HKD中石油演示

1、BEIJING HUAKANGDA COMPUTER APPLICATION TECHNOLOGY CO., LTD.2 345313112127 70 05 5101015152020252530303535ChemicalChemicalEngineeringEngineeringOthersOthers专业分布专业分布 (Professional in percentage)专业人员专业人员（Professional in number)ComputerComputerAutomationAutomation24%24%OthersOthers14%14%ChemicalChemical

2、EngineerinEngineering g62%62%50%50%以上工程师具有高级工程师职称以上工程师具有高级工程师职称70%70%以上工程师曾经在海外工作和培训以上工程师曾经在海外工作和培训6 7GPRESGPRES动态仿真系统动态仿真系统（20052005年获批准）年获批准）WinBASEWinBASE-PROS-PROS仿真系统仿真系统（19991999年获批准）年获批准）GPDMSGPDMS过程数据系统（过程数据系统（20012001年获批准）年获批准）9 已完成已完成200多个仿真项目多个仿真项目More than 200 projects accomplished 为优化方案

3、设计提供测试环境为优化方案设计提供测试环境“What-if” analysis environment provided 为人工智能研究提供培养基为人工智能研究提供培养基A basis for artificial intelligence research1011121314华康达公司将严格遵守华康达公司将严格遵守与客户及专利商签定的保密协议与客户及专利商签定的保密协议所有员工与公司签订保密协议所有员工与公司签订保密协议所有客户资料和财产有专人保管并有完善所有客户资料和财产有专人保管并有完善的出入库和借阅制度的出入库和借阅制度项目完成后有完善的资料返还和销毁制度项目完成后有完善的资料返还和销

4、毁制度16Real PlantOperatorsSimulationDCS OperatorsStationControlSystemProcessUnitsField OperatorsOperatorTraineesInstructorTrainee ManagementStationTrainee StationDCSControllersReal or EmulatedPROSXProcessModelsField OperatorStationFieldOperatorTrainees17 生产操作人员培训生产操作人员培训 新装置开车前的培训新装置开车前的培训 操作工上岗考核操作工上

5、岗考核 在正常运行装置上模拟事故、紧急停车，培训操作人员在正常运行装置上模拟事故、紧急停车，培训操作人员 工艺过程、操作程序的确认和设计检验工艺过程、操作程序的确认和设计检验 控制系统设计检验和测试控制系统设计检验和测试 DCSDCS系统控制设计的确认和检查，参数调试系统控制设计的确认和检查，参数调试 特殊控制逻辑的检验特殊控制逻辑的检验 局部控制系统设计修改和验证局部控制系统设计修改和验证 高、中等专业学校、技工学校及行业培训中心的理想教学实习工具高、中等专业学校、技工学校及行业培训中心的理想教学实习工具 生产预测分析和操作优化生产预测分析和操作优化18o 提高工厂开车效率，降低开车成本提高

6、工厂开车效率，降低开车成本o 缩短从开车到达设计产量的时间，尽早发挥装置的经济效益缩短从开车到达设计产量的时间，尽早发挥装置的经济效益o 提高工厂操作运行水平，减少非正常停车次数提高工厂操作运行水平，减少非正常停车次数o 提高工厂运行可靠性，降低事故发生概率提高工厂运行可靠性，降低事故发生概率o 提高工人处理事故能力，减少事故带来的经济损失提高工人处理事故能力，减少事故带来的经济损失o 降低培训成本，增强培训效果降低培训成本，增强培训效果o 降低工艺操作检验费用降低工艺操作检验费用o 降低控制系统维护、检验和改造费用降低控制系统维护、检验和改造费用o 不影响正常生产操作不影响正常生产操作o 提

7、高企业人员素质，增进社会效益。提高企业人员素质，增进社会效益。19F快速开车快速开车 F平稳操作平稳操作F减少非正常停车减少非正常停车F稳定产品质量稳定产品质量F评价操作系统评价操作系统F优化过程操作优化过程操作 60 50 40 30 20 100% 80% 60% 40% 20%M anpow er ExperienceOperating Supervision Effect on Startup PerformanceDays toStartup损失百分比损失百分比平均损失平均损失0 01 12 23 34 45 56 6机械故障机械故障操作失误操作失误未知原因未知原因其它原因其它原因机

