生产控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种生产控制方法及系统。其中，该方法包括：获取生产现场的现场操作设备之间的连接关系以及各个现场操作设备所配置的现场工艺参数；利用连接关系与现场工艺参数建立生产控制模型；从模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的待调节工艺参数，并在预定阈值区间内按照预定步长调节待调节工艺参数的取值，得到每个待调节工艺参数的取值对应的生产控制模型的能耗；选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的待调节工艺参数的取值，并利用所选取的待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。本发明解决了由于生产控制过程中能耗过高的问题，达到了降低能耗的效果。
【专利说明】生产控制方法及系统【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机软件领域，具体而言，涉及一种生产控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]近年来，美国、日本、西欧等国家已有多家石油公司实施了流程工业综合优化技术，如AGIP、BP、Shell石油企业都相继建立了综合优化系统，实现了优化生产、减少生产故障、提闻经济效益。
[0003]在国内，在流程工业综合优化方面应用深度、广度、系统化程度不够，国内应用主要以引进为主。目前在油田企业中上海油气分公司平湖油气田、中石油大庆油田采油六厂开展了综合优化工作，并取得了一定效益。
[0004]大庆油田采油六厂I1-1油气集输系统利用流程模拟软件分析出最优的掺水管线
生产方案。
[0005]上海平湖油田利用流程模拟软件，建立从海上生产平台到海底管线及陆地天然气处理装置的整体生产模型。对生产工艺进行优化分析，提出节能降耗、提高生产效率的改造方案。
[0006]由于依赖工作人员的生产经验，手动操作，难以实现连续检测，问题的解决往往是滞后的，运行状态容易发生偏移，造成事故隐患和运行效率的降低，而且当匹配不佳时，必然也会使系统效率降低，能耗增加。
[0007]针对上述技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0008]本发明实施例提供了一种生产控制方法及系统，以至少解决由于生产控制过程中能耗过高的技术问题。
[0009]根据本发明实施例的一个方面，提供了一种生产控制方法，包括:获取生产现场的现场操作设备之间的连接关系以及各个现场操作设备所配置的现场工艺参数；利用连接关系与现场工艺参数建立生产控制模型，其中，生产控制模型中的各个模拟操作设备与现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有连接关系，模拟操作设备配置的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的现场操作设备配置的现场工艺参数相同；从模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的待调节工艺参数，并在预定阈值区间内按照预定步长调节待调节工艺参数的取值，得到每个待调节工艺参数的取值对应的生产控制模型的能耗；选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的待调节工艺参数的取值，并利用所选取的待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0010]作为一种可选的方案，选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的待调节工艺参数的取值包括:选取得到的能耗中的最小能耗所对应的待调节工艺参数的取值。
[0011]作为一种可选的方案，从模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的待调节工艺参数包括:从模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的多个待调节工艺参数；在预定阈值区间内按照预定步长调节待调节工艺参数的取值得到每个待调节工艺参数的取值对应的生产控制模型的能耗包括:在每个待调节工艺参数对应的预定阈值区间内按照每个待调节工艺参数对应的预定步长分别调节每个待调节工艺参数，得到在多个待调节工艺参数的取值为不同取值组合时对应的生产控制模型的能耗；选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的待调节工艺参数的取值包括:选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的一种多个待调节工艺参数的取值组合；利用所选取的待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新包括:利用所选取的一种多个待调节工艺参数的取值组合对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0012]作为一种可选的方案，在利用所选取的待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新之后，还包括:获取生产现场的现场操作设备之间的更新后的连接关系以及各个现场操作设备所配置的更新后的现场工艺参数；利用更新后的连接关系与更新后的现场工艺参数更新生产控制模型，其中，更新后的生产控制模型中的各个模拟操作设备与现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有更新后的连接关系，模拟操作设备配置的更新后的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的现场操作设备配置的更新后的现场工艺参数相同；从更新后的模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的更新后待调节工艺参数，并在更新后的预定阈值区间内按照更新后的预定步长调节更新后待调节工艺参数的取值，得到每个更新后待调节工艺参数的取值对应的生产控制模型的能耗；选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的更新后待调节工艺参数的取值，并利用所选取的更新后待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0013]作为一种可选的方案，该方法还包括:一个现场操作设备对应多个站级设备，或者，一个现场操作设备对应多个厂级设备。
