杜邦从2004年开始积极跟踪运营商的业绩,几年前开始注意到一个明显的发展趋势。他们的运营商业绩正在下降,这个问题与越来越多的运营商只有不到三年的经验相吻合。
认识到需要改进他们的操作人员培训方法,杜邦开始创建一个操作人员培训模拟(OTS)系统,该系统结合了公司专有的模拟技术和西门子SIMIT模拟软件的能力,以获取有经验的工人的知识,更好地为操作人员应对事件做好准备。杜邦™TMODS使用化学工程原理来模拟真实运行的化工厂,并连接到离线DCS进行工艺配置开发、评估和培训。
在2018西门子自动化峰会上,与会者重点介绍了这一组合系统的持续开发。杜邦公司位于得克萨斯州奥兰奇市的萨宾河工厂的拉梅什·科姆和阿里尔·o·巴尔加斯分享了该项目如何在萨宾试点,以便推广到其他工厂的细节。
Vargas表示:“我们的目标是在2 - 3周内提供3 - 5年的操作经验。“我们希望这个系统既可以作为罕见事件的复习培训,也可以作为一种方法,在实时下载系统(这些变化)之前评估控制变化。”
杜邦为OTS的持续发展制定了路线图,首先是一个前期工作阶段,该阶段结合了模型所需的概念和OTS的硬件设置。这个阶段用于描述训练场景,定义模拟的范围,确定需要模拟的区域和单元,对OTS的保真度达成一致,并确定创建成功的系统需要什么样的硬件。
关于杜邦™TMODS与SIMIT在前期工作阶段的协调,Kommu指出,尽管杜邦™TMODS提供了深入的细节(即,其高保真模型准确地匹配实际的植物行为),但他们不想模拟整个植物。相反,他们决定将重点放在与OTS发展相关的三个核心领域。他们将仿真模型分为反应堆模型、后模型和前模型,并通过桥梁模型将三者连接起来。
Kommu表示,由于能够将一个工厂划分为特定的操作区域,较小的模型被放置在SIMIT中,从而允许使用杜邦™TMODS模型来开发操作人员将接受培训的事件。他说:“我们将simit和杜邦™tmods结合起来,开发出完整的操作员训练站。”
在前期工作阶段之后,模型开发和OTS硬件设置同时进行。
Kommu表示,Sabine工厂这个项目模拟设置的主要工作“包括使用基于我们为热压罐操作完成的实际SIMATIC PCS 7项目的SIMIT,以及在杜邦™TMODS中完成的过程建模”。杜邦的OTS使用SIMIT来模拟信号、设备和植物响应;自动化控制器测试信号的输入和输出仿真;以及自动化软件的测试和调试。
硬件包括一个用于VMware ESXi服务器主机的HP ProLiant DL380服务器、一个西门子SCALANCE XR324-4M开关、一个西门子SIMIT虚拟控制器适配器、一个用于usb到以太网连接的AnywhereUSB盒,以及几个瘦客户机。
随着模型和硬件设置的完成,OTS的工作转向了通信设置、培训场景开发和周转,以用于实际操作人员培训。
Kommu表示,所有控制输出和设定值都来自西门子WinCC OPC服务器。过程变量通过OPC从杜邦™TMODSto PCS 7传递,SIMIT充当网关。虚拟控制器耦合用于在SIMIT中向/从PCS 7输入和输出传输数据,而OPC服务器耦合用于SIMIT和DuPont™TMODS之间的值通信。
“虚拟控制器非常容易设置和使用。从设备导出硬件配置并将其导入SIMIT意味着,在启动模拟时,不必手动启动虚拟控制器;或者当你激活播放按钮时,虚拟控制器也会启动,”瓦格斯说。“同样地,当你关闭模拟系统时,所有控制器都将关闭。”
在杜邦创建的杜邦™TMODS SIMIT Switch可视化中,单独的图表显示了信号如何通过SIMIT传入和传出模型。杜邦公司使用这种方法来测试设备、仿真系统和耦合之间的数据传输。
Kommu表示,在培训场景开发过程中,我们的想法是确定和描述操作人员的操作可能产生关键影响的过程事件。如:
•工厂关闭/创业;
•失去一台超压机;
•反应器压力联锁偏差;而且
•从一个挤出机到另一个挤出机的饲料偏差。
瓦尔加斯说:“训练场景可能很棘手,所以我们首先必须确定关注哪种类型的事件。”“然后我们决定如何为他们解决这些模型。”
为了展示杜邦公司用于测试操作员反应的OTS例子,巴尔gas和Kommu向西门子自动化峰会的与会者介绍了一个OTS的创建过程,该OTS代表了由于意外停机而导致的制冷机器的损失。Vargas说:“操作员对这种情况的正确反应需要重新启动辅助冰箱来保持温度。”
在创造这种场景时,巴尔加斯说:“你必须考虑你希望学员看到什么。考虑到这一点,我们不需要模拟所有内容—只模拟我们希望操作符关注的内容。即使操作员在OTS看到的屏幕是他们在工厂车间实际看到的屏幕的模拟,我们把操作员不应该关注的区域灰色化了。只有制冷系统的控制器会显示颜色。”
为了测试操作人员的反应,杜邦公司可以在对操作人员进行培训时模拟操作制冷机器的因素,如温度或控制器。
“杜邦™TMODS允许我们保存机器操作状态,因此我们可以从我们选择的任何状态开始进行模拟,”Vargas说。“我们也可以根据操作员的反应给他们打分。为此,我们首先捕获了专家操作人员对这些场景的反应,以设定基线。这激励培训中的操作员在继续培训时努力获得更好的分数。”