[發(fā)明專利]精對苯二甲酸裝置安全運(yùn)行指導(dǎo)系統(tǒng)及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210425637.6
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102929241A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李傳坤;王春利;吳國清;張衛(wèi)華;冒永生;左東;姜巍巍;於扣紅;校增浩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于對精對苯二甲酸裝置工藝過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測、輔助安全操作的安全運(yùn)行指導(dǎo)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著聚酯工業(yè)的迅猛發(fā)展，作為聚酯行業(yè)的重要原料，國內(nèi)市場對精對苯二甲酸的需求也急劇增加。為了滿足市場需要，實(shí)現(xiàn)精對苯二甲酸裝置國產(chǎn)化，各精對苯二甲酸生產(chǎn)企業(yè)在多年生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，積極對引進(jìn)的精對苯二甲酸裝置進(jìn)行消化、吸收，逐步掌握了精對苯二甲酸生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上對生產(chǎn)裝置進(jìn)行了不同程度的擴(kuò)建和改造。精對苯二甲酸生產(chǎn)工藝過程具有高溫高壓、介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)且易燃易爆等特點(diǎn)，對設(shè)備及自動控制要求較高，盡管國內(nèi)精對苯二甲酸裝置都采用了先進(jìn)的DCS控制系統(tǒng)，但在安全穩(wěn)定運(yùn)行方面仍存在許多問題。例如，精對苯二甲酸生產(chǎn)工藝過程一旦出現(xiàn)傳感器漂移、設(shè)備失效、工藝波動或誤操作等原因?qū)е碌膹?fù)雜故障，操作員難以及時(shí)準(zhǔn)確判斷，甚至可能做出錯(cuò)誤決策，輕則影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃，重則會出現(xiàn)生產(chǎn)事故，造成人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

針對精對苯二甲酸裝置及工藝存在的上述問題，本發(fā)明提出開發(fā)一種適用于精對苯二甲酸裝置和工藝的安全運(yùn)行指導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)該能夠在對DCS采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)監(jiān)測主要工藝裝置的安全運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)異常工藝狀況并進(jìn)行報(bào)警，對工藝異常原因進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的判斷并給出解決方案，同時(shí)，精對苯二甲酸生產(chǎn)企業(yè)中存在與生產(chǎn)相關(guān)的各種信息系統(tǒng)，對于一線操作人員來講，在方便掌握工藝裝置運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)，由于要登陸到各個(gè)系統(tǒng)去看相關(guān)信息，也增加了他們的工作量。因此，本專利提出的安全運(yùn)行指導(dǎo)系統(tǒng)將一線操作人員最關(guān)心的數(shù)據(jù)從各個(gè)系統(tǒng)采集出來，形成一個(gè)信息集成模塊，方便用戶查閱與分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在于提供一種精對苯二甲酸裝置安全運(yùn)行指導(dǎo)系統(tǒng)，其基于符號有向圖（SDG，Signed?Directed?Graph）與多種定性定量故障診斷技術(shù)，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-（ANN，Artificial?neural?network）、專家系統(tǒng)-（ES，Expert?System）、主元分析-（PCA，Principal?Component?Analysis）、模糊邏輯-（FL，F(xiàn)uzzy?Logic），開發(fā)精對苯二甲酸工業(yè)化在線實(shí)時(shí)工況監(jiān)測狀態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)濾波、建模組態(tài)、故障診斷、故障“劇情”智能自解釋與可視化顯示等功能，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測精對苯二甲酸主要工藝裝置的安全運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)異常工藝狀況并進(jìn)行報(bào)警，對工藝異常原因進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的判斷并給出解決方案，同時(shí)，形成一個(gè)信息集成模塊，方便用戶查閱與分析。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種精對苯二甲酸裝置安全運(yùn)行指導(dǎo)系統(tǒng)，其包括：服務(wù)器端單元和客戶端單元；

所述服務(wù)器單元包括如下，

建模模塊，其用于完成各種推理算法的建模，使建立的模型準(zhǔn)確的反映精對苯二甲酸裝置的工藝特征；

數(shù)據(jù)采集模塊，其用于收集精對苯二甲酸工藝生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的產(chǎn)生的各種實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，其用于對實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)在采集、傳輸過程中由于精對苯二甲酸裝置現(xiàn)場的復(fù)雜性，導(dǎo)致的隨機(jī)噪音和粗大誤差的污染進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；

工藝監(jiān)測模塊，其根據(jù)預(yù)處理后獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息判斷當(dāng)前的工藝狀態(tài)，識別與診斷異常工況；

所述客戶端單元是人機(jī)界面部分，負(fù)責(zé)所有的數(shù)據(jù)顯示、聲光報(bào)警、報(bào)表生成和人員對所述指導(dǎo)系統(tǒng)的相關(guān)操作。

其中，所述建模模塊包括ANN建模組態(tài)子模塊、PCA建模組態(tài)子模塊、SDG建模組態(tài)子模塊和SDG-HAZOP建模組態(tài)子模塊；

所述ANN建模組態(tài)子模塊用于配置和管理ANN模型，實(shí)現(xiàn)樣本數(shù)據(jù)讀取、模型訓(xùn)練、模型存儲；

所述PCA建模組態(tài)子模塊用于配置和管理PCA模型，能實(shí)現(xiàn)樣本數(shù)據(jù)讀取、模型訓(xùn)練、模型存儲；

所述SDG建模組態(tài)子模塊用于配置和管理SDG模型，根據(jù)工藝流程，能實(shí)現(xiàn)圖形化的模型構(gòu)建，建立各個(gè)現(xiàn)場位點(diǎn)的邏輯關(guān)系；

所述SDG-HAZOP建模組態(tài)子模塊用于根據(jù)人工HAZOP分析的成果，在SDG模型中，用戶選擇拉偏點(diǎn)，選擇好偏離屬性，然后進(jìn)行推理得到相關(guān)的相容通路，經(jīng)生產(chǎn)專家審核，形成SDG專家知識庫。

其中，所述工藝監(jiān)測模塊進(jìn)一步包括異常工況狀態(tài)監(jiān)測子模塊和異常工況診斷子模塊；

所述異常工況狀態(tài)監(jiān)測子模塊根據(jù)預(yù)處理后獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息判斷當(dāng)前的工藝狀態(tài)，依靠主元分析方法監(jiān)測工藝裝置中的關(guān)鍵點(diǎn)，采用與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理結(jié)果相結(jié)合的方法來監(jiān)測異常工況；