[0014]作为一种可选的方案，该方法还包括:，现场工艺参数进行更新前的生产现场的现场操作设备的产能和现场工艺参数进行更新后的生产现场的现场操作设备的产能均大于预定产能。
[0015]根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种生产控制系统，包括:第一获取单元，用于获取生产现场的现场操作设备之间的连接关系以及各个现场操作设备所配置的现场工艺参数；第一建模单元，用于利用连接关系与现场工艺参数建立生产控制模型，其中，生产控制模型中的各个模拟操作设备与现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有连接关系，模拟操作设备配置的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的现场操作设备配置的现场工艺参数相同；第一选择单元，用于从模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的待调节工艺参数；第一调节单元，用于在预定阈值区间内按照预定步长调节待调节工艺参数的取值，得到每个待调节工艺参数的取值对应的生产控制模型的能耗；第一选取单元，用于选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的待调节工艺参数的取值；第一配置单元，用于利用所选取的待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0016]作为一种可选的方案，第一选取单元包括:选取子模块，用于选取得到的能耗中的最小能耗所对应的待调节工艺参数的取值。
[0017]作为一种可选的方案，第一选择单元包括:选择子模块，用于从模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的多个待调节工艺参数；第一调节单元包括:调节子模块，用于在每个待调节工艺参数对应的预定阈值区间内按照每个待调节工艺参数对应的预定步长分别调节每个待调节工艺参数，得到在多个待调节工艺参数的取值为不同取值组合时对应的生产控制模型的能耗；第一选取单元包括:选取子模块，用于选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的一种多个待调节工艺参数的取值组合；第一配置单元包括:配置子模块，用于利用所选取的一种多个待调节工艺参数的取值组合对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0018]作为一种可选的方案，该系统还包括:第二获取单元，用于获取生产现场的现场操作设备之间的更新后的连接关系以及各个现场操作设备所配置的更新后的现场工艺参数；更新单元，用于利用更新后的连接关系与更新后的现场工艺参数更新生产控制模型，其中，更新后的生产控制模型中的各个模拟操作设备与现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有更新后的连接关系，模拟操作设备配置的更新后的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的现场操作设备配置的更新后的现场工艺参数相同；第二选择单元，用于从更新后的模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的更新后待调节工艺参数，第二调节单元，用于在更新后的预定阈值区间内按照更新后的预定步长调节更新后待调节工艺参数的取值，得到每个更新后待调节工艺参数的取值对应的生产控制模型的能耗；第二选取单元，用于选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的更新后待调节工艺参数的取值；第二配置单元，用于利用所选取的更新后待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0019]在本发明实施例中，采用建立生产控制模型的方式，通过基于模型的模拟计算得到降低耗能的最优工艺参数，达到了降低耗能的目的，从而实现了节约能源及提高系统运行效率的技术效果，进而解决了由于生产控制过程中能耗过高的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0021]图1是根据本发明实施例的一种可选的生产控制方法的流程图；
[0022]图2是根据本发明实施例的另一种可选的生产控制方法的流程图；
[0023]图3是根据本发明实施例的又一种可选的生产控制方法的流程图；
[0024]图4是根据本发明实施例的又一种可选的生产控制方法的流程图；
[0025]图5是根据本发明实施例的一种可选的【具体实施方式】的示意图；
[0026]图6是根据本发明实施例的另一种可选的【具体实施方式】的示意图；
[0027]图7是根据本发明实施例的又一种可选的【具体实施方式】的示意图；
[0028]图8是根据本发明实施例的又一种可选的【具体实施方式】的示意图；
[0029]图9是根据本发明实施例的一种可选的生产控制系统的示意图；
[0030]图10是根据本发明实施例的另一种可选的生产控制系统的示意图；
[0031]图11是根据本发明实施例的又一种可选的生产控制系统的示意图；以及[0032]图12是根据本发明实施例的又一种可选的生产控制系统的示意图。
【具体实施方式】
[0033]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0034]实施例1
[0035]根据本发明实施例，提供了一种生产控制方法，如图1所示，该方法包括:
[0036]S102，获取生产现场的现场操作设备之间的连接关系以及各个现场操作设备所配置的现场工艺参数；
[0037]可选地，在本实施例中生产现场包括但不限于以下至少之一:石油集输生产现场，石油注水生产现场。其中，上述生产现场的现场操作设备所配置的工艺参数包括但不限于以下至少之一:温度、压力、时间。
