设计规定分析工具开发与应用
这是一篇关于设计规定,非线性方程组求解,拟牛顿法,算法评价,程序开发的论文, 主要内容为设计规定是指对具体设计的技术要求,是设计工作的基本准则。一般包括总体目标、功能、技术指标和限制条件等方面的技术描述。在化工领域,设计规定通常用以规定产品纯度、设备负荷和单元消耗等指标,反映出生产的效率和经济性。化工流程模拟中,通过启用设计规定功能设置合理的流程参数和操作条件,可以保证流程的安全性、控制产品质量、提高生产效率和优化设计,从而为企业带来更多的价值和利润。本文建立了设计规定调节变量和目标变量的数学模型,并根据设计规定个数,将设计规定分为单变量设计规定和多变量设计规定,使用多种算法进行求解。单变量设计规定采用二分法、牛顿法、割线法和Brent法求解,多变量设计规定采用Broyden法、MBLM法、MQNM法和NMNM法进行求解,并使用近似范数下降线搜索实现算法全局化,同时在计算中使用重启技术和投影技术。使用10个非线性方程对二分法、牛顿法、割线法和Brent法进行测试,综合考虑计算成功率和计算速度,将割线法作为求解单变量设计规定的默认方法;使用15个非线性方程组对Broyden法、MBLM法、MQNM法和NMNM法进行测试,结果表明:当设计规定的初值较为精确时,MBLM法的计算效率最佳,否则使用Broyden法计算效率最佳。为提高设计规定的求解速度和计算成功率,从设计规定初始化、求解算法和计算过程三个方面对设计规定计算进行优化。对塔内设计规定和全流程设计规定分别提出计算初始化方式。其中,塔内设计规定初值由Group Method简捷塔模型提供,全流程设计规定初值由调节变量流程值和设定范围的线性组合提供;使用CGBM校正公式对MBLM法进行改进,提高设计规定计算速度和成功率;对全流程设计规定计算过程进行优化,通过判断调节变量和目标变量模块位置避免无关计算;同时,增加嵌套求解顺序,用以降低设计规定方程维数;当设计规定问题的目标变量位于撕裂流股中时,通过合并设计规定方程和撕裂流股方程,提高计算速度。使用C++编程语言开发出支持CAPE-OPEN标准的设计规定分析工具,将其应用于四套实际工业装置对提出的改进手段进行测试。测试结果表明:在满足设计规定精度要求的前提下,优化设计规定计算节点可使乙苯分离装置牛顿法的计算效率提高1084.07%;使用全流程设计规定初始化可使气分装置的设计规定计算成功率由0%提高至100%,使用精馏塔设计规定初始化可使气分装置MBLM法迭代次数降低68.52%,计算时间减少61.68%;同时,气分装置中改进MBLM法的计算效率比原始方法提高575%,计算用时减少78.55%;与顺序求解相比,使用嵌套求解可使芳烃装置的设计规定计算用时减少降低38.09%;对含撕裂流股的设计规定问题进行优化使得加氢重整装置中Broyden法的计算时间减少3.41%。本文开发的设计规定分析工具可快速、准确地求解化工流程模拟中的设计规定问题,控制流程指标,提高设计效率,具有重要的实际应用价值。同时,设计规定分析工具采用动态链接库技术,并支持CAPE-OPEN标准,兼容性强,维护简单,便于升级。
设计规定分析工具开发与应用
这是一篇关于设计规定,非线性方程组求解,拟牛顿法,算法评价,程序开发的论文, 主要内容为设计规定是指对具体设计的技术要求,是设计工作的基本准则。一般包括总体目标、功能、技术指标和限制条件等方面的技术描述。在化工领域,设计规定通常用以规定产品纯度、设备负荷和单元消耗等指标,反映出生产的效率和经济性。化工流程模拟中,通过启用设计规定功能设置合理的流程参数和操作条件,可以保证流程的安全性、控制产品质量、提高生产效率和优化设计,从而为企业带来更多的价值和利润。本文建立了设计规定调节变量和目标变量的数学模型,并根据设计规定个数,将设计规定分为单变量设计规定和多变量设计规定,使用多种算法进行求解。单变量设计规定采用二分法、牛顿法、割线法和Brent法求解,多变量设计规定采用Broyden法、MBLM法、MQNM法和NMNM法进行求解,并使用近似范数下降线搜索实现算法全局化,同时在计算中使用重启技术和投影技术。使用10个非线性方程对二分法、牛顿法、割线法和Brent法进行测试,综合考虑计算成功率和计算速度,将割线法作为求解单变量设计规定的默认方法;使用15个非线性方程组对Broyden法、MBLM法、MQNM法和NMNM法进行测试,结果表明:当设计规定的初值较为精确时,MBLM法的计算效率最佳,否则使用Broyden法计算效率最佳。