甲基叔丁基醚裝置虛擬仿真教學(xué)軟件的開發(fā)和設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科技的發(fā)展，化工生產(chǎn)裝置越來越大型化、連續(xù)化、自動(dòng)化，高校學(xué)生很難進(jìn)入廠區(qū)實(shí)習(xí)，但是實(shí)習(xí)又是化工專業(yè)學(xué)生的一項(xiàng)必修課程，所以，本課題針對甲基叔丁基醚(MTBE)裝置設(shè)計(jì)和開發(fā)了全流程級的虛擬仿真教學(xué)軟件，可以滿足學(xué)生認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的要求，并且可以模擬整套裝置的開車、停車、事故處理等流程。本課題的主要研究內(nèi)容包括MTBE裝置數(shù)學(xué)模型搭建、仿DCS系統(tǒng)開發(fā)以及虛擬廠區(qū)的搭建和設(shè)置。
　　結(jié)合甲基叔丁基醚生產(chǎn)工藝流程，介紹了其中

2、的管網(wǎng)、離心泵、換熱器、反應(yīng)器、萃取塔以及催化精餾塔等重要單元的數(shù)學(xué)模型，為了滿足仿真速度的要求，根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)對反應(yīng)器、萃取塔和催化精餾塔的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了合理簡化，數(shù)學(xué)模型采用序貫?zāi)K法搭建。仿DCS系統(tǒng)的開發(fā)包括點(diǎn)組態(tài)、流程圖組態(tài)、通訊組態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)畫面組態(tài)，模擬中控室的操作，滿足內(nèi)操人員的培訓(xùn)需求。對三維虛擬環(huán)境的搭建進(jìn)行了介紹，三維虛擬環(huán)境與真實(shí)廠區(qū)近乎一致，可以使學(xué)生產(chǎn)生一種沉浸感，除此之外，本軟件在虛擬環(huán)境中加入了知識點(diǎn)學(xué)習(xí)與考核

3、環(huán)節(jié)、巡檢環(huán)節(jié)，允許學(xué)生在軟件中進(jìn)行化工認(rèn)識實(shí)習(xí)和化工生產(chǎn)實(shí)習(xí)。
　　本文對甲基叔丁基醚裝置虛擬仿真教學(xué)軟件的模擬結(jié)果進(jìn)行了闡述與對比，結(jié)果表明:第一，學(xué)生能夠快速熟悉虛擬環(huán)境并在其中熟練操作，完成設(shè)置的實(shí)習(xí)任務(wù);第二，穩(wěn)態(tài)模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)誤差較小，在仿真精度范圍內(nèi)，表明數(shù)學(xué)模型的模擬精度較好;第三，動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果的數(shù)據(jù)表明數(shù)學(xué)模型的響應(yīng)速度與變化趨勢都很好，滿足仿真速度的要求。因此，本課題所開發(fā)的軟件可以用來培訓(xùn)在校學(xué)生或者操作