燃料乙醇装置仿真培训系统的开发

科研开发化工科技2006,44)44-46scienCe TeChnOloy in chemicAl industry燃料乙醇装置仿真培训系统的开发程英超1陈明怀2牟元平31.吉化集团公司人才培训交流中心吉林吉枺,1320222.中国石油吉林石化公司建修公司吉林吉林,320213.中国石油吉林石化公司吉林吉林132021)摘要狂吉林兴建的燃料乙醇裝置具有年生产能力大、生产工艺复杂、自动化水平高等特点又是国內首家工艺过程没有同行可借鉴因此装置开车前的计算机仿真培训是保证正常开车的必要条件计算机仿真培训是借助于多媒体计算机设备和仿真软件而进行的一种以实际操作技能为主的培训方式,全面介绍了燃料乙醇仿真系统软、硬件的结构着重阐明设计思想和技术特色实现了全流程的仿真;系统既可用于培训还可用于运行指导。关键词撚料乙醇生产真系统开发培训中图分类号:TQ23.122TP391.9文献标识码:A文章编号:1008-051K200604004403仿真技术是通过系统模型对真实系统或设计中的系统进行实验达到分析、研究和设计该系统1工艺仿真范围和培训功能的目的。如果这种系统模型的建立是以计算机为1.1工艺简述基础手段的就称之为计算机仿真作者提到的仿整个装置分为玉米脱胚制浆、液糖化蒸馏、蒸真即属于计算机仿真的范畴。它可以提供近似于发、分离干燥辅料制备等几个工段。真实的操作环境和操作工况具体形象实物感由储运卸车的玉米经净化计量后进入玉米强使操作工可以利用多种感官来学习知识还可浸泡罐浸泡浸泡后的玉米经三道磨破碎、压力曲以模拟实际生产过程中不允许发生的事故及其处筛过滤后分离出的胚芽经洗涤、挤压脱水、干燥理方法解决了操作工在生产现场不能动手操作后送往榨油装置。分离出的浆料送到燃料乙醇的问题有利于培养快速反应的能力使操作工在装置短期内了解工艺过程和操作原理提高实际操作来自脱胚制浆工段的玉米淀粉浆进入工艺流能力。因此汁算机仿真培训是一种现代化的、高程。通过加热和工业酶的复合作用淀粉被转化为效率的培训手段是提高操作工技能的一种有效可发酵性糖再通过酵母发酵作用转化成二氧化碳途径12和乙醇燃料乙醇裝置仿真培训系统的开发是针对含有乙醇的发酵成熟醪经进一步加工回收产该产品的生产工艺利用先进的计算机仿真技术品乙醇和副产品——含可溶物质的干酒糟对实际生产中的开、停车正常运行事故处理等(DXS进行仿真模拟利用这套仿真培训系统工人可以首先通过蒸馏乙醇从发酵成熟醪中汽化再在不接触实际装置的情况下完成上述工况的操作浓缩成乙醇和水的共沸混合物。用分子筛吸附乙训练,大大地缩短了培训周期,提高了培训效醉中国煤化工肌为燃料乙醇。率HCNMHG糟用泵送至离心机将悬浮固形物从可溶固形物中分离出来。离心清液经蒸发系统浓缩成浓缩液。与离心机分离出来的作者简介程英敵1∞4-)男吉林人吉化集团公司人才鲜糟一起送往管束式干燥机干燥除去剩余的水培训交流中心教师主要从事化工过程仿真模拟工作分生产DX90%干物质)作为饲料出售。工艺第4期程英超籌.燃料乙醇裝置仿真培训系统的开发流程见图1。教师指令台(上位机)打印机五米T艺水辅料蒸汽糖化酶酵母萧馏塔无水乙醇1”学员操作站2学员操作站(1下位机(2下位机玉米浸泡玉米浆贮爆液化反应器糖化反应器发酵反应器高心机干燥机图2燃料乙醇生产过程仿真系统硬件构成示意图图1燃料乙醇生产过程工艺流程简图件有长久的生命力”作者为该系统设计了两个平1.2工艺仿真范围台操作员平台1和工程师平台2操作员平台包括该装置仿真培训系统以仿计算机集散控制系教师站和学员站及通过通讯文件进行上下位机数绽ⅠS为主对现场操作进行适当简化,以能配据交换的操作功能汇程师平台包括教师站的组态合ⅨXS操作为准则并能实现全流程的开车、正常和学员站的组态。其结构见图3运转、停车及事故处理操作其中开车从玉米卸车经净化进装置开始操作员平台教师站(总体监控、工艺仿真〗生产过程仿真系统软件构成学员站(仿DCS)主要仿真系统包括压玉米脱胚制浆、液糖化、蒸馏、蒸发、分离干燥5个工段的DS仿真操作。教师控制组态所有公用工程部分冰水、电、气、风等处于正常系统艺仿真组态平稳状态。程师平台仿DCS组态1.3培训功能仿DC流程图组态(1)主要操作项目洛部分压力浓度、温度的仿DCS标准曲面组态检查、监视必要设备包括各种阀、泵、输送机、反图3燃料乙醇生产过程仿真系统软件结构示意图应器等的开启、关闭运行过程中压力、温度、流量等的调节。(1)操作员平台2)特定事故进料阀卡进料阀漏换热器结操作员平台包括两部分教师站和学员站的操垢罐漏停电;泵故障等。运行中的故障是复杂作。的操作人员在实际运行时若误操作或对事故、故教师站主要功能包括模型控制、功能设置、监障处理不当后果将很严重通过用仿真培训系统视切换、帮助。进行反复训练可以获得宝贵的操作经验和事故处模型控制:模型选择、装入初始条件、模型运理经验。行、退出模型。(3)在培训过程中可以根据需要使仿真过程功能设置模型冻结、模型解冻、时标设置、快变慢或变快以达到预期的培训效果。门设置、快门重演、状态重放。监视切换变量监视、实时趋势图、算法调试。2技术原理及技术特性帮助帮助、关于。2.1硬件构成学员站由教师站通过网络通讯给予指令进行系统硬件网络结构见图2所示。