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自动化联盟 - 控制软件Control Software

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    仿真软件在工厂现场级的应用

    photo 2010-09-15 15:59

    仿真软件在工厂现场级的应用

        基于电脑的仿真可在工业领域采取多种形式,其中最常见的是过程仿真用电脑取代实际运行过程。为了寻找这类软件的使用者和使用方式,本刊进行了资料搜集和调查。本项产品研究调查历时一个月,共收到137条回复。

     

        对于为什么你的公司会在仿真软件方面投资?”这一问题,排在前三名的回复全都围

    绕与培训有关的问题:

        -为现有的基础设施培养新操作员(52.6%)

        -学习新的和陌生的业务(44.5%)

        ·通过训练有素的操作员保护资产(41.6%)

    在考虑“仿真是否已被用于其他用途?”时,迄今为止得分最高的答案是通过实验改善加工性能/可靠性”(61.3%)

        用一种工具对工艺改进进行研究,且不会危及设备或生产这一理念很引人注目。由于得分排在第二位的答案是“不知道或没有”(32.1%),访者(22.6%)在报告中提到真实的分析、需求管理和产能规划”等其它用途。

        在众多有趣的回复中,有一条与仿真软件来源有关——其有趣之处在于没有一家供应商代表的公司数量能超过名单上的10%。前四大供应商所占的比例只有总数的25.6%(见图)。在对“其他”选项的回复进行排序后,至少确定了40项来源的名称。此外,许多公司的报告称他们能自行编写过程仿真软件。将这些变化相结合,可使“内部创建”成为仿真软件的第二大来源。

        你为何选择该供应商,而不是其他供应商?”的答案列表上,“特色”排在首位(49.6%)。其它动机包括成本(34.3%)和“以前的工作建立的亲密关系或大学中获得的经验”(28.5%)

    专有工艺过程中的培训

        鉴于培训操作员的双重目的,以及对工艺改进进行研究,因此通过仿真尽可能复制真实的控制系统和过程是很重要的。对于“你的仿真环境是否包括专有工艺设备或热力学模型?”这一问题,”62,0%的人作出肯定的回答。此外,51.8%的受访者在报告中称,他们的仿真系统使用有图形用户界面的DCS/SCADA系统,而不采用通用界面。

        该调查还询问了模拟器实施的各种任务和操作。虽然得到的回复多种多样,但在其中经常出现的一个想法中却囊括了所有因素。有些评语如下:“DCS中的所有部件都进行仿真操作员完成的所有任务都可进行测试”、“系统应涵盖控制室中90%的操作任务

        一位用户说:模拟器可模拟工厂的操作仪表板,其具有装置实物的外观和手感。由于我们要处理具有反应活性的化学品,因此我们会为操作员开设培训课,使其体验异常情况,以及为防止或尽量减少不良后果所需的纠正措施。”

        由于该工厂的可靠性接近99%,而50%的操作员拥有的经验不超过5年,因此有必要经常用模拟器使操作员获得经验,否则他们无法获取这些经验。采用模拟器可加快所需的学习速度,并使仪表板的新操作员具有攻克难关时所需的信心,从而作出正确决定,并适时地采取行动。

    传统用户

     

    大多数仿真系统用于重加工业如石油、天然气和石化行业1,其比例为所有用户的54.7%。其次是食品、饮料和制药等较小的行业,占有比例分另为5.8%2.9%。其它行业占有的比例达36.5%

    仿真的作用

        当被问及过程仿真软件为你带来什么好处?”时,受访者们写下了各种观察结果,包括培训和测试:

