淺談計算機技術在化工中的應用

O 油 曄（遼寧軌道交通職業學院 遼寧沈陽 110023）

淺談計算機技術在化工中的應用

O 油 曄
（遼寧軌道交通職業學院 遼寧沈陽 110023）

隨著計算機技術的飛速提高，各種計算機應用在生活各個領域都不斷深入，這種現狀也使計算機在化工領域的作用逐漸得到體現和重視。本文針對計算機在化工設計中的應用現狀及未來發展闡述計算機技術在化學工業中的應用。

化工；計算機技術；化學工業

一、引言

隨著科學技術的迅速發展，計算機應用也逐漸在化工設計中日益擴大它的作用，最開始是局部范圍的輔助，現如今可以說是全面輔助，計算機的發展與化工應用的聯系也越來越緊密，其合作的重要性已成為一種必然的趨勢。拿最常見的化工設計為例，沒有計算機應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構組織圖，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用時的一種普遍現象，現如今隨著科技的發展，計算機應用得到大力的開發和推廣，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身為更專業的軟件，是專業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、化工設計和化工生產中起到了不可取替的作用，化工行業的走向也逐漸的更加科技化，這種專業化也解決了傳統化工一些管理方面的問題，提高了工業效率。當然，據目前來看，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用技術仍需要進一步的提高。

二、應用

1.化工中計算機智能化技術的應用

計算機仿照人類工作的智能活動，例如判斷、感應、學習、理解、求解與識別圖像等智能功能，就是人工智能（ArtificialIntelligence）。目前關于人工智能的技術探討已獲得很多的認可，而且部分效果已經走向實用階段。具體例子有：(1)定向分析專家系統，用帕斯卡語言編寫陽離子陰離子消去法和硫化氫系統，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習這種古老系統，只須按照機器提示的程序的步驟進行操作，再將所得現象重新輸入機器，逐步這樣處理，就會得到結果。(2)檢系統與知識庫是酸堿平衡專家系統的所有內容，有問題時，機器可以自動檢查出錯誤數據，找到程序，進行繪圖、篩選、判斷、計算等問題的處理，但是問題要用專業術語來回答，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程的設計等。

圖1 故障診斷過程

2.化工繪圖在計算機中的應用

化工設計是將一個系統（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計出圖樣，化工設計的類型如圖所示：

每種設計通常會分為以車間為單位和以工廠為單位的兩種設計。

其中化工工藝設計的內容有這樣幾種主要的方式：向非工藝專業提供設計條件，工藝計算，生產方法的選擇，設備選型，生產工藝流程設計，工藝計算，車間布置設計以及管道布置設計，向非工藝專業提供設計條件等。

3.監控系統在化工過程中的必要性

處于飛速發展的社會，為了能夠高效率的使化工企業生產的經濟性、高效性等需求得到滿足，這時，控制策略在監控系統中的設計是必不可少的。因為化工企業最終交付的產品的質量，會在化工生產過程中受到各種因素的影響，例如溫度指數、反應容器內的壓力指數、流量大小和管道中的 pH 值，除此之外，外界環境也會對化工生產造成一定的影響，所以，最好的辦法就是經重要的工藝參數在化工生產過程中都控制在最佳的數據范圍之內，就能夠使接下來整個生產過程都處于最佳的狀態，從而獲得質量和產量都較高的化工產品。

但是如今看來，數監控系統的控制策略，仍有多數化工在生產過程中，仍然用傳統的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的裁定 造成不可預知困難，而且還不能使計算機充分發揮出它的的控制功能，這對于部分工藝參數都不能進行有效的生產控制。隨著控制策略的不斷探究和深入，對于復雜且不好操控的控制系統已經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網絡相互結合，從而形成優化的智能控制技術，其已經成為化工監控領域中的重點研究對象

圖2 流程工業控制系統的發展過程

4.計算機在分析化學中的應用

利用一元統計，可若干次對同一項目進行統計處理或測量數據，計算標準誤差，計算置信區間、以及變動系數等等。利用二元統計，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得到這些計算的答案。常用的數據處理方法及數學模型如下：

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司開發的一款專業的數學分析工具，MATLAB是一種高性能數值計算的科學計算語言，適用于處理數理統計、線性代數、自動控制、數字信號處理、動態系統仿真等領域。在化工流程模擬和化工的數值計算中都具有較高的地位和優勢。

圖3 算法程序框圖

三、計算機管理系統的展望

在化工生產中，確保各類不同化工設備的安全運行非常重要，也是曾經化工管理過程中面臨過得最大的困惑。而如今，計算機在化工領域的應用，令這個系統管理應用得以實現，同時也解決了這一困擾。

據目前來看，計算機管理系統已經實現了產品質量檢驗管理，但同時也必須向更遠的前方看，有更進一步的發展。綜合化、智能化、自動化將是計算機管理系統未來發展的趨勢和目標。計算機化工在管理效率上和成本節約上利用仿真系統會具有更高的優勢，這種優勢已成為大部分化工管理者的研究目標。而且，計算機在化工行業的管理方面已經不單單僅限于化工產品，未來還會涉及更多的化工教學，化工科研以及化工服務等等。總之，計算機管理系統在化工行業的發展已經是化工工業中必不可少的科技要求。

圖4 現場總線控制系統結構

四、結束語

綜合上文分析，計算機如今在化工工業區域的生產和管理領域都占據著居高的地位，且起著控制生產、提高效率、保證質量、加強科學策略的作用。對企業提高市場競爭能力，獲得經濟效益都起著促進性的作用。同時，根據化工生產過程的實際需要，在保證系統的穩定性和安全可靠性的基礎之上，計算機在提高產品生產質量的同時也大大的降低了化工企業的資金成本。而隨著社會需求和工廠生產的要求越來越高，計算機在化工工業的流程中的應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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