專利名稱：原油管輸工藝過程模擬與自動化測試方案編制系統(tǒng)及其自動生成方法
技術領域：
本發(fā)明是一種原油管輸工藝過程模擬與測試方案編制系統(tǒng)及其自動生成方法。涉 及其它類不包括的測試和管道系統(tǒng)技術領域。
背景技術：
原油管道輸送工藝過程模擬與測試經(jīng)過研究人員數(shù)十年的實踐積累，已經(jīng)成為制 訂原油管道輸送工藝方案的必要工作，并且由于原油管輸?shù)膹碗s性，此類評價越來越多，工 作量日益增大。根據(jù)現(xiàn)場情況，編制原油管輸工藝過程模擬與測試方案是進行管輸工藝評 價的首要工作，要實現(xiàn)管輸工藝評價的自動化和信息化，就要首先實現(xiàn)方案編制的自動化。目前原油管輸工藝過程模擬與測試的方案編制由手工實現(xiàn)，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實的 需求，具體表現(xiàn)如下1.過程模擬與測試方案編制的過程中，人為主觀經(jīng)驗比較多，降低了不同項目、不 同方案設計人所作評價數(shù)據(jù)之間的可比性，從而無法利用大量的歷史評價數(shù)據(jù)總結經(jīng)驗， 不利于知識的發(fā)現(xiàn)和科研水平的提高。2.手工編制的過程模擬與測試方案，無法按照一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式進行存儲，在 當今的數(shù)字化時代，顯然不利于實現(xiàn)知識的積累、共享和傳承；3.手工編制的過程模擬與測試方案無法實現(xiàn)計算機識別，從而也就不可能實現(xiàn)根 據(jù)過程模擬與測試方案控制設備進行過程模擬與測試的自動執(zhí)行，從而也就不可能實現(xiàn)管 輸工藝過程模擬與測試的過程自動化。與通用的測試方案設計軟件相比，原油管輸工藝過程模擬與自動化測試的方案編 制具有以下特點1.過程模擬與自動化測試方案的編制過程要滿足一般的測試方案設計原則，同時 要結合實際積累的經(jīng)驗進行過程模擬與自動化測試方案的優(yōu)化，要使不同的設計人員都能 編制出高水平的過程模擬與自動化測試方案，就需要總結出歷史經(jīng)驗，并進行抽象；2.過程模擬與自動化測試方案的執(zhí)行最終要落實到具體的設備，因此過程模擬與 自動化測試方案的編制最終要成為設備的執(zhí)行計劃，需要考慮設備的約束和并行實驗中避 免設備的沖突；3.過程模擬與自動化測試方案要采用可供計算機讀取的形式，并通過標準的通訊 協(xié)議下發(fā)，以供自動化設備執(zhí)行。目前還沒有具有以上特點的過程模擬與自動化測試設計軟件，更沒有針對原油管 輸工藝過程模擬與自動化測試方案編制任務的軟件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種為管輸工藝過程模擬與自動化測試設計提供統(tǒng)一的方 案編制平臺、自動生成設備計劃并進行設備計劃的模擬和優(yōu)化、提供圖形化的設備計劃編輯環(huán)境、對設備計劃進行仿真的原油管輸工藝過程模擬與自動化測試方案編制系統(tǒng)及其自 動生成方法。本發(fā)明提出一種原油管輸工藝過程模擬與自動化測試方案編制系統(tǒng)及設備計劃 自動生成方法，其主要目的在于為管輸工藝過程模擬與自動化測試設計提供統(tǒng)一的方案編 制平臺，從而形成統(tǒng)一形式的過程模擬與自動化測試方案，可供計算機讀取，同時根據(jù)管輸 工藝過程模擬與自動化測試設備的具體要求，自動生成設備計劃，進行設備計劃的模擬和 優(yōu)化，且提供圖形化的設備計劃編輯環(huán)境，可供有經(jīng)驗的工程師直接設計編輯設備計劃，最 后可對設備計劃進行仿真，最終提供可供管輸工藝過程模擬與自動化測試設備自動順利執(zhí) 行的設備計劃。為了達到以上目的，本發(fā)明所提供的原油管輸工藝過程模擬與自動化測試方案編 制系統(tǒng)如圖1所示，包含過程模擬與自動化測試方案編制數(shù)據(jù)庫、過程模擬與自動化測試 方案編制模塊、設備計劃自動生成模塊、設備計劃模擬優(yōu)化模塊。