输油站场工艺流程优选与仿真系统研究

论文摘要

为了保障输油管道安全运行,在生产过程中对长输管道输油工艺流程的优选与仿真技术进行研究,重点着手于自动优化运行及操作指导的应用等方面,确保调度任务操作的准确性及工作人员的安全性是十分重要的。本文主要研究工艺流程图的几何模型和数学模型,提出优选搜索算法,并利用可视化的Delphi软件工具结合实时数据库技术实现输油工艺流程的优选与仿真系统。在分析长输管道输油场站工艺流程图的基础上,本文提出将场站设备定义为节点,并根据工艺流程图对节点进行分类。在此基础上,首次提出一种适用于输油站场的优化工艺流程计算数学模型,将对该模型的求解问题描述为在连通图中求辐射状子图。由于工艺流程的连通图同时结合了有向图和无向图,因此需要对传统的搜索方法进行改进。为解决这—NP-Hard司题,提出利用Hopfield神经网络进行求解,采用复杂深度搜索法并结合数学模型算法,使之可以针对调度任务自动计算操作步骤。文中给出神经网络能量函数及对应求解方法,并通过实际计算对模型及算法给予验证。本次研究开发了工控组件以实现管道流程的动态展示,并在数学模型及算法的基础上,利用Delphi可视化软件实现输油场站工艺流程优选仿真指导系统。该系统采用了双服务器结构,通过采用ODBC方式访问远端IP21实时数据库,获得现场实时数据,并将其直观真实地反映在工控界面上；采用MySQL网络数据库对登录人员信息进行管理,避免了加重现场服务器负担。当调度任务明确的情况下,该系统可以准确计算正确具体的操作步骤,并动态展示管道油品的流动方向。实际运行表明,所研发的系统可行、有效,减轻了现场劳动强度,提高了生产效率,保证了运行安全,在指导和培训现场运行人员实际操作等方面也起到了很好的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国内外技术的发展现状与趋势
• 1.2.1 流程优化的发展现状
• 1.2.2 国外仿真技术的发展
• 1.2.3 国内仿真技术的发展
• 1.3 题目来源
• 1.4 本课题研究内容及意义
• 1.4.1 研究的目的及其意义
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究的技术路线
• 1.5 本文的章节介绍
• 1.6 本章小结
• 第二章 场站工艺流程分析
• 2.1 基本操作及其流程介绍
• 2.2 长输管道输油系统的主要设备
• 2.2.1 泵机组
• 2.2.2 阀门
• 2.2.3 储油罐
• 2.2.4 计量站
• 2.2.5 清管装置
• 2.2.6 常见的安全隐患分析
• 2.3 输油场站的工艺流程图分析
• 2.3.1 商储一区工艺流程
• 2.3.2 商储二区工艺流程
• 2.3.3 中转区工艺流程
• 2.4 本章小结
• 第三章 模型建立及优选算法实现
• 3.1 几何模型的建立
• 3.1.1 场站设备节点的定义
• 3.1.2 辐射状连通图的建立
• 3.2 优选搜索算法
• 3.2.1 流程优化原则
• 3.2.2 传统的搜索算法
• 3.2.3 基于深度搜索的流程优选算法
• 3.3 数学模型的建立及算法实现
• 3.3.1 Hopfield神经网络
• 3.3.2 建立数学模型
• 3.4 本章小结
• 第四章 实时数据的存取
• 4.1 本地数据库与远程数据库
• 4.2 客户机端几何模型数据库
• 4.3 服务器端MySQL网络数据库
• 4.4 基于IP21的C/S数据库连接方法
• 4.5 本章小结
• 第五章 系统设计与实现
• 5.1 仿真系统研发
• 5.1.1 开发工具及系统结构简介
• 5.1.2 基于工况组态的系统界面设计
• 5.1.3 数据库的连接方法
• 5.2 系统实现及操作指导
• 5.2.1 [用户管理]菜单
• 5.2.2 [系统]菜单
• 5.2.3 [工具]菜单
• 5.2.4 [任务]菜单
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士期间发表的论文
• 详细摘耍