Задача

Учебный виртуально-демонстрационный комплекс «Обслуживание, поиск неисправностей и техника безопасности газоперекачивающих агрегатов и технологического оборудования» разработан в рамках Программы повышения качества образования и подготовки кадров ПАО «Газпром»/ФГАОУ ВО «СПбПУ».

Цель – совершенствование образовательного процесса по профильным для ПАО «Газпром» направлениям подготовки в Высшей школе энергетического машиностроения Института энергетики СПбПУ.

VR-приложение направлено на обучение студентов Политеха работе с газоперекачивающими агрегатами компрессорных станций в соответствии с регламентами, технологическими и должностными инструкциями.

Виртуальный учебный комплекс позволяет моделировать работы при эксплуатации, поиске неисправностей и возникновении нештатных ситуаций на газоперекачивающем агрегате компрессорной станции и вспомогательном оборудовании (аппаратах воздушного охлаждения, сепараторах и пр.)

Виртуальная модель повторяет реальный объект ПАО «Газпром», а все учебные работы на нем соответствуют действующим регламентам. Реализованные учебные сценарии ориентированы на производственные функции машиниста компрессорной установки и сменного инженера компрессорной станции.

Решение

Виртуальная лаборатория представляет собой 3D-модель газоперекачивающего агрегата компрессорной станции с интерактивными инструментами управления и комплекс обучающих программ, позволяющих эффективно обучать студентов обслуживанию ГПА, поиску неисправностей и технике безопасности на объекте.

Прототипом виртуальной станции стал один из типовых газоперекачивающих агрегатов Taurus 60S (станционный номер ГПА-3) компрессорной станции (КС) «Северная», входящей в Северное линейное производственное управление магистральных газопроводов компании ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург».

На основе физических объектов (технологической трубопроводной обвязки, запорно-регулирующей арматуры, блоков, узлов, деталей ГПА) – их текстовых и иллюстрированных описаний, фото- и видеоматериалов, а также непосредственных осмотров комплекса – были спроектированы интерактивные 3D-модели газоперекачивающего агрегата с виртуальным окружением, выполнена программная реализация виртуального пространства и разработаны типовые сценарии обслуживания ГПА КС «Северная».

Реалистичные 3D-модели выполнены с высокой степенью детализации. В виртуальном пространстве представлен весь комплекс технологического оборудования ГПА: ангар с размещенными в нем газотурбинным двигателем и центробежным компрессором, центр управления агрегатом, система пожаротушения, системы вентиляции и отопления, а также внешние трубопроводы технологического и топливного газа и буферного воздуха, дренажные трубопроводы. Рядом с ангаром расположена эстакада воздухозаборного устройства с аппаратом воздушного охлаждения масла и системой утилизации тепла.

Финальный вид виртуальной модели

Внутренняя часть ангара ГПА. Турбоблок

ГПА при срабатывании газовой противопожарной сигнализации

Центр управления

Баллоны системы пожаротушения

Воздухозаборное устройство газотурбинного двигателя

Таблички на фасаде ГПА для обозначения состояний агрегата

Previous Next

Обучающие VR-программы построены на основе технологических регламентов, маршрутов обхода и алгоритмов работы машиниста реального ГПА-3 КС «Северная». Сценарии действий пользователя подготовлены сотрудниками Высшей школы энергетического машиностроения Института энергетики СПбПУ. Они ориентированы на производственные функции машиниста компрессорной установки и частично – сменного инженера КС. Система мониторинга заданий отслеживает и визуализирует процесс выполнения сценариев. Для лучшего погружения в виртуальную реальность разработана система звукового сопровождения.

В основе приложения лежит принцип кроссплатформенности. Разработаны две версии ПО, одна – для использования с VR-комплектом (VR-очки, манипуляторы), другая – для обычных ПК со стандартными устройствами ввода (клавиатура, мышь).

Значение проекта

Благодаря работе в VR-лаборатории студенты научатся не только выполнять инструкции, но и получат представление о механических, тепловых и газодинамических процессах, протекающих в оборудовании при различных управляющих воздействиях.  В роли виртуального машиниста ГПА обучающиеся смогут понять причинно-следственные связи между своими действиями и реакцией оборудования, и в дальнейшем самостоятельно определять степень отклонения систем от регламентного состояния и ранжировать последовательность необходимых действий.

VR-приложение позволяет обучаться дистанционно, исключает риски травматизма при проведении обучения, помогает уменьшить сроки адаптации выпускников на новом месте работы в подразделениях ПАО «Газпром» и в целом повышает конкурентоспособность выпускников Политеха на рынке труда.

Детали

Сценарии охватывают регламентный обход ГПА в резерве, подготовку ГПА к пуску, пуск ГПА, нормальный, ускоренный и аварийный остановы ГПА, работу системы предупредительной сигнализации и действия персонала при ее срабатывании, обслуживание ГПА и вспомогательного оборудования, порядок действий в случае отклонения от нормы допускаемых параметров при нештатных ситуациях. Для каждого сценария при запуске генерируется уникальный набор рабочих ситуаций.

Примеры сценариев

Сценарий № 1. Регламентный обход ГПА, находящегося в резерве (горячий резерв)

Провести осмотр:

• Помещений блока системы газового пожаротушения.
• Выхлопной системы, дренажных емкостей.
• Воздухозаборного устройства с аппаратом воздушного охлаждения масла.
• Помещения центра управления агрегатом.
• Помещения ГПА, крановой обвязки ГПА.

Сценарий № 2. Подготовка ГПА к пуску

• Подготовка снаружи и внутри ГПА.
• Внешний осмотр и подготовка крановой обвязки ГПА.
• Подготовка выхлопной системы.
• Осмотр помещения блока пожаротушения.
• Проверку автоматов питания в помещениях ЦУА.
• Смена таблички «Резерв» на табличку «Работа».

В ходе выполнения работ обучающийся пользуется виртуальным планшетом с функциями отслеживания действий, сохранения отчетов о выполненной работе и возможностью перемотки времени.

Виртуальный планшет

Технологии