過程模擬與自動化測試方 案編制模塊、設備計劃自動生成模塊、設備計劃模擬優(yōu)化模塊分別與過程模擬與自動化測 試方案編制數(shù)據(jù)庫相互連接，并接有用戶使用接口。(1)過程模擬與自動化測試方案編制數(shù)據(jù)庫該數(shù)據(jù)庫用以存儲評價方案和過程模擬與自動化測試設備的基本信息、過程模擬 與自動化測試測試參數(shù)、方案的設備計劃、以及要實現(xiàn)這三種類型的信息相互關聯(lián)所必須 的表，保證數(shù)據(jù)的完整性和正確性；(2)過程模擬與自動化測試方案編制模塊負責方案基本信息的輸入、過程模擬與自動化測試參數(shù)的設定；該模塊有提供篩 選類和模擬類兩類實驗方案的編制向?qū)?，分別形成篩選過程模擬與自動化測試方案表和模 擬測評，并可提供對已形成過程模擬與自動化測試方案的編輯；(3)設備計劃自動生成模塊該模塊用以根據(jù)已編制的過程模擬與自動化測試方案生成能被設備所能理解的 設備計劃，并提供對設備計劃的編輯、修改，同時該模塊還提供采用圖形化建模的方式直接 設計設備計劃；(4)設備計劃模擬優(yōu)化模塊該模塊提供對生成的設備計劃進行優(yōu)化；根據(jù)設備基本參數(shù)、目標控制參數(shù)以及 經(jīng)驗進行計算得到過程模擬與自動化測試設備的資源甘特圖，并提供以溫度優(yōu)先、效率優(yōu) 先兩種模式對設備計劃進行自動優(yōu)化，最后該模塊還提供對于設備計劃的仿真。方案編制系統(tǒng)中的各模塊融合于計算機的程序中，即由計算機軟件實現(xiàn)各模塊的 功能。本原油管輸工藝過程模擬與自動化測試方案編制系統(tǒng)的自動生成方法如圖2所 示，該圖為本發(fā)明所提供的原油管輸工藝評價方案編制的主流程圖，下面結合此圖詳細說 明原油管輸工藝過程模擬與自動化測試方案編制系統(tǒng)的自動生成方法1)輸入過程模擬與自動化測試的基本信息；2)方案類型選擇；3)對于過程模擬與自動化測試要輸入站場、管線信息、取樣點溫度、測試參數(shù)，后 生成過程模擬與自動化測試方案；
4)對于篩選過程模擬與自動化測試要設定參數(shù)、水平值、評價指標，選擇正交、全 面實施，生成篩選過程模擬與自動化測試方案；5)在幻和4)步完成后，生成設備計劃；6)生成設備計劃后再生成設備資源甘特圖和仿真模擬；7)生成設備計劃后，進行手動優(yōu)化、溫度優(yōu)化及自動優(yōu)化、效率優(yōu)化及自動優(yōu)化， 并將各優(yōu)化反饋到生成設備計劃。具體是1)輸入過程模擬與自動化測試的基本信息，包括方案名稱、設計者、方案的目標 (文字描述)、方案的類型、設計日期、最后修改日期等；2)方案類型選擇，在篩選類過程模擬與自動化測試方案和模擬類過程模擬與自動
化測試方案二者選其一；將與原油管道輸送相關的若干關鍵條件分為過程模擬與自動化測試參數(shù)和過程 模擬與自動化測試因素，其中過程模擬與自動化測試參數(shù)是在本次過程模擬與自動化測試 各平行樣處理之間保持一致的條件；而過程模擬與自動化測試因素則具有多個水平值，為 本次過程模擬與自動化測試需要對其進行篩選的條件；通過編輯過程模擬與自動化測試參 數(shù)和待篩選因素的各水平值，以及過程模擬與自動化測試指標，并選擇恰當?shù)倪^程模擬與 自動化測試設計模型(全面測評、正交測試)，系統(tǒng)自動給出一個篩選過程模擬與自動化測 試方案；3)模擬過程模擬與自動化測試用于模擬原油在多個站之間輸送的處理過程，一般 過程模擬與自動化測試持續(xù)時間較長；編輯模擬類過程模擬與自動化測試方案，需要根據(jù) 現(xiàn)場實際情況設定站場、管線的基本信息，形成模擬類過程模擬與自動化測試方案表；最后 對已形成的過程模擬與自動化測試方案進行插入取樣點、測試參數(shù)設定等編輯操作；模擬 過程模擬與自動化測試方案如圖4所示；4)篩選過程模擬與自動化測試，篩選過程模擬與自動化測試一般包含多個平行的 