O 油 曄（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院 遼寧沈陽 110023）

淺談計算機技術(shù)在化工中的應(yīng)用

O 油 曄
（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院 遼寧沈陽 110023）

隨著計算機技術(shù)的飛速提高，各種計算機應(yīng)用在生活各個領(lǐng)域都不斷深入，這種現(xiàn)狀也使計算機在化工領(lǐng)域的作用逐漸得到體現(xiàn)和重視。本文針對計算機在化工設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展闡述計算機技術(shù)在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用。

化工；計算機技術(shù)；化學(xué)工業(yè)

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機應(yīng)用也逐漸在化工設(shè)計中日益擴大它的作用，最開始是局部范圍的輔助，現(xiàn)如今可以說是全面輔助，計算機的發(fā)展與化工應(yīng)用的聯(lián)系也越來越緊密，其合作的重要性已成為一種必然的趨勢。拿最常見的化工設(shè)計為例，沒有計算機應(yīng)用之前以前是用純手工繪制，不論是實驗圖，還是正式的安裝圖，再或者是很嘈雜的分子結(jié)構(gòu)組織圖，不論多麻煩，都是利用手工繪制。這些是計算機沒在化工中廣泛應(yīng)用時的一種普遍現(xiàn)象，現(xiàn)如今隨著科技的發(fā)展，計算機應(yīng)用得到大力的開發(fā)和推廣，有一些工作完全可以使用計算機來完成，像化工專業(yè)軟件CSChew3D、Chewwindow、ChemSketch、CSChewDraw等，這些在描繪分子組織圖的工作中是非常常見的。而AutoCAD身為更專業(yè)的軟件，是專業(yè)的化工研究人員在繪制化工工藝流程圖時與大型的試驗裝置圖時專用的。從近幾年來看，計算機在化工管理、化工設(shè)計和化工生產(chǎn)中起到了不可取替的作用，化工行業(yè)的走向也逐漸的更加科技化，這種專業(yè)化也解決了傳統(tǒng)化工一些管理方面的問題，提高了工業(yè)效率。當(dāng)然，據(jù)目前來看，計算機在化工中起到的作用還有進步完善的空間，所以計算機在化工中的應(yīng)用技術(shù)仍需要進一步的提高。

二、應(yīng)用

1.化工中計算機智能化技術(shù)的應(yīng)用

計算機仿照人類工作的智能活動，例如判斷、感應(yīng)、學(xué)習(xí)、理解、求解與識別圖像等智能功能，就是人工智能（ArtificialIntelligence）。目前關(guān)于人工智能的技術(shù)探討已獲得很多的認可，而且部分效果已經(jīng)走向?qū)嵱秒A段。具體例子有：(1)定向分析專家系統(tǒng)，用帕斯卡語言編寫陽離子陰離子消去法和硫化氫系統(tǒng)，測試者拿到不知名試樣，不用特意花費很大精力去查閱和學(xué)習(xí)這種古老系統(tǒng)，只須按照機器提示的程序的步驟進行操作，再將所得現(xiàn)象重新輸入機器，逐步這樣處理，就會得到結(jié)果。(2)檢系統(tǒng)與知識庫是酸堿平衡專家系統(tǒng)的所有內(nèi)容，有問題時，機器可以自動檢查出錯誤數(shù)據(jù)，找到程序，進行繪圖、篩選、判斷、計算等問題的處理，但是問題要用專業(yè)術(shù)語來回答，比如說任意混雜溶液的pH值計算，隨意溶液用堿、酸實行滴定時操作規(guī)程的設(shè)計等。

圖1 故障診斷過程

2.化工繪圖在計算機中的應(yīng)用

化工設(shè)計是將一個系統(tǒng)（如一個車間，一個工廠或一套裝置等）全部用工程制圖的方法設(shè)計出圖樣，化工設(shè)計的類型如圖所示：

每種設(shè)計通常會分為以車間為單位和以工廠為單位的兩種設(shè)計。

其中化工工藝設(shè)計的內(nèi)容有這樣幾種主要的方式：向非工藝專業(yè)提供設(shè)計條件，工藝計算，生產(chǎn)方法的選擇，設(shè)備選型，生產(chǎn)工藝流程設(shè)計，工藝計算，車間布置設(shè)計以及管道布置設(shè)計，向非工藝專業(yè)提供設(shè)計條件等。

3.監(jiān)控系統(tǒng)在化工過程中的必要性

處于飛速發(fā)展的社會，為了能夠高效率的使化工企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟性、高效性等需求得到滿足，這時，控制策略在監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)計是必不可少的。因為化工企業(yè)最終交付的產(chǎn)品的質(zhì)量，會在化工生產(chǎn)過程中受到各種因素的影響，例如溫度指數(shù)、反應(yīng)容器內(nèi)的壓力指數(shù)、流量大小和管道中的 pH 值，除此之外，外界環(huán)境也會對化工生產(chǎn)造成一定的影響，所以，最好的辦法就是經(jīng)重要的工藝參數(shù)在化工生產(chǎn)過程中都控制在最佳的數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，就能夠使接下來整個生產(chǎn)過程都處于最佳的狀態(tài)，從而獲得質(zhì)量和產(chǎn)量都較高的化工產(chǎn)品。

