Технологическое проектирование алгоритмы

Основой методов оптимизации химико-технологических процессов служит достаточно подготовленный сейчас математический аппарат, средством реализации которого являются электронные вычислительные машины. На современном этапе важнейшая задача химической технологии заключается в составлении и использовании двух алгоритмов оптимального проектирования процесса и оптимального управления данным процессом. [c.9]

В книге подробно описана методология автоматизированного-решения задач технологического конструкционного проектирования химических производств. Однако следует отметить, что из-за) ограниченности объема издания не освещены некоторые методы автоматизированного технологического проектирования, а также алгоритмы решения задач конструкционного проектирования и методы создания систем управления технологическими процессами химических производств. Упомянутые методы представляют собой самостоятельные разделы теории автоматизированного проектирования и будут в дальнейшем подробно рассмотрены авторами. [c.9]

Так, например, ФАП-КФ (формализованный аппарат геометрического моделирования на основе компилятора с языка фортран) относится к программным средствам геометрического моделирования й автоматизации игр и представляет собой пакет программ на языке фортран. Пакет организован так, что по отношению к пользователю ФАП-КФ выступает в виде самостоятельного геометрически-ориентированного языка, являющегося расширением языка фортран геометрическими переменными (линиями, поверхностями первого и второго порядка) и операциями. Он может быть использован в качестве языка программирования при создании геометрических блоков систем автоматического конструирования и технологического проектирования, при разработке алгоритмов и программ решения сложных геометрических задач, а также в ряде других задач, которые могут быть решены геометрическим моделированием. [c.240]

Кроме вышеупомянутых, при построении оптимальных схем разделения можно принципиально использовать и так называемый модульный метод синтеза химико-технологических систем [17—23], на основании которого созданы используемые в практике проектирования химико-технологических процессов алгоритмы, реализованные в виде систем программ для ЭВМ. [c.29]

Структуру системы автоматизированного проектирования рассмотрим ма примере САПР фильтровального оборудования. Последняя состоит из объектных, и инвариантных подсистем (рис. 2.3). Подсистемы САПР имеют методическое обеспечение, т. е. соответствующие математические модели н алгоритмы функционирования подсистем, программное (комплексы или пакеты прикладных программ), техническое (ЭВМ), информационное (базы технологических, конструкционных, механических и других характеристик оборудования, перерабатываемых и конструкционных материалов и пр.), организационное (инструкции по эксплуатации). Инвариантные подсистемы САПР различных объектов имеют ряд программ общего обеспечения, что позволяет универсально использовать труд разработчиков САПР. [c.39]

Иногда физико-химические данные о технологических процессах настолько неточны, что создание точных модулей вообще не имеет смысла. Модули, которые часто используются при проектировании различных ХТС, должны быть построены таким образом, чтобы для вычислительных операций при их расчете требовалась минимальное машинное время. Для этой цели необходимо использовать алгоритмы оптимизации стратегии решения символических математических моделей ХТС, основанные на применении двудольных информационных графов. [c.60]

Третий этап декомпозиционно-топологического метода состоит в определении технологической схемы, которая соответствует минимуму приведенных затрат, путем решения полученных граничных задач проектирования. Некоторое оптимальное решение одной из граничных задач, отвечающее условию (VI,26), будет определять оптимальный вариант искомой технологической схемы тепловой системы. Алгоритм решения полученных граничных задач показан на рис. 1-13. [c.262]

Критерий эффективности (КЭ) объекта — это числовой показатель, которым оценивают степень приспособления объекта к выполнению поставленных перед ним задач. КЭ широко используют для оценки качества функционирования объекта в каждом работоспособном состоянии и сравнительной оценки альтернативных вариантов при проектировании объектов, для определения оптимальных параметров технологических режимов, для сравнительной оценки алгоритмов управления процессом функционирования объектов и т. д. [c.34]