[0038]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则生产现场的现场操作设备包括污水站、注水站、配水间以及井口，则在本步骤中即获取这些设备的连接关系及各设备的工艺参数(例如，压力)。
[0039]S104,利用连接关系与现场工艺参数建立生产控制模型；
[0040]可选地，生产控制模型中的各个模拟操作设备与现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有连接关系，模拟操作设备配置的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的现场操作设备配置的现场工艺参数相同。
[0041]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则生产现场的现场操作设备包括污水站、注水站、配水间以及井口，则在生产控制模型中，建立污水站、注水站、配水间以及井口的模拟操作设备，并模拟各操作设备之间的连接关系及对应的各操作设备配置的工艺参数(例如压力)，模型中与生产现场中的各要素(例如，各要素包括:操作设备，操作设备之间的连接关系，操作设备配置的现场工艺参数)一一对应。
[0042]S106，从模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的待调节工艺参数，并在预定阈值区间内按照预定步长调节待调节工艺参数的取值，得到每个待调节工艺参数的取值对应的生产控制模型的能耗；
[0043]可选地，在本实施例中与能耗相关的待调节工艺参数包括但不限于以下至少之一:温度、压力、时间。
[0044]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的待调节参数，例如，压力。结合图5所示，压力预定阈值为0?120bar，预定步长为20bar，也就是说，在该注水生产控制模型中，以每20bar为间隔，获取各压力取值下的注水系统的能耗值，比较所有压强取值对应的能耗值，得到能耗较低的最优的工艺参数的取值。由所建模型得到如图5所示的系统总能耗随压力变化的曲线图，例如，压强为60bar时，系统总能耗为1400千瓦。
[0045]S108，选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的待调节工艺参数的取值，并利用所选取的待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0046]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的待调节参数，例如，压力。结合图5所示，进一步可知，红线为注水系统总能耗，蓝线表示系统总操作费用，由操作费用曲线可看出，干线压力在8MPa时，操作费用相对最低。总能耗由现场操作条件的2150千瓦降低至1600千瓦。其中，设定阈值为1400千瓦，系统总能耗低于能耗阈值1400千瓦的能耗所对应的待调节工艺参数的取值为0至60bar。再结合其他生产要素，将上述所得能耗较低的优化参数对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0047]通过本申请提供的实施例，通过所建模型直观地得到随着待调节工艺参数的变化，能耗值的变化，进而得到能耗较低的优化取值，同时也为生产控制系统节约成本。
[0048]作为一种可选的方案，如图2所示，选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的待调节工艺参数的取值包括:
[0049]S202，选取得到的能耗中的最小能耗所对应的待调节工艺参数的取值。
[0050]可选地，在本实施例中选取从模型中得到的能耗中的最小能耗所对应的待调节工艺参数的取值，并将该参数配置给现场操作设备。
[0051]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的待调节参数，例如，压力。结合图5所示，综合操作费用的因素，当压强为60bar时，系统总能耗为1400千瓦，达到了综合条件下最优取值，将该参数对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新，进而实现降低能耗，节约成本的效果。
[0052]作为一种可选的方案，如图3所示，该生产控制方法包括:
[0053]S302，从模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的多个待调节工艺参数；
[0054]可选地，在本实施例中与生产控制模型的能耗相关的待调节工艺参数为但不限于:一个或多个。例如，结合图6所示，对注水系统能耗影响的重要工艺参数包括:注水干线压力、进口泵的总台数。
[0055]需要说明的是，在本实施例中上述多个待调节工艺参数并不限于只与一个现场操作设备有关。可选地，待调节工艺参数也可应用不同专业岗位，其中不同专业岗位包括但不限于:生产、计划、调度、安全、培训，对同一模型进行操作，完成不同专业的工作任务。例如，应用建好的模型，联合站的技术人员完成该站的工艺分析和优化，集输管理人员完成油气集输系统的能耗统计、分析和研究，生产管理人员完成原油和天然气的产量统计、分析，制定生产计划等。
[0056]S304，在每个待调节工艺参数对应的预定阈值区间内按照每个待调节工艺参数对应的预定步长分别调节每个待调节工艺参数，得到在多个待调节工艺参数的取值为不同取值组合时对应的生产控制模型的能耗；
[0057]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，结合图6所示，对注水系统能耗影响的重要工艺参数为:注水干线压力、进口泵的总台数。压力预定阈值为0?120bar，预定步长为20bar，井口泵的台数的预定阈值为0?60台，预定步长为10台。也就是说，在该注水生产控制模型中，结合图6所示，横轴以每20bar为间隔，纵轴以10台为间隔，获取不同压力及台数取值下的注水系统的能耗值，比较所有取值对应的能耗值，得到能耗较低的最优的工艺参数的取值。由所建模型得到如图6所示的系统总能耗变化的曲线图，例如，注水干线压力为72bar左右，井口泵为21台左右时，注水系统总能耗约为1500千瓦左右。[0058]S306，选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的一种多个待调节工艺参数的取值组合；
