仿真基礎(chǔ)學習

1、11.1化工仿真技術(shù)1.1.1化工仿真技術(shù)簡介化工仿真技術(shù)簡介仿真實習技術(shù)是以仿真機為工具，用實時運行的動態(tài)數(shù)學模型代替真實工廠進行教學實習的一門新技術(shù)。仿真機是基于電子計算機、網(wǎng)絡(luò)或多媒體部件，由人工建造的，模擬工廠操作與控制或工業(yè)過程的設(shè)備，同時也是動態(tài)數(shù)學模型實時運行的環(huán)境。動態(tài)數(shù)學模型是仿真系統(tǒng)的核心，是依據(jù)工業(yè)過程的數(shù)據(jù)源由人工建立的數(shù)學描述。這種數(shù)學描述能夠產(chǎn)生與工業(yè)過程相似的行為數(shù)據(jù)。動態(tài)數(shù)學模型一般由微分方程組成。用于仿

2、真實習的動態(tài)數(shù)學模型應當滿足：數(shù)值求解的實時性、全量程隨機可操作性、逼真性和高度可靠性?；し抡婕夹g(shù)是以軟件為平臺，以真實的工廠單元及工段為背景，以仿真機為工具，用實時運行的動態(tài)數(shù)學模型來模擬了真實的帶有控制點的設(shè)備和工藝流程實際操作。以完成如何開車、停車、及常見的事故處理的全過程。具體來說就是將過程工業(yè)中的典型的單元操作如：離心泵單元、熱管式交換器單元、液位單元控制、吸收解吸單元、固定床單元、流化床單元等包括控制系統(tǒng)的一系列可獨立運行

3、的單元操作，此外還包括大型的合成氨、常減壓蒸餾、催化裂化反應再生等流程工段?？傊到y(tǒng)仿真技術(shù)是計算機在化工生產(chǎn)中的應用。是計算機與化工的有機接合。1.1.2DCS集散控制系統(tǒng)介紹集散控制系統(tǒng)介紹1系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真是運用物理模型或數(shù)學模型代替真實物體或系統(tǒng)的模型進行實驗和研究的一門應用技術(shù)科學，按所用模型分為物理仿真和數(shù)字仿真兩類。物理仿真是以真實物體或系統(tǒng)，按一定比例或規(guī)律進行微縮或擴大后的物理模型為實驗對象。數(shù)字仿真是以真實物體或系統(tǒng)

4、規(guī)律為依據(jù)，建立數(shù)學模型后，在仿真機上進行研究。與物理仿真相比，數(shù)字仿真具有更大的靈活性、能對截然不同的動態(tài)特性模型做實驗研究，為真實物體或系統(tǒng)的分析和設(shè)計提供了十分有效而經(jīng)濟的手段。2過程系統(tǒng)仿真過程系統(tǒng)仿真是指過程系統(tǒng)的數(shù)字仿真。它要求描述過程系統(tǒng)動態(tài)特性的3些功能，模型則只能產(chǎn)生那些功能或現(xiàn)象。比如：一個設(shè)計合理的流體流動管路與閥門組成的網(wǎng)絡(luò)模型，可以產(chǎn)生各閥門不同開關(guān)狀態(tài)的所有排列及合理性。閥門開度與流體流量及流速等參數(shù)是成一定

5、規(guī)律的。從這個意義上看，采用仿真技術(shù)可以輔助工程技術(shù)人員全認識和分析過程系統(tǒng)，防止人為思維慣性所產(chǎn)生的遺忘導致的試驗、研究或設(shè)計中的重大失誤。(7)計劃中或設(shè)計中的過程系統(tǒng)，現(xiàn)實世界中尚不存在，只有通過仿真進行實驗研究。如：在化工實驗中我們想合成高分子材料，對其方法的可行性及能否得到預期產(chǎn)品如果用傳統(tǒng)方法需要數(shù)月、數(shù)年甚至下幾年的時間。利用仿真技術(shù)可以達到。在這方面這處領(lǐng)域目前有很大突破。1.1.3仿真實訓的作用仿真實訓的作用任何一項新

6、的技術(shù)都有其局限性。由于高檔圖形工作站價格昂貴，當前的仿真實習系統(tǒng)還難于實現(xiàn)化工過程三維動態(tài)視景功能，無法產(chǎn)生真實化工生產(chǎn)過程的臨境感受，也無法實現(xiàn)對不同設(shè)備的拆裝技能和力度訓練。這些功能可能將來部分由虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)實現(xiàn)。當前仿真實習在化工類學校主要起到如下作用：①深入了解化工過程系統(tǒng)的操作原理，提高學生對典型化工過程的開車、停車運行能力；②掌握調(diào)節(jié)器的基本操作技能，進而熟悉PID參數(shù)的在線整定；③掌握復雜控制系統(tǒng)的投運和調(diào)整技術(shù)

7、；④提高對復雜化工過程動態(tài)運行的分析和決策能力，通過仿真實習訓練能夠提出最優(yōu)開車方案；⑤在熟悉開、停車和復雜控制系統(tǒng)的調(diào)整基礎(chǔ)上，訓練識別事故和排除事故的能力；⑥科學地、嚴格地考核與評價學生經(jīng)過學習訓練后所達到的操作水平以及理論聯(lián)系實際的能力。以上六種作用表明，仿真實習對于學生了解工藝和控制系統(tǒng)的動態(tài)特性，提高對工藝過程的運行和調(diào)整控制能力具有特殊的作用。這種運行、調(diào)整和控制能力集中反映了學生運用所學的理論知識分析和解決問題的水平。仿真