基于流程工业过程仿真建模方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及流程工业过程仿真建模领域，特别涉及一种流程工业过程仿真建模方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.流程工业过程仿真建模一般基于设备模型和流网系统模型，其中设备模型负责各单元操作设备的动态特性模拟，流网系统模型负责整个工艺流程中各节点和管路的压力及流量的计算。
3.现有流网系统模型通常用矩阵的形式来表示，在进行求解时一般采用连续迭代法。然而这种方法需要联立求解流网矩阵，模型结构复杂，不直观，计算量大，修改和调试难度大。


技术实现要素：

4.为此，本技术提供一种基于隐私计算处理多数据源缺失值的填充方法及装置，以解决现有技术存在的填充方式都会带来一定的不精确性的问题。
5.基于此，本技术实施例提供了一种流程工业过程仿真建模方法、装置、设备及存储介质，不用求解复杂的流网矩阵，各模块之间低耦合，模型结构简单统一而且直观，通用性好，各模块分别求解，计算量小，修改和调试较容易。
6.第一方面，提供了一种流程工业过程仿真建模方法，该方法包括：
7.确定流程工业过程中待仿真建模的各个设备；
8.通过节点及管段建立各个设备之间的耦合关系；其中，每两个设备之间具体依次通过出口节点、管段及进口节点进行连接；
9.基于各个设备之间的耦合关系中的节点类型与管段类型确定各个设备之间的进出口数据。
10.可选地，所述通过节点及管段建立各个设备之间的耦合关系，包括：
11.确定每两个设备之间节点的节点类型，其中，所述节点类型包括flow-node型节点和pr-node型节点；
12.所述flow-node型节点用于计算流量类型，即通过已知节点压力，并根据进口管段和出口管段计算节点流量；
13.所述pr-node型节点用于计算压力类型，即通过已知节点流量，并根据进口管段和出口管段计算节点压力。
14.可选地，所述通过节点及管段建立各个设备之间的耦合关系，包括：
15.确定每两个设备之间管段的管段类型，其中，所述管段类型包括flow-pipe型管段、outletpr-pipe型管段以及inletpr-pipe型管段；
16.所述flow-pipe型管段用于根据进口压力、出口压力和管段阻抗计算流量；
17.所述outletpr-pipe型管段用于根据进口压力、流量和管段阻抗计算出口压力，即
为关联出口节点的压力；
18.所述inletpr-pipe型管段用于根据出口压力、流量和管段阻抗计算进口压力，即为关联进口节点的压力。
19.可选地，基于各个设备之间的耦合关系中的节点类型与管段类型确定各个设备之间的进出口数据，包括：
20.当各个设备之间的耦合关系中的节点类型为flow-node型节点时；
21.则设置进口管段为flow-pipe型或inletpr-pipe型，出口管段为flow-pipe型或outletpr-pipe型：计算进口管段总流量，计算出口管段总流量，根据进口管段总流量和出口管段总流量计算节点流量。
22.可选地，基于各个设备之间的耦合关系中的节点类型与管段类型确定各个设备之间的进出口数据，包括：
23.当各个设备之间的耦合关系中的节点类型为pr-node型节点时；
24.则设置进口管段中有且至少有一支为outletpr-pipe型，其余为flow-pipe型或inletpr-pipe型，出口管段为flow-pipe型或outletpr-pipe型；
25.计算非outletpr-pipe型进出口管段总流量，计算各outletpr-pipe型进口管段流量分配系数，根据节点流量、非outletpr-pipe型进出口管段总流量和各outletpr-pipe型进口管段流量分配系数，计算各outletpr-pipe型进口管段流量；选定一支outletpr-pipe型进口管段，根据其进口压力、流量和管段阻抗，计算出口压力，即为该节点压力。
26.可选地，基于各个设备之间的耦合关系中的节点类型与管段类型确定各个设备之间的进出口数据，包括：
27.当各个设备之间的耦合关系中的节点类型为pr-node型节点时；
28.则设置出口管段中有且至少有一支为inletpr-pipe型，其余为flow-pipe型或outletpr-pipe型，进口管段为flow-pipe型或inletpr-pipe型；
29.计算非inletpr-pipe型进出口管段总流量，计算各inletpr-pipe型出口管段流量分配系数，根据节点流量、非inletpr-pipe型进出口管段总流量和各inletpr-pipe型出口管段流量分配系数，计算各inletpr-pipe型出口管段流量；选定一支inletpr-pipe型出口管段，根据其出口压力、流量和管段阻抗，计算进口压力，即为该节点压力。
