計算機(jī)在化工行業(yè)的應(yīng)用，你是否都知道了？

　　在化工每個領(lǐng)域中都能得到運用的就是電子計算機(jī)，并且它的優(yōu)越性和生命力在化工領(lǐng)域中越來越突出?；瘜W(xué)學(xué)科中復(fù)雜計算對強(qiáng)大計算能力的依賴、海量化學(xué)信息對存儲和管理能力的高要求、化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性和微觀性對虛擬現(xiàn)實的需求、化工過程對自動化的需求等等，都要計算機(jī)的支持。下面，就讓小七帶領(lǐng)大家看看計算機(jī)在化工行業(yè)中的重要性及其應(yīng)用。

　　應(yīng)用計算機(jī)是實現(xiàn)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路，是獲得高速度、高質(zhì)量和高效益的重要手段。計算機(jī)的應(yīng)用范圍在化學(xué)工程領(lǐng)域中特別普遍，像一些設(shè)計、分析、控制、操作和研究等。計算機(jī)在化工上的運用是跟著科技的前進(jìn)而日益增多。像最多見的制圖在化工中為例，以前是用手工繪制雜亂的分子組織圖、實驗安裝圖與化工工藝流程圖等這些是在計算機(jī)沒有得到廣泛應(yīng)用時的現(xiàn)象，既費勁又耗力，又浪費工作人員大量的時間。這些工作跟著計算機(jī)的推廣，現(xiàn)在完整指望計算機(jī)來完畢，像化學(xué)軟件Chemwindow、CSChemDraw、CSChem3D、ChemSketch等這些在描繪分子組織圖方面是很多見的。而更為專業(yè)的AutoCAD來繪制大型的試驗裝置圖與化工工藝流程圖等是化工工程人員與研究人員使用的。所以，這些與化工相關(guān)的?？朴嬎銠C(jī)常識是化工?？频拇髮W(xué)生要在大學(xué)期間就需要把握的，現(xiàn)有的知識要在跟著新的軟件與技術(shù)的出現(xiàn)而接連改造的，社會的必要才能真正的習(xí)慣。

　　70年代，一些著名的儀表公司推出了Dcs集散控制系統(tǒng)，使計算機(jī)集中控 制和直接數(shù)字控制得以在全球迅速推廣應(yīng)用。80年代，計算機(jī)過程控制己進(jìn)人 高一層次，可完成I'M控制、順序控制和能量控制，圖示功能得到增強(qiáng)，并能實 現(xiàn)PID參數(shù)自整定。90年代以來，發(fā)展更為迅速，RISC工作站使圖形窗口更完 善，操作更方便，人機(jī)接口、容錯技術(shù)和通訊網(wǎng)絡(luò)都得到進(jìn)一步發(fā)展。化工生產(chǎn) 過程自動化的實現(xiàn)，能根本改變勞動方式，提高工人文化技術(shù)水平。

　　守舊的出產(chǎn)掌控手法跟著我國化工行業(yè)出產(chǎn)范圍的漸漸增大，已緩慢難以習(xí)慣管理的請求。使得其特大水準(zhǔn)上推動了化工出產(chǎn)的革新與進(jìn)展的是計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)展與老練，特別是大大提升了化工出產(chǎn)原委中對每類信息的解析與推斷能耐的計算機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)展，在我國化工出產(chǎn)掌控原委漸漸表現(xiàn)著無可替代的影響。七零年代，問什么計算機(jī)集中掌控與立刻數(shù)字掌控得以在全球迅速推廣使用，這是因為一些聞名的儀表公司推介了Dcs 集散掌控系統(tǒng)。八零年代，已經(jīng)可以完畢 I'M 掌控、依次掌控與能量掌控，那是因為計算機(jī)原委已進(jìn)入高一層次，得到加強(qiáng)了圖示性能，還可以執(zhí)行PID 參數(shù)自整定。想要提升工人文化技術(shù)水平，就要執(zhí)行化工出產(chǎn)原委自動化，基本變動勞動辦法。

　　所謂計算機(jī)繪圖，狹義地理解，用計算機(jī)驅(qū)動繪圖儀或打印機(jī)畫出所需的圖 形，在繪圖輸出之前，通常要把所畫圖形預(yù)先顯示在計算機(jī)屏幕(顯示器CRT) 上，以便人們對所國圖形是否正確加以判斷，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤，即重新調(diào)試。這樣 就可將很多錯誤消滅在繪圖輸出之前，以保證所繪圖形正確無誤。所以計算機(jī)繪 圖可廣泛地應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)中。

