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仿真技术与石化仿真系统仿真技术基本概念仿真技术实际系统或假想系统数学模型仿真系统建模软件化（仿真）基本概念：（1）系统：具有完整功能，内涵明确、边界清晰过程系统：连续性系统（对应离散系统而言）（2）数学模型：数学表达式的集合（3）仿真系统：实物仿真(物理)、半实物数字仿真、数学仿真（软件为核心）（4）系统软件设计、编程：数学模型、人机界面、软件管理（5）建模:：立描述某系统的完整教学模型目的不同数学模型不同数学模型演绎成可求解的程度（仿真模型）（6）软件化（仿真）：需求分析系统分析（软件）设计编程调试与测试仿真技术的应用仿真技术应用辅助训练与考核辅助设计辅助研究辅助生产与制造娱乐军事航空航天核电火电石油化工技术教育航空航天工业民用医学药学航空航天核试验石化仿真系统控制室生产装置操作员（观察、分析、判断、操作）操作信息生产信息内操外操事故干扰仿“控制室+现场操作”软件操作员（观察、分析、判断、操作）内操仿工艺生产过程软件教员事故干扰培训指令仿生产信息操作信息实际生产过程仿真系统过程外操操作评价系统软件石化仿真系统特点与应用石化仿真系统新型、高技术培训手段，提高培训效果，节省培训费用，缩短培训时间使操作人员深刻理解工艺机理，掌握复杂装置的操作调控技能，减少突发性事故和误操作，减少停工次数,使装置生产更平稳对新装置开停工进行预培训，使操作人员快速掌握开工操作技能，缩短开工周期,确保开车一次成功在岗人员的技能提升转岗人员的技能培训入厂工人与技术人员培训装置事故预案安全分析和事故处理技能培训与考核装置生产操作指导对初、中、高级操作工人及技师进行技能等级鉴定的现代化的科学工具，使技能鉴定上升到新的层次对改造装置进行预培训使操作工预先熟悉DCS操作缩短操作习惯的适应期对操作工进行多岗位培训达到一人多岗的技能要求培养系统操作人员教师指令台仿真计算机打印机仿DCS操作站以太网模拟操作盘“东方仿真”的硬件具有良好的通用性，对于不同的仿真培训系统，硬件相同“东方仿真”的仿真系统具有“独立培训和联合培训”两种模式，可随意分配与组合石化仿真系统硬件结构石化仿真系统软件结构石化仿真系统开发平台开发平台过程仿真系统平台运行平台工艺仿真软件模型运行管理操作评定仿DCS组态软件工艺模型培训指令组态文件操作评定信息库操作评定组态系统功能组态算法库算法库管理模型管理仿DCS软件点及算法组态流程图组态标准画面组态键盘组态点及算法数据库流程图文件标准画面数据库键盘组态文件工艺动态仿真系统•图形化建模界面•物料流、能量流连接的设备模块•每个模块具有常见事故算法•每个模块具有自动参数辨识功能•常用数学计算算法•仪表与控制器算法•炼油、化工设备单元算法•特殊复杂设备算法（编写）仿DCS系统操作评价系统界面调度模块操作评价软件（推理机和数学统计）仿DCS实时数据库逻辑规则库通讯模块操作状态指示操作评定结果专家系统运行层知识信息库建立层知识信息库评价信息库建立过程定义操作知识库建立质量指标定义推理机制设定石化仿真安全分析与培训支撑系统（技师版支撑系统）石化仿真（技师版）支撑系统软件项目组态工况选择事故定义：特定事故、设备事故、通用事故事故组态生成事故案例及其培训项目事故素材集原料定义石化仿真系统分类石化仿真系统针对性开发装置多媒体素材库装置级单元级特点：针对性强，投资大、开发周期长、需要技术人员及资料配合应用：装置开工前的开停工、典型重大特定事故的处理技能培训考核特点：具有同类装置的一定共性，投资小、周期短，培训考核项目多应用：开停工、典型重大事故处理，侧重通用事故；技能竞赛特点：通用性非常强，、覆盖的工艺内容广泛、仿真详细程度高、投资小，周期短。