[0059]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的待调节参数，例如，注水干线压力、井口泵的台数。结合图6所示，进一步可知，注水干线压力降低，则需在注水井口安装注水泵，使注水压力和每个井口注水压力匹配。例如，设定阈值为1400千瓦，系统总能耗低于能耗阈值1400千瓦的能耗所对应的一种多个待调节工艺参数的取值组合，例如，注水干线压力的取值及井口泵的台数取值的两两组合。
[0060]S308，利用所选取的一种多个待调节工艺参数的取值组合对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0061]例如，如图6所示，红线为注水系统总能耗，蓝线表示系统总操作费用，由于随着注水井口泵的增加，生产操作维护费用会增加，致使总生产成本增加。因此在干线压力、增压泵数量会有最佳的匹配点，这一点就是注水生产的最优取值组合。例如，注水干线压力为72bar左右，井口泵为21台左右时，注水系统总能耗约为1500千瓦左右。利用所选取的该取值组合对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。随着干线压力的降低，注水生产的安全可靠性也会增加，注水管线穿孔的频率会大大降低，给安全生产提供了保障。
[0062]通过本申请提供的实施例，采用多个待调节工艺参数的组合，实现多维匹配，综合优化，得到降低能耗的效果。
[0063]作为一种可选的方案，如图4所示，在利用所选取的待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新之后，还包括:
[0064]S402，获取生产现场的现场操作设备之间的更新后的连接关系以及各个现场操作设备所配置的更新后的现场工艺参数；
[0065]可选地，在利用所选取的优化工艺参数对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新之后，可以再次获取生产现场的现场操作设备之间的更新后的连接关系以及各个现场操作设备所配置的更新后的现场工艺参数。
[0066]可选地，在本实施例中生产现场包括但不限于以下至少之一:石油集输生产现场，石油注水生产现场。其中，上述生产现场的现场操作设备所配置的工艺参数包括但不限于以下至少之一:温度、压力、时间。
[0067]例如，假设上述生产现场为石油集输生产，结合图7所示，生产现场的现场操作设备包括:阀组汇管、三相分离器、干燥器、压气站、沉降罐、外输泵、污水处理站、缓冲罐、脱水泵、换热器、稳定塔、加热炉、电脱水器、外输油罐、压缩机。在本步骤中即获取这些设备的连接关系及各设备的工艺参数(例如，温度)。
[0068]S404，利用更新后的连接关系与更新后的现场工艺参数更新生产控制模型，其中，更新后的生产控制模型中的各个模拟操作设备与现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有更新后的连接关系，模拟操作设备配置的更新后的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的现场操作设备配置的更新后的现场工艺参数相同；
[0069]可选地，利用更新后的连接关系与更新后的现场工艺参数建立更新后的生产控制模型(例如，更新后为石油集输生产控制模型)。生产控制模型中的各个模拟操作设备与现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有连接关系，模拟操作设备配置的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的现场操作设备配置的现场工艺参数相同
[0070]例如，假设上述生产现场为石油集输生产，生产现场的现场操作设备包括:阀组汇管、三相分离器、干燥器、压气站、沉降罐、外输泵、污水处理站、缓冲罐、脱水泵、换热器、稳定塔、加热炉、电脱水器、外输油罐、压缩机，则在生产控制模型中建立与上述操作设备相对应的模拟操作设备，并模拟各操作设备之间的连接关系及对应的各操作设备配置的工艺参数(例如温度)，模型中与生产现场中的各要素一一对应。
[0071]S406，从更新后的模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的更新后待调节工艺参数，并在更新后的预定阈值区间内按照更新后的预定步长调节更新后待调节工艺参数的取值，得到每个更新后待调节工艺参数的取值对应的生产控制模型的能耗；
[0072]可选地，在本实施例中与能耗相关的待调节工艺参数包括但不限于以下至少之一:温度、压力、时间。
[0073]例如，假设上述生产现场为石油集输生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的更新后待调节参数，例如，温度。结合图8所示，温度预定阈值为80?120°C，预定步长为5°C，也就是说，在该集输生产控制模型中，以每5°C为间隔，获取各温度取值下的加热炉热负荷的取值，其中，加热炉热负荷的取值可以指示系统能耗变化。比较所有温度取值对应的加热炉热负荷值，得到能耗较低的最优的工艺参数的取值。由所建模型得到如图8所示的加热炉热负荷值随温度变化的曲线图，例如，温度为105°C时，加热炉热负荷值为2.5e+06(kcal/h)。
[0074]S408，选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的更新后待调节工艺参数的取值，并利用所选取的更新后待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0075]例如，假设上述生产现场为石油集输生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的待调节参数，例如，温度。进一步可知，原油产量为1560吨/天，能耗大户是原油稳定加热炉，目前操作温度是115°C,加热炉负荷为388万大卡/小时，折合7吨标油/天，因此原油稳定塔操作温度为生产的关键工艺参数，将该参数作为待调节参数。结合图8所示，原油稳定操作温度超过100°C以后，由于原油含水，加热炉负荷会急剧上升，100°C的热负荷为164.6万大卡/小时，115°C，加热炉负荷为388万大卡/小时，能耗增加了 136%。根据模型模拟得出的数据，设定加热炉热负荷的预定阈值，并将低于阈值所对应的工艺参数的取值进行更新，并利用所选取的更新后的工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0076]通过本申请提供的实施例，可以将已建立的生产控制模型进行更新，获取更新后待调节工艺参数的优化取值，实现实时的降低能耗的效果。
