环己烷精馏装置仿真培训系统的开发

化学工业的生产特点及其在安全环保方面的特别要求决定了企业员工培训和学校学生的实习都不允许在真实的生产装置上动手操作,解决这一难题的途径之一是开发具有真实工业场景、工艺过程和操作参数与实际装置高度接近的仿真培训系统。按照工艺和设备具有典型代表性的思路,选择以环己烷氧化制环己酮生产装置中的环己烷精馏为对象开发仿真培训系统,针对三效精馏和组分多的复杂工艺,采用序贯模块法开发了整个系统的仿真模型,将各个独立的模型设计成独立的模块,模块之间通过变量进行连通,模块的连接关系按工艺连接关系搭接,仿真对象的有关数据来源于实际生产装置的运行参数,保证仿真速度的实时性和外部特性的逼真。整个系统包括了环己烷精馏装置生产工艺仿真软件,计算机控制系统(DCS)的实时仿真和仿真操作评价系统,是对环己烷精馏装置的全系统仿真。系统中开发平台的各项功能,提供了一套完整的开放式仿真平台。通过使用证明该系统能够有效模拟环己烷精馏的工艺现象和工艺操作步骤,真实地反映装置的开停车、生产及事故状态的动态效果,同时对工艺装置的安全分析和应急处理训练提供了一个良好的平台,可满足培训操作工和学生的需要,也可用于生产工艺的优化、诊断和控制方案方面的研究。     

合成氨装置控制系统仿真

研究合成氨装置控制系统的优化设计问题,合成氨装置过程被控对象具有非线性、时变、时滞、不确定性以及ESD系统中复杂、庞大的逻辑关系运算等特点,导致工厂控制系统开发困难。以某合成氨装置工艺流程和生产过程控制系统为基础,并对装置的控制系统建立仿真系统。首先根据PID,SAMA和联锁逻辑图,分别对过程控制系统和紧急停车系统进行数学和逻辑建模;然后根据已经开发的工艺流程模型,对控制系统模型和工艺流程模型进行组态,完成两者之间的通讯;最后进行系统集成,完成了合成氨仿真培训系统。利用过程控制软件和组态软件进行仿真,结果表明,控制系统能够真实地反映实际装置的动态特性,可以正确进行装置的紧急停车过程和联锁触发响应,对合成氨生产仿真培训系统的开发具有重要意义。     

二氧化碳汽提法尿素装置仿真培训系统开发

仿真培训系统是目前化工生产中重要的培训方式之一.在尿素合成反应中,由于甲铵在低压条件下极易分解,针对测量技术无法在高压条件下直接取样分析,无法获得甲铵含量具体数据,对动态机理模型的开发带来难度.以二氧化碳汽提法尿素生产装置设计数据和生产数据为基础,为解决以上问题,利用机理模型建立尿素生产装置全流程仿真培训系统.经动态仿真测试,仿真结果的各项参数指标和生产装置设计数据的相对误差控制在5%以内,能够真实反映实际生产的开车、运行、停车和故障处理等动态响应过程,具有较高的培训价值.     

电力电缆故障模拟装置培训系统设计

针对目前电力电缆故障模拟装置培训系统受动态电缆阻抗影响而导致故障电压模拟不精准的问题，设计了电力电缆故障模拟装置培训系统。设计电力电缆线路连接示意图，模拟不同线路路径及周围环境，并通过点击位域前景来实现人机交互中重合闸的选择。设计绝缘底板，用于安全模拟电缆断线故障、高阻故障、低阻故障及短路故障，并通过分析阻抗值模拟故障，以实现电力电缆故障模拟装置培训系统设计。通过仿真试验与基于互层电流的方法和基于半波傅氏算法的方法作对比。由仿真结果可知，所设计系统模拟的断路故障、短路故障、低阻故障、高阻故障的数据与实际故障数据一致。这说明所设计系统能够满足各类故障模拟，达到仿真培训需求。该系统在一定程度上能突破空间限制，可真实再现电力电缆故障环境，并为电力电缆故障的分析培训提供参考依据。     

二氧化碳汽提法尿素装置高压合成区仿真模型开发

根据二氧化碳汽提法尿素装置中尿素合成反应的条件以及高压合成区设备的结构特点,基于热力学机理模型,建立了高压合成区的动态仿真模型.计算结果同实际生产数据相比较,模拟值与设计值的偏差均在4%以内,说明本模型的精确性及可靠性较好,能够满足装置仿真需要,还可用于生产工艺条件优化和装置改造,具有较高的应用价值.     

合成氨装置转化工段仿真模型的开发

基于某氮肥企业大型合成氨装w转化T段的工艺流程、设计数据和生产数据,通过构建了相应的动态模型,完成了该工段仿真模型的开发.以段转化炉装置为例,首先针对具体设备的操作特性以及反应机理确定传质、传热、反应模式,通过质量,热量恒算以及反应动力学建立其动态仿真模型,最后经仿真模型的测试,结果表明转化工段仿真的各项参数稳态指标和生产装置设计数据的相对误差控制在5%以内,具有较高仿真精度,对实际生产装置运行和改造具有重要的指导和研究意义.     

