Современные информационные технологии для теплоэнергетики
Д.т.
Московский энергетический институт (технический университет)
(Сборник трудов Международной
научно-технической конференции "Современное состояние и перспективы
развития энергетики". Ташкентский государственный технический университет
им. Беруни, 2006, стр. 15-21)
Другие работы >>>>>>>
Последнее время ведутся упорные разговоры о том, что России как-то нужно «слезть с нефтяной иглы» и начать интенсивно развивать другие конкурентоспособные экспортно-направленные сферы деятельности. В противном случае после истощения нефтяных и газовых месторождений или мировой переориентации на другие виды энергии Россию ждет судьба заброшенного шахтерского поселка, пришедшего в упадок после полной выработки угля в шахте и/или отказа электростанции и промышленности от угля как основного (и единственного) вида топлива.
Промежуточным этапом такого болезненного, но неизбежного «схода с топливно-сырьевой иглы» может быть частичный, а в перспективе и полный отказ от экспорта первичных энергоресурсов – сырой нефти и природного газа и переход на экспорт электроэнергии и продуктов глубокой переработки природных углеводородов. Для этого, в частности, необходимо не вводить в строй экологически опасные нефте- и газопроводы, а строить новые современные электростанции и экологически безопасные линии электропередач. Но пока же речь может идти только об интенсивном вводе в строй дополнительных новых энергетических мощностей, которые смогут покрыть возникший в последнее время дефицит электроэнергии, который, как признают многие эксперты и аналитики, стал основным сдерживающим фактором развития страны в целом – промышленности, строительства (в частности, жилья), а также сферы коммунальных услуг. В каком-то смысле речь может идти о возрождении («дежа вю») старого идеологического бинома: «Развитие страны – это (суверенная) демократия плюс обновление энергетики!».
Последнее время в России стал наконец-то повышаться престиж качественного инженерного образования. Ведущие вузы страны, включая и вузы энергетического профиля, возрождают, а чем-то и развивают лучшие традиции отечественного высшего технического образования.
В этом ключе представляется возможным рассматривать триаду «энергетика – информатика - образование» как одно из направлений развития, где Россия может и должна занять лидирующие позиции в мире или хотя бы в постсоветском пространстве.
Сегодня трудно найти энергетическое предприятие или образовательное учреждение, которое оказалось бы вне сферы интенсивного использования информационных и телекоммуникационных технологий (ИКТ) для управления своей деятельностью, организации и проведения учебного процесса, подготовки и переподготовки персонала. Многие предприятия и вузы широко представлены на сайтах и порталах Интернета, где можно получить сведения о структуре предприятия и вуза, его подразделений, об истории и текущей деятельности.
Если говорить о вузах и учебных комбинатах при энергопредприятиях и энергообъединениях, то ими все большее внимание уделяется разработке электронных образовательных ресурсов и применению дистанционных образовательных технологий, основанных на ИКТ. По мере развития этого направления становится очевидна системообразующая роль электронных образовательных ресурсов для распространения новых технологий обучения. Все это позволяет, в частности, филиалам ведущих энергетических вузов, энергетическим колледжам, а также региональным вузам, не в полной мере располагающих высококвалифицированными преподавательскими кадрами и современными лабораторными стендами, а также многочисленным курсам повышения квалификации персонала энергетики и другим образовательным учреждениям иметь доступ к современным ИТК. Создание электронных образовательных ресурсов не сводится к простому копированию печатных изданий на электронные носители информации, а требует использования подходов, учитывающих возможности современных ИКТ.
В Московском энергетическом институте (техническом университете) при участии специалистов-энергетиков в течение ряда лет проводится целенаправленная работа по созданию и применению электронных образовательных ресурсов. В процессе этой работы удалось определить общие требования к структуре и содержанию электронных образовательных ресурсов, детализировать эти требования для различных видов ресурсов, сформулировать условия создания и применения электронных ресурсов в рамках различных форм обучения.
Основным видом ресурсов для обучения с применением электронных образовательных технологий являются электронные учебно-методические комплексы (e-УМК), которые должны включать полную совокупность средств, достаточных для самостоятельной работы студентов по изучении конкретной учебной дисциплины при консультационной поддержке их работы преподавателями. В составе e-УМК могут входить электронные мультимедийные учебники и справочники с интерактивной работай с формулами, графиками и таблицами, электронные задачники, виртуальные и реальные (с удаленным доступом) лабораторные практикумы, системы тестирования, методические указания по использованию e-УМК и др.
Два примера.
