化工流程建模与MATLAB和Simulink雨果·彼得森GmbH是一家万博1manbetx

硫酸是用于制造化肥、石油化工产品、合成纤维、钢铁、和其他广泛的工业原料。s manbetx 845用酸和废气中回收加工厂,必须满足严格的安全和环境要求使用这些化学物质。

雨果·彼得森GmbH是一家有着几十年的记录工程安全、高效硫酸和气体净化植物。然而,直到最近,我们的开发过程是高度劳动密集型。初步设计工作和流程建模是通过使用一个复杂的系统的电子表格。本手册的方法减缓开发和引入人为错误的可能性。

基于模型的设计与MATLAB^®和仿真软万博1manbetx件^®提供了一个具有成本效益的方式来简化和自动化设计工作流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。而化学过程工程师模型复杂的热力学和动力学的相互作用在植物内,控制工程师模型控制算法。植物及其控制系统可以在动态和稳态闭环模拟测试。

新方法是5到10倍的以电子方式,和更容易受到人为的错误。

太复杂的电子表格

典型的硫酸装置包括众多子系统,如化学反应器、热交换器、吸收塔。计算每个子系统内的热力学和动力学的交互本质上是困难的。在电子表格中捕获这些进程加剧的挑战。许多手动步骤要求:输出从一个子系统必须复制到一个新的电子表格用作下一步的输入在这个过程中,等等。一个错误在某个阶段可以摆脱整个过程的结果。有这么多相互联系的电子表格,很难识别和修正这些错误。

创建一个库子系统模型

新工作流程的第一步是创建一个可重用的库模块,每个子系统,一个化学过程的工程师可以结合仿真软件系统模型。万博1manbetx管理我们的设计的整体复杂性,我们每个模块定义为一个MATLAB类,使我们能够应用面向对象的设计模式的发展整个图书馆。

一个吸收塔,例如,被定义为一个MATLAB类,液体和气体流作为输入。在实际的塔,气体进入底部的一个列和部分吸收的液体,通过塔顶进入和运行通过一列。我们建模的热力学和动力学过程在MATLAB使用的类,我们已经开发了。

类执行所有的操作以前做电子表格,以及一些新的计算被切换到启用matlab用于示例,计算生成的热量的SO3的吸收在不同浓度的硫酸。吸收塔的输出模型,一个气体对象和一个流体对象,捕捉和结果作为下一个子系统的输入。我们的工艺工程师可以使用块通过简单的拖拽到仿真软件环境中,但是他们还可以研究底层MATLAB代码和开发新的MATLAB类,以及仿真软件中创建新的库。万博1manbetx

模拟化学过程

使用MATLAB模型库的关键子系统,我们的化学过程工程师可以快速建立大型工厂设计仿真软件和模拟。万博1manbetx几个吸收塔,例如,可以在仿真软件连接,形成更大的吸收单元(图1)。万博1manbetx

使用图书馆的子系统模块,工程师可以快速设计和模拟复杂的新植物,评估更改现有的植物,或评估新工艺。例如,他们可能会链接两种化学反应堆和一个静态混合器对淬火气体(图2),传感器可以包括监控温度、压力、流量、和其他变量模拟。

模拟使工程师可视化过程的关键部分(图3),帮助确保它符合环保法规。例如,如果空气还没有被充分满足监管标准治疗,这个条件是用红色的笔标记,表明进一步治疗或其他可能需要的变化过程。

一旦化学过程工程师设计、模拟和验证整个过程在仿真软件中,他们使用电子表格链接万博1manbetx™仿真结果导出到一个微软^®Excel^®电子表格(图4)。这份报告通常包括各种子系统的尺寸、以及流量,温度,压力过程中的关键点。是与雨果·彼得森共享用户启动该项目,将建立核电站的施工队伍,和供应商将提供组件。风机供应商,例如,可以确定提取所需的大小和类型的风机相关的流量和气体密度的报告。

创业模拟控制系统和工厂

验证控制算法、工程师与植物模型结合控制系统模型和运行闭环模拟。这些模拟使两队来评估整个装置的稳态和动态性能。他们可以模拟启动和关闭程序,以及故障和危险的条件是困难的或不安全的测试在一个实际的工厂。

我们继续使用核电站启动过程中系统模型。如果现场现场工程师需要知道工厂将在特定条件下的表现,我们运行一个模拟回到办公室,给他们结果。这大大减少了风险固有的初创公司,因为团队知道他们即将执行的步骤将按预期工作。

从创意到生产

基于模型的设计与MATLAB和Simulink使我们为每个项目评估许多万博1manbetx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。之间的共享环境改善了通信控制和化学过程工程师,便于合作解决问题和优化性能。

总的来说,MATLAB和Simulink万博1manbetx使我们降低成本和减少开发时间5到10倍。我们有设计和模拟来自最大的发烟硫酸厂——这里指的是我们以电子处理方法过于复杂。同样重要的是,质量增加了,因为我们现在可以更快找到并消除错误。

这种方法使得它更容易展示植物和新的设计概念给我们的客户。我们可以生产工厂和模拟模型表明,仿真结果与实际表现的植物。这给新客户很大的信心在我们的设计能力和交付工厂规范。