中药滴丸制剂过程仿真系统的设计与实现*

基于仿实际生产进行建模,给出了所开发的滴丸生产过程仿真系统的设计思想、系统的架构、关键设计技术、仿真模型和应用以及主要界面的实现方法等。实现的系统不仅展示了可仿实际生产效果,而且借助系统实验不同的工艺控制值范围,对系统产生的工艺数据进行分析,最终得到工艺之间的相关性以及优化了的工艺参数控制范围。     

基于虚拟现实的流程工业过程模拟仿真系统

将虚拟现实技术与系统仿真技术相结合,建立了炼油企业虚拟现实过程模拟仿真平台,分析了仿真平台的结构设计与实现原理。介绍了一种基于虚拟现实的炼油企业过程模拟仿真算法,详细说明了该算法在虚拟现实仿真平台上的应用过程,包括重点装置动态模拟、罐区油品调合仿真、进出厂模拟等。虚拟现实仿真平台通过生产过程与数据的可视化呈现与人机交互以及现场应用,可以为炼油企业流程模拟仿真培训与生产过程三维可视化监控提供有效的支持。     

高压加氢裂化装置仿真培训系统开发

针对某石化企业400万吨高压加氢裂化装置,为提高操作人员的操作能力和技术水平,培训器采用建立机理动态仿真模型,通过集成工艺仿真软件、仿DCS学员站软件和总体监控软件,开发出高压加氢裂化装置动态仿真培训系统。系统可设置复杂事故11项,实现了实时切换开工、停工、正常培训的功能,具有较完善的评分系统。仿真实验表明,仿真值与设计值的相对误差均在3%以内,符合动态仿真的精度要求,能够真实反映装置的开停车和生产事故的动态特性,在培训过程中取得了良好效果。     

催化重整装置仿真培训系统开发

为提高操作人员的操作技能,开发催化重整装置全流程仿真培训系统。以某重整装置设计数据、操作数据、DCS数据以及操作规程为基础,进行建模、绘图和组态,开发出重整装置全流程仿真培训系统。由于重整反应涉及组分过多,反应复杂,故采用集总方法建立重整反应器的动态数学模型。经动态仿真测试,模型的计算结果与装置的操作数据一致性较好,相对误差控制在±5%以内。该仿真培训系统包含开、停工及事故处理工况,能够较好地反映装置实际运行情况,具有较好的动态特性。     

基于组态的机场散货物流仿真系统设计与实现

结合机场散货物流现场实际情况和使用要求,采用组态技术开发了仿真系统。该系统应用遗传算法来合理分配货位地址,在使用组态软件建立仿真模型和数据字典的基础上,模拟了机场自动化立体仓库的作业过程,并设计了仿真动画、通讯和数据库接口等功能模块,最后进行了比较完善的测试,取得了满意的效果。该系统用于相关工程项目的开发和现场培训,可有效缩短工程周期,减少对生产运营造成的冲击,降低成本。     

水泥生产仿真培训系统设计与实现

研制了一套水泥生产仿真培训系统。系统采用服务器/客户端结构,采用XML语言对工艺参数进行封装,定义了应用级网络通信协议来控制工艺参数传输,利用单定时器控制多参数更新,结合理论与实践知识进行调节量计算,绘制了水泥生产装备模型,基于.NET框架进行实现,并使工艺参数可配置以适应不同产量系统仿真培训需求。结果表明,系统高度模拟了生产现场工况,可配置性和可移植性增强。通过多次训练,操作人员的业务水平得到提升。     

组件化中药滴制生产仿真系统的设计与实现

为模拟中药生产过程、优化生产工艺控制参数、实现灵活组合工序的中药制剂仿真系统,构建了中药滴制生产仿真系统。系统采用仿真算法与仿真系统相分离的组件化仿真模型,开展了对滴丸滴制生产过程的模拟和仿真建模的分析工作,并在软件设计中提出了仿真反馈模型,使仿真系统程序框架具有一般通用性。同时,利用生产和管理中的实际数据进行仿真,取得了预期的效果。该系统的实现为同类软件的设计提供了可借鉴的方法。     

开放式PLC控制实验实训装置设计与研究

针对当前封闭式PLC控制实训装置封闭式、模块化、模拟性强等缺点,研究和设计了一种开放式PLC控制实验实训装置。详细介绍装置的整体设计思路及硬件系统输入输出、外围设备的设计,以及实训项目开发、虚拟仿真平台设计等方面的研究过程。通过开放式实训平台,模拟企业实际生产现场,将自动化相关技术融合一体,在实现设计功能的基础上,更能够培养使用者自动化相关专业技能及分析问题、解决问题的能力,提高实践和知识创新能力。本设计对于同类装置设计具有一定的参考意义。     

