基于CAPE-OPEN污水生化處理過程的模擬.pdf

1、過程仿真器是用于模擬實際過程工業(yè)中生產(chǎn)設(shè)備模型的工具.對于設(shè)計新的工藝流程和預(yù)測實際流程的動態(tài)過程,過程仿真器也是一個很重要的工具.它使企業(yè)在越來越短的創(chuàng)新周期里具有很強的市場競爭力.快速、準(zhǔn)確、高效的過程建模對于化工及相關(guān)過程的合成、設(shè)計、監(jiān)控、優(yōu)化等越來越重要.不同的仿真器具有不同的優(yōu)點,因此為了從一個具體的問題中得到最佳的效果,需要訪問多個軟件供應(yīng)商提供的仿真軟件.實際上,開放的仿真環(huán)境應(yīng)該使主要的程序模塊具有互用性,使其應(yīng)用起來

2、更靈活.為了克服仿真軟件在互用性、重用性和創(chuàng)新性上的瓶頸,歐盟發(fā)起了CAPE-OPEN工程.CAPE-OPEN工程的目的在于開發(fā)、測試、說明和公布有關(guān)過程仿真軟件標(biāo)準(zhǔn)接口的信息.其主要目標(biāo)是使不同的軟件開發(fā)商提供的仿真組件可以互用.CAPE-OPEN仿真器主要由四部分組件組成:仿真執(zhí)行器、單元操作組件、物性數(shù)據(jù)庫和數(shù)值解題器.仿真執(zhí)行器為具有以下功能的組件:在計算機操作系統(tǒng)中安裝和注冊組件;管理用戶與人機界面的交互動作;訪問和存儲數(shù)據(jù);

3、對關(guān)于仿真計算的報告進(jìn)行發(fā)布和分析.仿真執(zhí)行器為仿真軟件的用戶和其他組件提供了運行環(huán)境.單元操作組件描述了過程工業(yè)中的具體操作單元,實現(xiàn)了對具體操作單元靜態(tài)屬性的設(shè)定與查詢和動態(tài)行為的模擬,并在仿真過程中發(fā)揮重要作用.物性數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了過程工業(yè)中關(guān)于物料熱力學(xué)和物理特性的查詢、估算和調(diào)用等功能,為單元操作組件和數(shù)值解題器提供服務(wù).它在整個過程仿真器中占有重要的位置.數(shù)值解題器實現(xiàn)了求解描述單元操作或整個流程圖方程組的數(shù)值方法.該文還將CA

4、PE-OPEN仿真軟件應(yīng)用于污水生化處理過程中.污水處理過程是流量和負(fù)載強烈波動的非線性系統(tǒng),并且污水的組分也不確定.在對污水生化處理過程的仿真中,對國際水質(zhì)量協(xié)會提出的Benchmark問題進(jìn)行了仿真驗證,數(shù)值計算結(jié)果與專家組所給評測數(shù)據(jù)基本一致,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo).另外,CAPE-OPEN軟件在精餾塔模型、閉環(huán)控制系統(tǒng)、單擺動態(tài)系統(tǒng)和線性代數(shù)方程組等對象中也得到了良好的應(yīng)用.隨著CAPE-OPEN標(biāo)準(zhǔn)的推廣,軟件開發(fā)商將關(guān)注于具有標(biāo)準(zhǔn)