二氧化碳气提法尿素装置全流程仿真培训系统开发

摘要

仿真培训系统对现代企业信息化建设具有重要意义。由于仿真培训系统能够有效地提高学员的操作能力和操作水平，其开发逐渐受到关注。尿素生产工艺复杂、操作难度大、对操作人员的技能要求高，开发该装置的全流程仿真培训系统，对确保装置平稳、高效运行具有重要意义。
　　 本文针对某氮肥企业二氧化碳气提法尿素生产装置，以该装置的设计数据和生产数据为基础，进行了全流程模拟仿真培训系统的开发。首先依据现有的工艺流程，明确了全流程模型的建模思路，对各种单元操作模型以及关键设备的机理模型进行了构建，并组合形成全流程模型，完成了工艺过程全流程仿真模型的开发。然后依据PID（工艺管道及仪表流程图）和SAMA（美国科学仪器制造商协会仪表和控制系统功能图），将仪表系统分为现场级和主控级分别进行了仿真，在完成数据点组态后，进行了操作画面的开发，并以此为基础，分别对DCS（集散式控制系统）、ESD（紧急停车系统）和现场操作站进行了仿真。最后分析了仿真培训系统结构，并经过二次开发完成了仿真培训系统以下功能：评分、工况选择、时标改变、快门存储与加载、趋势显示与记录、报警监测、场景设计、故障设置等。
　　 经仿真培训系统测试表明，系统模型具有较强的机理性，仿DCS界面操作方式与实际生产主控操作相似度高。系统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装置的开车、运行、停车和故障处理等过程的动态响应，不仅可以用来进行仿真培训，还可用于技术人员对工艺技术改造探索以及控制系统改进研究。