處理過程，最終目的是從多個處理過程中得出一個最優(yōu)的處理過程，從而確定管道輸送工 藝若干關鍵因素的最佳組合；可用作篩選過程模擬與自動化測試因素的有原油種類、降凝劑種類、加劑量、溫 度處理過程，包含多個升溫降溫階段，并且過程中有一定的攪拌速率，其結構形式為過程 1目標溫度-過程1需要時間-過程1攪拌速率-過程2目標溫度-過程2需要時間-過 程2攪拌速率，以此類推，其中溫度處理過程組織成一個字符串序列，如圖3所示；5)過程模擬與自動化測試方案編制完成以后，進入生成設備計劃的流程，生成設 備計劃的原理如下由于評價方案最終要歸結為設備的控制，將過程模擬與自動化測試方 案生成為設備計劃的過程，實質(zhì)上是根據(jù)經(jīng)驗的過程模擬與自動化測試模式，按照一般的 設備操作流程，從過程模擬與自動化測試方案中分解出各設備的控制參數(shù)和各設備間的邏 輯關系，并以設備計劃圖的形式組成設備計劃；其中圖5為設備計劃圖的一般形式，從左到 右主要有以下動作開始(完成設備自檢)、混合(原油預處理)、分裝、加劑、溫控與攪拌 (綜合處理)、取樣及測試、結束；生成設備計劃的詳細流程如下首先從測試方案中按照預處理、分裝、綜合處理 (溫控與攪拌)、取樣、測試，分解出五個階段的控制參數(shù)和目標，然后根據(jù)每個階段所涉及的設備，分解為設備的控制參數(shù)和邏輯關系；對于篩選過程模擬與自動化測試，溫控與攪拌在方案的設計階段被表示成一個字 符串序列，生成過程主要是把這個字符序列拆成了一個個的溫控過程，并把這些溫控過程 按先后順序連接起來，然后在序列的末端加入兩個取樣測試動作；一個字符序列生成上述 的一個設備計劃動作序列，把這些設備計劃序列分配到各個模擬罐，然后加入混合，分裝， 加劑等過程，使其組成一個完整的設備計劃；對于模擬測評，處理的過程是把站點和站間的處理過程用溫控過程來表示，按照 先后關系把溫控過程串聯(lián)起來，并在每個溫控階段上加入相應的采樣動作，最后在該處理 序列中加入混合、分裝等處理過程，使其組成一個完整的設備計劃；6)設備計劃的優(yōu)化是通過模擬分析進行的，根據(jù)設定的設備基本參數(shù)、目標控制 參數(shù)以及經(jīng)驗進行計算，得到過程模擬與自動化測試設備的資源甘特圖，從中可以很方便 的看到理想狀態(tài)下，該設備計劃執(zhí)行過程中各設備的啟停時間，從而很容易發(fā)現(xiàn)在評價過 程中是否有設備出現(xiàn)使用沖突或者效率不高的情況；如果通過設備資源甘特圖發(fā)現(xiàn)該設備計劃效率不高或者有設備沖突的情況發(fā)生， 即在同一時間有同一設備出現(xiàn)在兩個不同的設備過程中，則對設備計劃按照溫度優(yōu)先或者 效率優(yōu)先進行優(yōu)化溫度優(yōu)先指在保證預設取樣溫度序列不變的情況下，通過調(diào)整各個并行油樣的 過程模擬與自動化測試開始時間和次序，使過程模擬與自動化測試過程中設備不會出現(xiàn)沖 突的前提下，總的測試時間最短；效率優(yōu)先是指采用順次取樣測試記錄溫度的方法，4個罐考慮一個溫降序列，順 次取樣測試，可達到測評時間確定，設備利用效率高的效果；同時，也可以直接通過手動方 式對設備計劃進行調(diào)整；7)最后對進行過優(yōu)化的設備計劃進行仿真，根據(jù)過程模擬與自動化測試方案實時 計算設備的狀態(tài)，給出類似于監(jiān)控系統(tǒng)的設備執(zhí)行狀態(tài)仿真，同時給出過程模擬與自動化 測試過程中各個設備相關的不同等級的報警信息，從而進一步發(fā)現(xiàn)過程模擬與自動化測試 方案中的過程參數(shù)設置的不合理之處，確保過程模擬與自動化測試方案能夠被設備順暢的 自動執(zhí)行。本發(fā)明為管輸工藝評價設計提供了統(tǒng)一的方案編制平臺、自動生成設備計劃并進 行設備計劃的模擬和優(yōu)化、提供圖形化的設備計劃編輯環(huán)境、對設備計劃進行仿真，可供有 經(jīng)驗的工程師直接設計編輯設備計劃，能對設備計劃進行仿真，最終提供可供管輸工藝過 程模擬與自動化測試設備自動順利執(zhí)行的設備計劃。


