Сегодня в рубрике «Взгляд на проблему» представлен авторский взгляд начальника кафедры оперативно-тактической деятельности и техники Гомельского филиала Университета гражданской защиты МЧС Владимира Копыткова и главного специалиста управления материально-технического обеспечения МЧС Беларуси Андрея Дубовика.
В статье представлен разработанный и изготовленный на кафедре оперативно-тактическая деятельность и техника Университета гражданской защиты МЧС Беларуси тренажер, используемый для изучения алгоритмов и отработки практических навыков работы на центробежном насосе пожарной автоцистерны.
Для успешной борьбы с пожарами и их последствиями наряду с целым комплексом мер обеспечения пожарной безопасности необходимо решить задачу не только совершенствования пожарной техники, но и повышения эффективности работы на ней [1]. При овладении навыками работы на пожарных насосах всегда происходят нештатные ситуации: из-за незнания алгоритма включения (выключения) насоса; из-за невнимательности обучающихся; из-за их любопытства (“ а что будет если…”). Все это приводит не только к повышенному износу узлов и механизмов, но и преждевременному выходу из строя пожарного насоса.
По мнению экспертов в настоящее время работа на тренажерах наиболее востребована и получила ускоренное развитие при подготовке к деятельности в отраслях с высокими рисками, где особенно велика значимость человеческого фактора, где невозможно обучение на реально действующих объектах транспорта, оборонного комплекса, в работе по ликвидации чрезвычайных ситуаций, в медицине, энергетике [2]. За последнее десятилетие произошел большой скачок в развитии тренажеров различной направленности. Такие тренажеры позволяют значительно снизить конечную стоимость подготовки специалистов.
Современные автоматизированные системы управления различных технологических процессов представляют собой сложный программно-аппаратный комплекс, содержащий большое количество компонентов устройств и датчиков, контроллеров управления технологических процессов, станций операторов, информационных серверов и т. п.[3] Для работы с такими комплексами требуются специально обученные, квалифицированные операторы, на которых ложится большая ответственность за последствия принятых решений по безопасности и управлению различными производственными процессами.
Многие гражданские и военизированные организации хотели бы иметь у себя на балансе тренажеры, в том числе ради экономической выгоды от снижения амортизационных и материальных расходов на технику, а также уменьшения ошибок персонала. К сожалению, стоимость данных обучающих систем исчисляется десятками и сотнями тысяч долларов. Сами предприятия не могут самостоятельно разрабатывать столь сложные информационные системы из-за отсутствия на рынке соответствующих программных продуктов [4] . Фирмы, разрабатывающие тренажеры, не продают свои платформы для создания тренажеров.
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
Эффект обучения на тренажере достигается не просто идентичностью воспроизводимой на тренажере реальной деятельности работником, но и воспроизводимой на нём формы его деятельности, соответствующей решению практических задач в действительности. Традиционные тренажеры являлись статической копией узлов и механизмов, а также панелей для их управления. Такие тренажеры не имели обратной связи с обучающимися, а эксплуатация показала, что при высокой стоимости эффективность их применения является недостаточной. Исходя из характера обучения водителей пожарных автоцистерн основной задачей обучения является развитие интеллектуальных навыков, что достигается разработкой и внедрением автоматизированного тренажера.
Так как тренажер должен копировать органы управления работы пожарного насоса, то для достижения его сходства целесообразно использовать макеты реальных насосов.
Тренажерный комплекс должен обладать распределенной архитектурой, позволяющей легко изменять запрограммированные алгоритмы работы и дополнять их новыми.
Ключевым звеном тренажера является аппаратный модуль, в который загружены алгоритмы обработки сигналов от устройств и датчиков, расположенных на штуцерах вентилей, управляющих сигналов и планшета, показывающих состояние задвижек. Логика работы аппаратного модуля определяется загруженным программным обеспечением, написанным с использованием стандартных языков IEC61131–3 SFC и LD.
Таким образом, работа аппаратного модуля с точки зрения процессовой станции представлена набором интерфейсных единиц, каждая из которых позволяет получать данные от какого-либо узла или передавать туда управляющие сигналы.
АРХИТЕКТУРА ТРЕНАЖЕРА
Структурно-модульная тренажерная система (рисунок 1) состоит их трех основных частей: планшета (рис.1, поз.1) на который выводятся данные от аппаратного модуля (рис.1, поз.3) и центробежного насоса с его обвязкой (рис.1, поз.2).
Разработанный тренажер функционирует как в режиме «Обучение», так и в режиме «Экзамен». В режиме «Обучение» для указания последовательности действий на планшете загораются соответствующие световые элементы (рисунок 2). Последовательность их включения указывает на очередность действий водителя при работе с пожарным насосом.
В режиме «Экзамен» световые элементы загораются лишь при правильной последовательности действий.
Структурная схема тренажера представлена на рисунке 3.
На разработанном тренажере можно отрабатывать следующие алгоритмы:
1. Подача воды от автоцистерны;
2. Подача пены через стационарный лафетный ствол;
3. Подача воды через лафетный ствол;
4. Забор воды от гидранта;
5. Забор воды при неисправной вакуумной системе (тремя различными способами);
6. Подача пены на n-ГПС;
7. Забор воды по схеме «Насос-гидроэлеватор-цистерна»;
8. Забор воды по схеме;
9. Забор воды из открытого водоисточника.
ВЫВОДЫ
Анализ использования в учебном процессе тренажера «Пожарный насос» позволяет на первых занятиях запомнить правильную последовательность работы на нём, не боясь вывести его из строя. В дальнейшем при работе на реальных машинах полученные на тренажере навыки доводятся до автоматизма.
Использование данного тренажера в учебном процессе по дисциплине «Производственное обучение» для профессиональной подготовки рабочих по профессии 8332-001 «Водитель автомобиля» (уровень квалификации - 6 разряд) показал свою эффективность, а количество внеплановых ремонтов насосов на используемых в процессе обучения автоцистерн снизилось.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шныпарков, А.В. Автоматические системы водозаполнения центробежного насоса пожарной автоцистерны /А.В. Шныпарков, В.В. Копытков // Чрезвычайные ситуации: образование и наука, 2013. - №2 (8). – С. 134-137.
2. Климов, А.А. Об особенностях использования тренажеров при реализации образовательных программ (на примере подготовки специалистов для транспорта) / А. А. Климов, Е. Ю. Заречкин, В. П. Куприяновский // Современные Информационные технологии и IT образование. – 2019. Т.15. – №2. – С.477-487.
3. Куник, Е.Г. Архитектура компьютерного тренажера для обучения операторов АСУ ТП / Е.Г. Куник, А.Н. Коваленко, С.А. Ляшенко // Радиоэлектроника. Информатика. Управление, 2009. - №1. – С. 128-135.
4. Абызгильдин, А.Ю. Разработка компьютерных тренажеров технологических процессов /А.Ю. [1] Абызгильдин, Е.О. Альмухаметов, Н.А. Руднев // Разработка компьютерных тренажеров технологических процессов. – Нефтегазовое дело, 2004. – С.26-29.