为提高设计规定的求解速度和计算成功率,从设计规定初始化、求解算法和计算过程三个方面对设计规定计算进行优化。对塔内设计规定和全流程设计规定分别提出计算初始化方式。其中,塔内设计规定初值由Group Method简捷塔模型提供,全流程设计规定初值由调节变量流程值和设定范围的线性组合提供;使用CGBM校正公式对MBLM法进行改进,提高设计规定计算速度和成功率;对全流程设计规定计算过程进行优化,通过判断调节变量和目标变量模块位置避免无关计算;同时,增加嵌套求解顺序,用以降低设计规定方程维数;当设计规定问题的目标变量位于撕裂流股中时,通过合并设计规定方程和撕裂流股方程,提高计算速度。使用C++编程语言开发出支持CAPE-OPEN标准的设计规定分析工具,将其应用于四套实际工业装置对提出的改进手段进行测试。测试结果表明:在满足设计规定精度要求的前提下,优化设计规定计算节点可使乙苯分离装置牛顿法的计算效率提高1084.07%;使用全流程设计规定初始化可使气分装置的设计规定计算成功率由0%提高至100%,使用精馏塔设计规定初始化可使气分装置MBLM法迭代次数降低68.52%,计算时间减少61.68%;同时,气分装置中改进MBLM法的计算效率比原始方法提高575%,计算用时减少78.55%;与顺序求解相比,使用嵌套求解可使芳烃装置的设计规定计算用时减少降低38.09%;对含撕裂流股的设计规定问题进行优化使得加氢重整装置中Broyden法的计算时间减少3.41%。本文开发的设计规定分析工具可快速、准确地求解化工流程模拟中的设计规定问题,控制流程指标,提高设计效率,具有重要的实际应用价值。同时,设计规定分析工具采用动态链接库技术,并支持CAPE-OPEN标准,兼容性强,维护简单,便于升级。
设计规定分析工具开发与应用
这是一篇关于设计规定,非线性方程组求解,拟牛顿法,算法评价,程序开发的论文, 主要内容为设计规定是指对具体设计的技术要求,是设计工作的基本准则。一般包括总体目标、功能、技术指标和限制条件等方面的技术描述。在化工领域,设计规定通常用以规定产品纯度、设备负荷和单元消耗等指标,反映出生产的效率和经济性。化工流程模拟中,通过启用设计规定功能设置合理的流程参数和操作条件,可以保证流程的安全性、控制产品质量、提高生产效率和优化设计,从而为企业带来更多的价值和利润。本文建立了设计规定调节变量和目标变量的数学模型,并根据设计规定个数,将设计规定分为单变量设计规定和多变量设计规定,使用多种算法进行求解。单变量设计规定采用二分法、牛顿法、割线法和Brent法求解,多变量设计规定采用Broyden法、MBLM法、MQNM法和NMNM法进行求解,并使用近似范数下降线搜索实现算法全局化,同时在计算中使用重启技术和投影技术。使用10个非线性方程对二分法、牛顿法、割线法和Brent法进行测试,综合考虑计算成功率和计算速度,将割线法作为求解单变量设计规定的默认方法;使用15个非线性方程组对Broyden法、MBLM法、MQNM法和NMNM法进行测试,结果表明:当设计规定的初值较为精确时,MBLM法的计算效率最佳,否则使用Broyden法计算效率最佳。为提高设计规定的求解速度和计算成功率,从设计规定初始化、求解算法和计算过程三个方面对设计规定计算进行优化。对塔内设计规定和全流程设计规定分别提出计算初始化方式。其中,塔内设计规定初值由Group Method简捷塔模型提供,全流程设计规定初值由调节变量流程值和设定范围的线性组合提供;使用CGBM校正公式对MBLM法进行改进,提高设计规定计算速度和成功率;对全流程设计规定计算过程进行优化,通过判断调节变量和目标变量模块位置避免无关计算;同时,增加嵌套求解顺序,用以降低设计规定方程维数;当设计规定问题的目标变量位于撕裂流股中时,通过合并设计规定方程和撕裂流股方程,提高计算速度。使用C++编程语言开发出支持CAPE-OPEN标准的设计规定分析工具,将其应用于四套实际工业装置对提出的改进手段进行测试。测试结果表明:在满足设计规定精度要求的前提下,优化设计规定计算节点可使乙苯分离装置牛顿法的计算效率提高1084.07%;使用全流程设计规定初始化可使气分装置的设计规定计算成功率由0%提高至100%,使用精馏塔设计规定初始化可使气分装置MBLM法迭代次数降低68.52%,计算时间减少61.68%;同时,气分装置中改进MBLM法的计算效率比原始方法提高575%,计算用时减少78.55%;与顺序求解相比,使用嵌套求解可使芳烃装置的设计规定计算用时减少降低38.09%;对含撕裂流股的设计规定问题进行优化使得加氢重整装置中Broyden法的计算时间减少3.41%。本文开发的设计规定分析工具可快速、准确地求解化工流程模拟中的设计规定问题,控制流程指标,提高设计效率,具有重要的实际应用价值。同时,设计规定分析工具采用动态链接库技术,并支持CAPE-OPEN标准,兼容性强,维护简单,便于升级。
