовой электростанции.
Программа «Судовая электростанция» позволяет воспроизводить следующие операции по обслуживанию судовой электростанции:
- ввод в работу, включение и выключение генераторов;
- изменение нагрузки, ввод генераторов в параллельную работу при различных режимах синхронизации;
- перераспределение активной и реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами;
- вывод из действия работающих генераторов.
Режимы работы программы позволяют: производить обучение с привитием навыков работы на электростанции, производить проверку приобретенных навыков и знаний. В режиме обучения выдаются
подсказки, позволяющие произвести ввод в действие и синхронизацию генераторов.
В обучающем режиме при совершении ошибочных действий пользователем (включение генератора в сеть при невыполненных условиях синхронизации, отключение при неснятой нагрузке и т.п.) выводится сообщение об ошибке и раздел справочной системы, в котором описаны последствия ошибки. Кроме того, в электронном учебнике можно подробно изучить все разделы по устройству и эксплуатации электростанции.
В справочную систему (рис. 2) включены описания режимов работы электростанции, описание способов синхронизации, инструкции по работе с программой, а также описания последствий ошибок.
Рис. 2. Справочная система программы
Структура программы позволяет производить дальнейшее усовершенствование, в частности, реализацию автоматизированного приема зачета, ведение статистики ошибок студентов и т.д. Взаимодействие пользователя с программой Программа выполнена с использованием стандартных элементов управления Windows, имитирующих органы управления генераторами электростанции. Внешний вид рабочей панели программы-тренажера в режиме точной синхронизации представлен на рис. 3.
Рис. 3. Внешний вид тренажера
Экран программы выполнен в виде диалогового окна Windows, в котором расположены элементы управления двух генераторов, панели синхронизации и распределительной секции.
Пользователь при помощи элементов управления генераторами изменяет параметры их работы (частоту, напряжение), включает и выключает нагрузку и т.д. В соответствии с этими изменениями изменяется мощность, ток и другие параметры электростанции в целом.
Справочная система программы включает в себя описание режимов работы электрических станций, методов синхронизации, а также указания по работе с программой, назначение органов управления и описания ошибок, возникающих при работе.
Возможны следующие варианты выбора синхронизации генераторов станции:
1. Точная синхронизация.
2. Грубая синхронизация.
3. Самосинхронизация.
Режим работы пользователя с программой:
а) Работа.
В этом режиме пользователь может производить в произвольном порядке все возможные действия с электростанцией: ввод генератора в работу, включение и отключение нагрузки, включение генераторов на параллельную работу, перераспределение нагрузки между параллельно работающими генераторами, отключение генераторов. В случае ошибочных действий выводится соответствующее сообщение и предлагается соответствующий раздел справочной системы.
б) Тренировка (обучение).
Режим предназначен для ознакомления пользователя с необходимой последовательностью действий при работе с программой. Элементы управления становятся доступными по мере выполнения необходимых действий. В процессе работы выводятся сообщения, которые описывают порядок действий при вводе генератора в работу, подключении нагрузки и при включении генераторов на параллельную работу. После выполнения всех необходимых действий все элементы управления становятся доступными и пользователь может совершать любые действия в произвольном порядке. В случае ошибочных действий выводится соответствующее сообщение и предлагается соответствующий раздел справочной системы.
Программа реализует стандартный механизм обработки сообщений Windows и MFC. Каждому элементу управления сопоставлена функция-обработчик, отвечающая за обработку сообщений, адресованных данному элементу управления (или группе элементов). При реализации переходных процессов используется таймер и функция обработки сообщений таймера.
В программе используются алгоритмы вычислений, позволяющие создать видимость работы электростанции в реальном режиме времени.
Библиографический список
1. Молочкова И.Д. Тренажерная подготовка: Метод. пособие. Владивосток: Дальрыбвтуз, 2006. 26 с.
2. Молочкова И.Д. Автоматизация судовой электростанции: Учеб. пособие. Владивосток: Дальрыбвтуз, 2006. 84 с.
3. Михайлов В.С., Чекунов К.А. Судовые электростанции и электродвижение судов: Учеб. пособие. Л.: Судовождение, 1973. 216 с.