[0077]作为一种可选的方案，一个现场操作设备对应多个站级设备，或者，一个现场操作设备对应多个厂级设备。
[0078]可选地，以站级模型(例如，联合站和注采站)为基本单元，利用网络将站级模型集成为厂级生产控制模型，站级模型既可以相对独立运行，解决本站的日常生产问题，又可以在网上集成为整体厂级模型，用于厂级的生产管理和优化。
[0079]作为一种可选的方案，现场工艺参数进行更新前的生产现场的现场操作设备的产能和现场工艺参数进行更新后的生产现场的现场操作设备的产能均大于预定产能。[0080]可选地，在本实施例中更新前及更新后的生产现场的现场操作设备的产能均大于预定产能。例如，预定产能为A，生产现场的现场操作设备的产能为B，更新后生产现场的现场操作设备的产能为C，其中B>A，C>A。基于生产控制模型模拟现场操作，实现生产控制系统能耗降低的效果，前提是要保证产能没有减少的情况下，才有实施的价值。
[0081]本发明提供了一种优选的实施例来进一步对本发明进行解释，但是值得注意的是，该优选实施例只是为了更好的描述本发明，并不构成对本发明不当的限定。
[0082]实施例2
[0083]根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述生产控制方法的生产控制系统，如图9所示，该系统包括:
[0084]1)第一获取单元902，用于获取生产现场的现场操作设备之间的连接关系以及各个现场操作设备所配置的现场工艺参数；
[0085]可选地，在本实施例中生产现场包括但不限于以下至少之一:石油集输生产现场，石油注水生产现场。其中，上述生产现场的现场操作设备所配置的工艺参数包括但不限于以下至少之一:温度、压力、时间。
[0086]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则生产现场的现场操作设备包括污水站、注水站、配水间以及井口，则在本步骤中即获取这些设备的连接关系及各设备的工艺参数(例如，压力)。
[0087]2)第一建模单元904，用于利用连接关系与现场工艺参数建立生产控制模型，其中，生产控制模型中的各个模拟操作设备与现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有连接关系，模拟操作设备配置的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的现场操作设备配置的现场工艺参数相同；
[0088]可选地，生产控制模型中的各个模拟操作设备与现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有连接关系，模拟操作设备配置的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的现场操作设备配置的现场工艺参数相同。
[0089]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则生产现场的现场操作设备包括污水站、注水站、配水间以及井口，则在生产控制模型中，建立污水站、注水站、配水间以及井口的模拟操作设备，并模拟各操作设备之间的连接关系及对应的各操作设备配置的工艺参数(例如压力)，模型中与生产现场中的各要素(例如，各要素包括:操作设备，操作设备之间的连接关系，操作设备配置的现场工艺参数)一一对应。
[0090]3)第一选择单元906，用于从模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的待调节工艺参数；
[0091]可选地，在本实施例中与能耗相关的待调节工艺参数包括但不限于以下至少之一:温度、压力、时间。
[0092]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的待调节参数，例如，压力。
[0093]4)第一调节单元908，用于在预定阈值区间内按照预定步长调节待调节工艺参数的取值，得到每个待调节工艺参数的取值对应的生产控制模型的能耗；
[0094]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，结合图5所示，压力预定阈值为0?120bar，预定步长为20bar，也就是说，在该注水生产控制模型中，以每20bar为间隔，获取各压力取值下的注水系统的能耗值，比较所有压强取值对应的能耗值，得到能耗较低的最优的工艺参数的取值。由所建模型得到如图5所示的系统总能耗随压力变化的曲线图，例如，压强为60bar时，系统总能耗为1400千瓦。
[0095]5)第一选取单元910，用于选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的待调节工艺参数的取值；
[0096]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的待调节工艺参数的取值，例如，压力取值。其中，设定阈值为1400千瓦，系统总能耗低于能耗阈值1400千瓦的能耗所对应的待调节工艺参数的取值为0至60bar。
[0097]6)第一配置单元912，用于利用所选取的待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0098]例如，结合图5所示，进一步可知，红线为注水系统总能耗，蓝线表示系统总操作费用，由操作费用曲线可看出，干线压力在8MPa时，操作费用相对最低。总能耗由现场操作条件的2150千瓦降低至1600千瓦。其中，设定阈值为1400千瓦，系统总能耗低于能耗阈值1400千瓦的能耗所对应的待调节工艺参数的取值为0至60bar。再结合其他生产要素，将上述所得能耗较低的优化参数对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0099]通过本申请提供的实施例，通过所建模型直观地得到随着待调节工艺参数的变化，能耗值的变化，进而得到能耗较低的优化取值，同时也为生产控制系统节约成本。
[0100]作为一种可选的方案，如图10所示，上述第一选取单元910包括:
[0101]1)选取子模块1002，用于选取得到的能耗中的最小能耗所对应的待调节工艺参数的取值。
