1,总则
能真实模拟现场环境,并且有关环境参数对机组运行带来的影响也有真实、正确的反映。
严格按照ISO9000质保体系进行仿真系统的开发、调试,所生产的仿真系统能全面满足各种标准和规范的要求,具体执行标准如下:
(1) 质量管理体系
●GB/T 19001 - ISO9001:2000《质量管理体系——要求》
(2) 产品制造标准
●美国标准:ANSI/ISA S77.20-1993《火电站仿真机的功能要求》
●国家能源部1992年89号文件(附件)《大型火电机组仿真培训装置技
术规范》
●能源部电力司[1988]40号文件附件《火电厂模拟培训装置规范及技术要
求》
●火电仿真机:《火电站仿真机技术规范》
(3) 软件开发标准
●国标GB/T 8566-2001《信息技术——软件生存期过程》
●国标GB 8567-1988《计算机软件产品开发文件编制指南》
●国际标准ISO 10007:1995《质量管理—配置管理指南》
(4) 硬件设备台盘制造标准
●国家机械电子工业部JB 5777.2-1991,《电力系统二次电路用控制及继电
保护屏(框、台)通用技术条件》;
●国家机械电子工业部JB 5777.3-1991,《电力系统二次电路用控制及继电
保护屏(框、台)》;
●国家机械电子工业部ZB No.4 009-1988,《工业自动化仪表盘通用技术条
件》;
●台盘:GB 12056-1989 idt ISO6548《数据处理过程计算机系统和技术过程
之间接口》
(5) 机房建造标准
●国标GB 9361-1988《计算站场地安全要求》
●国标GB 2887-1989《计算站场地技术条件》
●国标GB 6650-1986《计算机机房用活动地板技术条件》
●国标GB 50174-1993《电子计算机机房设计规范》
2,仿真培训系统必须具备如下功能:
1)OTS仿真系统必须基于严格的工程模型基本原理而进行,参照化学工程热力学、反应工程、流体力学、质量与能量守恒、热与质量传递、以及单元操作的诸多特性等多方面知识。
基本原理模型的应用必须能够实现设备内的复杂交互作用的仿真。
不仅在稳态的数据误差上可保证模拟的
逼真度,更可达到操作全过程的逼真。
同时,乙方必须提供详细的各典
型过程模型的建模说明。
2)系统具备与现有DCS、SIS系统一致的操作权限功能;
3)仿真系统具备后台维护功能。
3,仿真模拟范围
液化装置实际应用的DCS、ESD及FGS系统不仅要求人机操作画面全部进行仿真,并且操作软件本身的功能均需全方面仿真,装置的动态仿真系统的模拟范围以实际装置的P&ID、PFD为基准,并根据P&ID,实现现场重要操作的仿真。
仿真须包括但不仅限于以下内容:
3.1公用工程单元
空气压缩机组、无热再生干燥机组、制氮系统、给排水系统、气压供水
3.2净化单元
原料气调压计量、脱碳系统、脱水系统、余热回收系统
3.3机组单元
燃气透平冷剂压缩机组、BOG压缩机组、再生气回收压缩机
3.4液化单元
天然气液化、制冷剂循环、冷剂储存、、LNG储罐、LNG外输装车
3.5 ESD紧急关断系统
3.6 FGS火气系统
注:仿真包括具有远程监控的燃气透平冷剂压缩机组、BOG压缩机组、再生气回收压缩机、余热回收现场控制系统(含压缩机防喘振控制系统等)。
4,仿真培训系统性能指标
4.1模型逼真度
工艺模型的逼真度分为静态逼真度(静态误差)和动态逼真度(动态误差)两种。
静态逼真度是指在某一生产负荷下长时间稳定运行状态时,模拟的生产工艺指标与实际生产装置工艺指标的偏差大小。
模型静态误差要求不超过实际数据的3%;关键参数必须优于2%。
模型的动态反应包括所有可观察的相互作用、停滞时间、指数延迟及逆向反
应。
不同设计状态之间的动态过渡在理论上和实际上都应是正确的,并遵循合理、可行的路径进行变化。
