[发明专利]用于石油化工装置开停车操作的导航系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于石油与天然气工程中的计算机数据处理系统技术领域，尤其涉及一种用于石油化工装置开停车操作的导航系统。 

背景技术

石油化工装置的开停车过程通常包含连续的、并行的和闭环控制操作等，由于操作环境的多变性，所以在操作上容易引起非常严重的非线性问题。同时，从经济上和操作上考虑，都需要保证开停车过程是安全和稳定的。所以，装置开停车的操作过程对操作人员的技术要求很高，操作人员必须具备较高的操作及控制水平。即使操作人员可以在仿真环境下进行练习，但因装置现场情况多变，仿真软件很难做到面面俱到，故目前的开停车过程主要依靠操作人员的经验进行操作。因此，提供面向对复杂石油化工装置开停车过程的岗位工人和技术人员的在线指导已成为了比较迫切的任务。 

本发明就是在上述要求的基础上提出的一种用于石油化工装置开停车操作的导航系统。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种用于石油化工装置开停车操作的导航系统，采用该系统可以将导航结果直接通过平板电脑显示给操作人员，以CLIPS专家系统为内核，以VC++语言开发数据采集与处理、人机接口模块，完成了开停车操作导航的软件系统。 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于石油化工装置开停车操作的导航系统，其包括： 

实时数据获取模块，从装置的自控系统采集推理机模块所需要的实时数据，并发送到推理机； 

知识库模块，其用于存放由知识获取模块获取而来的专家知识，知识库模块包括用于解释机读写的专家操作知识数据库和用于推理机推理的专家推理规则库；专家操作知识数据库存储于关系型数据库管理系统，能够有条理的对专家知识进行存取、读取与管理，更好地实现与人机界面的交互；专家 推理规则库存储于能被CLIPS系统读写的clp文件，方便CLIPS推理机进行规则的调用； 

知识获取模块，其用于录入相关专家知识，并将其存储在知识库模块中的专家操作知识数据库和专家推理规则库，其主要功能包括工程、过程和步骤的编辑、添加、删除以及步骤各项属性设置； 

推理机模块，其根据当前的实时数据以及存储的专家规则，进行内部推理，得到装置的运行状态，并给出相应输出； 

解释机模块，根据推理机的输出，到专家经验知识数据库读取相应的专家知识显示在界面上，专家知识库中的知识分为三级包括工程、过程、步骤，可以由上而下进行读取，并规整的显示在界面上。 

本发明还提供了上述导航系统的使用方法； 

第一步，专家知识构建方法，用于录入相关专家经验知识，并将其存储在专家经验知识库，并转化为专家规则(CLIPS规则语句)，其主要功能包括工程、过程和步骤的编辑、添加、删除以及步骤各项属性设置； 

第二步，实施导航，将存储的专家知识按照操作步骤川页序显示在界面上，用于引导用户操作；同时将采集的实时数据转化为CLIPS规则识别的事实；调用CLIPS专家工具自带的推理机将现有的事实与生成的CLIPS规则进行匹配，得到输出结果；对输出结果的分析，并将其显示在界面的相应步骤上。 

所述第一步进一步包括： 

A、完成对复杂开停车操作过程的归纳和全面解析，主要的步骤形式归纳如下： 

(a)一般步骤：不需要其它条件要求，只需要等待其基本条件达到即可触发。例如打开某个阀门，只需相应位号满足条件即可； 

(b)含有起始条件的步骤：即操作本步骤前，需要的其它条件已经满足，否则给出错误操作提示。这些条件包括当前的状态、前面某些步骤是否完成以及相应的时间关系等。例如要控制反应器系统压力达到0.25MPa，需要控制反应器系统压力达到0.05MPa时到当前的时间大于10分钟； 

(c)速率控制的步骤：主要监测需要满足速率控制要求的变量，例如反应器的升温速率应该控制在一定数值范围，否则可能会出现危险； 

(d)质量控制的步骤：主要完成对稳定量的稳定性监测，例如控制液位 达到50％，允许一定的波动范围； 

(e)人工确认的步骤：主要针对不能够在DCS中查询到数据的步骤，例如需要外操人员查看火焰颜色等。