Стратегия системного анализа при исследовании процессов и систем заключается в проведении фундаментальных поисковых работ на всех уровнях иерархии, установлении причинно-след-ственных связей между явлениями и процессами, которые будут положены в основу алгоритмов научных исследований, проектных разработок. Непрерывные технологические процессы слишком сложны, чтобы можно было использовать при проектировании их упрош,енное математическое описание. [c.5]

Готовя монографию, авторы преследовали две равнозначные цели. Во-первых, ее содержание должно служить исходным материалом для специалистов, занятых системным анализом процесса проектирования, созданием на его основе теоретических предпосылок комплексной автоматизации проектных работ, практической реализацией алгоритмов принятия оптимальных проектных решений при расчете отдельных процессов и установок, автоматизацией изготовления проектной документации. Во-вто-рых, это попытка сбора и систематизации сведений о современной организации разработки технологической и других частей проекта химического производства (механической, строительной, электротехнической и т. д.), о рациональных внутренних связях между проектировщиками разных специальностей, о методологических подходах к созданию САПР, обеспечивающих требования технологии, строительства, информационного обеспечения. [c.5]

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]

При математической формулировке задачи в первую очередь выделяется совокупность параметров состояния синтезируемой системы, однозначно определяющих все остальные параметры системы и ее элементов, в том числе и критерия оптимальности. Формулирование задачи, очевидно, проводится с ориентацией на определенный алгоритм синтеза, в связи с чем принимаются и соответствующие ограничения. Технологические схемы теплообменных систем могут отличаться типом функциональных элементов, т. е. теплообменных аппаратов (вектор Т), конструкционными характеристиками элементов (вектор К) и схемой соединения элементов (множество структур С). Часть параметров состояния при проектировании обычно определяется техническим заданием (например, группа типов теплообменников Т) или регламентируется действующими стандартами на теплообменное оборудование (вектор К). К независимым параметрам состояния теплообменной системы также относится вектор параметров исходных технологических потоков (X). Что касается параметров выходных потоков (вектор У), то для них обычно задается совокупность [c.453]

Начиная с 1965 г., многие разделы книги читаются авторами в лекционных курсах Математическое моделирование процессов химической технологии для студентов технологических специальностей, Математическое моделирование и оптимизация процессов химической технологии для студентов, специализирующихся в химической кибернетике в Казанском химико-технологическом институте им. С. М. Кирова, в курсе Автоматизация химических производств , в Московском и Тамбовском институтах химического машиностроения для студентов, специализирующихся в автоматизации химических производств. Учитывая ограниченный объем книги, авторы сознательно не прибегали к детальному изложению всех полученных результатов. Так, не рассматриваются вопросы идентификации математических моделей [60, 72], алгоритмы обработки результатов промышленных экспериментов [53, 72], связь оптимального проектирования (с учетом динамических свойств объектов) и задач управления [73], вопросы динамической оптимизации [68]. [c.8]

Известные алгоритмы синтеза теплообменных систем отличаются большим разнообразием. Итак, все перечисленные подходы к синтезу технологических схем реализованы применительно к теплообменным системам. Имея, по существу, одинаковыми исходные данные на проектирование и конечную цель, алгоритмы синтеза различаются способами формирования структуры системы и ее модификации. В соответствии с этим все алгоритмы можно разделить на две группы — с последовательной и одновременной генерацией топологии системы, т. е. при отсутствии или наличии исходной топологии [1]. Хотя такая классификация и не является абсолютной (многие методы обладают признаками обоих подходов), все же она дает возможность делать некоторые обобщения. [c.457]

Разработанный на основе анализа топологических свойств циклических потоковых графов алгоритм расчета материальных и тепловых балансов ХТС формализует процесс составления и определения оптимальной стратегии решения систем уравнений балансов и создает объективные предпосылки для автоматизации выполнения указанных операций с помощью ЭВМ при анализе химико-технологической системы на стадиях проектирования и эксплуатации. Наряду с этим предложенный алгоритм позволяет находить точки оптимального размещения контрольно-измерительных приборов для контроля за технологическими потоками ХТС и непрерывно получать информацию о неизмеряемых с точки зрения оперативного контроля значениях технологических потоков системы с целью повышения качества управления технологическими процессами. [c.219]