圖1原油管輸工藝過程模擬與自動化測試方案編制系統(tǒng)的功能模塊結構2原油管輸工藝過程模擬與自動化測試方案編制的主流程3原油管輸工藝篩選過程模擬與自動化測試方案的示例4原油管輸工藝模擬過程模擬與自動化測試方案的示例5原油管輸工藝系統(tǒng)設備計劃示例圖
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具體實施例方式實施例.有關本發(fā)明的詳細內(nèi)容及技術結合

如下以下將以一實施例具體說明本發(fā)明，如圖1所示，它包含過程模擬與自動化測試 方案編制數(shù)據(jù)庫、過程模擬與自動化測試方案編制模塊、設備計劃自動生成模塊、設備計劃 模擬優(yōu)化模塊。過程模擬與自動化測試方案編制模塊、設備計劃自動生成模塊、設備計劃
模擬優(yōu)化模塊分別與過程模擬與自動化測試方案編制數(shù)據(jù)庫相互連接，并接有用戶使用接□。其中1)過程模擬與自動化測試方案編制數(shù)據(jù)庫該模塊用以存儲評價方案和過程模擬與自動化測試設備的基本信息、過程模擬與 自動化測試參數(shù)、方案的設備計劃、以及要實現(xiàn)這三種類型的信息相互關聯(lián)所必須的表，保 證數(shù)據(jù)的完整性和正確性；2)過程模擬與自動化測試方案編制模塊負責方案基本信息的輸入、過程模擬與自動化測試參數(shù)的設定。該模塊提供篩選 類和模擬類兩類測試方案的編制向?qū)?，分別形成篩選過程模擬與自動化測試方案表和模擬 過程模擬與自動化測試，并可提供對已形成評價方案的編輯；3)設備計劃自動生成模塊該模塊用以根據(jù)已編制的過程模擬與自動化測試方案生成能被設備所能理解的 設備計劃，并提供對設備計劃的編輯、修改，同時該模塊還提供采用圖形化建模的方式直接 設計設備計劃；4)設備計劃模擬優(yōu)化模塊該模塊提供對生成的設備計劃進行優(yōu)化；根據(jù)設備基本參數(shù)、目標控制參數(shù)以及 經(jīng)驗進行計算得到過程模擬與自動化測試設備的資源甘特圖，并提供以溫度優(yōu)先、效率優(yōu) 先兩種模式對設備計劃進行自動優(yōu)化，最后該模塊還提供對于設備計劃的仿真。原油管輸工藝過程模擬與自動化測試方案編制系統(tǒng)的自動生成方法是1)輸入過程模擬與自動化測試的基本信息；2)方案類型選擇；3)對于模擬過程模擬與自動化測試要輸入場、管線信息、取樣點溫度、測試參數(shù)， 后生成模擬過程模擬與自動化測試方案；4)對于篩選評價要設定參數(shù)、水平值、評價指標，選擇正交、全面實施，生成篩選評 價方案；5)在幻和4)步完成后，生成設備計劃；6)生成設備計劃后再生成設備資源甘特圖和仿真模擬；7)生成設備計劃后，進行手動優(yōu)化、溫度優(yōu)化及自動優(yōu)化、效率優(yōu)化及自動優(yōu)化， 并將各優(yōu)化反饋到生成設備計劃。具體是1)輸入評價的基本信息，包括方案名稱、設計者、方案的目標(文字描述)、方案 的類型、設計日期、最后修改日期等；2)方案類型選擇，在篩選類過程模擬與自動化測試方案和模擬類過程模擬與自動化測試方案二者選其一；將與原油管道輸送相關的若干關鍵條件分為測試參數(shù)和測試因素，其中測試參數(shù) 是在本次過程模擬與自動化測試各平行樣處理之間保持一致的條件；而測試因素則具有多 個水平值，為本次過程模擬與自動化測試需要對其進行篩選的條件；通過編輯測試參數(shù)和 待篩選因素的各水平值，以及過程模擬與自動化測試指標，并選擇恰當?shù)倪^程模擬與自動 化測試設計模型(全面實驗、正交試驗)，系統(tǒng)自動給出一個篩選過程模擬與自動化測試方 案；3)模擬過程模擬與自動化測試用于模擬原油在多個站之間輸送的處理過程，一般 過程模擬與自動化測試持續(xù)時間較長；編輯模擬類評價方案，需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況設定 