操作員訓練模擬系統 (OTS)

OMEGALAND: 操作員培訓模擬系統

OmegaLand 是用於動態模擬的整合環境,可以創建虛擬工廠、石化工廠、煉油廠和其他類型的生產設施,適用於操作員培訓、製程分析和檢查、控制系統的設計和驗證、化學製程教育、操作輔助和最佳化。

OMEGELAND的優勢

  • 確保工廠試俥、停俥和日常的工廠運營
  • 了解如何應對設備故障和其他緊急情況(早期識別、預防和矯正措施)
  • 讓操作員之間取得/傳承工廠操作知識
  • 增加操作員的工業知識和自心,達到更好的運作狀態

為了有效培訓工廠操作員,OTS 需要高度擬真的重現實際的工廠工作模式,並且複製操作員的操作環境:

  • 最大限度準確重現實際的工廠行為,
  • 用與實際工廠相同的 DCS 和 SIS 操作環境,
  • 為現場操作員複製實際工廠的真實操作環境,
  • 與其他供應商的附加功能模擬軟體連接

OTS 的高擬真工廠模型也能夠活用在工廠生命週期的其他目的。

特長

OmegaLand OTS是由Omega Simulation Co., Ltd.公司所提供的高擬真OTS系統,在全球石油和天然氣、煉油、石化、化工和電力等產業已交付超過 200 多套 OmegaLand OTS。 OmegaLand OTS 的特點是:

對於工廠操作員

高擬真動態模擬器
OmegaLand OTS具有高擬真和嚴格的Visual Modeler 動態模擬器。 Visual Modeler 根據質量和能量定律設計了完整的熱平衡、質量平衡和壓力流量平衡,精準重現工廠的實際運作。包括包含 1,600 個純組分的 DIPPR(物理性質設計院)數據庫,以及多種熱力學計算方法。

相同的DCS和SIS操作環境
高擬真OTS必須利用與實際工廠相同的DCS和SIS操作環境。OmegaLand OTS 能夠完美連接CENTUM和ProSafe-RS、橫河DCS和SIS,是全球最著名的系統之一。能讓DCS操作員感覺就像在他們的工廠之中,使用平常的系統作業。

現場操作員的真實操作環境
OmegaLand OTS可整合現場的操作面板 (FOP),為現場操作員提供高擬真的OTS系統。透過FOP面板,現場操作員就像走進工廠,與DCS操作員協作監控和操作現場設備。FOP能夠輕鬆連接到3D或虛擬圖形軟體。大幅提高現場操作員操作上的逼真度。

對於培訓講師

培訓講師的專用工具

OmegaLand OTS為培訓講師提供專用的整合軟體工具,稱為講師工具包(ITK)。可由培訓講師定義和控制培訓課程,監控和評估學員的操作,並產出培訓報告。

 

操作員培訓所需的各種功能
OmegaLand OTS可提供操作員培訓所需的各種功能。培訓講師可以在培訓期間通過 ITK 定義培訓設定,並隨時更改參數,也可讓培訓講師評估學員的操作並具重播功能,可讓學員方便複習。

對於工程師

通過一台電腦便可模擬大型工廠
相對其他OTS系統需要更多台電腦才能模擬出來的大規模工廠,OmegaLand OTS卓越的軟體設計,能使用一台電腦便能模擬大型工廠,如包括 10,000 多個工業單元的整個乙烯工廠。

高速計算
OmegaLand OTS優秀的計算算法實現了高速計算,可即時進行巨大而復雜的計算。 此外,OmegaLand OTS在使用多台電腦模擬時可計算得更快。

在工廠生命週期中的進一步應用
OmegaLand OTS 不僅適用於操作員培訓,也適用於用OTS開發工廠模型在工廠生命週期中的其他應用。

OmegaLand OTS 講師工具包

 

性能最佳化

MIRROR PLANT, 利用OmegaLand技術,已開發並與工廠控制系統同步工作,並不斷定期更新製程模型,這代表著:

  • 能比即時狀態更快執行模擬,預測未來的操作。
  • 選擇變更產品等級時,不受工廠條件影響的最短轉移路徑
  • 可在當下尋找最適合的操作進行最佳化計算。

Details

製程分析與檢查

穩態模擬器用於製程分析和設計,而動態模擬器則用於工廠運行分析和驗證。

在動態模擬器中配定的虛擬工廠上,可以對問題進行多種檢查和驗證,還可以預測未來建造的工廠中可能出現的問題,而這在實際運行的工廠中,考慮到安全性和外部干擾,是不可能進行的改善工作。

模擬環境提供了以下選項,用於模擬真實情況:

  • 準備和驗證新建工廠的試俥和停俥程序
  • 在改造之前驗證工廠的限制和能力
  • 檢查設備在工廠異常或緊急情況下的能力
    (例如安全閥的容量和響應速度以及緩衝槽的容量)
  • 在更改之前驗證操作條件
    (例如進料成分、操作負荷和設備的變化)
  • 提前評估控制系統和參數的變化