8、械故障机械故障40%40%操作失误操作失误30%30%未知原因未知原因20%20%其它原因其它原因10%10%22 Control room operator terminals Simulation P C Instructor term inal Field Operator terminal TCP/IP 23q 设计与评价过程控制策略设计与评价过程控制策略q 安全研究安全研究 “.假设分析（假设分析（what-if)” 序列序列 q 各种控制概念举例各种控制概念举例q 重新设计与开发过程控制策略重新设计与开发过程控制策略24q 工厂契合培训模型可用于离线工程研究、优化和工厂契合培训模型

9、可用于离线工程研究、优化和假设分析假设分析q 最佳开停车程序研究最佳开停车程序研究q 随时间和过程变化，仿真模型易于被修改和扩展随时间和过程变化，仿真模型易于被修改和扩展q 结合小、中试，模拟研究多种工况变化，获取丰结合小、中试，模拟研究多种工况变化，获取丰富数据富数据2526动态仿真系统为工厂开车节约大笔资金动态仿真系统为工厂开车节约大笔资金中国石化总公司下属某企业引进国外先进技术，兴建了苯乙烯和芳烃抽提等两套生产装置。中国石化总公司下属某企业引进国外先进技术，兴建了苯乙烯和芳烃抽提等两套生产装置。由于这两套装置工艺过程比较复杂，控制变量多，尤其是国内首次使用苯乙烯的气由于这两套装置工艺过程

10、比较复杂，控制变量多，尤其是国内首次使用苯乙烯的气- -液混相反液混相反应器，所以厂方人员对如何培训操作工了解流程，掌握工艺特点深为担忧。另外，这两套装置应器，所以厂方人员对如何培训操作工了解流程，掌握工艺特点深为担忧。另外，这两套装置都使用都使用DCSDCS，如何培训操作工熟悉上机操作也成为难点，因为正常生产厂家不允许培训人员上，如何培训操作工熟悉上机操作也成为难点，因为正常生产厂家不允许培训人员上机操作。机操作。HKDHKD与该厂合作，结合这两套装置的工艺特点和与该厂合作，结合这两套装置的工艺特点和DCSDCS系统形式，开发了这两套装置的动系统形式，开发了这两套装置的动态仿真培训系统。并在

11、装置投料试车前对操作工进行了生产培训。态仿真培训系统。并在装置投料试车前对操作工进行了生产培训。 HKDHKD开发的动态仿真培训系开发的动态仿真培训系统为这两套装置的一次投料试车成功作出了很大贡献。据厂方统计，仿真培训系统直接为企业统为这两套装置的一次投料试车成功作出了很大贡献。据厂方统计，仿真培训系统直接为企业节省培训经费节省培训经费102.47102.47万元；苯乙烯装置每避免一次非计划停车，可为企业挽回万元；苯乙烯装置每避免一次非计划停车，可为企业挽回19981998万元的经济万元的经济损失。同时该系统改变了传统的培训方法，大大提高了学员预防和处理事故的能力，避免了大损失。同时该系统改变

12、了传统的培训方法，大大提高了学员预防和处理事故的能力，避免了大量社会财富的浪费及事故带来的环境污染，具有明显的社会效益。该仿真系统已通过中国石化量社会财富的浪费及事故带来的环境污染，具有明显的社会效益。该仿真系统已通过中国石化总公司的科学技术成果鉴定。目前该厂的这两套装置已处在正常生产状况，但仿真系统还在该总公司的科学技术成果鉴定。目前该厂的这两套装置已处在正常生产状况，但仿真系统还在该厂做二次培训使用。厂做二次培训使用。27为工厂提供了工艺研究、设计方案检验的工具为工厂提供了工艺研究、设计方案检验的工具中国石化总公司某企业在大型乙烯生产装置改造项目中，应用了中国石化总公司某企业在大型乙烯生产

