硫酸用于制造化肥、石化产品、合成纤维、钢铁和其他广泛的工业材料。下载188bet金宝搏使用过的酸和废气在必须符合严格安全和环境要求的处理这些化学品的工厂中回收。
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®和仿真软金宝app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，而且更不容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。计算每个子系统内部的热力学和动力学相互作用是非常困难的。在电子表格中捕捉这些过程加剧了挑战。需要许多手动步骤:必须将一个子系统的输出复制到一个新的电子表格中，以便作为流程中下一步的输入，等等。在某一阶段的一个错误可能会打乱整个过程的结果。由于有这么多相互关联的电子表格，很难识别和修正这些错误。
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，然后化工流程工程师可以在Simulink系统模型中组合这些模块。金宝app为了管理设计的总体复杂性，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于整个库的开发。
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中创建新的金宝app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。金宝app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)。金宝app
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，他们就使用电子表格链接金宝app™EX将模拟结果导出到Microsoft®Excel®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。
模拟控制系统和工厂启动
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，进行闭环仿真。这些模拟使两个团队能够评估整个工厂的稳态和动态性能。它们可以模拟启动和关闭程序，以及故障和危险条件，这些在实际工厂中很难或不安全的测试。
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
基于模型的设计与MATLAB和Simulink使我们能够评估许多设计想金宝app法为每个项目。因为我们创建的设计是灵活的，所以我们可以快速响应客户不断变化的需求。共享的环境改善了控制和化学过程工程师之间的沟通，使合作解决问题和优化性能变得容易。
总的来说，MATLAB和Simulink金宝app使我们能够削减成本，并将开发时间减少5到10倍。我们已经设计和模拟了系统——包括世界上最大的oleum工厂——这些系统过于复杂，无法用我们基于电子表格的方法来处理。同样重要的是，质量提高了，因为我们现在可以更快地发现和消除错误。
这种方法使我们更容易向客户演示工厂和新的设计概念。我们可以对一个生产工厂的模型进行仿真，仿真结果与工厂的实际性能相吻合。这给了新客户很大的信心，我们的能力设计和交付的工厂，以他们的规格。