30.可选地，所述通过节点及管段建立各个设备之间的耦合关系，包括：一个节点可以关联若干进口管段和若干出口管段。
31.第二方面，提供了一种流程工业过程仿真建模装置，该系统包括：
32.确定模块，用于确定流程工业过程中待仿真建模的各个设备；
33.建立模块，用于通过节点及管段建立各个设备之间的耦合关系；其中，每两个设备之间具体依次通过出口节点、管段及进口节点进行连接；
34.输出模块，用于基于各个设备之间的耦合关系中的节点类型与管段类型确定各个设备之间的进出口数据。
35.第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面任一所述的流程工业过程仿真建模方法。
36.第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一所述的流程工业过程仿真建模方法。
37.本技术实施例提供的技术方案中首先确定流程工业过程中待仿真建模的各个设备；通过节点及管段建立各个设备之间的耦合关系；其中，每两个设备之间具体依次通过出口节点、管段及进口节点进行连接；基于各个设备之间的耦合关系中的节点类型与管段类型确定各个设备之间的进出口数据。可以看出，本发明的有益效果在于，不用求解复杂的流网矩阵，各模块之间低耦合，模型结构简单统一而且直观，通用性好，各模块分别求解，计算量小，修改和调试较容易。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
39.图1为本技术实施例提供的一种流程工业过程仿真建模方法流程图；
40.图2为本技术实施例提供的工艺流程连接示意图；
41.图3为本技术实施例提供的flow-node型节点流量的示意图；
42.图4为本技术实施例提供的pr-node型节点压力的示意图；
43.图5为本技术实施例提供的另一种pr-node型节点压力的示意图；
44.图6为本技术实施例提供的一种流程工业过程仿真建模系统框图；
45.图7为本技术实施例提供的一种流程工业过程仿真建模电子设备框图。
具体实施方式
46.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
47.在本发明的描述中，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本发明构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。
48.本技术的整个工艺流程由节点(模块)、管段(模块)和设备(模块)组成；设备模块由进口节点模块、出口节点模块和设备本体模块组成；节点模块和节点模块、节点模块和设备模块、设备模块和设备模块之间由管段模块连接。具体地，请参考图1，其示出了本技术实施例提供的一种流程工业过程仿真建模方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：
49.步骤101，确定流程工业过程中待仿真建模的各个设备。
50.在本技术实施例中，一个管段关联一个进口节点和一个出口节点，管段的进口压力即为进口节点压力，管段的出口压力即为出口节点压力；一个节点关联若干进口管段和若干出口管段，节点压力即为进口管段的出口压力，同时也是出口管段的进口压力。
51.步骤102，通过节点及管段建立各个设备之间的耦合关系。
52.其中，每两个设备之间具体依次通过出口节点、管段及进口节点进行连接。
53.如图2，给出了本技术实施例提供的工艺流程连接示意图，整个工艺流程由节点(模块)、管段(模块)和设备(模块)组成；设备模块由进口节点模块、出口节点模块和设备本体模块组成；节点模块和节点模块、节点模块和设备模块、设备模块和设备模块之间由管段模块连接。
54.在本技术实施例中，确定每两个设备之间节点的节点类型，其中，节点类型包括flow-node型节点和pr-node型节点；flow-node型节点用于计算流量类型，即通过已知节点压力，并根据进口管段和出口管段计算节点流量；pr-node型节点用于计算压力类型，即通过已知节点流量，并根据进口管段和出口管段计算节点压力。
55.确定每两个设备之间管段的管段类型，其中，管段类型包括flow-pipe型管段、outletpr-pipe型管段以及inletpr-pipe型管段；
56.flow-pipe型管段用于根据进口压力、出口压力和管段阻抗计算流量；outletpr-pipe型管段用于根据进口压力、流量和管段阻抗计算出口压力，即为关联出口节点的压力；inletpr-pipe型管段用于根据出口压力、流量和管段阻抗计算进口压力，即为关联进口节点的压力。
57.步骤103，基于各个设备之间的耦合关系中的节点类型与管段类型确定各个设备之间的进出口数据。