Порядок расположения /-узлов в информационном графе противоположен порядку вычеркивания этих узлов из соответствующего неориентированного ДИГ системы уравнений ХТС. Если в результате преобразований исходного ДИГ по алгоритму (см. рис. У-25) вычеркиваются не все /-узлы, то, значит, в информационном графе системы уравнений имеются замкнутые контуры, и данный выбранный набор свободных переменных обусловливает необходимость решения совместно замкнутой системы уравнений. Полученный по алгоритму набор свободных ИП должен соответствовать требованиям технического задания на проектирование ХТС и технологическим условиям функционирования системы. [c.258]

Математическое обеспечение - это теории, методы, математические модели, алгоритмы и программы проектирования. Математическое обеспечение системы разделяют на общее и специальное. К общему математическому обеспечению относятся алгоритмические языки и автокоды, машинный язык ЭВМ, трансляторы алгоритмических языков (программы-проводники), при помощи которых запись на алгоритмическом языке может быть переработана в машинную программу, набор стандартных программ. Специальное математическое обеспечение включает программы-трансляторы для перевода с внешнего описания объекта на внутренний, программы управления и стыковки подсистем технологической подготовки производства, управляющие программы подсистем и программы решения конкретных технологических задач. [c.187]

В отличие от предыдущих глав в данной части книги предпринята попытка показать методы формализации и переработки качественной информации в процессе принятия решений в нечетко определенных ситуациях при проектировании и управлении хими-ко-технологическими производствами в целом. Рассматриваемые методы ориентированы на машинную обработку. При этом формализация и последующая переработка качественной информации выполняются методом нечетких множеств. Разработанные алгоритмы решения задач принятия решений в нечетко определенных ситуациях предназначены для обеспечения диалогового режима работы ЛПР с ЭВМ. [c.238]

Первая глава посвящена математической постановке задачи проектирования поверхностных теплообменников-конденсаторов как задачи оптимизации при наличии ограничений. В ней приводится классификация теплообменников-конденсаторов химико-технологических процессов, формируются векторы оптимизируемых параметров при проектировании различных типов аппаратов, обсуждается возможность использования для целей проектирования различных технико-экономических критериев. В заключение рассматривается алгоритм функционирования системы оптимального проектирования теплообменников-конден-саторов и возможные пути его реализации. [c.5]

Примерная структура САПР технологического проектирования приведена на рис. 2.2. Ее основу составляют банк данных (БД) — информационное обеспечение, содержащее данные о свойствах перерабатываемых и получаемых веществ, параметрах оборудования и схем, экономические и технико-экономические показатели последних, информационно-справочные данные и т. д. пакеты прикладных программ (ППП) общего и специали-зпрованного назначения (алгоритмы решения задач оптимизации, модели аппаратов и технологических схем) алгоритмы синтеза технологических схем алгоритмы конструкционного расчета и выбора оборудования, размещения оборудования алгоритмы синтеза систем управления. Организационно САПР технологического проектирования состоит из ряда взаимосвязанных подсистем, принципы разработки, структура и состав которой подробно изложены во второй части книги. [c.44]

Холоднов В. A., Петрик Т. Ф., Сидоров В. А. Алгоритмы и программы для структурного анализа замкнутых ХТС. Методические указания к лабораторным работам по курсу Автоматизированное технологическое проектирование . Л. ЛТИ им. Ленсовета, 1980. 27 с. [c.405]

Размещение шплуатациоиных скватин на площади газоносности является ватной задачей технологического проектирования разработки газовых месторождений и эксплуатации ПХГ. Предложен метод оптимизации размещения эксплуатационных скважин с использованием двухмерной модели однофазной фильтрации газа (газовый режим), для которого разработаны соответствующие алгоритмы и программы для ЭВМ. [c.44]