Visual Modeler 和 VMviewer能有效幫助流程分析和驗證。與基本功能模組相連的 Visual Modeler 可以從圖形化的視窗操作。

OmegaLand具備交換數據的介面,隻需在 Excel 中編寫一個簡短的macro (VBA)收集模擬數據或輸入值。也能簡單處理即時收集到的模擬結果。

培訓

培訓模擬器是應用於化學工程教學的動態模擬器。學生透過系統可學習並了解複雜工廠的原理,利用虛擬工廠的模擬訓練自己掌握單元操作。這是無法從教科書或自學獲得的擬真實務操作經驗,學員將能夠習得分析和處理各種情況所需的知識和技能。

培訓研討會的目標 - 學生主動使用模擬器,可以快速學習,擴充技能和知識,並將達到以下目標。

  • 了解製程工程的原理
  • 了解每台設備和單元操作的原理和性能,並利用習得的經驗適當處理各種情況e
  • 了解製程中的控制操作和行為,學習基本的控制操作原理
  • 獲得製程操作所需的知識

培訓模擬器通常配定在 VMviewer上

Control Assistant軟體

工廠運行和控制方面的技術,近年來有很大的進步。除了傳統DCS的控制系統外,還需要更先進的工廠操作系統與DCS主機系統連接,例如多變量模型預測控制和類神經網路預測控制等高級控制軟體,以及用於試俥、停俥自動運行的操作輔助工具,以改善績效。
在將這些Control Assistant軟體實際應用到真實工廠之前,可以先連接到虛擬工廠 OmegaLand 進行準備驗證和調整。
由於動態模擬允許驗證這些包的控制邏輯和操作的影響,因此控制輔助模擬器對於隨著製程改善而改變控制邏輯和準備複雜的操作程序,可有效提高操作效率。

操作員培訓功能

OmegaLand OTS除了執行控制(運行和凍結)、快照和後退以及改變時間尺度等動態模擬器的基本功能之外,也具備操作員執行故障、自動操作、模擬現場操作、記錄和重播以及評估學員績效的操作員培訓功能。

  • 執行控制功能除了運行和凍結包括 DCS 在內的整個系統的執行控制之外,還有各種功能:在訓練期間臨時儲存條件的快照功能、恢復儲存條件以重新啟動訓練, 以及可將執行速度加快或延遲兩到四倍時間的尺度變化功能。
  • 加載和保存初始條件的函數

培訓會從預先設定好的工廠的穩態開始,可以作為初始條件預先保存在文件中。

  • 故障

這些功能用於故意引起異常狀態或設備故障。操作員經過培訓能夠應對這種情況。要激活故障,有兩種方法。其中之一是從執行控制面板的列表中選擇。另一種是在圖形窗口上準備一個專門用於故障的面板,並通過按鈕指示執行。

  • 自動操作功能

自動操作模組對於一系列場景的程序(場景功能)或故意排除操作員的培訓相當優秀。如果伴隨著多個操作,即使執行故障也可以利用該自動操作功能;變量在很長一段時間內處理;或根據條件選擇處理。.

  • 重播功能

在培訓課程結束後重現表現的功能,用於指導員與學員一起回顧表現並給予指導。

  • 記錄功能(Logging)

可以將訓練結果和事件儲存在日誌文件中,記錄或評估績效。使用時間戳記錄的事件可用於重播。

  • 學員績效評估功能

此功能將記錄的數據輸出到 Excel ,供講師統計 DCS 操作和警報的數量,並製作趨勢數據圖表以評估學員的表現。

  • DCS 連接功能

對於 DCS 直接連接類型,必須連接 DCS。對於操作員培訓系統,必須注意的是,FCS 模擬器是 DCS 的 FCS(現場控制站)的一部分。 FCS 模擬器不需要與實際工廠控制相同型號的硬體,但其功能與實際 FCS 相同。

參考

摘要:
  • DCS, SIS, PRM with FOUNDATION fieldbus and OTS Installed in Thailand First LNG Terminal.
  • Alarms are issued before any device fails completely, enabling predictive maintenance that reduces maintenance costs throughout the facility lifecycle.
摘要:
  • Flawless refinery start-up assured by operator training simulator.
  • The virtual test function of the OmegaLand simulator created the same environments as CENTUM CS 3000.
摘要:
  • HMEL selected an integrated solution from Yokogawa
  • Yokogawa India oversaw and implemented the engineering, installation, and commissioning of the refinery
摘要:
  • World's first offshore regasification terminal relies on Yokogawa ICSS (CENTUM CS 3000, ProSafe-RS).
  • LNG carrier scheduling, unloading, tank storage, and vaporizing are all procedure based operations.
摘要:
  • IFCo chose Omegaland operator training system to make ready for a flawless and safe plant start-up.
  • Omegaland is contributing to operator training prior to completion of the greenfield fertilizer plant.
摘要:

In recent years in the chemical and petrochemical industries, the contexts of fewer start-up and shut-down operations and the changes of cohorts of plant operators have made it difficult to satisfy requirements for safe plant operations, including responding to problems in equipment caused by the aging of plants, and coping with malfunctions.

摘要:

A dynamic simulator is a software tool for building a virtual plant in a computer by modeling an existing plant or a plant to be built.

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