13、装置改造项目中，应用了HKDHKD公司提供的全工况、公司提供的全工况、全流程动态仿真系统。不仅进行了操作培训，而且还用于自控系统的设计检验和操作方案全流程动态仿真系统。不仅进行了操作培训，而且还用于自控系统的设计检验和操作方案研究。据厂方统计：研究。据厂方统计： 应用仿真培训系统为企业培训了应用仿真培训系统为企业培训了106106名操作人员，直接为企业节省培训经费名操作人员，直接为企业节省培训经费7070余万元。余万元。 应用仿真系统检验控制方案，提前发现了压缩机系统、联锁回路以及控制回路中的多应用仿真系统检验控制方案，提前发现了压缩机系统、联锁回路以及控制回路中的多个问题并及时加以解决，降低

14、了装置正式投运时的风险试验。个问题并及时加以解决，降低了装置正式投运时的风险试验。 研究工艺改造中采用的新技术研究工艺改造中采用的新技术- -减粘塔以及二元制冷压缩机的开车方案，为乙烯装置的减粘塔以及二元制冷压缩机的开车方案，为乙烯装置的顺利开车成功地作出了贡献。顺利开车成功地作出了贡献。28华康达动态仿真系统发展至今已经历了三代产品华康达动态仿真系统发展至今已经历了三代产品:1992年年 DOS环境环境第一代产品第一代产品PROS1999年年Windows环境环境第二代产品第二代产品WinPROS2005年年Windows环境环境第三代产品第三代产品GPRES29硬件硬件 一套仿真系统的硬件

15、一般采用一套仿真系统的硬件一般采用1 1台主机（服务器台主机（服务器/ /管理站，管理站，PCPC机）、机）、1 1个现场操作仿真站（个现场操作仿真站（PCPC机）及若干机）及若干DCSDCS操作仿真站、百兆以太网连接的操作仿真站、百兆以太网连接的系统结构（一套仿真系统一般可同时运行系统结构（一套仿真系统一般可同时运行4-64-6个模型）。个模型）。 软件软件系统软件系统软件 WinBASEWinBASE PROS PROS仿真软件仿真软件 WinBASEWinBASE PROS PROS 仿仿DCSDCS软件软件 现场操作仿真站软件现场操作仿真站软件 Windows NT 4.0/Windo

16、ws 2000/Windows XPWindows NT 4.0/Windows 2000/Windows XP操作系统操作系统工艺应用软件工艺应用软件 30网络网络远程技术支持远程技术支持模型服务器模型服务器 工程师站工程师站 教员站教员站 现场站现场站 操作员站操作员站 操作员站操作员站DCS操作员控制台操作员控制台31o 选择初始化条件选择初始化条件 - - 冷态开车冷态开车 - - 热态开车热态开车 - - 正常操作态正常操作态 - - 减负荷操作态减负荷操作态o 设置教员变量设置教员变量o 设置故障设置故障 - - 设备故障设备故障 - - 控制器故障控制器故障 - - 改变上改变上

17、/ /下游条件下游条件o 冻结冻结o 快照快照o 回溯回溯o 现场设备操作现场设备操作o 场景置入场景置入o 重演重演o 加速或减慢进程加速或减慢进程o 作为工程师站使用作为工程师站使用o 成绩评定成绩评定3233o 建立在一个复杂逻辑推理机制上的学员技能评定系统可建立在一个复杂逻辑推理机制上的学员技能评定系统可对学员的操作顺序对学员的操作顺序,操作质量进行评估操作质量进行评估o 题库题库/题组题组/试卷的生成试卷的生成o 多种培训方式多种培训方式: :单人单工段单人单工段, ,多人单工段多人单工段, ,多人多工段多人多工段,(,(说明工段间的可组合性说明工段间的可组合性).).集中本地培训集