模型的瞬时演化表现应具有与实际工厂相同的动态特性,如:停滞时间、反应、方向、顺序等。
模型动态误差:要求1分钟之内不超过实际数据的10%;1分钟后不超过5%。
仿真系统操作响应速度与现场DCS响应速度一致。
关键参数列表将会在项目开工会和详细功能设计阶段确定,所有最终版的P&ID控制回路、关键机组和设备的关键点均为关键参数。
4.2 仿真培训系统稳定性要求
仿真系统必须具备良好的稳定性,系统能连续运行72小时不出现系统死机、跳出等现象。
4.3 系统适应性要求
仿真培训系统具有良好的适应性,在工艺允许的范围内完全能适应工艺过程的各种操作包括误操作及大幅度操作,工艺仿真软件的模拟结果能表现出相应的参数变化规律和参数之间的关联关系,与真实生产装置的表现特性一致。
4.4 ESD逻辑与FGS火气系统逻辑
对于ESD逻辑和FGS逻辑,乙方应采用按照设计的逻辑联锁图模拟的方法,将所有硬接线和基于安全自保逻辑和安全消防逻辑做全部建模,包括紧急停车信号,火气关断信号等。
4.5 DCS点、控制、逻辑、顺序
所有重要的工艺测量,基于DCS的控制、计算、逻辑、顺序都在模拟范围内。
另外,对于成套设备的控制系统,如燃气透平压缩机组、BOG压缩机组、再生气回收压缩机组、余热回收控制系统等,乙方须做控制模型仿真。
学员处理故障发生的情况等。
D、建立培训文件,能够由教师站或其它终端设备调出,并被记入文件资料
中。
也可以按要求打印出来,内容将包括培训人数、时间、训练项目、
成绩以及学员的编号、日期、操作结果等。
24)计算机辅助练习:
教师可以把需要培训的操作步骤,如运行/冻结、工况选择、故障设置等事先编写成培训计划,输入计算机相关文件,启动计算机辅助培训后教师站在无人
干预的情况下,按照预定的计划自动对学员进行培训。
可以对不同的学员设置完全相同的培训内容,以此来进行学员操作差距的比较;同时也可以因人而异,因材施教,取得针对性效果。
25)在线修改被仿真设备的特性:
如各种阀门节流特性、漏流大小,管道的阻力特性,风机叶片的磨损等,并可随时恢复至修改前的状态。
4.5仿真系统的研究功能技术要求
1)提供装置设计、调试、修改、试验的研究功能。
本仿真系统应有较好的人--机界面和支撑软件,工程技术人员可方便地利用仿真系统的工程师站进行天然气液化装置工艺和逻辑的组态分析和验证,寻求系统的最佳控制策略和最佳整定值。
2)通过对装置不同运行方式的仿真试验和分析,改进、优化操作,完善操作规程,同时提供事故分析指导,为制定紧急事故应对措施提供验证环境。
3)利用仿真系统的支撑软件及算法库进行建模、验模,可实现天然气液化装置的改造研究或科研。
也可以进行天然气液化装置设备合理性检验,以进行装置设计、验证设计等研究。
4)利用仿真系统中的算法库,甲方可以加入自己的算法进行新设备、新系统的原理实验,开发新工艺、新技术。
5)还可以分析判断影响装置平稳运行的主要因素,为装置稳定、经济运行的调节提供监视手段。
5,仿真培训系统架构
5.1 OTS仿真培训系统硬件
本项目要求配置1个教师站,10个学员站,1台打印机,能最低满足一个工艺操作班组员工同时进行培训考核的要求。
硬件构成如下图所示:
操作员站
就地操作站投影系统
打印机
操作员站操作员站操作员站
虚拟DPU站虚拟DPU站虚拟DPU站虚拟DPU站虚拟DPU站虚拟DPU站
模型站教练员站
虚拟DCS站
5.2系统软件
仿真系统软件包括操作系统软件、仿真支撑平台软件、数学模型软件、教练
员功能软件、DCS操作员站软件、多媒体仿真软件、DCS工程师站软件、就地
操作员站软件等几部分组成,如错误!未找到引用源。
所示:
DCS操作员站软件
就地操作员站软件多媒体仿真软件
数学模型软件指导教师功能软件
服务器计算机
工程师站软件
仿真支撑平台软件。