化工仿真支撑系统的研究和开发

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1、学位论文数据集中图分类号TP317．1学科分类号520．6099论文编号l001020120767密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名李伟家学号2009000767获学位专业名称控制理论与控制工程获学位专业代码081101课题来源国家计委、科委项目研究方向计算机应用论文题目化工仿真支撑系统的研究与开发关键词化工仿真，操作站，DCS，支撑系统，组件技术论文答辩日期2012．．5．．24幸论文类型开发研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师楚纪正教授北京化工大学过程建模与仿真评阅人1夏涛副教授北京化工大学计算机仿真系统评阅人2崔

2、玉龙副教授北京化工大学电力电子，智能检测评阅人3评阅人4评阕人5答辩委员纵李宏光教授北京化工大学过程监督，智能控制答辩委员1陈娟教授北京化工大学先进控制、智能检测答辩委员2夏涛副教授北京化工大学计算机仿真系统答辩委员3崔玉龙副教授北京化工大学电力电子，智能检测答辩委员4王颖副教授北京化工大学光电检测，人工智能答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3开发研究4．其他二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745—9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要化工仿真支撑系统的研究

3、与开发通过模拟生产过程、操控界面和提供操作评价功能，计算机仿真培训系统已经成为化工、石化、炼油等过程企业操作人员高效的训练工具。作为仿真培训系统的构成基础，支撑系统涉及自动控制、计算机图形学、网络通讯、软件工程等多门学科，技术难度高、开发工作量大。本文在系统研究支撑系统构成方法的基础上，给出了一种高效支撑系统的详细设计和软件实现，主要工作包括：(1)提出并建立了一种既可单机运行又可多机联网运行的化工仿真培训系统的支撑系统。该系统包括模型服务器、教师站和学员站三种组件，通过指定IP端口的机制建立组件之间的通讯交互，实现单机和多机联网运行模式的简便切换。(2)根据模块化思想，设计开发了

4、接口、消息处理、业务功能和数据库四大模块，构成模型服务器。首先，设计数据库并开发仪表组态软件，同时根据仪表数据库特点，提出一种通用的、高效的数据访问策略。其次，实现了快门存储等各种业务功能，并利用面向对象多态性和链表注册机制，设计实现了一种通用的多流程业务调用管理机制。然后采用多线程技术提高模型运算速度。最后利用COM技术解决通讯交互问题。(3)依据培训教学的要求，设计开发了可配置的教师站。教师站提供了友好的操作界面，为工程师安排训练项目、加强培训效果提供便利。北京化工大学硕士学位论文(4)针对操作站仿真的复杂问题，本文根据抽象原则提出一套通用的集合论描述方法用于辅助学员站的分析和

5、设计。首先，在主窗口设计中提出一种规范的画面定义、画面切换、信息配置的方法，提高系统自动化程度。然后借助MFC设计实现了操作站的各种功能。最后说明流程图组态的原理和实现的方法，并提出委托代理的批量数据检索方法提高了系统的实时性。通过多组测试实验进行系统评估，结果表明系统在模型运算和数据更新方面具有较高的性能。支撑系统在九江炼油厂仿真培训系统中的成功应用说明了系统在结构、功能、性能等方面能够满足用户的需求，具有很好的工业应用价值。关键词：化工仿真，操作站，DCS，支撑系统，组件技术ABSTRACTRESEARCHANDDEVELoPMENToFTHESUPPoRTINGSYSTEMF

6、oRCHEMICALTRAININGSYSTEMSComputersimulationtrainingsystems(CSTSs)couldsimulateproductionprocess，imitateoperationinterfaceandofferevaluationforoperation．Therefore，theyhavebecametheefficienttrainingtoolsforoperatorsinprocessenterprisessuchaschemical，petroleumrefiningandpetrochemical．Asfoundation

7、ofCSTSs，thesupportingsysteminvolvesmanydisciplinessuchasautomaticcontrol，computergraphics，networkcommunicationandsoftwareengineering．Soitsdevelopmentisdifficultandneedsquiteanamountofwork．Basedonsystematicalresearchontheconstructingmeth