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操作员仿真培训系统(OTS)在化肥装置的应用王晓平;粟升;皮亿蛟【摘要】@@ 操作员仿真培训系统(Operator Training System 以下简称OTS)主要用于操作员的岗前培训,同时还可用于对工艺装备设计的复核以及对DCS/ESD 组态的检查.OTS可以调用实际生产中的实时数据作为模拟工况,且对工厂操作无任何风险.通过OTS,还可以开展优化生产操作的研究,开展控制系统的分析.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2011(049)002【总页数】2页(P43-44)【作者】王晓平;粟升;皮亿蛟【作者单位】中石油塔里木油田石化分公司,新疆库尔勒841000;中石油塔里木油田石化分公司,新疆库尔勒841000;中石油塔里木油田石化分公司,新疆库尔勒841000【正文语种】中文【中图分类】TQ113.251操作员仿真培训系统(Operator Training System以下简称OTS)主要用于操作员的岗前培训,同时还可用于对工艺装备设计的复核以及对DCS/ESD组态的检查。
OTS可以调用实际生产中的实时数据作为模拟工况,且对工厂操作无任何风险。
通过OTS,还可以开展优化生产操作的研究,开展控制系统的分析。
中石油塔里木油田石化分公司新建的45万t/a合成氨装置和80万t/a尿素装置的仿真系统(OTS)由英维思·上海福克斯波罗有限公司提供基础设计、软/硬件供货、项目管理和工程实施。
笔者以下介绍其应用情况。
该公司45万t/a合成氨装置采用丹麦托普索合成氨工艺。
采用OTS实施模拟培训的主要工艺过程如下。
(1)加氢脱硫(包括原料气压缩机和透平)。
(2)蒸汽转化单元主要设备有一段转化炉(带废热段,240根炉管和360个烧嘴,简化为8个炉管和12个烧嘴进行模拟)、二次转化炉、空气压缩机。
(3)对流段热能回收。
(4)一氧化碳变换主要设备为高温变换炉和低温变换炉。
(5)脱碳单元采用活化MDEA工艺脱除二氧化碳。
专业服务，创造价值操作员培训仿真系统（OTS）解决方案浙江中控技术股份有限公司1 OTS概念1.1 OTS的概念OTS：Operator Training Simulator，即操作员培训仿真系统，可逼真地模拟工厂的开车、停车、正常运行和各种事故过程的现象和操作，是生产装置操作工培训和工艺方案研究的高效手段。
图1 真实装置与OTS的对比1.2 OTS的意义1.2.1 生产培训应用OTS可模拟各种生产状况（开工、停工、操作异常、设备故障、紧急状况、正常操作、改方案操作等）对操作员进行操作培训，能够帮助您： 缩短开车、停车时间；提高安全性；减少环境不确定性影响；延长装置连续生产时间；提高操作员的知识水平和技术水平；降低产品不合格率；评估操作员的培训情况和操作能力。
图2 OTS对于操作员培训的意义1.2.2 生产中的深度应用除了生产培训的应用外，OTS还可作为公用工具，供操作员、工艺工程师、控制工程师进行报警管理、工艺、控制等方面的研究，具体应用有： 检验设计的合理性；测试、验证装置的安全性；进行控制回路整定与控制算法的验证，OTS上的控制回路整定结果与控制算法可以直接应用于实际的控制器；可以单独设置、测试、检验开工、停工、生产方案切换及紧急工况处理预案，还可以用来测试设备故障时的应变程序。
2解决方案简介2.1 特点中控的操作员培训仿真系统（OTS）解决方案有以下特点：与真实监控完全一致的操作体验：突破传统的仿DCS组态模式，基于中控成熟的DCS技术和领先的虚拟DCS技术，使用真正的DCS组态及监控软件，使现场DCS组态与OTS控制组态可互换更新，让工艺优化与先进的控制策略无缝链接，实现与现场一致的操作体验。