站場、管線的基本信息，形成模擬類過程模擬與自動化測試方案表；最后對已形成的過程模 擬與自動化測試方案進行插入取樣點、測試參數(shù)設定等編輯操作；模擬過程模擬與自動化 測試方案如圖4所示；4)篩選過程模擬與自動化測試，篩選過程模擬與自動化測試一般包含多個平行的 處理過程，最終目的是從多個處理過程中得出一個最優(yōu)的處理過程，從而確定管道輸送工 藝若干關鍵因素的最佳組合；可用作篩選過程模擬與自動化測試因素的有原油種類、降凝劑種類、加劑量、溫 度處理過程，包含多個升溫降溫階段，并且過程中有一定的攪拌速率，其結構形式為過程 1目標溫度-過程1需要時間-過程1攪拌速率-過程2目標溫度-過程2需要時間-過 程2攪拌速率，其中溫度處理過程組織成一個字符串序列，如圖3所示；5)過程模擬與自動化測試方案編制完成以后，進入生成設備計劃的流程，生成設 備計劃的原理如下由于評價方案最終要歸結為設備的控制，將過程模擬與自動化測試方 案生成為設備計劃的過程，實質(zhì)上是根據(jù)經(jīng)驗的過程模擬與自動化測試模式，按照一般的 設備操作流程，從過程模擬與自動化測試方案中分解出各設備的控制參數(shù)和各設備間的邏 輯關系，并以設備計劃圖的形式組成設備計劃；其中圖5為設備計劃圖的一般形式，從左到 右主要有以下動作開始(完成設備自檢)、混合(原油預處理)、分裝、加劑、溫控與攪拌 (綜合處理)、取樣及測試、結束；生成設備計劃的詳細流程如下首先從測試方案中按照預處理、分裝、綜合處理 (溫控與攪拌)、取樣、測試，分解出五個階段的控制參數(shù)和目標，然后根據(jù)每個階段所涉及 的設備，分解為設備的控制參數(shù)和邏輯關系；例如對于篩選實驗，溫控與攪拌在方案的設 計階段被表示成一個字符串序列，生成過程主要是把這個字符序列拆成了 一個個的溫控過 程，并把這些溫控過程按先后順序連接起來，然后在序列的末端加入兩個取樣測試動作；一 個字符序列生成上述的一個設備計劃動作序列，把這些設備計劃序列分配到各個模擬罐， 然后加入混合，分裝，加劑等過程，使其組成一個完整的設備計劃；對于模擬過程模擬與自 動化測試，處理的過程是把站點和站間的處理過程用溫控過程來表示，并按照先后關系把 溫控過程串聯(lián)起來，并在每個溫控階段上加入相應的采樣動作，最后在該處理序列中加入 混合、分裝等處理過程，使其組成一個完整的設備計劃；6)設備計劃的優(yōu)化是通過模擬分析進行的，具體如何優(yōu)化？7)最后對進行過優(yōu)化的設備計劃進行仿真，根據(jù)過程模擬與自動化測試方案實時 計算設備的狀態(tài)，給出類似于監(jiān)控系統(tǒng)的設備執(zhí)行狀態(tài)仿真，可給出過程模擬與自動化測試過程中各個設備相關的不同等級的報警信息，從而進一步發(fā)現(xiàn)過程模擬與自動化測試方 案中的過程參數(shù)設置的不合理之處，確保過程模擬與自動化測試方案能夠被設備順暢的自 動執(zhí)行。接下來，我們描述實驗設備計劃的組成原理及其解析過程。作為一個復雜實驗的 設備計劃，不可能由動作的簡單堆砌就能描述的，動作之間存在多種聯(lián)系，本例采用網(wǎng)絡圖 來表示(圖結構形式如圖5所示)，其中，用頂點表示某個設備的活動，用有向邊表示活動之 間的關系。通常，設備動作的關系有以下三種a前驅(qū)和后繼關系，后一個動作⑶的開始執(zhí)行，必須以前一個動作㈧的執(zhí)行完 畢為必要條件，則A是B的一個前驅(qū)，而B是A的一個后繼，前驅(qū)和后繼都可以不是唯一的， 而且前驅(qū)和后繼關系是可以傳遞的；b并列關系，若A、B的執(zhí)行與對方?jīng)]有任何關系，則A、B是并列關系，并列關系并 不具備傳遞性；對于兩個并列的動作，如果都沒有前驅(qū)，則他們是可以并行實施的；c從屬關系，動作A、B，若B的執(zhí)行是以A的執(zhí)行為充分條件的，則B是A的一個從
