ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Функциональная структура системы автоматизированного проектирования из "Основы автоматизированного проектирования химических производств" Точность воспроизведения сущности рассматриваемого процесса на модели будет зависеть от степени его изученности. При этом задание аналитической связи между входными, выходными параметрами и управляю1цими переменными не обязательно. Предполагается, что всегда найдется алгоритм, позволяющий по известным входным и управляющим переменным вычислить значения выходных переменных. [c.110] Основу математической модели составляет его математическое описание, формулируемое на базе фундаментальных исследований в области термодинамики, химической кинетики, явлений переноса, статистических методов обработки экспериментальных данных. С точки зрения машинной реализации математическому описанию свойственны причинно-следственные отношения между элементами, так как отдельные модели по своей структуре содержат большое число взаимосвязанных подзадач. В этом смысле к математической модели процесса применимы общие принципы системного анализа, что находит выражение в использовании блочного принципа ее построения. [c.110] Модели проектирования типовых процессов, синтеза, выбора оборудования и т. д. составляют прикладное математическое обеспечение. Разнородность решаемых задач при разработке технологической схемы приводит к разнообразию и моделей, которыми необходимо располагать. Следует заметить, что на каждом из этапов возможна различная постановка задачи расчета, как и различное описание одного и того же объекта. Эта многовариантность будет выражаться в многообразии моделей. [c.110] Эффективное применение математического обеспечения возможно лишь при наличии стройной организационной структуры и максимальной независимости от пользователя при решении конкретной задачи. Следовательно, оно должно быть систематизировано и логически объединено в САПР. [c.111] Таким образом, система проектирования может быть представлена в виде отдельных подсистем, которые являются реализацией этапов разработки технологической схемы и содержат логически взаимосвязанные подмножества алгоритмов программно-математического обеспечения. К ним можно отнести а) подсистему информационного обеспечения, содержащую алгоритмы расчета свойств веществ и смесей, модули поддержания и ведения функциональной среды подсистемы, модули выбора типового оборудования и технологических схем б) подсистему технологического расчета единиц оборудования и их комплексов в проектном и проверочном вариантах в) подсистему синтеза стадий производства и технологической схемы в целом, содержащую модули анализа условий равновесия, расчета балансов, алгоритмы синтеза г) подсистему конструкционного расчета оборудования, содержащую модули расчета типоразмеров оборудования, алгоритмы выбора оборудования из рядов стандартов д) подсистему оценки (экономической, термодинамической и т. д.) варианта схемы, способа реализации процесса и т. д. е) подсистему диалогового взаимодействия, обеспечивающую интерактивное введение процесса проектирования. [c.111] Помимо определенных таким образом подмножеств в рамках системы целесообразно выделить подмножество модулей, являющихся общими для различных подсистем, которые составляют библиотеку специальных и стандартных алгоритмов. К ним можно отнести статистические методы обработки данных, методы оптимизации, стандартные методы вычислительной математики и т. п. Выделенные подмножества составляют основу функциональной среды диалоговой системы. Состав прикладного математического обеспечения, необходимого при разработке технологической схемы в соответствии с рис. 4.2, приведен на рис. 4.7. [c.111] Распространенным способом организации информационного обеспечения является концепция банка данных (или систем с базовым языком — по терминологии системного комитета КОДА-СИЛ [36]). Банк данных — это организационно-техническая система, состоящая из комплекса модулей, баз данных, технических средств и обслуживающего персонала, которая обеспечивает неизбыточное хранение и оперативное ведение данных в базах данных, а также независимость прикладных программ от данных. В свою очередь база данных — это нёизВыточная совокупность логически взаимосвязанных данных, которые могут быть использованы более чем для одного приложения (например, данные по оборудованию, по экономике, физико-химические свойства веществ и т.