Основа мировой и отечественной энергетики – это теплоэнергетика: ТЭС и АЭС, основным рабочим телом которых является вода и водяной пар. Проектирование и эксплуатация таких электростанций немыслимы без знания теплофизических свойств теплоносителей, рабочих тел и конструкционных материалов. В МЭИ разработаны получившие мировое признание программы расчета данных параметров (www.wsp.ru), доступ к которым возможен помимо прочего (PC, notebook) и через «студенческие» карманные компьютеры (PDA), имеющие вход в интернет. В МЭИ оборудовано несколько зон беспроводного Wi-Fi выхода в интернет и не за горами время, когда не только все помещения университетов, но и целые города будут охвачены подобной связью, что мы уже видим на Западе. На рис. 1 показано, как можно войти на сайт «сертифицирующей» подобные интернет-расчетные ресурсы организации (в нашем случае – на сайт Международной ассоциации по свойствам воды и водяного пара – www.iapws.org), а из данного сайта – на сайт с конкретными сетевыми расчетами и «снять» с него карманным компьютером на семинаре или в учебной лаборатории нужный расчет – свойства водяного пара при заданных давлении и температуре.
Рисунок 1. Свойства теплоносителей энергетики на ладони студента
В МЭИ интенсивно развивается данное новое направление ИКТ – предоставление расчетных методик с удаленным доступом по технологии Mathcad Application/Calculation Server, а также предоставление удаленного доступа к чертежам и трехмерным анимированным моделям энергетических объектов и др.
Кроме интернет-сервиса, МЭИ предоставляет инженерам-энергетикам и студентам большой блок информации на дисковых носителях с открытием части информации в корпоративных сетях и в Интернете. На рис. 2 отображены три экранные формы так называемой «Электронной энциклопедии энергетики», которая широко используется для подготовки и переподготовки персонала энергетической отрасли России и стран СНГ.
Рисунок 2. Работа с «Электронной энциклопедией энергетики»
В «Энциклопедию» входит комплекс обучающих и контролирующих программ, а также набор тренажеров для персонала энергетики, надежность, экономичность и бесперебойность работы которой во многом определяет качество нашей повседневной жизни и, как уже отмечалось, темпы развития всей страны.
В МЭИ на каф. ТВТ создаются для энергетики также и тренажеры по водоподготовительному оборудованию и водной химии электростанций, по установкам переработки сточных вод и хранению реагентов, а также по тепловым сетям.
В МЭИ созданы электронные образовательные ресурсы и в других направлениях – по естественнонаучным дисциплинам, по направлению подготовки «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», «Радиотехника», по гуманитарным и социально-экономическим дисциплинам. Создаются также и автоматизированные лабораторные практикумы с удаленным доступом по компьютерным сетям и инструментальные средства разработки электронных образовательных ресурсов – специализированные и общего плана.
Полное описание информационных образовательных ресурсов МЭИ и вузов-партнеров можно найти на сайте www.pilab.ru – сайте политехнической интернет-лаборатории (рис. 3) и на сайте www.trie.ru – сайте «Электронной Энциклопедии Энергетики».
Рисунок 3. Портал МЭИ «Политехническая интернет-лаборатория»
Кроме того, Издательский дом МЭИ выпустил книгу «Информатизация инженерного образования: электронные образовательные ресурсы МЭИ», которую можно заказать (MaslovSI@mpei.ru, тел./факс: (495) 362-89-07) или «скачать» с сайта www.pilab.ru.
Литература:
1. Очков В.Ф. Расчет технологических процессов водоподготовки с использованием персональных компьютеров. – М.: Издательство МЭИ 1990. – 102 с.: ил.
2. Мартынова О.И., Никитин А.В., Очков В.Ф. Водоподготовка: Расчеты на персональном компьютере. – М.: Энергоатомиздат: 1990. – 216 с.: ил.
3. Обучающий, контролирующий и тренажерный автоматизированный комплекс для персонала химических цехов ТЭС и АЭС / Л.А. Зайцева, А.С. Копылов, А.В. Очков, В.Ф. Очков и др. // Вестник МЭИ – 1995. – № 5. – С. 15–48.
4. Тренажер персонала химцехов ТЭС и АЭС «Известкование и коагуляция воды в осветлителе» / А.В. Очков, В.Ф. Очков, А.П. Пильщиков и др. // Теплоэнергетика. – 1997. – № 6. – С. 23–25.
5. Очков А.В., Очков В.Ф., Рахаев М.А. Новая концепция и новая среда разработки мультимедийных электронных учебников для подготовки персонала химических цехов электрических станций // Теплоэнергетика. – 1998. – № 10. – С. 53–58.
6. Тренажеры аппаратчика водоподготовки электростанции / М.А. Рахаев, А.В. Очков, В.Ф. Очков и др. // Теплоэнергетика. 1998. – № 7. – С. 68–72.
7. Очков В.Ф. Раздел 5.5.2. «Решение инженерно-технических задач в среде Mathcad» справочника «Теплоэнергетика и теплотехника» Т. 1 Общие вопросы./ Под общей ред. А.В. Клименко и В.М. Зорина. – 3-е изд., перераб. – М.: Издательство МЭИ – 1999. – 528 с.: ил. ISBN 5-7046-0512-5 (кн. 2).
8. Очков В.Ф., Утенков В.Ф., Орлов К.А. Теплотехнические расчеты в среде Mathcad // Теплоэнергетика. – 2000. – № 2. – С. 73–78.