设计规定分析工具开发与应用
这是一篇关于设计规定,非线性方程组求解,拟牛顿法,算法评价,程序开发的论文, 主要内容为设计规定是指对具体设计的技术要求,是设计工作的基本准则。一般包括总体目标、功能、技术指标和限制条件等方面的技术描述。在化工领域,设计规定通常用以规定产品纯度、设备负荷和单元消耗等指标,反映出生产的效率和经济性。化工流程模拟中,通过启用设计规定功能设置合理的流程参数和操作条件,可以保证流程的安全性、控制产品质量、提高生产效率和优化设计,从而为企业带来更多的价值和利润。本文建立了设计规定调节变量和目标变量的数学模型,并根据设计规定个数,将设计规定分为单变量设计规定和多变量设计规定,使用多种算法进行求解。单变量设计规定采用二分法、牛顿法、割线法和Brent法求解,多变量设计规定采用Broyden法、MBLM法、MQNM法和NMNM法进行求解,并使用近似范数下降线搜索实现算法全局化,同时在计算中使用重启技术和投影技术。使用10个非线性方程对二分法、牛顿法、割线法和Brent法进行测试,综合考虑计算成功率和计算速度,将割线法作为求解单变量设计规定的默认方法;使用15个非线性方程组对Broyden法、MBLM法、MQNM法和NMNM法进行测试,结果表明:当设计规定的初值较为精确时,MBLM法的计算效率最佳,否则使用Broyden法计算效率最佳。为提高设计规定的求解速度和计算成功率,从设计规定初始化、求解算法和计算过程三个方面对设计规定计算进行优化。对塔内设计规定和全流程设计规定分别提出计算初始化方式。其中,塔内设计规定初值由Group Method简捷塔模型提供,全流程设计规定初值由调节变量流程值和设定范围的线性组合提供;使用CGBM校正公式对MBLM法进行改进,提高设计规定计算速度和成功率;对全流程设计规定计算过程进行优化,通过判断调节变量和目标变量模块位置避免无关计算;同时,增加嵌套求解顺序,用以降低设计规定方程维数;当设计规定问题的目标变量位于撕裂流股中时,通过合并设计规定方程和撕裂流股方程,提高计算速度。使用C++编程语言开发出支持CAPE-OPEN标准的设计规定分析工具,将其应用于四套实际工业装置对提出的改进手段进行测试。测试结果表明:在满足设计规定精度要求的前提下,优化设计规定计算节点可使乙苯分离装置牛顿法的计算效率提高1084.07%;使用全流程设计规定初始化可使气分装置的设计规定计算成功率由0%提高至100%,使用精馏塔设计规定初始化可使气分装置MBLM法迭代次数降低68.52%,计算时间减少61.68%;同时,气分装置中改进MBLM法的计算效率比原始方法提高575%,计算用时减少78.55%;与顺序求解相比,使用嵌套求解可使芳烃装置的设计规定计算用时减少降低38.09%;对含撕裂流股的设计规定问题进行优化使得加氢重整装置中Broyden法的计算时间减少3.41%。本文开发的设计规定分析工具可快速、准确地求解化工流程模拟中的设计规定问题,控制流程指标,提高设计效率,具有重要的实际应用价值。同时,设计规定分析工具采用动态链接库技术,并支持CAPE-OPEN标准,兼容性强,维护简单,便于升级。
顺序功能图的规范和在顺序控制系统中的应用研究
这是一篇关于顺序控制,顺序功能图,数字孪生,程序开发,人机交互界面的论文, 主要内容为2021年4月14日,工信部公布了《“十四五”智能制造发展规划》(征求意见稿),数字孪生(Digital twin)是实现物理工厂与虚拟工厂的交互融合从而实现《意见稿》中对企业实现数字化以及智能转型的最佳途径。顺序功能图(Sequential Function Chart,SFC)是描述顺序控制过程、功能和特性的一种图符语言。它作为顺序控制系统数字孪生的重要组成部分之一,在它的基础上能够进行各种基于数字化模型进行的各类仿真、分析、数据积累、挖掘,甚至能够应用人工智能,并且能确保数字孪生与现实物理系统的适用性。顺序功能图作为一种能够表述控制流程的方法,尚未得到充分的挖掘和推广。研究顺序功能图的规范及其在顺序控制系统的应用是促进数字孪生应用推广,智能制造创新发展的重要方向。