基于eM-Plant炼油生产一次加工过程的建模与仿真

摘要

石油化工是个资本和技术密集、生产过程连续、产品批量大及产品市场覆盖面广的行业，属于流程工业的范畴。目前，像大多数流程工业一样，炼油生产作业计划和调度是基于手工完成的，这不仅使劳动强度增大，而且会导致库存增大、资金浪费，并增加运行成本，这严重地障碍了炼油企业的信息化进程。炼油生产一次加工过程是一个兼有连续系统和离散系统的混合系统，与离散制造业的生产过程有本质上的不同，需要不同的建模和优化方法，以及生产计划和调度的技术。经研究分析后得出基于仿真的优化适合解决此问题。通过仿真软件可以实现炼油生产中的约束条件，在仿真运行当中可以判断这个计划是否满足约束条件，对运行各设备的状态和得出的数据进行分析，寻求更好的生产计划和最佳的运行参数，为炼油生产一次加工过程的决策排产时提供参考。本文主要解决的问题是：在手工排产时，对排好的一部分的计划后用这个仿真模型仿真出来，然后就可以根据各设备的当前状态辅助下一步的排产决策；用排产算法得到一个计划后，也可以用这个仿真模型验证其是否可行，有误时提示出错的地方，为排产算法的修正提供帮助。本文主要做以下几方面的工作： 首先，采用面向对象分析的方法，对炼油生产的一次加工过程进行建模分析； 其次，在建模分析的基础上，采用eM-plant中模块化编程的方法建立了六个子模块，通过这几个子模块就可以构建出所需的仿真模型； 最后，通过对一个仿真实例的仿真结果进行分析，得出这个仿真模型不仅是可信的，而且也是实用的。

目录

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声明

第一章 绪论

1.1论文研究的背景

1.1.1流程工业

1.1.2石油化工企业的特点

1.1.3流程工业综合自动化系统的总体结构

1.1.4生产计划及调度在综合自动化中的作用

1.2国内外研究状况

1.2.1炼油企业综合自动化状况

1.2.2 ERP层的研究状况

1.2.3 MES层生产计划与调度问题的研究状况

1.2.4炼油MES层生产计划与调度问题的研究状况

1.3存在的问题和展望

1.4本文研究的内容

第二章 炼油生产调度的物理过程分析

2.1炼油生产过程的概述

2.1.1炼油生产过程的划分

2.1.2炼油一次加工过程的描述

2.1.3炼油一次加工过程的约束

2.2炼油短期生产计划

2.2.1炼油生产计划手工编排过程

2.2.2基于仿真对编制炼油生产计划的帮助

第三章 炼油一次加工过程的仿真建模分析

3.1系统仿真的类型

3.1.1离散系统模型

3.1.2连续系统模型

3.1.3混合系统模型

3.2炼油混合系统模型

3.2.1连续过程的离散化

3.2.2基于时间和事件驱动的离散化

3.3面向对象的仿真建模分析

3.3.1什么是面向对象

3.3.2面向对象的基本概念

3.3.3面向对象技术的优势

3.3.4面向对象对炼油一次过程的分析

3.3.5仿真模型的运行机理

第四章 基于eM-Plant的炼油生产一次加工过程仿真模型的构建

4.1炼油混合系统模型应用背景

4.1.1炼油混合系统模型的作用

4.1.2设计思想与设计原则

4.2业务与数据流程分析

4.2.1业务流程分析

4.2.2数据流程分析

4.3炼油生产系统的处理

4.3.1离散事件系统

4.3.2离散事件系统仿真的步骤

4.4炼油生产一次加工过程系统的仿真

4.4.1关于仿真软件eM-Plant

4.4.2系统的仿真目标

4.4.3仿真模型的基本参数

4.5仿真模型的实现

4.5.1仿真模型的结构

4.5.2仿真控制子模块

4.5.3到港油轮子模块

4.5.4港口油罐子模块

4.5.5输油管道子模块

4.5.6厂内油罐子模块

4.5.7蒸馏塔子模块

第五章 炼油生产一次加工过程的仿真实例

5.1仿真实例

5.2仿真模型的运行

5.3仿真结果分析

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢

附录