Вершиной инженерной деятельности является проектирование в смысле создания принципиально новых технологических решений. Проектирование включает в себя три основных этапа синтез, анализ и оценку. Для успешного решения этих задач применительно к процессам ректификации нефтяны ( смесей необходимы надежные методы и алгоритмы расчета. [c.8]

Книга посвящена проблеме оптимизации, имико-технологических процессов, возникающей при проектировании новых процессов и интенсификации действующих производств, а также при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). Б ней рассматриваются основные этапы этой задачи (расчет стационарных режимов химико-технологических систем, методы безусловной минимизации, алгоритмы учета ограничений), приводятся многочисленные примеры использования описанных методов при решении тестовых и реальных задач оптимизации химико-технологиче-ских процессов. Большое внимание уделено проблеме синтеза хнмико-технологических систем — новому и быстро развивающемуся разделу теории математического моделирования. [c.2]

Задача выбора оптимального варианта решалась на базе СКДИ ADAR с использованием алгоритма оптимизации с учетом факторов неопределенности [31, 32]. Как уже упоминалось, СКДИ ADAR является многоцелевым программным комплексом интеллектуального типа, предоставляющим исследователю достаточно широкие возможности. При решении задачи использовались все основные прикладные подсистемы СКДИ 1) база данных по физико-химическим свойствам индивидуальных веществ и их смесей (БФХС) 2) база данных по моделирующим блокам (БМВ) 3) автоматизированная подсистема подготовки исходной информации 4) подсистемы технологического и 5) конструкционного проектирования. [c.275]

В книге рассмотрены общие принципы построения и аппаратурной реализации автоматизированных систем проектирования объектов химической промышленности. Предложена общая стратегия применения метода математического моделирования для решения задач проектирования и эксплуатации химических производств, приведены математи,-ческие модели типовых процессов химической технологии как основъ автоматизированного проектирования подробно изложены принципы, методы и алгоритмы синтеза оптимальных технологических схем химических производств, приведены примеры проектирования крупнотон нажных агрегатов с использованием ЭВМ. [c.4]

Критерий эффективности ХТС — это числовая функциональная характеристика системы, оценивающая степень приспособления ХТС к выполнению поставленных перед нею задач. Кр Итерии эффективности широко- используют для сравнительной оценки альтернативных вариантов ХТС при проектировании объектов х,имиче-ской промышленности для определения оптимальных параметров элементов и технологических режимов ХТС для сравнительной оценки алгоритмов управления процессом функционирования ХТС и т. д. [c.29]

ХТС — определение параметров фнзнко-химических свойств технологических потоков и характеристик равновесия /3 — разработка приближенных или простых математических моделей элементов 14 — выбор параметров элементов 15 — разработка априорной математической модели ХТС 16 — выделение элементов, изменение параметров которых оказы вает наибольшее влияние на чувствительность ХТС — определение материально-тепловых нагрузок на элементы (расчет матернально-тепловых балансов) 18 — компоновка производства и размещение оборудования 19 — разработка более точных стационарных и динамических моделей элементов 20 — уточнение значений параметров элементов 2/— информационная модель ХТС 22 — математическая модель для исследования надежности и случайных процессов функционирования ХТС 25 — математическая модель динамических режимов функционирования ХТС 24 — математическая модель стационарных режимов функционирования ХТС 25 —значение характеристик помехозащищенности 25 — значение характеристик надежности 27 — значение характеристик наблюдаемости 28 — значение-характеристик управляемости 29 — исследование гидравлических режимов технологических потоков ХТ(3 30 —значение характеристик устойчивости 37 —значение характеристик ин-терэктности 32—значение характеристик чувствительности 33 —значение критерия эффективности ХТС 34 — оптимизация ХТС 35 — алгоритмы для АСУ ХТС 36 —параметры технологического режима 37 — параметры насосов, компрессоров и другого вспомогательного-оборудования Зв —параметры элементов ХТС 39 — технологическая топология ХТС 40 — выдача заданий на конструкционное проектирование объекта химической промышлен ностп. [c.55]

