信息技術(shù)2009年第9期mation Ioholoy中圖分類號(hào):TP391.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009 - 252009)09- 0136- 03重油輕質(zhì)化化學(xué)添加劑計(jì)算機(jī)優(yōu)化仿真系統(tǒng)曾慶瑩，王阿川(東北林業(yè)大學(xué),哈爾濱150040)摘要:為了以盡可能少的試驗(yàn)得到盡可能好的配方，開發(fā)了一種重油輕質(zhì)化化學(xué)添加劑計(jì)算機(jī)優(yōu)化仿真系統(tǒng)。該軟件便于進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，并通過建立的數(shù)學(xué)模型,揭示各因素與變量之間的關(guān)系，從而荻得最佳的工藝條件或配方。介紹了此系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各功能模塊，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了配方的驗(yàn)證，結(jié)論證明此系統(tǒng)對(duì)化學(xué)添加劑的配方性能具有較好的模擬性。關(guān)鍵詞:仿真系統(tǒng);均勻設(shè)計(jì);重油輕質(zhì)化Computer simulation system of heavy oil light of chemical additivesZENG Qing ying, WANG A-chuan(Northeast Forestry University , Harbin 150040,China)Abstract: To reduce experiments and obtain the good formula, this paper developes one kind of the computersimulation system of heavy oil light of chemical additives. The software is easy to test the design and analysisof experimental data treatment, sets up a mathematical model, and reveals the relationship of the factors andvariables and obtains the best process conditions or formulations . it introduces the system structure and functionmodules, and system validation formula, the conclusion proves the system of chemical additives on theperformance of the formulations has good characteristic analog.Key words: simulation system; uniform design; heavy oil light of chemical additives0引言方法安排試驗(yàn)，結(jié)合回歸分析法進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,最后全世界常規(guī)石油資源的可供利用量在日益減利用網(wǎng)格、復(fù)形調(diào)優(yōu)和單純形等優(yōu)化方法優(yōu)化試驗(yàn)少,而重質(zhì)原油資源量超過6Tt,因而重質(zhì)原油將成配方,開發(fā)一個(gè)重油輕質(zhì)化化學(xué)添加劑計(jì)算機(jī)優(yōu)化為21世紀(jì)的重要能源。我國原油普遍偏重,一般石.仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)添加劑的配方優(yōu)化能在計(jì)算機(jī)腦油和直餾輕柴油的產(chǎn)率僅為1/3 左右,因此開展上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)了用較少的試驗(yàn)點(diǎn)、用較少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)獲得最多信息,建立數(shù)學(xué)模型,有效地進(jìn)重油輕質(zhì)化的研究,在我國更為迫切。近年來,很多石化企業(yè)科研開發(fā)和工程設(shè)計(jì)單行最優(yōu)配方的預(yù)測(cè)。此系統(tǒng)不但有效減少了試驗(yàn)次位聯(lián)合,以探索有效利用重油的商業(yè)政策和致力于數(shù),避免實(shí)驗(yàn)的盲目性,并且簡化了試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)學(xué)分析,同時(shí)可提高配方設(shè)計(jì)人員的工作效率及配方開發(fā)與完善各種重油轉(zhuǎn)化工藝,而重油催化裂化是質(zhì)量,并能尋求一種更為合理的優(yōu)化方法。本世紀(jì)內(nèi)發(fā)展的重點(diǎn),因此重油輕質(zhì)化化學(xué)添加劑1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的配方優(yōu)化研究就成為亟待解決的關(guān)鍵問題。1.1在化學(xué)添加劑研究中,其制備通常要經(jīng)過多個(gè)中國煤化工步驟,反應(yīng)復(fù)雜,影響因素較多,經(jīng)常要通過大量的MHCNMHG實(shí)驗(yàn)確定較好的工藝路線和配方,工作量較大。