图3 与真实现场完全一致的操作体验先进的模型开发工具：结合国内先进的仿真模型开发软件和具有国际先进水平的流程模拟软件，使工艺模型更精确。
经验丰富的实施人员：拥有上百名行业专家、自控专家，丰富的方案优化、模型开发、现场实施经验。
应用三维虚拟现实技术的仿真培训系统作者：董超来源：《中国新技术新产品》2016年第13期摘要：本文简要介绍了大庆炼化公司信息中心开发的应用三维虚拟现实技术的仿真培训系统的网络架构、组成及应用。
关键词：三维虚拟现实；仿真培训系统；网络架构中图分类号：TP391 文献标识码：A由于传统仿真系统缺乏对现场故障现象的模拟，无法对外操进行巡检、故障排查等项目的培训。
针对此问题，大庆炼化公司信息中心应用北京华康达股份公司的三维虚拟现实仿真平台开发了一系列装置仿真培训系统，本文以其中一套苯抽提装置仿真培训系统为例进行介绍。
该仿真培训系统同时具备精度较高的工艺模型和逼真现场感的现场模型，满足装置全员的培训需求。
苯抽提装置仿真培训系统的组成包括后台工艺模型、仿真DCS系统、2D现场站以及三维虚拟现实现场站。
开发人员将不同装置的模型分别部署在各个车间的学员基站上，学员基站通过公司网络向GPRES服务器发送运行请求。
GPRES服务器通过识别学员基站的静态IP地址发放不同的运行开发权限。
工艺模型是整套仿真培训系统的数据源，是采用北京华康达计算机应用技术有限公司开发的过程动态仿真软件GPRES开发的化工过程模拟模型。
该模型是以化工原理、化工热力学、物理化学、反应动力学等机理为基础的机理模型。
设备数据来源于装置实际数据和设计数据。
稳态以稳态计算软件ASPENPLUS计算的稳态数据为基础，同时拟合了冷态、稳态等多套装置设计数据和现场实际数据，与实际拟合度高，其稳态数据与现场数据误差不超过1%，操作动态响应趋势、连锁响应及事故现象与实际工厂一致，动态响应过程中数据误差不超过3%（主要变量误差不超过1%）。
通过对模型运行倍率进行调节可以缩短培训过程中的无效等待时间，例如，仿真系统按照实际开工方案1倍速度运行，从气密到完全开工正常需要7天时间，与装置实际生产基本一致，如果将运行倍率改为150倍，可在1小时内完成该系列操作。
仿真DCS系统是采用EmlBase软件开发的高度仿真DCS操作系统。
OTS仿真培训计划一、培训目标本次培训的目标是通过OTS仿真系统的使用培训，使学员能够熟练掌握OTS仿真系统的操作方法，理解其原理和应用，提升工作的效率和精度，达到以下目标：1. 理解OTS仿真系统的基本原理和操作方法；2. 掌握OTS仿真系统的模型建立和参数设置技巧；3. 能够应用OTS仿真系统进行工程仿真分析和优化设计；4. 掌握OTS仿真系统的高级功能和应用技巧；5. 提升工作效率和解决技术难题。
培训对象：本次培训对象为公司工程技术人员和研发人员。
二、培训内容1. OTS仿真系统概述- OTS仿真系统的原理和应用领域；- OTS仿真系统的基本构成和功能模块；- OTS仿真系统的优势和特点。
2. OTS仿真系统操作基础- OTS仿真系统的基本操作界面和功能布局；- OTS仿真系统的基本操作流程和常用工具；- OTS仿真系统的常用快捷键和操作技巧。
3. OTS仿真系统模型建立- OTS仿真系统的模型建立原理和步骤；- OTS仿真系统的模型建立方法和技巧；- OTS仿真系统的模型参数设置和优化。
4. OTS仿真系统仿真分析- OTS仿真系统的仿真分析方法和工程应用；- OTS仿真系统的数据处理和结果分析；- OTS仿真系统的仿真分析实例分析。
5. OTS仿真系统高级功能- OTS仿真系统的高级模块和功能介绍；- OTS仿真系统的高级应用案例分享；- OTS仿真系统的高级功能操作演示。