[0102]可选地，在本实施例中选取从模型中得到的能耗中的最小能耗所对应的待调节工艺参数的取值，并将该参数配置给现场操作设备。
[0103]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的待调节参数，例如，压力。结合图5所示，综合操作费用的因素，当压强为60bar时，系统总能耗为1400千瓦，达到了综合条件下最优取值，将该参数对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新，进而实现降低能耗，节约成本的效果。
[0104]作为一种可选的方案，如图11所示，该系统还包括:
[0105]1)第一选择单元906包括:选择子模块1102，用于从模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的多个待调节工艺参数；
[0106]可选地，在本实施例中与生产控制模型的能耗相关的待调节工艺参数为但不限于:一个或多个。例如，结合图6所示，对注水系统能耗影响的重要工艺参数包括:注水干线压力、进口泵的总台数。
[0107]需要说明的是，在本实施例中上述多个待调节工艺参数并不限于只与一个现场操作设备有关。可选地，待调节工艺参数也可应用不同专业岗位，其中不同专业岗位包括但不限于:生产、计划、调度、安全、培训，对同一模型进行操作，完成不同专业的工作任务。例如，应用建好的模型，联合站的技术人员完成该站的工艺分析和优化，集输管理人员完成油气集输系统的能耗统计、分析和研究，生产管理人员完成原油和天然气的产量统计、分析，制定生产计划等。[0108]2)第一调节单元908包括:调节子模块1104，用于在每个待调节工艺参数对应的预定阈值区间内按照每个待调节工艺参数对应的预定步长分别调节每个待调节工艺参数，得到在多个待调节工艺参数的取值为不同取值组合时对应的生产控制模型的能耗；
[0109]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，结合图6所示，对注水系统能耗影响的重要工艺参数为:注水干线压力、进口泵的总台数。压力预定阈值为0?120bar，预定步长为20bar，井口泵的台数的预定阈值为0?60台，预定步长为10台。也就是说，在该注水生产控制模型中，结合图6所示，横轴以每20bar为间隔，纵轴以10台为间隔，获取不同压力及台数取值下的注水系统的能耗值，比较所有取值对应的能耗值，得到能耗较低的最优的工艺参数的取值。由所建模型得到如图6所示的系统总能耗变化的曲线图，例如，注水干线压力为72bar左右，井口泵为21台左右时，注水系统总能耗约为1500千瓦左右。
[0110]3)第一选取单元910包括:选取子模块1106，用于选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的一种多个待调节工艺参数的取值组合；
[0111]例如，假设上述生产现场为石油注水生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的待调节参数，例如，注水干线压力、井口泵的台数。结合图6所示，进一步可知，注水干线压力降低，则需在注水井口安装注水泵，使注水压力和每个井口注水压力匹配。例如，设定阈值为1400千瓦，系统总能耗低于能耗阈值1400千瓦的能耗所对应的一种多个待调节工艺参数的取值组合，例如，注水干线压力的取值及井口泵的台数取值的两两组合。
[0112]4)第一配置单元912包括:配置子模块1108，用于利用所选取的一种多个待调节工艺参数的取值组合对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0113]例如，如图6所示，红线为注水系统总能耗，蓝线表示系统总操作费用，由于随着注水井口泵的增加，生产操作维护费用会增加，致使总生产成本增加。因此在干线压力、增压泵数量会有最佳的匹配点，这一点就是注水生产的最优取值组合。例如，注水干线压力为72bar左右，井口泵为21台左右时，注水系统总能耗约为1500千瓦左右。利用所选取的该取值组合对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。随着干线压力的降低，注水生产的安全可靠性也会增加，注水管线穿孔的频率会大大降低，给安全生产提供了保障。
[0114]通过本申请提供的实施例，采用多个待调节工艺参数的组合，实现多维匹配，综合优化，得到降低能耗的效果。
[0115]作为一种可选的方案，如图12所示，该系统还包括:
[0116]1)第二获取单元1202，用于获取生产现场的现场操作设备之间的更新后的连接关系以及各个现场操作设备所配置的更新后的现场工艺参数；
[0117]可选地，在利用所选取的优化工艺参数对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新之后，可以再次获取生产现场的现场操作设备之间的更新后的连接关系以及各个现场操作设备所配置的更新后的现场工艺参数。
[0118]可选地，在本实施例中生产现场包括但不限于以下至少之一:石油集输生产现场，石油注水生产现场。其中，上述生产现场的现场操作设备所配置的工艺参数包括但不限于以下至少之一:温度、压力、时间。
[0119]例如，假设上述生产现场为石油集输生产，结合图7所示，生产现场的现场操作设备包括:阀组汇管、三相分离器、干燥器、压气站、沉降罐、外输泵、污水处理站、缓冲罐、脱水泵、换热器、稳定塔、加热炉、电脱水器、外输油罐、压缩机。在本步骤中即获取这些设备的连接关系及各设备的工艺参数(例如，温度)。
[0120]2)更新单元1204，用于利用更新后的连接关系与更新后的现场工艺参数更新生产控制模型，其中，更新后的生产控制模型中的各个模拟操作设备与现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有更新后的连接关系，模拟操作设备配置的更新后的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的现场操作设备配置的更新后的现场工艺参数相同；
[0121]可选地，利用更新后的连接关系与更新后的现场工艺参数建立更新后的生产控制模型(例如，更新后为石油集输生产控制模型)。生产控制模型中的各个模拟操作设备与现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有连接关系，模拟操作设备配置的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的现场操作设备配置的现场工艺参数相同