一种新型精细化工过程仿真操作培训系统的开发

精细化工过程工艺复杂、操作繁琐,对操作人员的操作技能要求高,但用实际生产装置培训操作人员受到很多限制,需要开发仿真操作培训系统来培训操作人员。而现有的仿真培训系统开发方法不易做到模块化、通用化,开发不方便,因此需要研究新的更高效的仿真系统开发方法。使用通用监控和数据采集组态软件(Supervisory Control and Data Acquisition,简称SCADA)作为图形用户界面开发平台,综合应用机理建模法和动态补偿建模法建立过程动态模型,提出了一种新的基于通用监控和数据采集组态软件(SCADA)过程仿真系统开发模式。通过设计一种动态链接库函数,经过组态软件的数据库把动态模型计算程序和图形用户界面相连,成功地实现了过程仿真培训系统的集成,开发了一种SCADA模式精细化工生产过程仿真培训系统,其组成更加模块化,开发方法更加通用化,更易开发。一套精细化工生产装置的仿真培训实践表明,该仿真培训系统操作运行效果生动逼真,能较好地满足生产操作培训需要,改善了操作培训效果,提高了操作培训效率。     

石化装置三维仿真实训系统研究

针对石油化工企业员工培训安全培训和技能培训的需求，研究基于虚拟现实形式石化装置三维仿真实训技术，利用三维数字模型构建虚拟数字化工厂，开发基于虚拟现实的分布式三维仿真实训系统，具有石化装置工艺流程三维动态模拟、开/停工三维动态模拟、重点设备结构和原理三维模拟、三维交互式考核等功能，实现石化装置可视化、流程化、交互式的三维实时培训与考核。通过虚拟现实技术模拟真实的生产作业场景及生产过程，强化员工对石化装置及事故场景真实感受，从而整体提升石化安全和技能培训的效率和效果。     

液相苯加氢工艺的动态仿真

针对国内某石化企业液相苯加氢生产环己烷工艺,重点对工艺中的苯加氢反应装置进行了研究.通过对主反应器、后反应器的反应器类型、反应方式和流动形式进行分析,并根据物料恒算、焓恒算、相平衡计算等,建立了主反应器和后反应器的数学模型.并根据模型的形式选取了适当的数值计算方法.仿真所得结果与设计要求相符,说明所建模型能很好地模拟工艺过程.苯转化率达到100%,反应装置不但能很好地完成生产任务,还在处理能力上具有一定的裕量,为工程设计、预测计算与系统优化提供理论依据.工艺仿真系统已成功地运用于某化工厂员工的上岗培训,效果显著.     

TDI工艺动态仿真培训系统的开发

该文针对TDI装置工艺复杂、有关数据资料少、涉及的组分复杂,无法采用经验模型对单元设备进行仿真的实际情况,采用了更为准确的机理模型,并用Euler法求解数学模型,采用了Joback基团贡献法等多种估算算法解决了基本物性和热力学性质计算的问题,开发了多个化工单元仿真公用模块,并按功能把整个仿真系统分解成若干个子系统,优化了系统结构,提高了计算的精确性且很好地满足了实时动态的要求,采用C＋＋语言,成功地开发了TDI生产工艺仿真培洲系统。对生产工艺的仿真表明,该仿真培训系统能较真实地反映装置开停车、生产及事故状态的动态效果,可用于操作人员的培训,也可用于专家对生产工艺优化、诊断和控制方案的研究,在实际应用中取得了良好的效果。     

以组态软件为平台开发IPC模式过程仿真培训系统

本文根据精细化工生产过程的工艺特点，以自控组态软件为用户图形界面开发平台，采有IPC单台PC机智能控制仿真模式，应用动态补偿法拟合过程的动态数学模型，并用Visual C 编制生成模型仿真计算动态链接库函数，通过组态软件的数据库与仿真图形操作界面相连，开发了一套复杂的小型精细化工生产过程的动态仿真培训系统，该系统经工艺技术人员考核运行和实际培训使用，表明其具有良好的仿真操作培训作用。     

乙二醇解吸和再吸收过程的动态模拟与优化

化工流程模拟软件不断发展,越来越多的化工装置开始采用流程模拟来优化装置的操作。本文分析乙二醇生产中解吸和再吸收过程的机理和动态特性,采用严格法计算解吸和再吸收过程,稳态和动态模拟其流程。模拟结果与实际工业过程数据相符,能够满足工业建模的要求。根据动态模拟的结果,探讨不同进料工况下的操作条件对解吸和再吸收过程的影响。在所建模型的基础上,针对进料的变化,再沸器热值的变化以及进料组分的变化,分析解吸塔的动态响应,并衡算系统的物料和能量,确认再沸器的热负荷。最后根据换热器的几何尺寸,核算塔釜再沸器换热面积,确认换热能力。本文动态模拟结果,可用于指导实际生产,仿真培训或先进控制方案的设计,也可以在操作条件进行改进时,为实际生产最佳条件的选择提供基本依据。