6. OTS仿真系统案例分析- OTS仿真系统的工程应用案例分析；- OTS仿真系统的成功案例和经验分享；- OTS仿真系统的案例解析和讨论交流。
7. OTS仿真系统实践操作- 学员自主练习和实践操作；- 学员操作示范和实时指导；- 学员实践实例分析和讨论交流。
8. OTS仿真系统考核评价- 组织学员进行OTS仿真系统的考核评价；- 对学员的操作和理论知识进行考核评价；- 对学员的考核评价进行总结和反馈。
三、培训方式本次培训采用多种方式进行：1. 理论讲解：通过专业讲师对OTS仿真系统的知识进行系统化讲解和详细介绍；2. 操作演示：安排专业技术人员进行OTS仿真系统的操作演示和实时指导；3. 案例分析：通过实际工程案例的分析和讨论，加深学员对OTS仿真系统的理解和应用；4. 实践操作：给予学员充分的实践机会，实时指导和辅导，提高学员的操作技能和应用能力；5. 考核评价：组织对学员的操作和理论知识进行考核评价，及时总结和反馈，提高培训效果。
OTS操作员仿真培训系统介绍1、操作员培训仿真系统的需求产生作为迅速发展崛起的流程工业生产大国，中国的工业发展和产品产量已居世界前列，像是流程工业所涉及的石油、天然气、化工、钢铁、有色、建材、造纸等典型行业，在国际上具有举足轻重的地位。
化工、石化类型的生产企业，常常具有连续操作、设备密集、高温易蚀、易燃易爆、有毒有害等特点，而往往由于企业对安全方面的重视程度问题，容易引发各类化工企业安全事故。
何为OTS?OTS:Operator Training System, 即操作员培训系统，其核心是仿真模拟技术，即在计算机上仿真模拟化工/石化/炼油等行业各流程的真实生产过程，建立对应的“虚拟工厂”，包含其生产过程及其控制逻辑。
在此基础上，实现对工厂过程和控制逻辑的模拟、调整和培训。
这种仿真模拟技术可逼真地模拟工厂的开车、停车、正常运行和各种事故过程的现象和操作，是生产装置操作工培训和工艺方案研究的高效手段。
为何需要OTS？流程工业面临着几大问题：人员安全：全球每年因化工事故造成的损失约4000亿元；生产安全：全球每年因化工事故造成的损失约4000亿元；操作安全：造成事故的原因，有75％是由于人员的误操作引起。
如果能够提高工厂内的操作员的安全意识，并且在开车、停车、故障、装置事故应急等各种情景下，能够迅速做出正确处理反应，则可以大大减少安全事故的发生概率，并减少事故带来的经济损失和人员伤亡。
2、操作员培训系统发展历程操作员培训系统（OTS，Operator Training System）起源于计算机流程模拟技术的发展。
计算机流程模拟的第一代系统始于1958年，研发者为美国凯洛格公司、休斯顿大学和普渡大学，第一代系统尝试采用数学建模方法对特定流程进行模拟。
第二代系统始于1980年代的孟山都、布朗、洛克格、埃克森、模拟科学等公司的研究，第二代系统在数据库、数学模型以及解算策略等方面都有较大的提高。
第三代系统始于1990年代，除了具有完善的数据库系统、复杂而精确的数学模型外，还具有设备计算、经济评价、工况分析、优化等功能，它的研发者就是目前国内所熟悉的艾斯本技术（产品Aspen Plus）、英维思（产品SimSci）、霍尼韦尔（产品UniSim）和横河（产品OmegaLand）。
OTS操作员仿真培训系统介绍1、操作员培训仿真系统的需求产生作为迅速发展崛起的流程工业生产大国，中国的工业发展和产品产量已居世界前列，像是流程工业所涉及的石油、天然气、化工、钢铁、有色、建材、造纸等典型行业，在国际上具有举足轻重的地位。
化工、石化类型的生产企业，常常具有连续操作、设备密集、高温易蚀、易燃易爆、有毒有害等特点，而往往由于企业对安全方面的重视程度问题，容易引发各类化工企业安全事故。
何为OTS?OTS:Operator Training System, 即操作员培训系统，其核心是仿真模拟技术，即在计算机上仿真模拟化工/石化/炼油等行业各流程的真实生产过程，建立对应的“虚拟工厂”，包含其生产过程及其控制逻辑。