这项研究以顺序功能图为主要研究对象,以Automation Studio软件为主要工具,以GBT 21654-2008《顺序功能表图用GRAFCET规范语言》为标准,以GBT 15969.3-2017可编程序控制器第3部分:编程语言-1＿SFC部分为参考,讨论了顺序功能图的使用规范,并探索将其应用到顺序控制系统的不同运行管理模式的实现方法,为创建顺序控制系统提供结构化指南。在规范顺序功能图设计的基础上,这项研究还设计了一种基于顺序功能图的机组自启停系统人机交互界面,该界面可以显示在顺序控制系统中正在运行的系统和执行的动作,满足机组级控制全面、灵活的运行模式,实现复位、终止、跳步、暂停等人工干预控制,并在操作后实时跟踪系统的运行变化。顺序功能图是设计结构化自动化控件的首选方法,它为如何轻松高效地构建智能制造项目带来了新的思考维度,它不但可帮助快速设计操作顺序,并可以在项目实施之前对其进行相关验证。它同时以补充项目文档的方式帮助工程师、客户和维护人员进一步了解设备运作流程。这项工作使得工程师能够快速实现设计控制系统的顺序功能图模型同时保证其控制特性,为顺序控制系统的应用和设计,探索新的途径。同时顺序功能图的规范和在顺序控制系统中的应用研究对企业数字化、智能制造转型有重大的促进作用,是探索实现智能转型的创新思路。
设计规定分析工具开发与应用
这是一篇关于设计规定,非线性方程组求解,拟牛顿法,算法评价,程序开发的论文, 主要内容为设计规定是指对具体设计的技术要求,是设计工作的基本准则。一般包括总体目标、功能、技术指标和限制条件等方面的技术描述。在化工领域,设计规定通常用以规定产品纯度、设备负荷和单元消耗等指标,反映出生产的效率和经济性。化工流程模拟中,通过启用设计规定功能设置合理的流程参数和操作条件,可以保证流程的安全性、控制产品质量、提高生产效率和优化设计,从而为企业带来更多的价值和利润。本文建立了设计规定调节变量和目标变量的数学模型,并根据设计规定个数,将设计规定分为单变量设计规定和多变量设计规定,使用多种算法进行求解。单变量设计规定采用二分法、牛顿法、割线法和Brent法求解,多变量设计规定采用Broyden法、MBLM法、MQNM法和NMNM法进行求解,并使用近似范数下降线搜索实现算法全局化,同时在计算中使用重启技术和投影技术。使用10个非线性方程对二分法、牛顿法、割线法和Brent法进行测试,综合考虑计算成功率和计算速度,将割线法作为求解单变量设计规定的默认方法;使用15个非线性方程组对Broyden法、MBLM法、MQNM法和NMNM法进行测试,结果表明:当设计规定的初值较为精确时,MBLM法的计算效率最佳,否则使用Broyden法计算效率最佳。为提高设计规定的求解速度和计算成功率,从设计规定初始化、求解算法和计算过程三个方面对设计规定计算进行优化。对塔内设计规定和全流程设计规定分别提出计算初始化方式。其中,塔内设计规定初值由Group Method简捷塔模型提供,全流程设计规定初值由调节变量流程值和设定范围的线性组合提供;使用CGBM校正公式对MBLM法进行改进,提高设计规定计算速度和成功率;对全流程设计规定计算过程进行优化,通过判断调节变量和目标变量模块位置避免无关计算;同时,增加嵌套求解顺序,用以降低设计规定方程维数;当设计规定问题的目标变量位于撕裂流股中时,通过合并设计规定方程和撕裂流股方程,提高计算速度。使用C++编程语言开发出支持CAPE-OPEN标准的设计规定分析工具,将其应用于四套实际工业装置对提出的改进手段进行测试。测试结果表明:在满足设计规定精度要求的前提下,优化设计规定计算节点可使乙苯分离装置牛顿法的计算效率提高1084.07%;使用全流程设计规定初始化可使气分装置的设计规定计算成功率由0%提高至100%,使用精馏塔设计规定初始化可使气分装置MBLM法迭代次数降低68.52%,计算时间减少61.68%;同时,气分装置中改进MBLM法的计算效率比原始方法提高575%,计算用时减少78.55%;与顺序求解相比,使用嵌套求解可使芳烃装置的设计规定计算用时减少降低38.09%;对含撕裂流股的设计规定问题进行优化使得加氢重整装置中Broyden法的计算时间减少3.41%。本文开发的设计规定分析工具可快速、准确地求解化工流程模拟中的设计规定问题,控制流程指标,提高设计效率,具有重要的实际应用价值。同时,设计规定分析工具采用动态链接库技术,并支持CAPE-OPEN标准,兼容性强,维护简单,便于升级。
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