Вероятностно-статистический метод оптимизации проектных решений для значений конструкционных и технологических параметров элементов (аппаратов) ХТС, когда некоторые параметры математических моделей элементов представляют собой случайные величины, изложен в статьях [226, 245]. На основе вороятностно-статистического метода предложен алгоритм оптимизации проектной надежности теплоотменного аппарата (ТА), позволяющий определить оптимальную величину запаса для поверхности теплообмена на стадии проектирования при любых значениях коэффициента теплопередачи внутри некоторой области его стохастического изменения и при соблюдении заданных ограничений на технологические и (или) технико-экономические параметры ТА [246]. При проектировании ТА в условиях неопределенности исходной информации необходимо учитывать следующие факторы (см. раздел 4.8.4), влияющие на значения коэффициента теплопередачи ТА 1) изменения расходов содержания примесей, температур и параметров физических свойств потоков в трубном и межтрубном пространствах, температур стенки и температурного профиля поверхности теп- [c.236]

Оптимальный алгоритм решения системы уравнений математической модели ХТС определяется таким удачным выбором наборов свободных информационных переменных ХТС и выходных неременных системы уравнений, который соответствует заданным технологическим условиям функционирования ХТС и требованиям технического задания на проектирование. Кроме того, этот удачный выбор обеспечивает оптимальную стратегию решения системы уравнений путем декомпозиции ее па несколько строго соподчиненных подсистем уравнений, среди которых имеются совместно замкнутые подсистемы, содержаш ие минимальное число взаимосвязанных уравнений. [c.75]

Возросший уровень требований к расчету и проектированию современного промышленного оборудования, интенсивное развитие вычислительной техники и расширение областей ее применения оказывают существенное влияниеч вадачи математического моделирования в химии и химической технологии они становятся намного сложнее, а их решение требует введения новых понятий, методов и средств реализации. Изменяется и сам подход к решению практических задач математического моделирования. Если раньше исследователь ставил задачу исходя из физико-хи-мической сущности технологического процесса, а затем предоставлял ее решение математику-вычислителю, то теперь традиционное разделение труда инженера-исследователя и математи-ка-вычислителя меняет свой характер, приобретая качественно новые формы. Последнее связано с тем, что построение расчетной модели технологического процесса настолько тесно переплетается с разработкой вычислительного алгоритма, что отделить эти стадии друг от друга зачастую невозможно. [c.3]

В настоящее время практически все процессы фракционирования проектируются на основе алгоритмов, моделирующих стационарные режимы. При этом не учитываются динамические характеристики объекта проектирования. В то же время из опыта эксштуатации фракщюнируг-ощего оборудования известно, что практически непрерывно изменяются те или иные входные технологические параметры и выход на стационарный режим или приближение к нему требует определённого времени. В течение этого периода вырабатывается продукция, о качестве и количестве которой можно только догадываться. Какова же динамика процесса фракционирования, как долго идёт установление стационарного режима, какие изменения терпят продукты переработки, как контролировать и управлять этими явлениями Обозначенные и многие другие вопросы малоизучены применительно к процессам фракционирования. На наш взгляд, анализ динамических характеристик фракционирующего оборудования заслуживает более глубокого изучения. [c.15]

Книга посвящена одному из важнейших разделов общей теории математического моделирования химико-технологи-ческих процессов — проблеме их оптимизации. В книге дается характеристика основных задач оптимизации, возни-каюищх при проектировании новых процессов и интенсификации действующих производств, при разработке автоматизированных систем управления химико-технологическими процессами (АСУТП), и излагается ряд поисковых алгоритмов решения этих задач. Приведены решения задач оптимизации конкретных процессов. [c.4]