在此基础上，实现对工厂过程和控制逻辑的模拟、调整和培训。
这种仿真模拟技术可逼真地模拟工厂的开车、停车、正常运行和各种事故过程的现象和操作，是生产装置操作工培训和工艺方案研究的高效手段。
为何需要OTS？流程工业面临着几大问题：人员安全：全球每年因化工事故造成的损失约4000亿元；生产安全：全球每年因化工事故造成的损失约4000亿元；操作安全：造成事故的原因，有75％是由于人员的误操作引起。
如果能够提高工厂内的操作员的安全意识，并且在开车、停车、故障、装置事故应急等各种情景下，能够迅速做出正确处理反应，则可以大大减少安全事故的发生概率，并减少事故带来的经济损失和人员伤亡。
2、操作员培训系统发展历程操作员培训系统（OTS，Operator Training System）起源于计算机流程模拟技术的发展。
计算机流程模拟的第一代系统始于1958年，研发者为美国凯洛格公司、休斯顿大学和普渡大学，第一代系统尝试采用数学建模方法对特定流程进行模拟。
第二代系统始于1980年代的孟山都、布朗、洛克格、埃克森、模拟科学等公司的研究，第二代系统在数据库、数学模型以及解算策略等方面都有较大的提高。
第三代系统始于1990年代，除了具有完善的数据库系统、复杂而精确的数学模型外，还具有设备计算、经济评价、工况分析、优化等功能，它的研发者就是目前国内所熟悉的艾斯本技术（产品Aspen Plus）、英维思（产品SimSci）、霍尼韦尔（产品UniSim）和横河（产品OmegaLand）。
现在的石油化工工业是以巨大的复杂的设备和高度密集的联合体为基础，即大型化、高投资、技术密集、知识密集、劳动力密集。
一方面，为了增强企业的国际竞争能力，各企业均在不断地进行着各种各样的技术革新。
当然，要想使这些技术革新成为可能，在很大程度上要依赖于数十年来惊人发展的计算机技术，通过过程控制向分散型系统(DCS)的转换。
由于计算机的大力推广和自动化程度的大幅度提高，使得产品生产的效率和质量均在提高，从前的手工操作被代替，人工操作在减少，复杂的操作变得简化了，由于长周期运行，频繁调整操作和开停车少见了。
许多引起危险事故的因素被排除，事故的发生率在降低。
这样，操作人员亲身体验非正常状态和事故的机会也在极度地减少。
另外，工厂的编制尽量精简，甚至一人多岗，安全又要保障，对操作人员的素质要求更高了。
由于不正常操作或者误操作而引起的停车次数也很多。
由此造成的损失，表现为设备损坏或产品不合格，甚至人身伤亡也很可观。
另一方面，老厂由于不断地进行技术革新，新老操作人员都存在着技术培训问题。
新建厂的大部分关键设备都很先进，自动化程度很高。
其各类操作人员，尤其是一线操作人员比较缺乏经验，又面临着比其它老厂更加复杂的和全新的系统，因此必须对他们进行很好的培训。
第三，全球进入老龄化社会而导致熟练工人大批退休，新人的大量接替，人才的社会流动和流失加快，因此知识的继承和传递，高级人才的获得，在职人才的教育和培训，则一直是企业家的关注焦点。
在这种背景下，寻找高效的培训方法则被提到日程了。
采用什么样的培训方法呢？是个关键。
传统的操作员现场培训方法存在着种种弊端，危险性大，灵活性差，占用时间多，进度慢，效果不够理想，而且培训开支很大。
在计算机技术迅速发展的今天，与传统的培训方法相比，基于计算机的模仿工厂操作实际的仿真培训系统（Operator Training Simulator，OTS）20~30年前在西方发达国家产生了，而且成为必然的发展趋势。
煤化工煤制甲醇行业操作员培训仿真系统OTS OTS系统通常由一个主控计算机和多个仿真节点组成。
主控计算机用来控制和监控整个系统，而仿真节点则负责模拟设备的运行和响应各种操作指令。