　　傳統(tǒng)的化學(xué)解析辦法徑直有本身的特色，但重要使用于常量解析，在解析速率、靈活度等方面經(jīng)常不能達(dá)到請求。這些年來，想要進(jìn)行物質(zhì)的定性、定額衡量，這就要計算機(jī)和相關(guān)儀器一起用，這樣才能獲取最大限度的發(fā)展。絕大部分儀器是將被測組分的濃度變化或物理性質(zhì)變化轉(zhuǎn)變成某種電性能(像電阻、電導(dǎo)、電位、電容、電流等)，執(zhí)行了自動化與連接電子計算機(jī)，不防實行微量組分、痕量組分的側(cè)定。所以齊備的優(yōu)點有檢測限低、迅速、靈活、操作簡明等一系列?，F(xiàn)在，解決了很多過去分析中很難處理的問題，為化工分析帶給了巨大便捷，那是因為使用自動化進(jìn)行相關(guān)的定性、定量解析的進(jìn)展越來越快?？梢栽O(shè)想，仍有巨大的發(fā)展空間的是自動化使用于化工解析。

　　人工智能是計算機(jī)發(fā)展的最高境界，也是計算機(jī)應(yīng)用的重要領(lǐng)域?；瘜W(xué)的各個相關(guān)學(xué)科普遍具有知識量大、過程復(fù)雜、相對規(guī)律性較差的特點。利用計算機(jī) 的海量信息存儲能力、準(zhǔn)確的邏輯判斷分析能力和強(qiáng)大的計算能力，建立化學(xué)類 專家系統(tǒng)具有重要的意義。因此需要了解掌握計算機(jī)智能化技術(shù)，結(jié)合邏輯運算、 數(shù)據(jù)庫管理和決策判斷等技術(shù)知識，為建立各種化學(xué)化工模擬系統(tǒng)做知識儲備。

　　計算機(jī)仿照人類的智能活動，諸如感知、判斷、理解、學(xué)習(xí)、問題求解與圖像識別等就是人工智能(Artificial Intelligence)。目前人工智能的探討已獲得很多的效果，有的都開始走向?qū)嵱秒A段。具體例子有：(1)知識庫與檢索系統(tǒng)是酸堿平衡專家系統(tǒng)的全部內(nèi)容，提議問題時，數(shù)據(jù)是機(jī)器主動查出的，找到程序，實行計算、繪圖、篩選判斷等處理，問題要用專業(yè)在行的語言來回答，像任意溶液(包含隨意種組分的混雜溶液)的pH值計算，隨意溶液用酸、堿實行滴定時操作規(guī)程的設(shè)計等。(2)定性分析專家系統(tǒng)，用帕斯卡語言編寫了陽離子硫化氫系統(tǒng)和陰離子消去法系統(tǒng)，學(xué)生拿到未知試樣，不用學(xué)習(xí)和查閱這種古老系統(tǒng)，只須按照機(jī)器提示的手續(xù)進(jìn)行操作，所得現(xiàn)象再輸入機(jī)器，如此逐步處理，就會得出“試樣是什么化合物”的結(jié)論。

　　古老的化學(xué)分析方法盡管有自身的特點，但主要應(yīng)用于常量分析，在分析速 度、靈敏度等方面常不能達(dá)到要求。近幾年來，計算機(jī)與有關(guān)儀器聯(lián)用，進(jìn)行物 質(zhì)的定性、定量測定，取得了很大的進(jìn)展。絕大多數(shù)儀器是將被測組分的濃度變 化或物理性質(zhì)變化轉(zhuǎn)變成某種電性能(如電阻、電導(dǎo)、電位、電容、電流等)，實 現(xiàn)了自動化和連接電子計算機(jī)，能夠進(jìn)行微量組分、痕量組分的側(cè)定。因此具有 檢測限低、快速、靈敏、操作簡單等一系列優(yōu)點。

　　利用一元統(tǒng)計，可對同一項目的若干次測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理，計算置信區(qū)間、標(biāo)準(zhǔn)誤差、變動系數(shù)等。利用二元統(tǒng)計，可以計算含量與滴定體積或濃度與吸光度之間的直線方程(線性回歸法)。用程序型計算器也能迅速完成這些計算。在較復(fù)雜的情況下，可以利用計算數(shù)學(xué)方法。設(shè)有10種金屬離子與10種絡(luò)合劑共存，它們之間的競爭反應(yīng)可用迭代法預(yù)測，計算機(jī)對每種絡(luò)合物用迭代法處理，獲得收斂結(jié)果的報出答案，迭代999次仍不收斂者棄去，總共不多于10萬個數(shù)據(jù)的計算。按常法以每個數(shù)據(jù)平均費時6分鐘計，一個人要三年半才能算完，用計算機(jī)處理不到1小時可得出答案，為化學(xué)分析中哪種離子參加反應(yīng)、哪些離子被掩蔽等條件，獲得可靠的預(yù)測效果。