[0122]例如，假设上述生产现场为石油集输生产，生产现场的现场操作设备包括:阀组汇管、三相分离器、干燥器、压气站、沉降罐、外输泵、污水处理站、缓冲罐、脱水泵、换热器、稳定塔、加热炉、电脱水器、外输油罐、压缩机，则在生产控制模型中建立与上述操作设备相对应的模拟操作设备，并模拟各操作设备之间的连接关系及对应的各操作设备配置的工艺参数(例如温度)，模型中与生产现场中的各要素一一对应。
[0123]3)第二选择单元1206，用于从更新后的模拟工艺参数中选择与生产控制模型的能耗相关的更新后待调节工艺参数；
[0124]可选地，在本实施例中与能耗相关的待调节工艺参数包括但不限于以下至少之一:温度、压力、时间。
[0125]例如，假设上述生产现场为石油集输生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的更新后待调节参数，例如，温度。
[0126]4)第二调节单元1208，用于在更新后的预定阈值区间内按照更新后的预定步长调节更新后待调节工艺参数的取值，得到每个更新后待调节工艺参数的取值对应的生产控制模型的能耗；
[0127]例如，假设上述生产现场为石油集输生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的更新后待调节参数，例如，温度。结合图8所示，温度预定阈值为80?120°C，预定步长为5°C，也就是说，在该集输生产控制模型中，以每5°C为间隔，获取各温度取值下的加热炉热负荷的取值，其中，加热炉热负荷的取值可以指示系统能耗变化。比较所有温度取值对应的加热炉热负荷值，得到能耗较低的最优的工艺参数的取值。由所建模型得到如图8所示的加热炉热负荷值随温度变化的曲线图，例如，温度为105°C时，加热炉热负荷值为2.5e+06(kcal/h)。
[0128]5)第二选取单元1210，用于选取得到的能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的更新后待调节工艺参数的取值；
[0129]例如，假设上述生产现场为石油集输生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的待调节参数，例如，温度。进一步可知，原油产量为1560吨/天，能耗大户是原油稳定加热炉，目前操作温度是115°C,加热炉负荷为388万大卡/小时，折合7吨标油/天，因此原油稳定塔操作温度为生产的关键工艺参数，将该参数作为待调节参数。
[0130]6)第二配置单元1212，用于利用所选取的更新后待调节工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。[0131]例如，假设上述生产现场为石油集输生产，则在众多工艺参数中选择与能耗相关的待调节参数，例如，温度。结合图8所示，原油稳定操作温度超过100°C以后，由于原油含水，加热炉负荷会急剧上升，100°C的热负荷为164.6万大卡/小时，1151:，加热炉负荷为388万大卡/小时，能耗增加了 136%。根据模型模拟得出的数据，设定加热炉热负荷的预定阈值，并将低于阈值所对应的工艺参数的取值进行更新，并利用所选取的更新后的工艺参数的取值对生产现场中对应的现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
[0132]通过本申请提供的实施例，可以将已建立的生产控制模型进行更新，获取更新后待调节工艺参数的优化取值，实现实时的降低能耗的效果。
[0133]本发明提供了一种优选的实施例来进一步对本发明进行解释，但是值得注意的是，该优选实施例只是为了更好的描述本发明，并不构成对本发明不当的限定。
[0134]从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果:
[0135]1)找出优化环节，大幅度降低能耗，进而降低生产成本；
[0136]2)提高生产控制系统运行的可靠性及运行效率。
[0137]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种生产控制方法，其特征在于，包括:获取生产现场的现场操作设备之间的连接关系以及各个所述现场操作设备所配置的现场工艺参数；利用所述连接关系与所述现场工艺参数建立生产控制模型，其中，所述生产控制模型中的各个模拟操作设备与所述现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有所述连接关系，所述模拟操作设备配置的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的所述现场操作设备配置的所述现场工艺参数相同；从所述模拟工艺参数中选择与所述生产控制模型的能耗相关的待调节工艺参数，并在预定阈值区间内按照预定步长调节所述待调节工艺参数的取值，得到每个所述待调节工艺参数的取值对应的所述生产控制模型的能耗；选取得到的所述能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的所述待调节工艺参数的取值，并利用所选取的所述待调节工艺参数的取值对所述生产现场中对应的所述现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选取得到的所述能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的所述待调节工艺参数的取值包括:选取得到的所述能耗中的最小能耗所对应的所述待调节工艺参数的取值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述模拟工艺参数中选择与所述生产控制模型的能耗相关的待调节工艺参数包括:从所述模拟工艺参数中选择与所述生产控制模型的能耗相关的多个所述待调节工艺参数；在预定阈值区间内按照预定步 