康士伯数字助力石油天然气行业开发动态仿真器
康士伯数字将其高精度工艺仿真器K-Spice®与DCS厂家的实时仿真平台进行集成，助力海上浮式生产储油船（FPSO）的测试、培训和虚拟调试，以降低进度、质量和集成风险。
2022年7月5日
在南美洲，一家大型石油与天然气公司需要完成一艘浮式生产储油船的开发与集成。该船具有多个钻井中心和水下井系统，包括生产井、注水井和注气井，其设计日产油量超过10万桶。为了降低进度、质量和集成风险，所有工程和控制系统都必须经过充分的测试。此外，在前往海上浮式生产设施之前，参与项目的操作员和当地员工也都必须经过培训及能力评估。
康士伯数字使用了其高精度的工艺建模软件，包括瞬态多相流仿真器LedaFlow® 和工艺仿真器K-Spice®。这些技术紧密结合在一起，形成用于设计、验证、操作员培训的多用途动态仿真器，并可全程提供实时决策支持。K-Spice®搭建的高精度工艺模型可涵盖从上部组块接收到油气输出的多个系统，还包括加热介质、冷却介质、海水提升、气田水系统、海水处理系统和化学抑制剂注入系统等公用设施。
“这是目前业内精度非常高的模型，”康士伯数字美洲区运营经理Ankur Rastogi说，“它是离线应用程序，我们的下一步工作是将其连接到设施的实时控制系统。这些模型可以代表正在运行的设施，并可支持数字孪生应用，用于规划、优化和监控。”
康士伯数字利用DCS厂家的实时仿真平台，将浮式生产储油船的控制系统与K-Spice®高精度工艺模型集成，使用六个虚拟控制器对上部组块过程控制进行仿真模拟，从而去除了在仿真系统中对物理控制器硬件的需求。康士伯数字通过仿真软件与DCS系统之间的高度集成，能够将项目控制程序直接下载到虚拟控制器中，并且无需进行任何更改。康士伯数字K-Spice®高精度工艺模型还可通过仿真平台和DCS系统操作员屏幕之间的接口，提供尽可能接近生产环境的测试和培训环境。
测试与培训
系统硬件为两名学生和一名教员而设计，由两个操作员工作站和一个教员工作站组成，每个工作站有两个监视器、一个瘦客户端、键盘和鼠标，以及一个半机架式服务器机柜，包括一台ESXi主机服务器、一台网络交换机、一个网络连接存储单元和一台模型PC工作站。
在软件架构方面，其中一台虚拟机用于运行仿真平台以及两个虚拟控制器，其余四个虚拟控制器分布在另外两个虚拟机上，包括三台HMI服务器、历史许可证，以及运行组态软件HMI的双操作员站客户端；其中一台服务器还可用作自动化系列产品的管理器/工程站。
康士伯数字为DCS厂家完成的软硬件设置提供与K-Spice®高精度工艺模型的链接后，系统通过OPC集成，用于ICSS测试和操作员培训。首先，需要对集成控制与安全系统进行全面的虚拟检查。通过使用模拟系统，康士伯数字能够帮助用户在早期的项目调试阶段识别出错误，并对图形、PID回路整定、控制动作、启动顺序、工厂警报和跳闸设定点进行修正。
“虚拟调试是真正实现模拟系统价值的地方，”Rastogi说，“在现场进行调试，你通常要每天支付20万到30万美元，而通过将此项工作从现场转移到办公室环境中，你可以节省资金和数周的调试时间。通过远程虚拟调试工艺，可以降低工作压力，使调试任何故障都变得更加容易。“
测试完成后，便可以使用该系统让操作员掌握浮式生产储油船的操作。Rastogi表示：”K-Spice®最强大的功能之一就是暂停和回溯的能力。在现实世界中，你无法回到过去，但通过仿真器，你就可以回溯不同的操作方式，看是否会得到不同的结果。”
您还可以使用K-Spice®仿真器加速运行工艺过程，这样能够更有效地利用操作员培训时间，在没有重大事件发生的情况下加快生产过程，当操作员需要采取下一步行动时，再返回到实时状态。
康士伯数字能够在验证操作程序和培训操作员等方面为浮式生产储油船的部署提供优势：
（历史数据，仅供参考）