通过这些仿真节点，操作员可以在虚拟环境中进行各种操作，如开启设备、调节温度和压力、控制流量等。
OTS系统模拟的是煤制甲醇的生产过程，它能够准确模拟真实的操作环境和设备响应。
通过该系统，操作员可以学习到煤制甲醇的工艺流程、设备原理和操作注意事项。
操作员可以在虚拟环境中进行各种操作，如进料、调节操作参数、检修设备等。
系统会即时给出操作的结果和反馈，以便操作员及时调整操作策略。
OTS系统还可以进行故障模拟和应急处理的培训。
在虚拟环境中，操作员可以面对各种故障情况，如设备故障、流程异常等，然后根据自己的经验和知识来应对和处理。
系统会给出相应的故障提示和解决方案，帮助操作员熟悉故障处理的流程和方法。
使用OTS系统进行操作员培训有以下几个优点：1.安全性高：由于操作在虚拟环境中进行，因此可以避免操作过程中的意外事故和设备损坏。
2.便于重复训练：通过OTS系统，操作员可以反复进行训练，以弥补传统培训方式中一次性训练的不足。
3.可控度强：OTS系统可以模拟各种操作情况和设备响应，操作员可以随时调整操作参数和策略进行培训，提高培训的针对性和有效性。
4.提高操作效率：由于OTS系统可以模拟真实的工艺流程和设备响应，操作员可以在虚拟环境中进行预演和调试，提前发现和解决潜在的问题，从而提高操作的效率和准确性。
总之，煤化工煤制甲醇行业操作员培训OTS系统是一种能够准确模拟实际生产过程的培训工具，通过该系统，操作员可以熟悉设备操作流程、掌握操作技能，提高操作水平和安全意识。
该系统具有安全性高、便于重复训练、可控度强和提高操作效率等优点，是一种有效的操作员培训工具。
2019年01月脱硫操作员仿真培训系统的开发与应用谷友新（首钢京唐钢铁联合有限责任公司,河北唐山063200）摘要：本文以脱硫仿真培训系统为例，简要介绍了OTS 仿真培训系统的发展与架构，脱硫的工艺流程，以及脱硫仿真培训系统的点库、建模、组态、评分等开发过程，实现的功能和应用效果。
关键词：脱硫；仿真培训系统；建模1操作员仿真培训系统简介操作员仿真培训系统（Operator Training System 简称OTS ）,以计算机软硬件技术为基础，在熟悉掌握脱硫工艺过程、主要设备、过程控制及生产操作的前提下，构建一套与生产装置和生产过程接近的模拟仿真系统。
用于脱硫操作人员模拟开停工及事故处理等过程，进行操作方法和操作技能的培训。
在模拟的仿真环境中，新老员工获得更多的实操机会以提升操作水平。
2OTS 仿真培训系统的结构仿真培训系统总体结构分为数据层、功能层和应用层。
数据层主要作用是保存功能层指定需要读写的文件数据，并且提供正确的数据给功能层，有自己的独立的文件格式和系统。
功能层依附于应用层存在，作为中间处理层。
应用层是直接面对使用者的层面，工艺模型系统和操作评价系统通过和仿DCS 系统的交互，将使用者的动作信息经过运算处理后得到各系统需要的部分。
3脱硫仿真培训系统的开发3.1脱硫工艺流程介绍经过终冷塔洗苯后的煤气从脱硫塔底部进入，煤气自下而上与喷洒的KCO3贫液接触吸收煤气的中H2S 、HCN 等酸性气体。
脱硫塔顶部煤气出口设有碱洗段进一步吸收煤气中的H2S 。
吸收了酸性气体的KCO3贫液自流入富液储槽，由富液泵送至解析塔顶部再生。
碱洗后的废碱液送往蒸氨塔分解固定氨。
3.2仿真系统开发平台简介该系统使用PISP 平台进行开发，即工业过程仿真平台(Pro⁃cess Industry Simulation Platform)。
PISP 开发平台分为算法库管理系统、图形化建模系统、仿DCS 组态系统、操作评定组态系统四部分。
英力特**项目操作员仿真培训OTS系统平台的选择建议英力特**项目由于生产装置控制要求高，工期紧，操作培训任务重，新招员工的专业背景等因素，对于整个生产装置一次性开车成功，以及后续生产的持续运行等安全性生产的管理提出了很大的挑战，操作员仿真系统的培训及安全操作管理方面的培训势在必行。