18、中本地培训, ,通过局域网的通过局域网的远端培训远端培训, ,记时培训记时培训/ /记时水平培训记时水平培训( (在记时内要达到相在记时内要达到相应水平应水平, ,否则计时不算否则计时不算) )3435363738o 显示画面显示画面o 报警报警o 声响信号声响信号o 打印报警及操作信息打印报警及操作信息o 屏幕硬拷贝屏幕硬拷贝o 操作员功能操作员功能o 数据动态显示数据动态显示o 阀门、开关操作阀门、开关操作3940414243444546474849 Windows NT/2000/XPWindows NT/2000/XP操作系统操作系统 可在线可在线/ /离线仿真离线仿真 有严格的特殊模

19、型支持有严格的特殊模型支持 可连接在可连接在InternetInternet上上, , 便便 于远程系统维护于远程系统维护 可进行网上培训，提供可进行网上培训，提供ASPASP服务服务50v工程机理模型工程机理模型 对所有通用单元操作有标准算法对所有通用单元操作有标准算法v 序贯与联立模块解算方法序贯与联立模块解算方法 允许客户加入自己的算法允许客户加入自己的算法v 严格及简化热力学模型严格及简化热力学模型 可模拟计算任意多组份可模拟计算任意多组份51v 数学计算算法数学计算算法v 控制算法控制算法v 通用工艺算法通用工艺算法v 用户编写的特殊工艺算法用户编写的特殊工艺算法52v 热力学算法热

20、力学算法v 特殊工艺算法特殊工艺算法v 通用工艺算法通用工艺算法v 控制算法控制算法53 HKD HKD动态仿真系统的物性模型是通过嵌入严格热力学模型方法动态仿真系统的物性模型是通过嵌入严格热力学模型方法VMG_ThermoVMG_Thermo软件，或依托具有国际先进水平的软件，或依托具有国际先进水平的Aspen PlusAspen Plus软件而建立：软件而建立： 具有具有50005000多个组分的物性数据库，含固体组分物性多个组分的物性数据库，含固体组分物性 1212万对二元交互作用参数万对二元交互作用参数 有多种状态方程选择有多种状态方程选择 借鉴使用借鉴使用AspenAspen物性库中

21、确定组分的物性数据物性库中确定组分的物性数据 借鉴使用借鉴使用AspenAspen石油组分计算方法，解决虚拟组分计算问题石油组分计算方法，解决虚拟组分计算问题 借鉴使用借鉴使用AspenAspen中固体组分的模拟计算方法中固体组分的模拟计算方法 进行全流程稳态模拟，检查精度和收敛情况进行全流程稳态模拟，检查精度和收敛情况54数据回归数据回归数据调整数据调整物性数据物性数据AspenAspen稳态模拟稳态模拟AspenAspen稳态模拟稳态模拟WinPROSWinPROS格格式物性数据式物性数据检验检验物性数据物性数据55o 获取和检验状态方程的相关参数获取和检验状态方程的相关参数o 预见模型动

22、态变化的趋势预见模型动态变化的趋势o 提供完整的组分物性数据和物性回归手段提供完整的组分物性数据和物性回归手段o 完成全流程的物、热平衡计算；保证有回路的模型收敛完成全流程的物、热平衡计算；保证有回路的模型收敛o 设计动态仿真方案，为编写算法提供框架设计动态仿真方案，为编写算法提供框架56基于严格的热力学和动力基于严格的热力学和动力学机理学机理由状态方程求解化学平衡由状态方程求解化学平衡和相平衡和相平衡适应于多组分、多相变、适应于多组分、多相变、有化学反应的复杂体系有化学反应的复杂体系具有很好的外延性具有很好的外延性具有基本的传递方程算法具有基本的传递方程算法57o 严格的反应动力学模型严格的

23、反应动力学模型o 多种流动类型反应器模型（活塞多种流动类型反应器模型（活塞流、全混流等）流、全混流等）o 直接访问物性数据库直接访问物性数据库o 计算反应后的压力、温度、组成计算反应后的压力、温度、组成o 考虑副反应的发生及其影响考虑副反应的发生及其影响o 借鉴专利商技术建模借鉴专利商技术建模o HKDHKD已开发已开发/ /积累了多种工艺专利积累了多种工艺专利的仿真模型及算法库的仿真模型及算法库 58机理模型机理模型 按照实际装置、设备的结构和原理建立模型按照实际装置、设备的结构和原理建立模型 适用范围广，适于极端操作、开停车过程和故障适用范围广，适于极端操作、开停车过程和故障 置入干扰后的