為收稿日期: 2009-03- 23作者簡介:曾慶瑩(1984-),女. 畢業(yè)于東北林業(yè)大學(xué),研究方向?yàn)榱烁玫亟鉀Q化學(xué)添加劑配方問題,使用均勻設(shè)計(jì)人工.，智能。一136一計(jì)算機(jī)優(yōu)化仿真系統(tǒng)|因例車|數(shù)關(guān)助變系化|線型臨對(duì)美形|多十對(duì)性線多造回回回歸回歸￥1系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖1.2系統(tǒng)功能簡介數(shù)據(jù),也稱為用戶數(shù)據(jù)庫,與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分離。模型(1)試驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是直接參與配方優(yōu)化計(jì)算的數(shù)據(jù)，用戶可逐個(gè)輸人因數(shù)值,也可輸人因數(shù)的上下用戶也可通過人機(jī)接口對(duì)該數(shù)據(jù)庫進(jìn)行編輯、維護(hù),限,系統(tǒng)根據(jù)所需的試驗(yàn)次數(shù),自動(dòng)平均分配因數(shù)其中數(shù)據(jù)的修改與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫無關(guān)。值。系統(tǒng)根據(jù)用戶輸人的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(因素?cái)?shù)級(jí)水平(7)文件操作數(shù))安排試驗(yàn),用戶也可根據(jù)試驗(yàn)因數(shù)是否有約束條系統(tǒng)生成的各種模型和配方可以文件形式存件,選擇有約束配方還是無約束配方進(jìn)行設(shè)計(jì)。儲(chǔ),也可對(duì)配方文件進(jìn)行打開瀏覽、換名存儲(chǔ)或打印(2)模型分析輸出等操作。用戶可根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果集,選擇適當(dāng)?shù)幕貧w對(duì)(8)系統(tǒng)幫助應(yīng)關(guān)系。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)選擇回歸模型分析方法和為用戶提供有關(guān)系統(tǒng)使用的各種幫助信息?；貧w計(jì)算方法,分析出回歸模型后,進(jìn)行顯著性檢2重油 輕質(zhì)化化學(xué)添加劑試驗(yàn)驗(yàn),如果此模型不顯著,重新選擇回歸模型分析方法要使重油輕質(zhì)化,就要打破傳統(tǒng)重油乳化技術(shù)，和回歸計(jì)算方法,直至模型顯著為止。研究一種化學(xué)添加劑，使它降低粘度、脫硫、提高熱(3)試驗(yàn)優(yōu)化系統(tǒng)為用戶提供了三種優(yōu)化方法:單純形,網(wǎng)格值,使其燃料油能充分燃燒。針對(duì)重油具有粘度高、法,復(fù)形調(diào)優(yōu)法。用戶可根據(jù)優(yōu)化結(jié)果配置試驗(yàn)數(shù)流動(dòng)性差、閃點(diǎn)高、可燃性差等特點(diǎn),以增加(H/C)a值為主攻方向,使其接近柴油(H/C)a值1.72"。據(jù),進(jìn)行試驗(yàn)。HS-A柴油機(jī)燃料油技術(shù)的關(guān)鍵是化學(xué)添加劑,(4)繪制因數(shù)變化曲線繪制目標(biāo)與各因素之間的關(guān)系曲線,各因素之在化學(xué)添加劑中,以加氫劑為主進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn),尋找間的影響曲線。幫助用戶進(jìn)-步分析因數(shù)和指標(biāo)的適合重油的加氫劑，做化學(xué)添加劑的主要元素。在試驗(yàn)中對(duì)幾十種化學(xué)元素及化合物進(jìn)行分析、比較,信息,提高試驗(yàn)的精確度。又對(duì)近百個(gè)化學(xué)方程式分析、計(jì)算,最后優(yōu)選了主要(5)反比例關(guān)系模型分析因數(shù)與指標(biāo)間成反比關(guān)系,并建立模型和化學(xué)成分有:A、B、C.D作為加氫劑的主要成分”。繪圖。2.1試驗(yàn)方案生成(6)數(shù)據(jù)庫管理試驗(yàn)方案生成的運(yùn)行示意圖如圖2所示。①系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng):有原料數(shù)據(jù)庫及標(biāo)模刑生成的示音圖加圖3所示。中國煤化工、準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫又稱公用數(shù)據(jù)庫,僅供建立配方模型用,不參與配方的優(yōu)化計(jì)算。用戶可以通MHCNMH G型為Y=1.266+6過人機(jī)接口對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行編輯、維護(hù)。0.3106X3 - 0.0473X1X2,得A, B,C,D最優(yōu)值為:A=②模型數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng):用于存放配方模型1.4,B=1.2,C=1.8,D=0.9。