目前操作员仿真培训系统分为两大类别，一类是基于严格机理模型的动态仿真系统（例如康吉森、霍尼），系统具备物性数据库，可以进行严格的物性计算。
能够模拟真实的DCS/ESD/ITCC等控制，模拟精度高；同时可用于对新装置和新工艺的工艺过程和操作程序以及工艺过程参数的正确性进行检验。
一类是纯粹模拟的系统，系统简化物性，或无物性；使用简化PID算法，和实际DCS系统差别较大，模拟精度比较差，但是成本比较低。
下面就上述两类操作员仿真系统平台进行比较如下：以康吉森为代表的基于严格机理模型的动态仿真系统纯粹模拟的系统1．基于严格机理模型的仿真系统。
系统具备物性数据库，可以进行严格的物性计算。
模拟精度高，一般工艺参数误差不超过仪表量程的5％；关键工艺参数误差不超过仪表量程的2％不是基于过程机理的严格的工艺计算模型。
简化物性，或无物性。
模拟精度高比较差。
2．强大的设计验证功能●工艺设计进行验证，避免因设计问题影响装置开车与正常生产，向用户提供检查结果报告；●对过程控制方案与DCS系统组态文件进行检验，可以将实际DCS组态系统直接翻译到OTS系统，可以检验DCS系统控制与组态问题，提前发现并解决控制系统 与DCS组态问题对装置正常开工的影响；●对压缩机等机组及其控制和连锁方案、ITCC系统组态文件进行检验，提前验证重要机组的设计以及控制/ 安全连锁等系统,保证装置正常开工；●对工厂安全系统（SIS）进行检验，避免逻辑错误以及连锁与报警设定不合理影响安全生产和对正常生 简化PID算法，和实际DCS系统差别较大。
不具备工艺过程和及工艺过程参数的正确性检验功能产产生干扰；．系统可用于对新装置和新工艺的工艺过程和操作程序以及工艺过程参数的正确性进行检验。
动态仿真系统(OTS)的应用摘要：操作员动态仿真（OTS）培训系统用于在装置开工前、后培训操作员，目的在于全面地提高操作人员的综合操作技能水平、过程知识和经验，使他们熟练操作DCS 、SIS 等控制系统，熟悉调节控制的方法，全面掌握和了解工艺过程本身的原理以及其动态特性，提高操作员素质，减少和避免由于人为因素导致的事故、损失，确保装置安全、顺利开停工及平稳、安全生产。
关键词：动态仿真提高操作水平平稳生产安全生产引言现在的石油化工工业是以巨大的复杂的设备和高度密集的联合体为基础，新建装置的大部分关键设备都很先进，自动化程度很高。
其各类操作人员，尤其是一线操作人员比较缺乏经验，又面临着更加复杂的和全新的工艺流程，因此必须对操作人员进行很好的培训。
在这种背景下，一种新颖的培训方式脱颖而出——基于计算机的模拟工厂操作实际的仿真培训系统（OTS）。
与传统的操作现场讲解培训的培训方式不同，动态仿真系统更加切合生产实际，无任何危险性，灵活性高，占用时间少，进度快，效果突出，而且培训开支很少。
一、OTS概述1、开发软件介绍OTS培训系统使用国外先进的ISIM动态模型软件开发，它用C++编译而成，是真正的模块化、面向对象设计、图形化建模界面的仿真模型开发平台。
在该软件环境下可以模拟实际装置所有的工艺过程和控制系统，制氢装置模型开发都基于此平台完成。
仿真模型开发软件以动态模拟技术为基础，具有精确地工艺设备算法库、完善的物性数据库以及与各DCS厂家控制器相一致的控制算法库，保证了开发出的模型具有较高仿真精度及较好的动态响应效果，该OTS培训系统在外面数据链接上，支持带有OPC接口的软件，可以实现与DCS、APC、MES等系统的无缝连接。
因此在项目执行过程中，通过对模型的测试可以起到良好的工艺及控制过程的验证作用。
2、功能介绍OTS培训系统中的仿真模型开发是根据实际装置情况开发的，该OTS系统是对制氢装置生产过程的模拟，包括必要的设备、仪表、联锁及控制回路等。