长调节所述待调节工艺参数的取值得到每个所述待调节工艺参数的取值对应的所述生产控制模型的能耗包括:在每个所述待调节工艺参数对应的预定阈值区间内按照每个所述待调节工艺参数对应的预定步长分别调节每个所述待调节工艺参数，得到在所述多个所述待调节工艺参数的取值为不同取值组合时对应的所述生产控制模型的能耗；所述选取得到的所述能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的所述待调节工艺参数的取值包括:所述选取得到的所述能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的一种所述多个所述待调节工艺参数的取值组合；利用所选取的所述待调节工艺参数的取值对所述生产现场中对应的所述现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新包括:利用所选取的一种所述多个所述待调节工艺参数的取值组合对所述生产现场中对应的所述现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在利用所选取的所述待调节工艺参数的取值对所述生产现场中对应的所述现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新之后，还包括:获取生产现场的现场操作设备之间的更新后的连接关系以及各个所述现场操作设备所配置的更新后的现场工艺参数；利用所述更新后的连接关系与所述更新后的现场工艺参数更新所述生产控制模型，其中，更新后的所述生产控制模型中的各个模拟操作设备与所述现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有所述更新后的连接关系，所述模拟操作设备配置的更新后的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的所述现场操作设备配置的更新后的所述现场工艺参数相同；从所述更新后的模拟工艺参数中选择与所述生产控制模型的能耗相关的更新后待调节工艺参数，并在更新后的预定阈值区间内按照更新后的预定步长调节所述更新后待调节工艺参数的取值，得到每个所述更新后待调节工艺参数的取值对应的所述生产控制模型的能耗；选取得到的所述能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的所述更新后待调节工艺参数的取值，并利用所选取的所述更新后待调节工艺参数的取值对所述生产现场中对应的所述现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，一个所述现场操作设备对应多个站级设备，或者，一个所述现场操作设备对应多个厂级设备。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述现场工艺参数进行更新前的所述生产现场的所述现场操作设备的产能和所述现场工艺参数进行更新后的所述生产现场的所述现场操作设备的产能均大于预定产能。
7.—种生产控制系统，其特征在于，包括:第一获取单元，用于获取生产现场的现场操作设备之间的连接关系以及各个所述现场操作设备所配置的现场工艺参数；第一建模单元，用于利用所述连接关系与所述现场工艺参数建立生产控制模型，其中，所述生产控制模型中的各个模拟操作设备与所述现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有所述连接关系，所述模拟操作设备配置的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的所述现场操作设备配置的所述现场工艺参数相同；第一选择单元，用于从所述模拟工艺参数中选择与所述生产控制模型的能耗相关的待调节工艺参数；`第一调节单元，用于在预定阈值区间内按照预定步长调节所述待调节工艺参数的取值，得到每个所述待调节工艺参数的取值对应的所述生产控制模型的能耗；第一选取单元，用于选取得到的所述能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的所述待调节工艺参数的取值；第一配置单元，用于利用所选取的所述待调节工艺参数的取值对所述生产现场中对应的所述现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一选取单元包括:选取子模块，用于选取得到的所述能耗中的最小能耗所对应的所述待调节工艺参数的取值。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一选择单元包括:选择子模块，用于从所述模拟工艺参数中选择与所述生产控制模型的能耗相关的多个所述待调节工艺参数；所述第一调节单元包括:调节子模块，用于在每个所述待调节工艺参数对应的预定阈值区间内按照每个所述待调节工艺参数对应的预定步长分别调节每个所述待调节工艺参数，得到在多个所述待调节工艺参数的取值为不同取值组合时对应的所述生产控制模型的能耗；所述第一选取单元包括:选取子模块，用于所述选取得到的所述能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的一种所述多个所述待调节工艺参数的取值组合；所述第一配置单元包括:配置子模块，用于利用所选取的一种所述多个所述待调节工艺参数的取值组合对所述生产现场中对应的所述现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括:第二获取单元，用于获取生产现场的现场操作设备之间的更新后的连接关系以及各个所述现场操作设备所配置的更新后的现场工艺参数；更新单元，用于利用所述更新后的连接关系与所述更新后的现场工艺参数更新所述生产控制模型，其中，更新后的所述生产控制模型中的各个模拟操作设备与所述现场操作设备一一对应，各个模拟操作设备之间具有所述更新后的连接关系，所述模拟操作设备配置的更新后的模拟工艺参数与该模拟操作设备对应的所述现场操作设备配置的更新后的所述现场工艺参数相同；第二选择单元，用于从所述更新后的模拟工艺参数中选择与所述生产控制模型的能耗相关的更新后待调节工艺参数，第二调节单元，用于在更新后的预定阈值区间内按照更新后的预定步长调节所述更新后待调节工艺参数的取值，得到每个所述更新后待调节工艺参数的取值对应的所述生产控制模型的能耗；第二选取单元，用于选 取得到的所述能耗中低于能耗阈值的能耗所对应的所述更新后待调节工艺参数的取值；第二配置单元，用于利用所选取的所述更新后待调节工艺参数的取值对所述生产现场中对应的所述现场操作设备所配置的现场工艺参数进行更新。
【文档编号】G05B19/418GK103676855SQ201310636784
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】里群 申请人:北京中润零碳节能技术有限公司