　　化工企業(yè)在發(fā)展過程中具備一定的特殊性，對信息傳輸?shù)臅r效性以及準(zhǔn)確性有著較高的要求。通過辦公自動化系統(tǒng)的建設(shè)，一方面可以為領(lǐng)導(dǎo)層提供更多資料，提高生產(chǎn)決策的含金量，另一方面也可以提高員工之間的交流，避免因為信息數(shù)據(jù)延誤而造成的經(jīng)濟(jì)損失，提高了生產(chǎn)工作的科學(xué)性，確保工作效率。通過數(shù)據(jù)平臺來對生產(chǎn)設(shè)備運行情況進(jìn)行實時檢測，確定其相關(guān)參數(shù)、指標(biāo)以及生產(chǎn)工藝流程的執(zhí)行情況。在運行過程中，運行員與DCS相互交換信息人機(jī)接口設(shè)備，完成對生產(chǎn)過程的監(jiān)視與控制，并讀出每一個過程變量的數(shù)值與狀態(tài)，以此來判斷每個回路是否能夠正常工作。財務(wù)管理工作是企業(yè)發(fā)展中重要組成部分，原有的核算型管理方式逐漸不能滿足企業(yè)發(fā)展的需求，必須要向決策型與管理型過渡，對企業(yè)的發(fā)展具有重要意義。通過對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)任意節(jié)點中輸入企業(yè)財務(wù)信息都可以完成共享，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)降低信息輸入、核對以及輸出等方面的成本，并且也可以降低信息傳輸過程中因為延遲而產(chǎn)生的成本?；て髽I(yè)想要實現(xiàn)財務(wù)管理的信息化，應(yīng)確保財務(wù)處理程度的簡潔化，可以不斷提高工作處理的速度。

　　化工流程模擬(亦稱過程模擬)技術(shù)是以工藝過程的機(jī)理模型為基礎(chǔ),采用數(shù)學(xué)方法來描述化工過程,通過應(yīng)用計算機(jī)輔助計算手段,進(jìn)行過程物料衡算、熱量衡算、設(shè)備尺寸估算和能量分析,作出環(huán)境和經(jīng)濟(jì)評價。它是化學(xué)工程、化工熱力學(xué)、系統(tǒng)工程、計算方法以及計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物,是近幾十年發(fā)展起來的一門新技術(shù)。

　　應(yīng)用化工流程模擬技術(shù)可以節(jié)省過去由試驗(小試與中試)探索最佳工藝工況條件所消耗的大量資金、時間和人力,該技術(shù)能夠使我們從整個系統(tǒng)的角度來認(rèn)識、分析、預(yù)測生產(chǎn)中深層次的問題,進(jìn)行裝置調(diào)優(yōu)、流程剖析和過程綜合,達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)、節(jié)約資源、環(huán)境友好、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。這一技術(shù)已成為化學(xué)工程設(shè)計、原有工程改造優(yōu)化的強(qiáng)有力工具,得到世界各國重視,特別是在當(dāng)今能源緊張、自然資源短缺和市場競爭激烈的背景下,人們對化工流程模擬技術(shù)的進(jìn)展、應(yīng)用和發(fā)展趨勢的關(guān)注更是與日俱增。

　　這是一個免費軟件(部分功能受限)，安裝很簡便。主要功能和特點:繪制平而(C2D)和立體((3D3化學(xué)結(jié)構(gòu)式、反應(yīng)式和化學(xué)圖形;其繪圖功能十分強(qiáng)大，具有豐富的化學(xué)圖形繪制工具，各種化學(xué)符號應(yīng)有盡有;內(nèi)置包括各種原子、有機(jī)物官能團(tuán)等基木結(jié)構(gòu)的模具工具欄，使得繪制復(fù)雜龐大的有機(jī)物結(jié)構(gòu)式變得非常便捷，并且可以把繪制好的平面化學(xué)結(jié)構(gòu)圖直接轉(zhuǎn)換為立體圖形:能夠預(yù)測分子結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)如分子量、摩爾體積、極性、密度、介電常數(shù)等;可對所繪制的分子結(jié)構(gòu)自動命名文)，可提供有機(jī)物的同分異構(gòu)體(正版才有)等等。其主要功能有:

(1)繪制化學(xué)結(jié)構(gòu)圖

(2)編輯文木和圖形

(3)測算各項參數(shù)

(4) 3D轉(zhuǎn)換和動態(tài)旋轉(zhuǎn)

　　Chem Window可用于繪制化學(xué)圖形、化學(xué)實驗裝置圖、，化工工藝流程圖等， 是化學(xué)工作者在教學(xué)和科研中的有力助手，其主要用途有:

