原油催化裂化是石化生产过程中的一个高危环节,要求催化裂化生产人员必须具备过硬的操作技能和故障排除能力,同时要求化工类院校更加注重在以上两个方面对学生能力的培养。针对目前化工行业的企业培训与实际生产脱节,学校教育无法真正动手的培训现状,基于仿真模拟和故障诊断技术本文提出了催化裂化3D培训系统及故障诊断模块的设计方案并将其应用到催化裂化培训系统中。3D培训系统突破了传统的外操培训方式,实现了2D到3D的跨越;故障诊断模块为提高内操培训用户的故障诊断能力提供一种行之有效的解决方案。本文主要工作内容如下:首先,利用Unity 3D和Visual Studio开发平台结合先进的虚拟现实技术实现了某石化公司的催化裂化3D培训系统;另外,通过数据契约、服务契约和服务接口实现完成了基于HTTP通信协议的WCF数字服务器设计,实现了催化裂化3D培训系统与DCS仿真培训系统的数据通信。其次,对反应-再生系统进行故障分析,建立它的故障树模型,并对其进行定性分析和定量分析。首先对系统进行HAZOP分析得出HAZOP分析表用于确定其故障树模型的顶事件,接下来对系统进行SDG建模用于确定故障树模型中间事件和基本事件及它们的逻辑关系,最后基于HAZOP分析表和SDG模型建立系统故障树模型。然后,对系统的故障树模型进行定性分析得出系统失效模式的最小割集,定量分析求取故障树模型顶事件的发生概率和各基本事件的概率重要度。针对定量分析中基本事件故障发生概率不确定的问题,引入层次分析法(AHP)和三角模糊数(TFN)进行解决。最后,根据反应-再生系统FTA模型及定性分析和定量分析的结果建立DCS仿真系统故障诊断模块的故障库。基于C#语言设计催化裂化DCS仿真培训系统的故障诊断模块,并对其整体功能进行了测试,验证了故障诊断模块的有效性。