化工仿真实训指导

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1、化工仿真实训指导第一章概述第一节系统仿真的基本概念第二节过程系统仿真技术的工业应用第三节化工仿真培训系统简介系统是相关物体所组成的集合。分类：1.过程系统：具有连续性，是时间的函数。2.非过程系统：是离散事件集合的趋势。仿真：是代替真实物体或系统的模型进行实验和研究的一门应用技术科学。分类:物理仿真：是以实物或系统，按一定比例或规律进行微缩或扩大后的物理模型为实验对象进行的仿真。数学仿真：是以真实实物或系统规律为依据，建立数学模型后，在仿真机上进行的研究。本书所讲的过程仿真系统是指过程系统的数字仿真。过程系统仿真的组成:仿真过程系统数字模

2、型仿真仿真机现在化工工业生产屮，各单元操作装置及其所构成的过程系统是由各种调节器，调节阀，检测仪，变送器，指示仪，记录器等先进的集散型计算机控制系统所控制(DCS)。所谓集散控制系统，是指利用计算机实现回路分散化，数据管理的集中化的控制系统。过程控制的发展工业屮经常要对一些对象进行控制，工业屮经常要对一些对象进行控制，女恥温度T,压力P,液位L,流量F等。,压力,液位,流量等手工操作：手工操作：看实际的流量，用“眼”看实际的流量，用“脑"和我们的设定值比，值比，然后用手去开动阀门。动阀门。调节器仪表操作：调节器仪表操作：反馈控制原理是：反

3、馈控制原理是：对被调参数进行测量，并与给定值进行比较，进行测量，并与给定值进行比较，得到偏差信号；得到偏差信号；对偏差信号进行转换放大；换放大；利用转换放大的偏差信号产生控制作用；这个控制作用，产生控制作用；这个控制作用，应该使被调参数朝相反的方向变化，该使被调参数朝相反的方向变化，以消除或减小原来的偏差。以消除或减小原来的偏差。简单地讲，所谓反馈调节原理就是利用偏差产生控制作用，达到消除（差产生控制作用，达到消除（或减偏差的调节原理。小）偏差的调节原理。sp调节器调节阀测量变送器T=250度检测仪表被控变量单回路系统方块图计算机控制：计

4、算机控制：随着生产过程的大规模化和复杂化，随着生产过程的大规模化和复杂化，控制系统既要能处理大量数据，又要求有高级控制功能，统既要能处理大量数据，又要求有高级控制功能，就逐渐引入了计算机控制。就逐渐引入了计算机控制。变送器生产过程执行器过程控制数据计算机过程入数据入计算机控制系统特点：特点：分散控制（提高安全性、可靠性）分散控制（提高安全性、可靠性）功能齐全（功能齐全（集散系统可以完成从简单的单冋路控制到复杂的多变量优化控制）制到复杂的多变量优化控制）实现了集中监控和管理（操作人员通过实现了集中监控和管理（操作人员通过CRT和操和操作键盘

5、，作键盘，可以监视全部生产装置以至整个工厂的生产情况，实现了集中监控和管理）产情况，实现了集中监控和管理）系统扩展灵活（系统扩展灵活（用户可根据需要方便地扩大或缩小系统的规模，改变系统的控制级别，小系统的规模，改变系统的控制级别，集散系统采用组态方式构成各种控制回路，用组态方式构成各种控制回路,很容易对控制方案进行修改。进行修改。第二节工程系统仿真技术的工业化应用1.辅助培养与教学采用过程仿真技术辅助培养，简而言之就是用仿真机进行数学模型建造一个与真实系统相似的操作系统，模拟真实的生产装备，再现真实生产过程的实时动态特征，使学员可以得到非

6、常逼真的操作环境，进而取得非常好的操作技能的培训效果。2.辅助设计1）工艺过程设计方案的实验与优化。2）工艺参数的实验与优化3）设备选型和参数设计的实验与优化4）工艺过程设计的开，停车方案的可行性实验与分析。5）自控系统方案设计的实验，优选及调剂6）连锁系统和自动开停车系统设计方案的实验和分析2.辅助生产1）装置开停工方案的论证与优化2）工艺和自控系统改造实验与方案的论证，分析3）生产优化可行性实验与生产优化操作指导4）事故预定的实验与事故分析和处理方案论证。5）紧急救灾方案实验与论证。2.辅助研究1）计算流体力学2）分子工程研究屮的仿真

7、设计与实验3）化工新工艺研究与实验第三节化工仿真培训系统简介控制室操作员学员仿真控制室+仿真现场生产现场生产装置工艺仿真软件干涉，事故学员实际生产过程示意图仿真培训过程示意图化工仿真培训系统的结构按照仿真噪迪低秤Q樓莘抡娑韵蟻陀I枚韵虫善牟煌寿掷l®?l.PTS结构2.STS结构学员档案管理软件工艺仿真软件总体监控软件软件仿DCS软件仿DCS软件OGS仿DCS软件仿DCS软件PTS结构学员档案仿DCS软件教师指令台总体监控软件工艺仿真软件OGS软件管理软件工艺仿真软件仿DCS软件OGS软件STS结构示意图