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石化行业面向对象的集成建模与仿真研究

齐瑞超  
【摘要】:石化企业的建模和仿真研究对于石化企业的综合自动化和企业级优化决策有着重要意义。以往对石化企业建模和仿真方法的研究大多从石化的生产和经营出发,根据PCS/MES/ERP三个层次各自的需求分别建立仿真模型,但是这些模型普遍存在可配置性和可扩展性弱的问题,仿真软件的开发、部署、维护难度较大,不能完全适应工程应用的需求。本文考虑石化企业生产管理和控制的特点,采用面向对象的软件设计思想,开展石化企业建模和仿真的研究,并开发建模和仿真环境原型。 本文首先从石化行业中的建模与仿真现状出发,分析了石化行业建模与仿真技术遇到的问题,分析了现代石化企业“智能工厂”管控模式下对建模和仿真的需求,论述了采用面向对象的建模仿真技术的必要性。 针对仿真模型重用率低和扩展性弱的问题,提出一种可配置的面向对象建模方法,主要包括一个用于工厂建模的四层框架,包含模型实体结构/模型库层、模型抽象层、工厂模型层、智能工厂仿真系统层。该方法可实现仿真与模型的解耦。然后,本文叙述了可配置的面向对象仿真环境的具体实现过程。在讨论了仿真环境的总体设计思路、功能模块定位和运行机制后,通过对数据库操作模块、模型管理模块、仿真器模块这几个关键模块的分析说明了仿真环境的通用性设计,并开发了仿真环境的原型。 最后,在可配置的面向对象仿真环境的基础上,本文实现了一个MES层物料生产加工储运过程的仿真案例。通过仿真试验证明了仿真器的可靠性、模型的可重用性和可配置性,并讨论了仿真环境的可扩展性和应用集成的能力。此外,提出了一种针对工厂分汇流点分流策略的改进模型,通过对比案例证明仿真模型策略的改进对仿真结果的影响,可以为炼油厂的生产决策提供借鉴。


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