屬動作。利用以上所述的網(wǎng)絡圖描述的設備計劃可供計算機進行解析，進而在此基礎上可 以進行設備資源甘特圖的生成、優(yōu)化和方針。解析模擬策略為a在未執(zhí)行動作中尋找沒有前驅(qū)的動作；b對每個動作開啟一個守護線程，使用線程分別發(fā)送動作執(zhí)行命令并監(jiān)視這些動 作的執(zhí)行情況；c若某個動作執(zhí)行完畢，尋找該動作后續(xù)沒有前驅(qū)的動作，重復第二步，線程退 出；d等到所有的守護線程退出，方案執(zhí)行完畢。按照以上的策略，根據(jù)設定的設備基本參數(shù)、目標控制參數(shù)以及經(jīng)驗進行計算，可 以得到過程模擬與自動化測試設備的資源甘特圖，從中可以很方便的看到理想狀態(tài)下，該 設備計劃執(zhí)行過程中各設備的啟停時間，從而很容易發(fā)現(xiàn)在過程模擬與自動化測試過程中 是否有設備出現(xiàn)使用沖突或者效率不高的情況。如果通過設備資源甘特圖發(fā)現(xiàn)該設備計劃效率不高或者有設備沖突的情況發(fā)生， 即在同一時間有同一設備出現(xiàn)在兩個不同的設備過程中，則對設備計劃按照溫度優(yōu)先或者 效率優(yōu)先進行優(yōu)化溫度優(yōu)先指在保證預設取樣溫度序列不變的情況下，通過調(diào)整各個 并行油樣的過程模擬與自動化測試開始時間和次序，使過程模擬與自動化測試過程中設備 不會出現(xiàn)沖突的前提下，總的過程模擬與自動化測試時間最短。效率優(yōu)先是指采用順次取 樣測試記錄溫度的方法，4個罐考慮一個溫降序列，順次取樣測試，可達到過程模擬與自動 化測試時間確定，設備利用效率高的效果。同時，也可以直接通過手動方式對設備計劃進行 調(diào)整。最后對進行過優(yōu)化的設備計劃進行仿真，根據(jù)實驗方案實時計算設備的狀態(tài)，給 出類似于監(jiān)控系統(tǒng)的設備執(zhí)行狀態(tài)仿真，可給出過程模擬與自動化測試過程中各個設備相 關的不同等級的報警信息，從而進一步發(fā)現(xiàn)過程模擬與自動化測試方案中的過程參數(shù)設置 的不合理之處，確保過程模擬與自動化測試方案能夠被設備順暢的自動執(zhí)行。
本例經(jīng)多次試驗，證明本原油管輸工藝過程模擬與自動化測試方案編制系統(tǒng)簡 單、可靠，其自動生成方法完整、全面，能提供統(tǒng)一的方案編制平臺、自動生成設備計劃并進 行設備計劃的模擬和優(yōu)化、提供圖形化的設備計劃編輯環(huán)境、對設備計劃進行仿真，可供有 經(jīng)驗的工程師直接設計編輯設備計劃，能對設備計劃進行仿真，最終提供可供管輸工藝過 程模擬與自動化測試設備自動順利執(zhí)行的設備計劃。
權利要求
1.一種原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)，其特征是它包括過程模擬控 制與測試方案編制數(shù)據(jù)庫、過程模擬控制與測試方案編制模塊、設備計劃自動生成模塊、設 備計劃模擬優(yōu)化模塊；過程模擬控制與測試方案編制模塊、設備計劃自動生成模塊、設備計 劃模擬優(yōu)化模塊分別與過程模擬控制與測試方案編制數(shù)據(jù)庫相互連接，并接有用戶使用接
2.根據(jù)權利要求1所述的原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)，其特征是 所述過程模擬控制與測試方案編制數(shù)據(jù)庫存儲有過程模擬控制與測試方案和過程模擬控 制與測試設備的基本信息、過程模擬控制與測試測試參數(shù)、方案的設備計劃以及要實現(xiàn)這 三種類型的信息相互關聯(lián)所必須的表。
3.根據(jù)權利要求1所述的原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)，其特征是 所述過程模擬控制與測試方案編制模塊有方案基本信息的輸入、過程模擬控制與測試測試 參數(shù)的設定模塊及提供篩選類和模擬類兩類實驗方案的編制向?qū)А?br> 4.根據(jù)權利要求1所述的原油管輸工藝評價方案編制系統(tǒng)，其特征是所述設備計劃自 動生成模塊有根據(jù)已編制的過程模擬控制與測試方案生成能被設備所能理解的設備計劃 并提供對設備計劃的編輯、修改模塊，同時還有采用圖形化建模的方式直接設計設備計劃 模塊。