58.在本技术实施例中，如图3，当各个设备之间的耦合关系中的节点类型为flow-node型节点时；则设置进口管段为flow-pipe型或inletpr-pipe型，出口管段为flow-pipe型或outletpr-pipe型：计算进口管段总流量，计算出口管段总流量，根据进口管段总流量和出口管段总流量计算节点流量。
59.如图4，当各个设备之间的耦合关系中的节点类型为pr-node型节点时；则设置进口管段中有且至少有一支为outletpr-pipe型，其余为flow-pipe型或inletpr-pipe型，出口管段为flow-pipe型或outletpr-pipe型；计算非outletpr-pipe型进出口管段总流量，计算各outletpr-pipe型进口管段流量分配系数，根据节点流量、非outletpr-pipe型进出口管段总流量和各outletpr-pipe型进口管段流量分配系数，计算各outletpr-pipe型进口管段流量；选定一支outletpr-pipe型进口管段，根据其进口压力、流量和管段阻抗，计算出口压力，即为该节点压力。
60.如图5，当各个设备之间的耦合关系中的节点类型为pr-node型节点时；则设置出口管段中有且至少有一支为inletpr-pipe型，其余为flow-pipe型或outletpr-pipe型，进口管段为flow-pipe型或inletpr-pipe型；计算非inletpr-pipe型进出口管段总流量，计算各inletpr-pipe型出口管段流量分配系数，根据节点流量、非inletpr-pipe型进出口管段总流量和各inletpr-pipe型出口管段流量分配系数，计算各inletpr-pipe型出口管段流量；选定一支inletpr-pipe型出口管段，根据其出口压力、流量和管段阻抗，计算进口压力，即为该节点压力。
61.如图6，本技术实施例还提供的一种流程工业过程仿真建模装置200。装置200包括：
62.确定模块201，用于确定流程工业过程中待仿真建模的各个设备；
63.建立模块202，用于通过节点及管段建立各个设备之间的耦合关系；其中，每两个设备之间具体依次通过出口节点、管段及进口节点进行连接；
64.输出模块203，用于基于各个设备之间的耦合关系中的节点类型与管段类型确定各个设备之间的进出口数据。
65.本技术实施例提供的流程工业过程仿真建模装置用于实现上述流程工业过程仿真建模方法，关于流程工业过程仿真建模装置的具体限定可以参见上文中对于流程工业过程仿真建模方法的限定，在此不再赘述。上述流程工业过程仿真建模装置中的各个部分可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
66.在一个实施例中，提供了一种电子设备，该电子设备可以是计算机，其内部结构图可以如图7所示。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该设备的处理器用于提供计算和控制能力。该设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于舆情监控处理数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种舆情监控处理方法。
67.本领域技术人员可以理解，如图7中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
68.在本技术的一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述舆情监控处理方法的步骤。
69.本实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
70.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以m种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(symchlimk)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
71.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
72.上文中通过一般性说明及具体实施例对本技术作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本技术的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本技术的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本技术的权利要求保护范围。