24、响应完全符合实际置入干扰后的响应完全符合实际 使用方便，应用工程师只需将真实设备参量填入参数表即可使用方便，应用工程师只需将真实设备参量填入参数表即可输入输出模型输入输出模型Y Yout out = f ( X= f ( Xin in , C ), C )59o 按照换热器管长积分计算热量的传递和物质的相态变化按照换热器管长积分计算热量的传递和物质的相态变化 计算泡点、露点计算泡点、露点 运用蒸发曲线和冷凝曲线运用蒸发曲线和冷凝曲线o 热传递系数是流量、相态等物性的函数热传递系数是流量、相态等物性的函数o 可进行严格的多股物流换热计算可进行严格的多股物流换热计算（LMTDLMTD）o 模型考虑

25、换热器金属的热消耗和热量泄露损失模型考虑换热器金属的热消耗和热量泄露损失60o 正确计算各种条件下阀门的操作运行及流通量正确计算各种条件下阀门的操作运行及流通量o 有各种各类不同阀门的模型算法有各种各类不同阀门的模型算法o 可模拟阀门各种损坏事故可模拟阀门各种损坏事故o 模拟多种阀门组模拟多种阀门组o 模型模拟阀门延迟响应模型模拟阀门延迟响应o 模型模拟阀门模型模拟阀门/ /阀门组内所含物质的动态变化阀门组内所含物质的动态变化61o 按设备的特性曲线计算按设备的特性曲线计算o 逼真模拟压缩机喘振逼真模拟压缩机喘振/泵的气蚀现象泵的气蚀现象o 充分考虑阻力线和余隙对设备操作的影响充分考虑阻力线和

26、余隙对设备操作的影响o 调节变量灵活，适用范围广调节变量灵活，适用范围广62o 按照理论板数逐板做相平衡按照理论板数逐板做相平衡计算计算o 可模拟多股物流采出可模拟多股物流采出o 可模拟侧线采出再沸器及泵可模拟侧线采出再沸器及泵循环循环o 模型考虑堰流、气相夹带、模型考虑堰流、气相夹带、液泛等传质情况液泛等传质情况o 依组分的溶解度，模拟萃取依组分的溶解度，模拟萃取过程，做三相闪蒸计算过程，做三相闪蒸计算o 能做共沸精馏计算能做共沸精馏计算o 模型考虑塔盘金属的热消耗模型考虑塔盘金属的热消耗和热量泄露损失和热量泄露损失63模拟模拟 DCSDCSTDC-2000/TDC-3000/GUSTDC-

27、2000/TDC-3000/GUSFoxboro VideospecFoxboro VideospecFoxboro I/AFoxboro I/A横河横河 CENTUM CS/ XL/CS3000CENTUM CS/ XL/CS3000ABB MOD 3 / MOD 300ABB MOD 3 / MOD 300Bailey Network 90 Bailey Network 90 ABB AC800FABB AC800FFisher PROVOXFisher PROVOXDeltaVDeltaVSIEMENSSIEMENS浙大中控浙大中控不同不同DCSDCS采用各自专用控制算法，采用各自专用控制算法，模拟常规控制模拟常规控制安装的国家安装的国家/ /地区地区 2525个个 美国美国, , 德国德国, ,日本日本, ,英国英国, ,加拿大加拿大, ,法国法国, ,荷兰荷兰, ,意大利意大利, ,澳大利亚澳大利亚, ,西班牙西班牙, ,挪威挪威, ,苏格兰苏格兰, ,巴西巴西, ,沙特阿拉伯沙特阿拉伯, ,泰国泰国, ,印度印度, ,台湾地区台湾地区, , 越南，菲律宾越南，菲律宾, , 印度尼西亚印度尼西亚, ,新加坡新加坡, ,韩国韩国, ,埃及埃及, ,孟加拉孟加拉, ,中