硫酸用于制造化肥、石化产品、合成纤维、钢铁和其他各种工业材料。使用过的酸和废气在加工厂回收，加工厂必须满足严格的安全和环境要求，才能使用这些化s manbetx 845学品。
HUGO PETERSEN GmbH拥有数十年安全高效的硫酸和气体净化工厂的工程记录。然而，直到最近，我们的开发过程还是高度劳动密集型的。所有的初步设计工作和过程建模都是使用一个复杂的电子表格系统完成的。这种手工方法减慢了开发速度，并可能导致人为错误。
基于模型的MATLAB设计®和仿真软万博1manbetx件®通过使化学过程工程师和控制工程师在相同的环境中工作，为简化和自动化我们的设计工作流程提供了一种具有成本效益的方法。化学过程工程师对工厂内部复杂的热力学和动力学相互作用进行建模，而控制工程师则对控制算法进行建模。该装置及其控制系统可以在动态和稳态闭环仿真中进行测试。
新方法比基于电子表格的方法快5到10倍，并且不易受到人为错误的影响。
对于电子表格来说太复杂了
典型的硫酸装置包括许多子系统，如化学反应器、热交换器和吸收塔。计算每个子系统内的热力学和动力学相互作用本质上是困难的。在电子表格中捕获这些过程加剧了挑战。需要许多手动步骤：从e子系统必须复制到新的电子表格中，作为流程下一步的输入，以此类推。一个阶段的一个错误可能会影响整个流程的结果。由于有如此多的相互关联的电子表格，很难识别和修复此类错误。
创建子系统模型库
新工作流的第一步是创建一个可重用模块库，每个子系统一个，然后化学过程工程师可以将其组合到Simulink系统模型中。为了管理我们设计的总体复杂性，我们将每个模块定义为一个MATLAB类，使我们能够将面向对象的设计模式应用到开发中是整个图书馆的一部分。万博1manbetx
例如，吸收塔被定义为Matlab类，其作为输入所需的流体和气体流。在实际塔中，气体进入柱的底部，并且由液体部分吸收，该液体进入塔顶并通过柱子延伸。我们使用我们开发的课程建模了Matlab中的热力学和动力学过程。
这些类执行以前在电子表格中完成的所有操作，以及通过切换到matlab实现的一些新的计算——例如，计算不同浓度的硫酸吸收SO3所产生的热量。吸收塔模型的输出，一个气体物体和一个流体物体，捕获结果并用作工厂中下一个子系统的输入。我们的过程工程师可以通过简单地将这些块拖放到Simulink环境中来使用它们，但他们也可以研究底层的MATLAB代码，开发新的MATLAB类，以及在Simulink中创建新的万博1manbetx库。
模拟化学过程
利用关键工厂子系统的MATLAB模型库，我们的化工过程工程师可以在Simulink中快速构建更大的工厂设计并进行模拟。万博1manbetx例如，几个吸收塔可以在Simulink中连接，形成一个更大的吸收单元(图1)。万博1manbetx
使用库中的子系统块，工程师可以快速设计和模拟复杂的新工厂，评估对现有工厂的更改，或评估新流程。例如，它们可能连接两个化学反应器和一个用于急冷气体的静态混合器(图2)。传感器可以在整个模拟过程中监控温度、压力、流量和其他变量。
模拟使工程师能够可视化过程的关键方面(图3)，并帮助确保它符合环境法规。例如，如果空气没有经过充分处理以达到监管标准，则用红色标记标记这种情况，表明可能需要进一步处理或对工艺进行其他更改。
一旦化学过程工程师在Simulink中设计、模拟和验证了整个过程，他们就会使用电子表格链接万博1manbetx™EX将模拟结果导出到Microsoft®擅长®该报告通常包括各个子系统的维度，以及流程中关键点的流量、温度和压力。它与启动项目的HUGO PETERSEN客户、建造工厂的施工团队以及提供组件的供应商共享。例如，鼓风机供应商可以通过从报告中提取相关的流量和气体密度来确定所需鼓风机的尺寸和类型。
模拟控制系统和电厂启动
为了验证控制算法，工程师将控制系统模型与电厂模型相结合，并进行闭环模拟。这些模拟使两个团队能够评估整个电厂的稳态和动态性能。他们可以模拟启动和关闭程序，以及可能发生的故障和危险条件在实际设备上进行测试困难或不安全。
在工厂启动过程中，我们继续使用系统模型。如果现场工程师需要知道工厂在特定条件下的表现，我们在办公室运行一个模拟，并将结果发送给他们。这大大降低了创业公司固有的风险，因为团队知道他们将要执行的步骤将按照预期工作。
从想法到生产
使用MATLAB和Simulink进行基于模型的设计，使我们能够评估每万博1manbetx个项目的许多设计思想。因为我们创建的设计是灵活的，我们可以快速响应不断变化的客户需求。共享环境改善了控制工程师和化学工艺工程师之间的沟通，使其易于协作解决问题解决问题并优化性能。
总的来说，MATLAB和Simulink万博1manbetx使我们能够将成本和开发时间减少5到10倍。我们设计和模拟了系统，包括世界上最大的油脂厂，这些系统太复杂，无法用基于电子表格的方法处理。同样重要的是，质量已经提高，我们现在可以发现并消除这些问题错误更快。
这种方法使我们更容易向客户演示工厂和新的设计概念。我们可以模拟生产工厂的模型，并显示模拟结果与工厂的实际性能相匹配。这使新客户对我们按照其规格设计和交付工厂的能力充满信心。
