1 流程行业过程设计与动态仿真的重要性与挑战

现代化的炼油和石化工装置对自动化控制系统的要求越来越高。随着DCS、先进控制技术、优化技术、计划与调度等先进技术的广泛应用，工厂生产自动化程度越来越高。要对装置和工艺过程进行有效的操作和控制，在选用控制策略和制定操作规程时必须全面考虑到工艺原理、过程动态特性以及各个控制对象之间约束等诸多关系。这对于装置工程师、控制工程师、生产操作人员来说是一个巨大的挑战，因为他们必须在较短时间内掌握这些先进的控制技术，熟悉调节控制的方法，全面掌握工艺过程原理及动态特性等一系列与生产操作相关的知识。如果能在正式开车之前给他们提供适当的培训，让他们充分熟悉工艺和操作规程，积累操作经验，这将非常有利于生产装置顺利投运，有利于稳定安全的生产，有利于发挥装置的最大能力，真正给工厂带来效益。

但是，装置工程师、控制工程师、生产操作员如何能在系统投运前尽快地熟悉工艺过程、获得全面的操作体验和提高处理异常事故的能力呢？传统方式主要有三种：开工前DCS短训、学习操作规程和外出实习。无论采用何种方式，所获得的知识和经验都是十分有限的。在装置开工前，DCS短训时间有限，工艺本身又未投运，所以只能做到熟悉操作界面和基本操作而已，对于复杂的控制策略、先进控制器的投用、操作程序等，操作员都无法真正体验；学习操作规程全无感性认识，就如同我们只是拿着书本学习电脑，而却没有电脑可用，效果自然不会好；外出实习，首先所学的不是用户自己的工艺，其次，在实习装置上，操作人员不可能实际操作和经历各种工况，三是操作人员不可能接触到那些核心工艺，况且还要必须支付大量的实习费用。

此外，虽然目前针对流程行业流程设计与动态仿真的应用已经非常普遍，但从专业机构的调查统计来看，仍然存在一些问题和挑战。例如，市场上有不少产品系统平台的物性库不够丰富并缺少权威性、稳态设计达不到应用精度、动态仿真特性偏离性大、不能对DCS/ESD等系统进行完全识别和兼容、对大过程模型无法实现全流程动态模拟等等。