但是如今看來，數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的控制策略，仍有多數(shù)化工在生產(chǎn)過程中，仍然用傳統(tǒng)的PID控制著控制策略，同時還會融入極為困難的控制算法融入。這樣不但對工藝參數(shù)的裁定 造成不可預(yù)知困難，而且還不能使計算機充分發(fā)揮出它的的控制功能，這對于部分工藝參數(shù)都不能進行有效的生產(chǎn)控制。隨著控制策略的不斷探究和深入，對于復(fù)雜且不好操控的控制系統(tǒng)已經(jīng)有了更完善解決方案。將一些目前可以算上精確的算法，例如控制策略、模糊聚類理論等與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相互結(jié)合，從而形成優(yōu)化的智能控制技術(shù)，其已經(jīng)成為化工監(jiān)控領(lǐng)域中的重點研究對象

圖2 流程工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展過程

4.計算機在分析化學(xué)中的應(yīng)用

利用一元統(tǒng)計，可若干次對同一項目進行統(tǒng)計處理或測量數(shù)據(jù)，計算標準誤差，計算置信區(qū)間、以及變動系數(shù)等等。利用二元統(tǒng)計，可以計算含量與滴定體積或濃度與吸光度之 間的直線方程（線性回歸法）。用程序型計算器也能在很快的時間內(nèi)得到這些計算的答案。常用的數(shù)據(jù)處理方法及數(shù)學(xué)模型如下：

目前有兩款比較通用的軟件可以推薦給大家：Origin 和SigmaPlot。

此外，軟件也是是由MathWorks司開發(fā)的一款專業(yè)的數(shù)學(xué)分析工具，MATLAB是一種高性能數(shù)值計算的科學(xué)計算語言，適用于處理數(shù)理統(tǒng)計、線性代數(shù)、自動控制、數(shù)字信號處理、動態(tài)系統(tǒng)仿真等領(lǐng)域。在化工流程模擬和化工的數(shù)值計算中都具有較高的地位和優(yōu)勢。

圖3 算法程序框圖

三、計算機管理系統(tǒng)的展望

在化工生產(chǎn)中，確保各類不同化工設(shè)備的安全運行非常重要，也是曾經(jīng)化工管理過程中面臨過得最大的困惑。而如今，計算機在化工領(lǐng)域的應(yīng)用，令這個系統(tǒng)管理應(yīng)用得以實現(xiàn)，同時也解決了這一困擾。

據(jù)目前來看，計算機管理系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量檢驗管理，但同時也必須向更遠的前方看，有更進一步的發(fā)展。綜合化、智能化、自動化將是計算機管理系統(tǒng)未來發(fā)展的趨勢和目標。計算機化工在管理效率上和成本節(jié)約上利用仿真系統(tǒng)會具有更高的優(yōu)勢，這種優(yōu)勢已成為大部分化工管理者的研究目標。而且，計算機在化工行業(yè)的管理方面已經(jīng)不單單僅限于化工產(chǎn)品，未來還會涉及更多的化工教學(xué)，化工科研以及化工服務(wù)等等?？傊嬎銠C管理系統(tǒng)在化工行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)是化工工業(yè)中必不可少的科技要求。

圖4 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

四、結(jié)束語

綜合上文分析，計算機如今在化工工業(yè)區(qū)域的生產(chǎn)和管理領(lǐng)域都占據(jù)著居高的地位，且起著控制生產(chǎn)、提高效率、保證質(zhì)量、加強科學(xué)策略的作用。對企業(yè)提高市場競爭能力，獲得經(jīng)濟效益都起著促進性的作用。同時，根據(jù)化工生產(chǎn)過程的實際需要，在保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全可靠性的基礎(chǔ)之上，計算機在提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的同時也大大的降低了化工企業(yè)的資金成本。而隨著社會需求和工廠生產(chǎn)的要求越來越高，計算機在化工工業(yè)的流程中的應(yīng)用也必將更加廣泛和重要。

On the Application of Computer Technology in Chemical Engineering

You Ye
（Liaoning Orbit Transportation Vocational College,Liaoning Shenyang, 110023）

With the fast development of computer technology, the application of various computers in various life f elds becomes more and more popular, which situation makes the function of computer in chemical engineering f eld get ref ection and attention gradually. This paper develops a discussion on the application of computer technology in chemical industry on account of the present application situation of computer in chemical engineering design and its future development.

chemical engineering； computer technology；chemical industry

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