д.). [c.113] В структуре банка данных выделяются две основные части. Это базы данных и система управления базами данных (СУБД). Последняя определяется следующим образом СУБД — это набор модулей, который не привязан к конкретному набору прикладных программ или файлов способствует обращению к данным по имени, а не по их физическим адресам способствует выполнению таких операций над данными, как определение, хранение, ведение и выборка способствует выражению логических взаимосвязей между элементами данных [37]. СУБД обеспечивает все обмены информацией между подсистемами и базами данных, а также между терминалами и базами данных. Она должна обеспечивать мультизадачную работу на общих базах данных без нарушения достоверности данных, иметь средства защиты данных от несанкционированного доступа, поддерживать сложные структуры данных. [c.113] Каждой базе данных ставится в соответствие некоторая структура, отражающая логические взаимосвязи между данными и являющаяся, по существу, их описанием. Описание обычно, кроме логических взаимосвязей данных, содержит и описание некоторых характеристик (например, название, систему счисления и т. д.). Таким образом, база данных логически распадается на две части описание данных и собственно данные. Изложенные концепции являются общепринятыми и прослеживаются во всех известных банках данных. Большее разнообразие наблюдается при отображении логической организации баз данных на физическую память. Это разнообразие обусловлено спецификой данных, а также возможностями принятого языка программирования. Более подробно эти вопросы будут изложены в гл. 5. [c.114] Применительно к задачам химической технологии все данные обычно подразделяются на несколько баз данных, основными из которых являются базы Физико-химические, термодинамические и теплофизические свойства компонентов и смесей , Оборудование и Технологические решения . Очевидно, состав данных в базе определяется уровнем задач, решаемых САПР. По мере расширения функций САПР в соответствующие базы могут добавляться и необходимые данные. Формирование баз данных является одной из ответственных задач, поскольку необходимо не только определить состав базы, но и выработать однозначную терминологию, согласованную с пользователями. Помимо этого, к базам предъявляются определенные требования, исходя из которых формируются способы представления информации, обеспечивается их достоверность. [c.114] База данных Физико-химические свойства обычно содержит свойства чистых компонентов, представляемые константами или функциями, которые могут храниться в виде коэффициентов аппроксимирующих зависимостей или в виде таблиц. Представление данных в виде коэффициентов более удобно исходя из объема занимаемой памяти и оперативности выборки, но требует предварительной их обработки. Специфическими требованиями к данным -ЭТОЙ базы являются следующие. [c.114] Свойства, не зависящие от температуры, давления и состава, должны храниться в виде отдельных величин (например, молекулярный вес, критические параметры, энергия межмолекулярного взаимодействия и т. д.). [c.114] Желательно иметь отдельные свойства для определенных, например нормальных, условий (температуру кипения, теплоту испарения и т. д.). [c.115] Для функциональных зависимостей должен быть указан интервал определения параметров (интервал достоверности аппроксимации), поскольку экстраполяция зависимости за область определения параметров приводит к заведомо неверным значениям параметра. [c.115] Для каждого данного необходимо иметь ссылку на источник (литературные данные, эксперимент, расчет). [c.115] Для каждого данного необходимо хранить величину погрешности его определения. [c.115] База должна быть заполнена полностью свойства, которые отсутствуют в литературе, должны определяться экспериментально или рассчитываться в процессе заполнения базы. [c.115] Помимо перечисленных, база должна обладать специфическими атрибутами. Прежде всего каждый компонент должен однозначно идентифицироваться. Для этого помимо распространенного названия вещества необходимо иметь его синонимы. С учетом этих требований структура данных в базе может быть представлена в виде, приведенном на рис. 4.8. [c.115] Одной из важнейших баз при расчете массообменных процессов является база параметров уравнений для описания неидеальности фаз в соответствии с уравнениями (4.23), (4.24), (4.26). Это параметры giJ — gJJ), (gJi — g i) — для уравнения Вильсона (XiJ — kJJ), (Хл — Хц), г — для уравнения НРТЛ вириальные коэффициенты — для расчета коэффициента летучести. [c.115] В простейшем случае работа с базой данных Технологические решения может быть легко организована в режиме диалога, когда ло соответствующим признакам выбирается нужная схема вместе с описанием ее основных характеристик. Такой режим работы легко организуется с использованием дисплейной техники. [c.117] Вернуться к основной статье