5.根據(jù)權利要求1所述的原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)，其特征是 所述設備計劃模擬優(yōu)化模塊有根據(jù)設備基本參數(shù)、目標控制參數(shù)以及經(jīng)驗進行計算得到過 程模擬控制與測試設備的資源甘特圖并提供以溫度優(yōu)先、效率優(yōu)先兩種模式對設備計劃進 行自動優(yōu)化的模塊，還有提供對于設備計劃仿真的模塊。
6.一種如權利要求1所述原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)的自動生 成方法，其特征是其流程依次為1)首先輸入過程模擬控制與測試的基本信息；2)方案類型選擇；3)對于模擬過程模擬控制與測試要輸入場、管線信息、取樣點溫度、測試參數(shù)，后生成 模擬過程模擬控制與測試方案；4)對于篩選過程模擬控制與測試要設定參數(shù)、水平值、過程模擬控制與測試指標，選擇 正交、全面實施，生成篩選過程模擬控制與測試方案；5)在幻和4)步完成后，生成設備計劃；6)生成設備計劃后再生成設備資源甘特圖和仿真模擬；7)生成設備計劃后，進行手動優(yōu)化、溫度優(yōu)化及自動優(yōu)化、效率優(yōu)化及自動優(yōu)化，并各 優(yōu)化反饋到生成設備計劃。
7.根據(jù)權利要求6所述的原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)的自動生 成方法，其特征是所述輸入過程模擬控制與測試的基本信息包括方案名稱、設計者、文字 描述的方案目標、方案的類型、設計日期、最后修改日期。
8.根據(jù)權利要求6所述的原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)的自動生 成方法，其特征是所述方案類型選擇，在篩選類過程模擬控制與測試方案和模擬類過程模 擬控制與測試方案二者選其一；將與原油管道輸送相關的若干關鍵條件分為過程模擬控制與測試參數(shù)和過程模擬控制與測試因素，其中過程模擬控制與測試參數(shù)是在本次過程模擬控制與測試各平行樣處理 之間保持一致的條件；而過程模擬控制與測試因素則具有多個水平值，為本次評價需要對 其進行篩選的條件；通過編輯評價參數(shù)和待篩選因素的各水平值以及過程模擬控制與測試 指標，并選擇全面過程模擬控制與測試、正交測試的過程模擬控制與測試設計模型，系統(tǒng)自 動給出一個篩選過程模擬控制與測試方案。
9.根據(jù)權利要求6所述的原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)的自動生 成方法，其特征是所述模擬過程模擬控制與測試是編輯模擬類過程模擬控制與測試方案， 要根據(jù)現(xiàn)場實際情況設定站場、管線的基本信息，形成模擬類過程模擬控制與測試方案表； 最后對已形成的過程模擬控制與測試方案進行插入取樣點、測試參數(shù)設定等編輯操作。
10.根據(jù)權利要求6所述的原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)的自動生 成方法，其特征是所述篩選過程模擬控制與測試包含多個平行的處理過程，確定管道輸送 工藝若干關鍵因素的最佳組合；用作篩選過程模擬控制與測試因素的有原油種類、降凝劑種類、加劑量、溫度處理過 程，包含多個升溫降溫階段，并且過程中有一定的攪拌速率，其結構形式為過程1目標溫 度一過程1需要時間一過程1攪拌速率一過程2目標溫度一過程2需要時間一過程2攪拌 速率，以此類推，其中溫度處理過程組織成一個字符串序列。
