Основы математического моделирования и оптимизации процессов и систем очистки и регенерации воздуха. Дворецкий С.И - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

процесса необходимо реализовать процедуру итерационных расчетов методом последовательных приближений до тех пор,
пока не будет достигнута сходимость на двух последующих итерациях. Это очень трудоемкий и неточный способ. С помо-
щью программы-симулятора процессов все вычисления выполняются автоматически.
4. Для нового технологического процесса не бывает простых решений. Возможно множество альтернатив. Только уни-
версальная моделирующая программа-симулятор процессов поможет отбросить худшие варианты и даст возможность за
короткое время найти наилучшие решения.
5. В условиях действующих производств всегда могут быть выбраны более эффективные решения и ежедневно прихо-
дится решать текущие производственные задачи. Программа-симулятор процессов поможет проанализировать реальную
ситуацию и даст возможность определить сущность проблемы и пути ее наиболее эффективного и экономного решения.
При проектировании новых производств или реконструкции действующих сначала нужно решить, оправдано ли эконо-
мически получение производимых продуктов и правильно ли выбрана технологическая схема производства. Чтобы ответить
на этот вопрос, следует оценить потребление сырьевых ресурсов и выход продуктов. Зная цены сырьевых материалов и ко-
нечных продуктов можно примерно оценить, выгодно ли вообще данное производство. Однако описанная процедура вовсе
не отвечает на вопрос «Будет ли прибыльным производство?». Чтобы рассчитать прибыль, придется оценить будущие капи-
таловложения и эксплуатационные затраты (включая расходы на коммунальное обслуживание). В целом ряде случаев нужно
рассчитать балансы технологических процессов, оценить затраты, и лишь после этого приступить к лабораторным экспери-
ментам.
Применение универсальной моделирующей программы ChemCAD позволяет осуществлять:
− анализ возможных альтернативных решений с экономическими расчетами для поиска оптимальной технологической
схемы и ее параметров;
− анализ параметрической чувствительности процессов с определением их критических значений;
− возможность синтеза экономически наиболее оправданной технологической схемы производства.
Расчет материальных и тепловых балансов – это первое, что необходимо сделать инжиниринговой компании при про-
ектировании нового процесса или при реконструкции действующего. Универсальная моделирующая программа ChemCAD
позволяет осуществить быстрый и точный расчет всех материальных и тепловых балансов технологических процессов, оп-
тимизацию конфигурации технологической схемы производства, расчет всех промежуточных стадий производства, расчет
конструктивных размеров технологического оборудования.
В случае периодических процессов условия материальных и тепловых балансов выполняются для каждого данного мо-
мента времени. Периодические процессы рассчитываются при моделировании нестационарных процессов. Тем не менее, для
определения начального, конечного и критического состояния периодических процессов должны быть рассчитаны материаль-
ные и тепловые балансы стационарного состояния.
Компьютерное моделирование в системе ChemCAD позволяет определять кинетику химических или биохимических
реакций на стадии разработки производства; осуществлять масштабные переходы при расширении производства: от лабора-
торных исследований через полупромышленную установку к промышленному внедрению; внедрять новые технологии для
получения новых изделий на существующем оборудовании, что сокращает время, затраченное на внедрение новых техноло-
гий; разрабатывать новые типы оборудования для создания новых процессов; разрабатывать циклограммы периодических
процессов; определять основные параметры процесса и находить наилучший вариант организации производства из многих
альтернатив; оптимизировать производство путем определения лучших технологических режимов и настроек контроллера;
рассчитывать параметры системы управления; определять степень безопасности процесса и, наконец, разрабатывать трена-
жеры для оперативного персонала.
При построении математических моделей процессов функционирования систем можно выделить ряд подходов: непре-
рывно-детерминированный (использует алгебраические и дифференциальные уравнения); дискретно-детерминированный
(конечно-разностные схемы, конечные автоматы); дискретно-стохастический (вероятностные автоматы); непрерывно-
стохастический (системы массового обслуживания); обобщенный (агрегативные системы) и др.
Экспертные системы (ЭС) с позиции задач моделирования систем следует рассматривать, во-первых, как средства или
инструментарий для получения и использования моделей, и, во-вторых, как сложные объекты моделирования, в том числе
моделирования представления знаний. ЭС относятся к классу систем искусственного интеллекта, они способны строить
логические выводы, осуществлять обобщения и формировать заключения на основе использования знаний и данных подоб-
но тому, как это делают специалисты в своей области при выработке умозаключений. Экспертная система представляет со-
бой интеллектуальную программу, способную делать логические выводы на основании знаний в конкретной предметной
области, и обеспечивающую решение специфических задач, в том числе в области моделирования. Экспертные системы об-
ладают возможностями, позволяющими пользователю решать задачи, которые в отсутствии эксперта (специалиста в пред-
метной области) правильно решить невозможно. Это обеспечивается тем, что они содержат в памяти необходимый багаж
знаний, касающихся конкретной предметной области, используют результаты большого опыта работы в этой области, а так-
же позволяют точно сформулировать и правильно решить исследуемую задачу.
Основными требованиями, предъявляемыми к экспертной системе, являются следующие: использование знаний, свя-
занных с конкретной предметной областью; способность приобретения знаний от экспертов; решение реальных и достаточно
сложных задач; наличие способностей, присущих экспертам. В качестве экспертов могут выступать опытные проектиров-
щики, консультанты, экономисты, врачи, программисты, преподаватели, переводчики и другие квалифицированные специа-
листы в соответствующих областях.
Так как создание экспертных систем стало возможным лишь с развитием ЭВМ, то их можно рассматривать как компь-
ютерные системы, использующие логику экспертов.
ПРИМЕР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ ПРИВЕДЕН НА РИС. 1.4.
Ядром экспертной системы является база знаний (БЗ), которая содержит знания из конкретной предметной области. В
БЗ содержатся как общие знания, так и информация о частных случаях.
Механизм логического вывода или создатель заключения применяет знания и сведения из базы данных при решении
реальных задач. Модуль приобретения знаний позволяет пополнять и модифицировать знания в процессе эксплуатации сис-

Страницы