        ·执行过程的行为,使操作员能认识、理解和欣赏他/她在某种情况下的作用。这种方式远远好于简单的课堂教学。

        ·新操作员可采用DCS获得广泛的实际操作经验,且不影响生产系统。

        ·新操作员的培训已变得很重要去年我们招聘了15名新操作员,以填补退职人员的空白)。今年将扩大培训规模,并采用绿色培训方式。

      -聘用训练有素的操作员,尤其是那些由于岗位更高的人员辞职而努力争取提升机会的操作员。

      -新操作员能更快地了解装置的操作方法。他们还能学会装置内部的相互影响,以及其行为造成的后里  右妪赊的坦作员会紧跟新技术的步伐。

      -通过对操作员进行紧急情况下的培训,减少事故的严重性/工艺过程被影响的时间。

      -测试控制系统的配置/逻辑。应能使操作员在各种情况下操作,并评估设计方案是否能满足操作员的期望。

      -减少新型DCS系统和SIS系统的调试时间。

        DGS配置的开发和检验。

    ·控制策略的开发和评估。

    维护问题

        任何能反映实际系统的软件都必须进行维护,从而保持其现状。当被问及是否定期对模拟器进行维护,许多用户的回复包括“不断更新”到“5年内保持不变”。其他用户则在报告中称,软件的更新与具体项目或控制系统的改进相联系。

     

        以下列举了一些具体困难和机遇:

        -将目前的项目维持在该阶段。将利用正在对资金和项目提供的支持,并可能对整个工厂的过程模拟器进行维护。而控制模拟器很可能只在项目的持续阶段使用。

        -虽然正在考虑使用操作员培训,但我们可能已在最大的项目中错过了这一机会。

        -由于资源的限制,因此不能定期对仿真进行维护。只有在实施项目时进行更新。

        -虽然编程控制系统仍用于工程,但要经常更新。当装置满负荷运行时,编程控制系统会被保留起来,并且仍然被用于对操作员进行定期培训。

        ·客户端的企业认为仿真的价值在于能保持模拟器性能。在目前的经济环境下,不采取这种做法的企业,甚至没有这些产品购买的意图。

      ·在模拟器和某些改进之间,总会有一定的滞后时间。对于所有重要变化,升级模拟器均被作为项目的一部分。

    有经验人士的忠告

    最终,最有说服力的问题是:你还会告诉同行使用过程仿真软件的其它经验吗?该软件是否值得投资?”

    各种回复代表了很多有趣的导向:

    -我向来要用仿真手段所有控制策略进行测试。在所有新装置中,仿真对DCS的检验及操作员培训都是无价之宝,而且对批量生产的控制配置也几乎是必不可少的。

    -与所有控制器厂商进行合作,从而帮助模拟器供应商进行开发是一个非常重要的问题,这是因为每一方都希望出售在整个系统占有独特位置的模拟器.对投资回报应进行个案分析。

    -一个企业如果能减少停机时间就能将投资节省数倍。

    -总体感觉是,我们的实验室和小规模试验设备均能提供足够的数据,从而扩大生产设备的规模,除非化学反应中出现严重的多变量关系。

        -控制你的期望值。仿真软件的学习曲线很陡峭。

    -虽然它使控制用途的开发成本增加了25%,但节省了大量在调试和启动时间。

    -由于我们的产品成本高,因此该仿真软件是一种降低风险的廉价手段。

    -工艺模拟器必须由主要股东购买,从而实现对资源利用,以及对模拟器的支持和维护的承诺。否则模拟器很快就会过时。

     -对于我们的小型装置来说,商业软件过于昂贵,而且配置时间太长。

     -虽然值得为模拟器投资,但管理层必须有足够的时间学习和充分利用该系统的潜能,否则无法得到任何回报。

     -如果一个企业在使用仿真技术方面没有明确的目标,他们对产品的体验将是喜忧参半。购买前有明确的目标,可确保企业不被误导。

     -过程模拟器值得投资,尤其是当你雇用了许多新操作员,以及当你通过退职或新工作而开始积累经验时。过程模拟器对培训新工程师也非常有用。

    他们必须学习过程动力学,而不是仅仅了解工艺流程图。

    当你考虑过程动力学而不仅仅是稳态条件时f特别是化学反应过程)时,对学习的要求就变得很高。

    如果你在项目进行研究时,仿真软件会像许多工具一样为你带来重要利益。否则,只能输入和输出不可靠的数据。有了明确的目标、合适的资源,以及从各有关方购买软件,就能使其在正确的流程中展示其重要优势。

     

     
     
    文章自网络
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