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    使用动态模拟软件对工艺流程进行高精度建模,是智能模拟工厂的基础,北京尊龙d88在线娱乐泰克公司使用iSIM流程动态模拟软件,它用C++编译而成,是真正??榛?、面向对象设计、图形化建模界面的智能动态模型开发平台,可以模拟实际装置所有的工艺过程和控制系统。

iSIM软件具有完善的物性方法数据支持、精确的工艺设备??樗惴拔榷ǖ?span lang=EN-US>“压力-流量动态模拟计算方法,根据实际装置流程和工艺设备数据搭建的工艺动态模型相当于一个真实的虚拟装置;同时拥有各DCS厂商的控制算法???,模拟相当于只是用相同算法的软控制器替代真实的硬件控制器,通过与工艺动态模型中对应的设备??榱蛹?,形成完整的智能动态模型,并与培训管理功能结合,组成智能模拟工厂。其主要技术特点及功能如下:

1.   机理建模技术

建模工作是开发智能模拟工厂的核心,iSIM软件中的工艺模型都是基于严格的热力学和动力学的机理模型,即由状态方程求解化学平衡及相平衡。这种方法适用于多组分、多相变、有化学反应的复杂体系,保证了过程计算的正确性,具有很好外延性。并且该平台具有完整的基本模型库。在建模过程中,可从中调出相关基本模型,将它们在线构成工厂流程,在线修改流程和调试参数。这些基本模型的编写和调试依据传热、传质、动量传递和化学反应动力学、化工热力学和自动控制等基本原理,其参数也经过了很多实际项目的检验。

基本模型内容包括:

物性: 液相焓、气相焓、饱和蒸汽压、气液平衡常数、分子量、密度、溶解度、二元交互作用参数等;

单元设备: 混合、分离、加热、闪蒸、换热、冷却、冷凝、蒸发、精馏、吸收、汽提、萃取、洗涤、反应、结晶、泵、压缩机、透平、蒸汽管网、汽包、锅炉、阀门、液相节点、气相节点等等;

多种化学反应器模型;

控制和逻辑模型: 线性控制模型/非线性控制模型、逻辑模型、各类开关、触发器等;

数学模型: 函数生成、插值、收敛模型、优化模型等。

2.   流动与压力过程系统求解模型

流动与压力系统是保证iSIM软件动态模拟计算稳定性的基础。在实际生产过程中,所有流动与压力工艺过程参数的变化都不是孤立的,而是成系统的;在iSIM软件平台中,对于过程流动与压力的计算均采用联立方程网络法求解,根据质量守恒、能量守恒的原则获得整个网络的流动与压力之间的动态响应关系,从而保证整个模型流量和压力计算的稳定性,也能较真实地反映流动的实际状态。这种求解模型还可作为智能工厂开发过程中数据校正、预测、工况变化研究等工作的基础。

3.   物性方法

iSIM模型系统含有一般石油、石化及化工过程常用的组分物性数据库,基本满足一般iSIM软件的严格计算要求。同时,为保证工艺模拟计算的高精度要求,在模型开发前,还会以严格的全流程工艺过程物料与热量衡算为基础,采集一套完全适合被模拟对象的物性作为动态模型的工艺计算基础,从而保证iSIM件的计算精度。

4.   工艺设备模拟

使用iSIM开发的动态模型是严格基于过程的机理模型,且严格按照实际的工厂生产设备数据进行模拟计算。例如动设备中的压缩机与泵等严格按照它们的特性曲线、生产能力、操作条件、过程的工质等情况进行模拟;各类塔器严格按照其设备尺寸、操作条件进行严格的逐板计算,不作任何简化;反应器类除考虑设备操作条件、设备尺寸外,其关键的反应模型也将按反应动力学模型进行计算。

5.   DCS与其它控制系统模拟

iSIM软件能够提供如下实际DCS系统的控制模型算法:

l  Honeywell

l  Yokogawa

l  ABB

l  Foxboro

l  Emerson

l  浙江中控

iSIM软件使用真实的DCS控制模型算法,能更好地模拟该类DCS统控制工程,结合严格的动态工艺模型,使整个智能工厂能更真实地反映被模拟工艺对象的过程特性。另外,利用iSIM软件还可以对其它控制系统如SIS、ITCC、PLC等进行逻辑模拟。

6.   模拟操作站

使用iSIM平台开发的智能模拟工厂是基于实际装置开发的,模型包括两部分:工艺模型和控制模型,分别对应于工艺设备现场装置和中控服务器中的控制???。而模型中的现场站、DCS站及其它控制模拟站则对应实际装置的现场、DCS及其它控制系统。这些操作站界面也是图形化??榛樘?,具有很好的人机交互特性,维护简便。

对应实际装置,iSIM环境下开发完成的智能模拟工厂各操作站主要包括:

A.  现场操作站(FOD):主要模拟实际装置的外操现场操作,如现场阀、泵的操作。

B.  DCS操作站:硬连接模式的DCS操作站由DCS厂商提供,此功能针对软连接模式,主要模拟中控室的DCS操作及显示,如控制器操作面板上各种操作,Detail显示及PID参数整定修改以及变化趋势组。真实DCS系统操作员站所有的操作画面和操作功能都将被模拟。已建模的输入包括工厂中提供控制和监控组份的所有分析仪数据。模拟DCS控制器动作和功能与实际的DCS控制器相同。系统中包含修改模拟DCS系统显示画面的工具,用于修改DCS画面供学员站使用。

C.  其它控制系统操作站:模拟其它控制系统如SIS、ITCC、PLC等,包括画面上的逻辑显示及操作如旁路、复位等,其操作画面与操作功能与真实工厂基本一致。

 

7.   模型精度

iSIM软件具有精确的工艺设备算法库、完善的物性数据库以及与各DCS厂家控制器一致的控制算法库,保证了使用其开发的模型具有较高仿真精度及较好的动态响应效果,iSIM开发的智能模型,其关键工艺参数稳态计算误差在1%以下,一般工艺参数稳态计算误差在1.5%以下,关键工艺参数动态计算误差在3%以下,工艺参数响应变化趋势100%符合。

 

脚注信息

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