(1)編輯化學(xué)方程式

(2)制作反映過程關(guān)系圖

(3)繪制化學(xué)實驗裝置圖

(4)繪制化工流程圖

　　Chemoflic。是一套功能十分強(qiáng)大的化學(xué)專業(yè)應(yīng)用軟件，它是由ChemDraw, Chem3D和ChemFinder等三個軟件組成的一個軟件包，按發(fā)布時IaJ有2002. 2004,2006等版本，根據(jù)功能和專業(yè)化程度又分為Std, Pro和Ultra三種版本，Ultra版還包含E-notebook及Chemlnfo數(shù)據(jù)庫，使其應(yīng)用性更強(qiáng)。

(1) ChemDraw的應(yīng)用

能夠繪制和編輯高質(zhì)量的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖，識別和顯示立體結(jié)構(gòu)，具有化學(xué)結(jié)構(gòu) 式與化學(xué)名稱相互轉(zhuǎn)換的功能:由于內(nèi)建有NMR數(shù)據(jù)庫，能夠與Excel數(shù)據(jù)兼容， 能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫信息檢索等。

(2) CHem3 D的應(yīng)用

①將2D圖形轉(zhuǎn)化為3D圖形②利用Chem3D進(jìn)行化學(xué)計算

Origin包含高級掃描繪圖、C語言和內(nèi)置300多個數(shù)學(xué)函數(shù)的NAG數(shù)值計 算庫，是一種化學(xué)數(shù)據(jù)的計算軟件。它包含了統(tǒng)計學(xué)、信號處理、曲線擬合和峰值分析等高級數(shù)據(jù)分析工具。由于具有C程序與數(shù)值計算和作圖能力綜合功能，適合作為化工和高等教育的化學(xué)專業(yè)人員從事科研和教學(xué)時進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和計算以及制作高質(zhì)量的圖表。

木軟件設(shè)有專門的移向工具以便審視、讀取和屏蔽數(shù)據(jù)，內(nèi)置100多種函數(shù) 可用于數(shù)據(jù)擬合。含有的數(shù)據(jù)分析工具有::(I)統(tǒng)計學(xué)工具，描述統(tǒng)計學(xué)、擬合比較、多項回歸、總體t一試驗、殘存分析等。(Z)曲線擬合，非線性最小二乘法擬合NLSF、運用Origin C語言的NLSF、線性回歸、多項式回歸等。(3)信號處理，進(jìn)行卷積法、重疊合法、快速傅里葉變換((FFT i.e.Fast Fourier Transform)、修勻、鄰接平均等。(4)峰值分析，基線和峰值分析、基線工具、采集峰值工具、峰值擬合等組件。Origin的數(shù)據(jù)處理應(yīng)用十分廣泛。

(1)打開Origin，在“Datai”列表的A[X]和B[Y]中輸入實驗數(shù)據(jù)。(2)選定所有實驗數(shù)據(jù)，依次點擊”at'’和“Line+ Cymbol"。出現(xiàn)實驗草圖。(3)修改坐標(biāo)標(biāo)題和標(biāo)尺范圍及間隔。用鼠標(biāo)左鍵雙擊實驗草圖的“X Axis Title”或“YAxis Title",輸入橫坐標(biāo)標(biāo)題或縱坐標(biāo)標(biāo)題。雙擊橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)數(shù)字，點擊“Scale",輸入橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)標(biāo)尺范圍及問隔。(4)選擇曲線的類型、顏色和曲線上實驗點的類型、大小。(5)對曲線標(biāo)記“標(biāo)注”，在實驗圖中任意處，右擊“Add Text",輸入標(biāo)注文字，將所輸入的文字拖動到指定位置，繪圖過程完成?？砂阎频玫膶嶒炃€圖，直接復(fù)制到word等文檔中。

AutoCAD（Autodesk Computer Aided Design）是Autodesk（歐特克）公司首次于1982年開發(fā)的自動計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計文檔和基本三維設(shè)計，現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計環(huán)境，讓非計算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會使用。在不斷實踐的過程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。AutoCAD具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計算機(jī)和工作站上運行。

應(yīng)用領(lǐng)域：

工程制圖：建筑工程、裝飾設(shè)計、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計、水電工程、土木施工等等。

工業(yè)制圖：精密零件、模具、設(shè)備等。

服裝加工：服裝制版。

電子工業(yè)：印刷電路板設(shè)計。

廣泛應(yīng)用于土木建筑、裝飾裝潢、城市規(guī)劃、園林設(shè)計、電子電路、機(jī)械設(shè)計、服裝鞋帽、航空航天、輕工化工等諸多領(lǐng)域。