加氢精制装置仿真培训系统

论文摘要

本文以加氢精制装置全流程仿真培训系统开发为例,在概述与分析加氢精制生产工艺的基础上,通过机理加经验的方法建立了若干数学模型。对反应器、汽提塔、换热器等进行了建模与仿真。建立了PSA(氢气提纯)部分、反应部分、汽提部分等模型软件。本文基于图形编程语言LabVIEW软件为平台,介绍了仿真培训系统的硬件结构和软件结构模块功能。实现了仿真培训系统中教师指令机、仿真操作站(DCS)、现场站以及紧急停车连锁站(ESD)。给出了PID控制算法、TCP/IP通讯、仿真状态的保存及恢复、时标的改变、状态的切换、工具条、数据传送、多线程、动态调用、报警画面等具体功能实现程序。本文建立和协助开发的加氢仿真培训系统已成功运行并在中石化安庆分公司投入使用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 工业背景
• 1.2 系统仿真国内外研究现状
• 1.2.1 系统仿真在化工中的应用现状
• 1.2.2 本文研究内容
• 1.3 本文结构
• 2 加氢精制仿真培训系统的需求分析及体系结构
• 2.1 系统需求分析
• 2.2 系统的设计目标和设计思想
• 2.3 系统的体系结构
• 2.4 加氢精制系统结构
• 3 基于LabVIEW加氢精制仿真培训系统仿真数学模型
• 3.1 工艺流程概况
• 3.1.1 PSA（氢气提纯）部分
• 3.1.2 反应部分
• 3.1.3 汽提部分
• 3.2 仿真数学模型
• 3.2.1 反应器数学模型
• 3.2.2 汽提数学模型
• 3.3 换热器动态数学模型
• 3.4 汽液分离数学模型
• 3.5 压缩机数学模型
• 4 加氢精制仿真培训系统软件开发平台
• 4.1 LabVIEW简介
• 4.2 LabVIEW中TCP技术
• 4.2.1 TCP技术
• 4.2.2 LabVIEW中TCP传输的实现
• 4.3 LabVIEW多线程技术
• 4.4 LabVIEW动态连接库调用
• 4.5 LabVIEW动态调用子VI
• 5 基于LabVIEW加氢精制仿真培训系统设计与实现
• 5.1 教师机总体结构
• 5.1.1 PID调节规律及无扰动切换
• 5.1.2 数据的传送与更新
• 5.1.3 化工模型的连接
• 5.1.4 状态的保存及恢复、时标的改变、状态的切换
• 5.2 仿真操作站总体结构
• 5.2.1 工具条程序模块
• 5.2.2 数据传送程序模块
• 5.2.3 窗口定位程序模块和仿真键盘程序模块
• 5.2.4 数据处理程序模块
• 5.2.5 多线程技术
• 5.2.6 动态调用
• 5.2.7 仿真键盘
• 5.2.8 调节器仪表盘
• 5.2.9 报警画面实现
• 5.3 现场站部总体结构
• 5.3.1 数据通讯
• 5.3.2 画面的切换
• 5.3.3 阀门的切换
• 结束语
• 致谢
• 参考文献