采用高档微仿凵中国煤化工车正常停车事故处机作教师指令台亦称上位机)上、下位机经由网理络通讯联接。(2)工程师平台2.2软件构成所谓工程师平台就是将操作员平台所要求的燃料乙醇生产过程仿真系统软件是以设计资上下位机各功能通过组态的方式得以实现。包括料为依据针对装置操作培训而开发的为使该软教师系统的组态、学员系统的组态化工科技第14卷教师系统组态总体监控组态、仿真模型搭接经培训后达到了预期效果。该仿真培训系统达到及特殊算法的开发、参数推导等工作5了预定的目标在开发手段和实际性能上具有一定系统组态:DS点组态、流程图组态、标准的先进性和创造性。画面组态、仿真键盘组态等工作。[参考文献]在下位机点组态完成后做通讯文件的组态[1]程芳真等.基于 Windows平台的仿真支撑系统的研究J]系以实现上、下位机数据的交换功能6统仿真学报2001132)192-1942.3技术特性[2]张云华等集成化工过程仿真培训系统J]系统仿真学报1)建立在普通微机或微机局域网络上既可19991)3以单机使用也可以联网使用系统体系结构优化3]李种武魏华梁.谈数学模型及其简J]计算机仿真998153)8-71合理、灵活性价比高7[4]白坤美国燃料乙醇的生产J]淀粉与淀粉糖2002l,02)建立以物料流和能量流为信息流的模型管理方式并具有自动辨识参数功能开发的软件[5]楚纪正.化工过程培训仿真器的新型软件构造模式与C++标准、实用。实现J]系统仿真学报996X2):2-163)为现场工程师提供开放的软件环境为燃[6] Laganier FS Lann J ML Jouliax et al Simulataneous modular料乙醇仿真系统软件的二次开发、进一步使用提供namic simulation application to interconnected distillation columns技术保障。mpuf J] Comput Chem Engr12)287-29[7] Hillested M, Hertzberg T Convergence and stability of the sequen3结论tial moduar approach to dynamic process simulation[ J ComputChem Engny 1988, 1X 5)407-414该系统经实际试用运行稳定效果良好工人Development of simulation system for the process offuel ethanol productionCHENG Ying-chao' CHEN Ming-huai? MOU Yuan-p(1. Vocational Education and Training Center of Jilin Chemical Group Corporation Jilin 132022, China2. PetroChina Jilin petrochemical Company, Construction and Repair Factory Jilin 132021, China 3. JilinPetrochemical Company Ltd PetroChina ilin 132021 hinaAbstract: The fuel ethanol unit set up in Jilin has the characteristics of big production capacity complex manufacturetechnology and upper automatization level. It also is the first production installation in our country go it cannot studyfrom other factory and computer simulation training before production is necessary Computer simulation training isthe training mode which simulates actual production condition by means of multimedia computer ,besides the hardand the software configurations are described the content of the paper is specially focused on the design philosoand the technical characteristic. Full flow simulation is realized on this basis. The system is not only used forraining but also for operation instruction中国煤化工Key words: Fuel ethanol production Simulation system DeveldHCNMHG