化工过过过过程控制的 程控制的实践.pdf

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下面的一个研 发
中心任 职，工作 职 责 是为 公司 的 某 些化工生 产过 程提 供 自 动控制的技 术 服务 。

晨 枫 两 年前的系列 着 重于 经 典 控制理 论的介 绍， 兼 带 现 代 控制理 论以及 它 们的应 用 。我计划 写 的这个 系列 ，
将 主 要是介 绍 目 前化工 过程控制工程 师经 常使用 的工 具 （ 大多是 计 算 机 软件） ， 以及怎 样 应 用 这些工 具 ，去
解决 化工 过程控制 中 的 问题 ，顺带 也介 绍一些 基 本有机化工的工 艺 及控制 实 例 ， 杂 之于自己的 经 历 和 见闻 。
以下是提 纲 ：

1. 化工 过程的 数 字 仿真
静 态仿真 及 其 应 用
动 态 仿真 及 其 应 用
2. 2. 控制系 统仿真 软件
Matlab
Hysys/Aspen Dynamics
自 编 程 序
3. 3. 多 变量线性 控制系 统
. Aspen Honeywell RMPCT
Tai-ji MPC
4. 4. 优 化控制系 统
Aspen RTO
4. 优 化 佳 动 态 相关 积 分 （ DCI ）
5 . 数理 统 计 分析 - Minitab
6． 专家系 - 统 G2
7. 7. 神 经 网络 系 统
8 ． 化工 过程及控制的 实时 监视 和 数据 分析
9 ． 化工 过程的 特 点及控制 实 例
化学反 应过 程
分离和回收 过程

晨 枫兄对这个 前 言 提了 宝贵 意 见 ， 特别致谢 。1．． ．化工． 化工化工 过过 过程的过 程的程的 数数 数字仿真数 字仿真字仿真

所 谓数 字 仿真 （ Simulation ）就是将 现 实 世界 的事 物 ， 用数 字化的方 法 ，在计 算 机上 模 拟 实 现 ， 因此仿真
也被 称 作 模 拟 。 通 过 此 种 模 拟 实 现 ，人们 可 以 更好 的 认识 ， 改造 ，和 完善原 有的事 物 。对于化工 过程的 仿
真 ， 可 分 为 静态 和动 态两 种。

静 态仿真 及 其 应 用

世界上的一切事物 ，都是随 时间 而 运 动 变 化的 ， 因此 实 际 上都是 动 态 的。一个 连 续 的化工生 产过 程也是 这
样 ， 从物料 进入生 产 流 程 ，到 最 终变 成产 品 ，是 通 过 随 时间 变 化的化 学 反 应和 物 理分 离 的 动 态 过 程来 完 成
的。但是在 这个动 态 过 程 中 ，我们 可 以取 物料流 的起 始 点 A 和 终止 点 B， 对 它从初始 时间 T1 到 终止 时间
T2 的两个断点 进 行 研究 。我们 并且假定 ， 从 T1 始，一切影 响从 A 到 B 的 过程的外 部 输 入 变量 都 保持 为 常
数 ，那么在 经过 充 分 长 的时间 后 （ T1 – T2 ）， 这个 系 统 将 完 成 其中 间 变 化过程， 最 后 达 到一 个 静态 平衡 。
静态 仿真 就是 对 T1 和 T2 的两个静 态 点 下的 过 程的状 态 进 行模 拟 计 算 ，而 忽略其中 间的动 态变 化过程。

比如下 图 所 示 的一 个 精馏 塔， 其 设计 功 效 是要 将进 料中 80%的乙 烷 和 20%的丙 烷 分 离 ，