9. Вариантные подходы к моделированию аварийных ситуаций в компьютерных программах-тренажерах (на примере "Энциклопедии физико-химических технологий ТЭС) / В.Ф. Очков, А.С. Копылов, В.А. Федотова и др. // Теплоэнергетика. – 2000. – № 9. – С. 38–42.
10. Ситуационный тренажер по ликвидации нарушений водно-химического ре-жима ТЭЦ с турбинами Т-100-130 / А.С. Копылов, В.Ф. Очков, Н.Ю. Певнева и др. // Новое в российской электроэнергетике. – 2000. – № 8. – С. 32–36.
11. Автоматизированная технология противоаварийных тренировок при нарушении водно-химических режимов блочных станций / А.С. Копылов, В.Я. Каплина, В.Ф. Очков и др. // Вестник МЭИ – 2002. – № 2. – С. 22–28.
12. Анализ изотерм ионного обмена с использованием пакета Mathcad / В.Ф. Оч-ков, А.П. Пильщиков, А.П. Солодов и др. // Теплоэнергетика. – 2003. – № 7. – С. 13–18.
13. Очков В.Ф., Кауркин В.Н., Писков В.Н. О развитии методов изучения энергооборудования с помощью средств компьютерной графики // Международная конференция "Информационные средства и технологии": Тр. конфер. М.: Издательство МЭИ – 2004. – Том. 2. – С. 71–74.
14. Александров А.А., Орлов К.А., Очков В.Ф. Исследование схем парогазовых установок с впрыском водяного пара в газовый тракт на основе разработанных прикладных программ по свойствам рабочих тел ПГУ // Новое в российской электроэнергетике. – 2004. – № 4. – С. 28–37.
15. Очков В.Ф. Открытые расчеты процессов водоподготовки в Интернете // Энергосбережение и водоподготовка. – 2004. – № 3. – С. 72–73.
16. Александров А.А, Очков В.Ф., Орлов К.А. Уравнения и программы для расчета свойств газов и продуктов сгорания // Теплоэнергетика. – 2005. – № 3. – С. 48–55.
17. Очков В.Ф., Кауркин В.Н., Писков В.Н. Применение новых возможностей графической оболочки TWT Shell для изучения энергооборудования. // Международная научно-практическая конференция «Информационные средства и технологии»: Тр. конфер. – М. – 2005. – Том 2. – С. 111–113.
18. Очков В.Ф., Осипов О.Г., Волокитин М.В. Новые подходы при публикации в корпоративной сети энергетики отраслевых стандартов и других руководящих документов с расчетной составляющей // Новое в российской электроэнергетике. – 2005. – № 10. – С. 26–30.
19. Очков В.Ф. Теплотехнический справочник в Интернете // Новое в российской электроэнергетике. – 2005. – № 5. – С. 48–54.
20. Александров А.А., Орлов К.А., Очков В.Ф. Математические пакеты – новые подходы при расчетах процессов термодинамики и других научных дисциплин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2005. – № 11–12. – С. 80–87.
21.
Использование компьютерной программы «Видеосюжеты по
технике безопасности и нарядной системе на электростанции» при проведении
соревнований оперативного персонала блочных
22. Очков В.Ф., Пильщиков А.П., Чудова Ю.В. Открытые расчеты по ионитам // Энергосбережение и водоподготовка. – 2006. – № 1. – С. 15–17.
23. Грибин В.Г., Очков В.Ф. Корпоративный атлас энергетического оборудования: проблемы и решения // Новое в российской электроэнергетике. – 2006. – № 2. С. 42–49.
24. Очков В.Ф. Математические пакеты и сетевой интерактивный теплотехнический справочник: проблемы и решения // Теплоэнергетика. – 2006. – № 6. С. 71-77.
25.
Очков В.Ф., Орлов К.А. Сетевые расчеты для энергетики.
Материалы докладов Национальной конференции по теплоэнергетике (НКТЭ-2006) 4-8
сентября
26.
Очков В.Ф., Певнева Н.Ю., Писков В.Н., Сметанин Д.С.
Комплексный компьютерный тренажер для персонала электростанции. Материалы
докладов Национальной конференции по теплоэнергетике (НКТЭ-2006) 4-8 сентября
27.
Грибин В.Г., Очков В.Ф., Писков В.Н., Пастухова М.В.
Вопросы применения информационных технологий в практической деятельности
энергетических предприятий. Материалы докладов Национальной конференции по
теплоэнергетике (НКТЭ-2006) 4-8 сентября
28.
Очков В.Ф., Чудова Ю.В. Новые информационные технологии
для водоподготовки. Журнал «Сантехника, отопление, кондиционирование», № 8,
29. Очков В.Ф. Тренажерно-обучающий комплекс для тепловых сетей // Сборник научных трудов института проблем энергетики им. Г.Е.Пухова. Киев, 2006, том 1, С. 97-99
Сведения об авторе:
Очков