一137一:自文發(fā)持成，圖2試驗(yàn)方案圖5 C成分在重油中的作用6向網(wǎng)品和無化網(wǎng)圖:圖3模型生成圖6 A與B之間的變化一幸油打盛化9學(xué)配為計(jì)題 凱使化而生自交量情度。品黃化量H:圖4配方優(yōu)化圖7 A與C之間的變化關(guān)系2.2 數(shù)據(jù)分析根據(jù)模型可看出,C對(duì)模型影響大,所以測(cè)試C成分在重油中的作用。即對(duì)(H/C)a 值的影響如圖5所示。自安量E從坐標(biāo)圖可看出,隨著C比例的增加,(H/C)a國家奧化酸面:值隨著增加,所以,重油加C成分后對(duì)氫碳比的提高有好處。各因數(shù)之間的變化關(guān)系如圖6-8所示。將A,B,C,D最優(yōu)值為:A=1.4,B=1.2,C=中國煤化工1.8,D=0.9代人Y=1.2366+0.3106X3-0.0473X1X2,得Y= 1.716216。接近柴油(H/C)a值YHCNMHG1.72,此系統(tǒng)優(yōu)化配方較理想,同時(shí)摸清了各因素之圖8 B與C之間的變化關(guān)系間的影響關(guān)系。(下轉(zhuǎn)第148頁)一138--特性,FPGA在嵌人式系統(tǒng)中的應(yīng)用也面臨一系列件并在寄存器傳送級(jí)進(jìn)行例化,并實(shí)現(xiàn)一定的邏的挑戰(zhàn)。輯,最終在FPGA平臺(tái)上運(yùn)行,需要具備相當(dāng)?shù)腇PCA首先,嵌入式處理器及其主要的外設(shè)元件大部設(shè)計(jì)能力。分在FPCA可編程范疇之外,且與微控制器單元最后,系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能也是制約FPCA成為主(MCU)相比,大型的足以為處理器應(yīng)用提供平臺(tái)的流嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)的一個(gè)重要因素。因?yàn)镕PGA支FPGA要昂貴得多,這限制了FPCA 在嵌人式系統(tǒng)中持的功能畢竟有限。如果正在設(shè)計(jì)多個(gè)不同類型的的應(yīng)用范圍。系統(tǒng),可能通用硬件設(shè)計(jì)工具最為適合。其欺,如何根據(jù)FPGA的可重配置性的特點(diǎn),合總之,盡管FPCA具有得天獨(dú)厚的優(yōu)越性,但是理的評(píng)估設(shè)計(jì)過程,尋求最佳設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)一個(gè)在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用依然面臨上述一系列的挑以FPGA為開發(fā)平臺(tái)的嵌入式系統(tǒng),首先要規(guī)劃系.戰(zhàn)。應(yīng)當(dāng)通過工藝上的不斷創(chuàng)新,盡可能提高FPGA統(tǒng)算法的資源分配及實(shí)施方案。如果將整個(gè)應(yīng)用都的性能,不斷完善I/0、DSP 和存儲(chǔ)器等功能,開發(fā)出在FPCA.上運(yùn)行,則無須鍵盤、顯示器等用戶交互方更加完善的FPGA的設(shè)計(jì)平臺(tái),同時(shí)盡量降低FPCA式。如果將應(yīng)用嵌人到FPCA中去同時(shí)希望在PC設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的門檻。這樣才更加有利于FPCA在更寬上運(yùn)行Windows 用戶界面,則需要開發(fā)在Windows廣 的領(lǐng)域內(nèi)得到更加廣泛的應(yīng)用。下運(yùn)行的程序來和FPGA進(jìn)行通信。這就需要考慮5結(jié)束語系統(tǒng)配置的問題。有的FPCA開發(fā)工具要求開發(fā)由于FPGA支持技術(shù)的迅速發(fā)展以及本身無與FPGA周邊所有硬件,另一些則要求使用一種特殊倫比的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn),不僅推動(dòng)了FPGA在嵌人式系統(tǒng)的內(nèi)嵌有FPGA的電路板。如果系統(tǒng)需要與PC連中的應(yīng)用,也推動(dòng)了整個(gè)嵌人式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)接,則應(yīng)選擇能夠跨平臺(tái)的設(shè)計(jì)工具,否則設(shè)計(jì)的效展。盡管FPGA在嵌人式系統(tǒng)的應(yīng)用中遇到了一系率就要受到影響。列的挑戰(zhàn),但是隨著FPCA嵌人式設(shè)計(jì)平臺(tái)的不斷再次,即使確定了系統(tǒng)方案,可能還是無法將整完善,隨著FPGA工藝的不斷進(jìn)步和開發(fā)工具的不個(gè)應(yīng)用程序嵌人到FPCA中去,畢竟FPCA的邏輯數(shù)斷增強(qiáng),FPCA在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用將更加廣泛。.量有限,并且最終放人FPGA中的代碼因設(shè)計(jì)人員有理由相信FPCA在嵌人式系統(tǒng)中應(yīng)用的美好前景,一個(gè)嶄新的FPGA和嵌人式系統(tǒng)和諧發(fā)展的新以及綜合工具不同而導(dǎo)致效率也不同。另外,在FPGA集成到嵌入式系統(tǒng)的過程中,如時(shí)代必將到來。何配置FPCA的邏輯也是嵌人式工程師所面臨的一.參考文獻(xiàn):[1] Virtex I Pro FPGA User' s Mamual[2] . 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