Большая вариантность технологических процессов, высокая стоимость машинного времени, сложность алгоритмов проектирования определяют в настоящее время два основных направления сокращения вариантности технологических процессов первое — унификация технологических решений второе — организация диалога человека и ЭВМ при осуществлении направленного поиска оптимального варианта. Данные мероприятия способствуют повышению ффективности использования ЭВМ при проектировании технологических процессов. [c.158]

На конечные свойства горячештампованных днищ, применяемых при изготовлении нефтегазохимических аппаратов, оказывает влияние множество факторов, из которых к числу наиболее существенных относятся параметры термического цикла штамповки. Установление закономерностей изменения температурных полей системы заготовка-штамповая оснастка является важным условием при проектировании оптимального технологического процесса изготовления днищ или совершенствовании существующего. Имеются экспериментальные и расчетные методы исследования температурных полей в термических процессах. Экспериментальные методы применяются, чаще всего, для проверки результатов расчета температурных полей. Расчетные методы подразделяются на аналитические и численные. Первые, применимы, в основном, для простых тепловых расчетов, в которых учитывается небольшое количество факторов [1]. Для сложных тепловых процессов решения можно получить только с помощью численных методов с применением ЭВМ. К числу таких методов относится метод конечных разностей [2], который получил широкое распространение в связи с появлением мощных компьютеров. Он характеризуется относительной простотой получения базовых уравнений и реализации алгоритма решения на ЭВМ. [c.280]

Для проектирования оптимальных ТС, которые являются важной функциональной подсистемой крупнотоннажных ХТС переработки нефти и нефтепродуктов, в последние 10 лет разработаны принципы и методы автоматизированного синтеза [7-18]. Однако разработанные на основе применения этих методов оптимальные ТС имеют недостаточно высокие показатели надежности и, несмотря на относительно высокую степень рекуперации тепла, не позволяют достаточно эффективно использовать вторичные энеproресурсы технологических потоков. Разработанные до настоящего времени методы и алгоритмы синтеза оптимальных ТС,при реализации операций генерации фрагментов схем ТС недостаточно широко используют разнообразные технологические и термодинамические способы повышения эффективности процессов теплообмена. Поэтому полученные с применением этих методов оптимальные ТС допускают значительные эксергетические потери. Кроме тою, не все разработанные методы синтеза ТС поз-т-.ляют использовать в синтезированных схемах унифицированные [c.7]

Автоматизированное проектирование теплообменных систем (ТС) химико-технологических систем (ХТС) переработки нефти и нефтепродуктов предполагает разработку и использование эффективных алгоритмов автоматизированного синтеза ТС С1, 2, 3].Для решения задачи синтеза ТС разработано много различных алгоритмов, которые используют целый ряд упрощающих допущений и поэтом1% в подавляющем большинстве своем, не позволяют определить глобально оптимальную ТС. Основные из этих допущений следующие [c.62]

При отсутствии оператора разделение , т. е. при К=0, Гх=1, получаем тривиальное выражение G = viXi. Использование типовых технологических операторов при анализе и расчете материальных или энергетических балансов для подсистем БТС в условиях стационарного режима их работы позволяет формализовать и автоматизировать с помощью ЭВМ процесс проектирования БТС. Применяемые при этом математические модели подсистем основываются на модулях типовых операторов, составляющих данную систему. В то же время многомерность, высокая степень взаимосвязи и параметрического взаимовлияния элементов в сложных БТС затрудняют применение операторного метода. В этих условиях становится эффективным использование методов расчета БТС, предусматривающих применение потоковых, структурных, информационных и сигнальных графов [13]. Прн этом графы, отражая технологическую топологию и функциональные связи в системе, позволяют разрабатывать алгоритм расчета на ЭВМ многомерных систем и решать задачи анализа и оптимизации сложных БТС, которые связаны в основном с рассмотрением [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология