計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用-課程小論文

1、 Yibin University 課程 小 論 文 題 目 計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用 系 別 化學(xué)與化工學(xué)院 專 業(yè) 學(xué)生姓名XXX X 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 指導(dǎo)教師 XXX X職稱摘要電子計(jì)算機(jī)已在化工的開(kāi)發(fā)研究、 設(shè)計(jì)、 控制、 管理, 以及其他方面得到了 廣泛的應(yīng)用, 特別是近十年來(lái), 各種小型、 微型電子計(jì)算機(jī)和專用電子計(jì)算機(jī)的 不斷出現(xiàn), 使電子計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工領(lǐng)域中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步的普及發(fā)展。 本文為了更好的研究計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工領(lǐng)域中的應(yīng)用, 列舉出了一些目前關(guān) 于計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中應(yīng)用的方向。本文主要包括兩部分:一、前言部分;二、計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工應(yīng)用的幾大方向。關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)、化學(xué)

2、、化工、應(yīng)用目錄前言 .21、計(jì)算機(jī)在化工過(guò)程控制方面的應(yīng)用 . 32、計(jì)算機(jī)繪圖在化工中的應(yīng)用 .33、計(jì)算機(jī)輔助化工過(guò)程設(shè)計(jì)模擬系統(tǒng)的應(yīng)用 .44、計(jì)算機(jī)在化學(xué)分析方面的應(yīng)用 .45、計(jì)算機(jī)在涂料、橡膠等配方上的應(yīng)用 . 5結(jié)論 .5參考文獻(xiàn) . 5前言電子計(jì)算機(jī)幾乎在化工各領(lǐng)域中得到應(yīng)用, 并且越來(lái)愈顯示出它的優(yōu)越性 和生命力。 我國(guó)在化工領(lǐng)域中應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)已經(jīng)歷了一段艱難的里程, 現(xiàn)開(kāi)始 取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益, 從而受到了廣泛的重視。 實(shí)踐證明, 電子計(jì) 算機(jī)的應(yīng)用, 對(duì)開(kāi)發(fā)研究, 推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步, 提高產(chǎn)品質(zhì)量, 節(jié)約能源和原材料, 促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展, 加速企業(yè)管理現(xiàn)代化等都有

3、重要的作用。 而且, 以提高經(jīng)濟(jì)效益 和社會(huì)效益為中心, 進(jìn)一步開(kāi)拓電子計(jì)算機(jī)在化工領(lǐng)域中的應(yīng)用將有廣闊的發(fā) 展前景。目前, 電子計(jì)算機(jī)已在化工的開(kāi)發(fā)研究、 設(shè)計(jì)、 控制、 管理, 以及其他方面 得到了廣泛的應(yīng)用, 特別是近十年來(lái), 各種小型、 微型電子計(jì)算機(jī)和專用電子計(jì) 算機(jī)的不斷出現(xiàn), 使電子計(jì)算機(jī)在化工領(lǐng)域中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步的普及發(fā)展。 培訓(xùn)操作人員, 進(jìn)行單元裝置尺寸優(yōu)化, 改進(jìn)現(xiàn)有裝置操作條件等。國(guó)內(nèi)也引進(jìn)了一些穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)流程模擬系統(tǒng)軟件, 并在此基礎(chǔ)上作了消化、 吸收及改進(jìn)等工作。 從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看, 從事化工的科技人員掌握電子計(jì)算機(jī)技術(shù) 是直接影響到開(kāi)發(fā)研究工作的水平。1、計(jì)算機(jī)

4、在化工過(guò)程控制方面的應(yīng)用自二十世紀(jì)五十年代末期,。 第一臺(tái)計(jì)算機(jī)應(yīng)用于控制以來(lái), 便開(kāi)始了轟轟 烈烈的計(jì)算機(jī)工業(yè)應(yīng)用時(shí)代。但當(dāng)時(shí)由于計(jì)算機(jī)造價(jià)很高,功能低 ,運(yùn)算速度 慢,再加上硬件不過(guò)關(guān), 可靠性低,功能軟件差, 不僅沒(méi)給生產(chǎn)帶來(lái)明顯好 處, 反而嚴(yán)重地影響了生產(chǎn),很大程度上偏離了應(yīng)用的初衷。隨著科技的進(jìn)步計(jì)算機(jī)各方面性能越來(lái)越得到改善,其給生產(chǎn)帶來(lái)的優(yōu)越性也 漸漸體現(xiàn)出來(lái)。七十年代,一些著名的儀表公司推出了 DCS 集散控制系統(tǒng),使 計(jì)算機(jī)集中控制和直接數(shù)字控制得以在全球迅速推廣應(yīng)用。八十 年代,計(jì)算機(jī) 過(guò)程控制已進(jìn)人高一層次, 可完成 PID 控制, 順序控制和能量控制, 圖示功能得 到

5、增強(qiáng),并能實(shí)現(xiàn) PID 參數(shù)自整定。九十年代以來(lái),發(fā)展更為迅速,RISC 工作 站使圖形窗口更完善,操作更方便,人機(jī)接口,容錯(cuò)技術(shù)和通訊網(wǎng)絡(luò)都得到進(jìn)一 步發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展, 其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛, 結(jié)合愈來(lái)愈 緊密, 大大地提高了生產(chǎn)力,安全因素也得以增強(qiáng),使一些隱患及時(shí)被發(fā)現(xiàn), 從而消除在萌芽狀態(tài)。 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn), 能根本改變勞動(dòng)方式, 提高工人 文化技術(shù)水平。當(dāng)今化工行業(yè)的迅猛發(fā)展,一定程度上也是受了計(jì)算機(jī)在化工 過(guò)程控制方面發(fā)展迅速的影響。2、計(jì)算機(jī)繪圖在化工中的應(yīng)用所謂計(jì)算機(jī)繪圖,狹義地理解,即為用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)打印機(jī)畫(huà)出所需的圖形。 而事實(shí)上在繪圖輸出之前,

6、通常要把所畫(huà)圖形預(yù)先顯示在計(jì)算機(jī)屏幕(顯示器 CRT 上, 以便人們對(duì)所畫(huà)圖形是否正確加以判斷, 一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤, 即重新調(diào) 試。 這樣就可將很多錯(cuò)誤消滅在繪圖輸出之前, 以保證所繪圖形正確無(wú)誤。 所以計(jì)算機(jī)繪圖可廣泛地應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)中。 隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展, 超大規(guī)模 集成電路的成本不斷降低, 圖形輸出設(shè)備的種類(lèi)和功能日益增強(qiáng), 價(jià)格也不斷 下降。圖形輸出設(shè)備按輸出平臺(tái)大體可分為:圖像顯示器、數(shù)字化繪圖儀和打印 機(jī)。 目前, 市場(chǎng)上有各種規(guī)模適合各種需要的計(jì)算機(jī)圖形軟件出售, 這些圖形往 往具有交互功能, 操作者可利用鼠標(biāo)、鍵盤(pán)方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)話輸人和修 改。 目前微機(jī)上, 使用較多

7、的一個(gè)通用圖形軟件是美國(guó) AutoDesk 公司發(fā)布的 CAD, 它適宜于一般 CAD 應(yīng)用軟件的二次開(kāi)發(fā)。 現(xiàn)在越來(lái)越多的化工制圖都使用這種軟 件直接由計(jì)算機(jī)生成圖形。3、計(jì)算機(jī)輔助化工過(guò)程設(shè)計(jì)模擬系統(tǒng)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助化工過(guò)程設(shè)計(jì)模擬系統(tǒng)是一個(gè)知識(shí)系統(tǒng), 又稱專家系統(tǒng), 其在 過(guò)程設(shè)計(jì)中的作用是不言而喻的。 這是由化工過(guò)程的特性及其設(shè)計(jì)活動(dòng)的特點(diǎn)決 定的。由于化工過(guò)程的復(fù)雜性、 非線性及不確定性因素的存在, 要想使其整個(gè)設(shè)計(jì) 過(guò)程達(dá)到 “模型化”, 至少目前難以做到。 而過(guò)程設(shè)計(jì)包括各種各樣的問(wèn)題, 如:過(guò)程綜合、方法選擇、嚴(yán)格的設(shè)計(jì)及規(guī)范的開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、安全性及穩(wěn)定性分 析等。 這使得專

8、家系統(tǒng)可以在許多方面用于支持過(guò)程設(shè)計(jì), 如:過(guò)程合成、 選擇 方法、 使設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化、 選擇材料、 選擇熱力學(xué)模型及估算物理性質(zhì)等。 目前, 支持過(guò)程設(shè)計(jì)的專家系統(tǒng)還處于發(fā)展階段, 有些屬于開(kāi)發(fā)工具的范疇。 多數(shù)過(guò)程 工程專家系統(tǒng)集中于換熱網(wǎng)絡(luò)合成及分離過(guò)程合成等。 分離系統(tǒng)以發(fā)表的研究大 多處于概念及原型階段。 隨著知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)在過(guò)程綜合中的作用, 專家系統(tǒng)在過(guò)細(xì) 設(shè)計(jì)中的地位也得到重視和加強(qiáng)。 現(xiàn)正加強(qiáng)研究智能工程、 思維科學(xué)及人工智能 技術(shù), 以達(dá)到模仿人類(lèi)專家思維、 推理和決策的過(guò)程, 從而使這部分工作的計(jì)算 機(jī)化能再上一個(gè)新臺(tái)階。4、計(jì)算機(jī)在化學(xué)分析方面的應(yīng)用古老的化學(xué)分析方法盡管有

9、自身的特點(diǎn),但主要應(yīng)用于常量分析, 在分析速 度、 靈敏度等方面常不能達(dá)到要求。 近幾年來(lái), 計(jì)算機(jī)與有關(guān)儀器聯(lián)用, 進(jìn)行物 質(zhì)的定性、 定量測(cè)定, 取得了很大的進(jìn)展。 絕大多數(shù)儀器是將被測(cè)組分的濃度變 化或物理性質(zhì)變化轉(zhuǎn)變成某種電性能(如電阻、電導(dǎo)、電位、電容、電流等 , 實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和連接電子計(jì)算機(jī),能夠進(jìn)行微量組分、痕量組分的測(cè)定。因此具有檢測(cè)限低、快速、靈敏、操作簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)。比如在進(jìn)行有機(jī)化合物結(jié)構(gòu) 分析的時(shí)候, 近年來(lái)發(fā)展了核磁共振波譜分析, 使物質(zhì)進(jìn)入磁場(chǎng)后,改變磁場(chǎng)強(qiáng) 度進(jìn)掃描運(yùn)用計(jì)算機(jī)手段繪出核磁共振譜對(duì)譜圖進(jìn)行分析就可以得到有機(jī)化合 物的結(jié)構(gòu)信息。 在氣相色譜中, 通過(guò)

10、計(jì)算機(jī)對(duì)各組分進(jìn)行分離、 分析、 繪色譜圖, 甚至直接運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)圖形進(jìn)行處理, 為分析員提供了很多便利。 現(xiàn)在, 運(yùn) 用自動(dòng)化進(jìn)行有關(guān)物質(zhì)的定性、 定量分析的發(fā)展越來(lái)越快, 解決了許多以前分析 中難以解決的問(wèn)題, 為化工分析帶來(lái)了很大方便。 可以想象, 自動(dòng)化應(yīng)用于化工 分析, 仍有很大的發(fā)展空間。5、計(jì)算機(jī)在涂料、橡膠等配方上的應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)在涂料工業(yè)中也有應(yīng)用, 目前主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:優(yōu)化配 方(包括合成樹(shù)脂、溶劑、磁漆等的設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)配色,試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分 析;計(jì)算機(jī)在涂料測(cè)試技術(shù)中的應(yīng)用;涂料生產(chǎn)廠的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)自動(dòng)化控制; 涂 裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制等。涂料配方設(shè)計(jì)與計(jì)算舉例:通過(guò)計(jì)算機(jī)可完成下列工作:1、在給定的配方 下,計(jì)算出涂料的諸常數(shù)及生產(chǎn)成本;2、在已知部分常數(shù)的情況下,求出滿足 某些條件的配方; 3、 在已知部分常數(shù)的情況下, 調(diào)整顏料種類(lèi)和用量上的錯(cuò)誤; 4、將涂料制造中的生產(chǎn)批量、損失、流向等數(shù)據(jù)綜合起來(lái)。制定出生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的 基本配方。 總之, 通過(guò)計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行原料的選擇和配方計(jì)算, 還可以求出磁漆