11.根據(jù)權利要求6所述的原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)的自動生 成方法，其特征是所述生成設備計劃是首先從實驗方案中按照預處理、分裝、綜合處理、取 樣、測試，分解出五個階段的控制參數(shù)和目標，然后根據(jù)每個階段所涉及的設備，分解為設 備的控制參數(shù)和邏輯關系；對于篩選過程模擬控制與測試，溫控與攪拌在方案的設計階段被表示成一個字符串序 列，生成過程主要是把這個字符序列拆成了一個個的溫控過程，并把這些溫控過程按先后 順序連接起來，然后在序列的末端加入兩個取樣測試動作；一個字符序列生成上述的一個 設備計劃動作序列，把這些設備計劃序列分配到各個模擬罐，然后加入混合，分裝，加劑過 程，使其組成一個完整的設備計劃；對于模擬過程模擬控制與測試，處理的過程是把站點和站間的處理過程用溫控過程來 表示，按照先后關系把溫控過程串聯(lián)起來，并在每個溫控階段上加入相應的采樣動作，最后 在該處理序列中加入混合、分裝處理過程，使其組成一個完整的設備計劃。
12.根據(jù)權利要求6所述的原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)的自動生 成方法，其特征是所述設備計劃的優(yōu)化是通過模擬分析進行的，根據(jù)設定的設備基本參數(shù)、 目標控制參數(shù)以及經(jīng)驗進行計算，得到過程模擬控制與測試設備的資源甘特圖，從中很容 易發(fā)現(xiàn)在過程模擬控制與測試過程中是否有設備出現(xiàn)使用沖突或者效率不高的情況；如果通過設備資源甘特圖發(fā)現(xiàn)該設備計劃效率不高或者有設備沖突的情況發(fā)生，則對 設備計劃按照溫度優(yōu)先或者效率優(yōu)先進行優(yōu)化所述溫度優(yōu)先是指在保證預設取樣溫度序列不變的情況下，通過調(diào)整各個并行油樣 的過程模擬控制與測試開始時間和次序，使過程模擬控制與測試過程中設備不會出現(xiàn)沖突 的前提下，總的過程模擬控制與測試時間最短；所述效率優(yōu)先是指采用順次取樣測試記錄溫度的方法，4個罐考慮一個溫降序列，順 次取樣測試，達到過程模擬控制與測試時間確定，設備利用效率高的效果；同時，也直接通過手動方式對設備計劃進行調(diào)整。
13.根據(jù)權利要求6所述的原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)的自動生 成方法，其特征是所述設備計劃進行仿真是根據(jù)過程模擬控制與測試方案實時計算設備的 狀態(tài)，給出類似于監(jiān)控系統(tǒng)的設備執(zhí)行狀態(tài)仿真，給出過程模擬控制與測試過程中各個設 備相關的不同等級的報警信息，從而進一步發(fā)現(xiàn)過程模擬控制與測試方案中的過程參數(shù)設 置的不合理之處，確保過程模擬控制與測試方案能夠被設備順暢的自動執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明是一種原油管輸工藝過程模擬控制與測試方案編制系統(tǒng)及其自動生成方法。涉及其它類不包括的測試和管道系統(tǒng)技術領域。它包括過程模擬控制與測試方案編制數(shù)據(jù)庫、過程模擬控制與測試方案編制模塊、設備計劃自動生成模塊、設備計劃模擬優(yōu)化模塊；過程模擬控制與測試方案編制模塊、設備計劃自動生成模塊、設備計劃模擬優(yōu)化模塊分別與過程模擬控制與測試方案編制數(shù)據(jù)庫相互連接，并接有用戶使用接口。本發(fā)明為管輸工藝過程模擬控制與測試設計提供統(tǒng)一的方案編制平臺、自動生成設備計劃并進行設備計劃的模擬和優(yōu)化、提供圖形化的設備計劃編輯環(huán)境、對設備計劃進行仿真。
文檔編號G06F17/30GK102087506SQ20091024208
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權日2009年12月4日
發(fā)明者張立新, 梁靜華, 祁惠爽, 苗青, 趙竹 申請人:中國石油天然氣股份有限公司