应用：初、中级及新入厂工人以及没有装置级仿真培训软件装置上的操作工人技能培训考核通用型化工工艺、设备、仪表等多媒体素材库事故案例培训应用：应知理论和应会技能培训安全知识与事故案例培训石化典型用户的仿真建设模式典型仿真基地建设模式第三类：选择购买装置级以及单元级通用仿真软件第一类：针对性开发装置级并购买单元级仿真软件第二类：针对性开发复杂关键的装置的仿真软件；非复杂重要装置购买通用装置级以及单元级仿真软件。合作开发模式过程系统仿真开发平台（PSSP）安全分析与培训支撑系统(SATSS)用户方选派符合要求人员学习掌握开发工具的使用合作开发仿真培训系统第一阶段：选择合适装置以东方仿真为主、用户方人员学习方式进行针对性开发第二阶段：选择合适装置以双方合作开发的方式进行针对性开发第三阶段：以用户方为主、东方仿真提供服务支持的方式进行针对性开发用户方购买开发工具软件石化仿真项目实施流程项目签订项目落实项目概要设计技术条件会项目详细开发•工艺模型开发•仿DCS系统开发•技能鉴定系统开发项目经理及开发人员用户工艺及仪表技术人员——形成备忘录系统调试•单机调试•系统联调系统预验收系统验收售后服务落实项目经理及开发人员项目经理及开发人员用户工艺及仪表技术人员第一批资料提供第二批资料提供第三批资料提供项目经理及开发人员用户工艺及仪表技术人员石化仿真系统的管理、使用与维护机构：人力资源部下设培训管理部门或培训中心（新建设装置开工前培训由生产准备部门负责）。人员：管理维护人员：略熟计算机及网络的1-2名兼职人员；某些企业建立了自己的开发与维护队伍。教师：单元级---专职教师；装置级---相应装置的技术人员兼任。费用：常规维护费用很低，升级费用较高。典型仿真培训系统炼油厂催化裂化仿真培训系统化肥厂合成氨仿真培训系统石化厂乙烯裂解仿真培训系统仿真基地机房石化仿真系统国内外比较国外仿真系统国内仿真系统备注硬件系统小型机/微机+真实DCS操作站微机+仿DCS操作站（基于微机）国内比国外投资小、扩展灵活、升级方便系统功能常规仿真系统功能齐全常规仿真系统功能齐全+技能鉴定功能国内比国外具备技能鉴定功能开发技术序惯模块+联立方程序惯模块+联立方程国外软件更规范，部分实现图形组态系统投资大小国外比国内高仿真技术、先进控制与优化技术仿真技术（OTS）：–操作技能培训；–操作技能考核；–安全分析与事故案例生成与训练；–生产操作方案试验与优选；–装置改造方案试验与优选；–控制方案试验与优选。仿真技术、先进控制与优化技术先进控制（APC）：–装置生产更平稳；–装置具有预先和超前的调节能力；–装置的控制调节实现系统化、全局化；–实现“卡边”操作；仿真技术、先进控制与优化技术优化技术（OPT）：–随生产计划调整优化操作参数；–随原料变化调整优化操作参数；–实现装置总是在最佳的操作条件下生产，以使装置经济效益最优；三种技术的应用阶段（条件）仿真技术---装置建设阶段和正常生产阶段（至少在开工前２个月投入使用）；先进控制---装置平稳生产后（一般在装置正常生产1-2年后）；优化技术---装置平稳生产后（一般先上先进控制，再上优化）。三种技术的技术本质差异仿真技术---动态实时数学模型（机理或半机理）+仿DCS技术+操作评价专家系统，全工况；先进控制---动态实时预估模型（经验辩识）+实时数据库（+DCS接口），正常生产工况；优化技术---静态数学模型（机理，不要求实时）+优化算法（要求建立明确的目标函数），正常生产工况。总之，三种技术有本质差异，没有一种技术能同时解决这三方面的问题，即使是同一个开发商，也是提供三种独立的技术产品来解决三方面问题。扬子石化仿真培训基地兰州炼化仿真培训基地大庆乙烯仿真培训基地乌石化仿真培训基地独山子石化仿真培训基地大庆化肥仿真培训基地南京炼油厂仿真培训基地2004年度全国石化行业技能竞赛2004年度全国石化行业技能竞赛2004年度全国石化行业技能竞赛