OTS操作员培训仿真系统及应用技术分析

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1、OTS操作员仿真培训系统介绍1、操作员培训仿真系统的需求产生作为迅速发展崛起的流程工业生产大国,中国的工业发展和产品产量已居世界前列,像是流程工业所涉及的石油、天然气、化工、钢铁、有色、建材、造纸等典型行业,在国际上具有举足轻重的地位。化工、石化类型的生产企业,常常具有连续操作、设备密集、高温易蚀、易燃易爆、有毒有害等特点,而往往由于企业对安全方面的重视程度问题,容易引发各类化工企业安全事故。何为 OTS? OTS:OperatorTrainingSystem,即操作员培训系统,其核心是仿真模拟

2、技术,即在计算机上仿真模拟化工/石化/炼油等行业各流程的真实生产过程,建立对应的“虚拟工厂”,包含其生产过程及其控制逻辑。在此基础上,实现对工厂过程和控制逻辑的模拟、调整和培训。这种仿真模拟技术可逼真地模拟工厂的开车、停车、正常运行和各种事故过程的现象和操作,是生产装置操作工培训和工艺方案研究的高效手段。为何 需要OTS? 流程工业面临着几大问题:人员安全:全球每年因化工事故造成的损失约4000亿元;生产安全:全球每年因化工事故造成的损失约4000亿元;操作安全:造成事故的原因,有75%是由于人

3、员的误操作引起。如果能够提高工厂内的操作员的安全意识,并且在开车、停车、故障、装置事故应急等各种情景下,能够迅速做出正确处理反应,则可以大大减少安全事故的发生概率,并减少事故带来的经济损失和人员伤亡。操作员仿真培训系统(OTS)是公认的解决上述问题的最理想方案!2、操作员培训系统发展历程操作员培训系统(OTS,OperatorTrainingSystem)起源于计算机流程模拟技术的发展。计算机流程模拟的第一代系统始于1958年,研发者为美国凯洛格公司、休斯顿大学和普渡大学,第一代系统尝试采用数学

4、建模方法对特定流程进行模拟。第二代系统始于1980年代的孟山都、布朗、洛克格、埃克森、模拟科学等公司的研究,第二代系统在数据库、数学模型以及解算策略等方面都有较大的提高。第三代系统始于1990年代,除了具有完善的数据库系统、复杂而精确的数学模型外,还具有设备计算、经济评价、工况分析、优化等功能,它的研发者就是目前国内所熟悉的艾斯本技术(产品AspenPlus)、英维思(产品SimSci)、霍尼韦尔(产品UniSim)和横河(产品OmegaLand)。OTS系统是成熟的技术,在国外普及程度很高,和

5、DCS系统一样,它属于建厂之初的标配,是新上线装置必配的系统。但在国内认识程度还不高,最初只有少数几家大型的几家化工、石化、炼油企业在上OTS系统,采用国外厂商霍尼韦尔、英维思、横河的OTS系统。但由于这些国外OTS系统价格十分昂贵,很多企业无法承受,因此没能得到普及。但随着国内OTS供应商的发展,比如杭州坤天自动化系统有限公司(产品奥秘仿真®),体现出价格优势和本地化服务优势,近年来更多的大中型生产型企业也在逐渐认识和认可OTS系统。已经采用OTS系统的国内企业包括:中石化合资上海塞科90万吨

6、/乙烯项目、中石油大连1000万吨/年炼油项目、神华宁煤煤制烯烃项目、华锦集团500万吨/年炼油项目、航天煤化工煤制烯烃项目、福建炼化的聚丙烯芳烃等装置、中石油独山子石化苯乙烯等装置、中石油大庆炼化催化裂化等多套装置、内蒙古庆华集团有限公司己内酰胺项目、河南永煤集团龙宇50万吨煤制甲醇项目等。可以预见将来会有更多的国内企业采用OTS系统为安全生产和员工培训服务,帮助员工熟悉工艺、熟悉控制系统,提高应急能力,提高生产效益等。从OTS产品特点的角度分析,霍尼韦尔、英维思、横河等国外系统的共同点是有一

7、个用于机理建模的平台(所谓机理建模,即遵从热力学原理和传热传质等化工基本原理;所谓平台是指它是一个软件系统,里面有很多热力学模型和单元设备机理模型等模型库),这种方式比较能保证OTS项目的实施效果和质量。国内厂商为数不多的也是采用这种方式,比如杭州坤天的奥秘仿真®系统。OTS项目实施是在一个建模平台上做工程,根据工厂现场实际定制仿真系统,需要收集工厂现场的PID图、设计数据、岗位操作手册(开车过程、停车过程、故障处理)再建立仿真系统。这种定制化的开发能保证企业的OTS系统是能针对性地为企业服务,

8、包括培训新员工,帮助员工熟悉工艺、熟悉控制系统、提高应急能力,为生产安全和生产质量服务。相信国内OTS技术会越来越发展,向国外系统看齐,加上价格和本地化的优势,使OTS系统在国内的应用更加普及,更多的生产型企业能用上OTS系统。2、操作员培训系统的核心技术介绍操作员培训系统(OperatorTrainingSystem,OTS)的核心是仿真模拟技术,即在计算机上仿真模拟真实生产过程,建立对应的“虚拟工厂”,包含其生产过程及其控制逻辑。在此基础上,实现对工厂过程和控制逻辑的模拟、调整和培训。仿真相

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