計(jì)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(gè)領(lǐng)域中都能得到運(yùn)用的就是電子計(jì)算機(jī)，并且它的優(yōu)越性和生命力在化工領(lǐng)域中越來(lái)越突出?；瘜W(xué)學(xué)科中復(fù)雜計(jì)算對(duì)強(qiáng)大計(jì)算能力的依賴(lài)、海量化學(xué)信息對(duì)存儲(chǔ)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(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的需求、化工過(guò)程對(duì)自動(dòng)化的需求等等，都要計(jì)算機(jī)的支持。下面，就讓小七帶領(lǐng)大家看看計(jì)算機(jī)在化工行業(yè)中的重要性及其應(yīng)用。

　　應(yīng)用計(jì)算機(jī)是實(shí)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(jì)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(jì)、分析、控制、操作和研究等。計(jì)算機(jī)在化工上的運(yùn)用是跟著科技的前進(jìn)而日益增多。像最多見(jiàn)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(shí)驗(yàn)安裝圖與化工工藝流程圖等這些是在計(jì)算機(jī)沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用時(shí)的現(xiàn)象，既費(fèi)勁又耗力，又浪費(fèi)工作人員大量的時(shí)間。這些工作跟著計(jì)算機(jī)的推廣，現(xiàn)在完整指望計(jì)算機(jī)來(lái)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(jiàn)的。而更為專(zhuān)業(yè)的AutoCAD來(lái)繪制大型的試驗(yàn)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)的專(zhuān)科計(jì)算機(jī)常識(shí)是化工專(zhuān)科的大學(xué)生要在大學(xué)期間就需要把握的，現(xiàn)有的知識(shí)要在跟著新的軟件與技術(shù)的出現(xiàn)而接連改造的，社會(huì)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(jì)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(jì)算機(jī)過(guò)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(shí) 現(xiàn)PID參數(shù)自整定。90年代以來(lái)，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(cuò)技術(shù)和通訊網(wǎng)絡(luò)都得到進(jìn)一步發(fā)展?；どa(chǎn) 過(guò)程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，能根本改變勞動(dòng)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(guó)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(qǐng)求。使得其特大水準(zhǔn)上推動(dòng)了化工出產(chǎn)的革新與進(jìn)展的是計(jì)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(duì)每類(lèi)信息的解析與推斷能耐的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)展，在我國(guó)化工出產(chǎn)掌控原委漸漸表現(xiàn)著無(wú)可替代的影響。七零年代，問(wèn)什么計(jì)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?yàn)橐恍┞劽膬x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?yàn)橛?jì)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(dòng)化，基本變動(dòng)勞動(dòng)辦法。

　　所謂計(jì)算機(jī)繪圖，狹義地理解，用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)繪圖儀或打印機(jī)畫(huà)出所需的圖 形，在繪圖輸出之前，通常要把所畫(huà)圖形預(yù)先顯示在計(jì)算機(jī)屏幕(顯示器CRT) 上，以便人們對(duì)所國(guó)圖形是否正確加以判斷，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，即重新調(diào)試。這樣 就可將很多錯(cuò)誤消滅在繪圖輸出之前，以保證所繪圖形正確無(wú)誤。所以計(jì)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(qǐng)求。這些年來(lái)，想要進(jìn)行物質(zhì)的定性、定額衡量，這就要計(jì)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(cè)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(dòng)化與連接電子計(jì)算機(jī)，不防實(shí)行微量組分、痕量組分的側(cè)定。所以齊備的優(yōu)點(diǎn)有檢測(cè)限低、迅速、靈活、操作簡(jiǎn)明等一系列?，F(xiàn)在，解決了很多過(guò)去分析中很難處理的問(wèn)題，為化工分析帶給了巨大便捷，那是因?yàn)槭褂米詣?dòng)化進(jìn)行相關(guān)的定性、定量解析的進(jìn)展越來(lái)越快?？梢栽O(shè)想，仍有巨大的發(fā)展空間的是自動(dòng)化使用于化工解析。

　　人工智能是計(jì)算機(jī)發(fā)展的最高境界，也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。化學(xué)的各個(gè)相關(guān)學(xué)科普遍具有知識(shí)量大、過(guò)程復(fù)雜、相對(duì)規(guī)律性較差的特點(diǎn)。利用計(jì)算機(jī) 的海量信息存儲(chǔ)能力、準(zhǔn)確的邏輯判斷分析能力和強(qiáng)大的計(jì)算能力，建立化學(xué)類(lèi) 專(zhuān)家系統(tǒng)具有重要的意義。因此需要了解掌握計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)，結(jié)合邏輯運(yùn)算、 數(shù)據(jù)庫(kù)管理和決策判斷等技術(shù)知識(shí)，為建立各種化學(xué)化工模擬系統(tǒng)做知識(shí)儲(chǔ)備。

　　計(jì)算機(jī)仿照人類(lèi)的智能活動(dòng)，諸如感知、判斷、理解、學(xué)習(xí)、問(wèn)題求解與圖像識(shí)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(kāi)始走向?qū)嵱秒A段。具體例子有：(1)知識(shí)庫(kù)與檢索系統(tǒng)是酸堿平衡專(zhuān)家系統(tǒng)的全部?jī)?nèi)容，提議問(wèn)題時(shí)，數(shù)據(jù)是機(jī)器主動(dòng)查出的，找到程序，實(shí)行計(jì)算、繪圖、篩選判斷等處理，問(wèn)題要用專(zhuān)業(yè)在行的語(yǔ)言來(lái)回答，像任意溶液(包含隨意種組分的混雜溶液)的pH值計(jì)算，隨意溶液用酸、堿實(shí)行滴定時(shí)操作規(guī)程的設(shè)計(jì)等。(2)定性分析專(zhuān)家系統(tǒng)，用帕斯卡語(yǔ)言編寫(xiě)了陽(yáng)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(huì)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(diǎn)，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(lái)，計(jì)算機(jī)與有關(guān)儀器聯(lián)用，進(jìn)行物 質(zhì)的定性、定量測(cè)定，取得了很大的進(jìn)展。絕大多數(shù)儀器是將被測(cè)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(shí) 現(xiàn)了自動(dòng)化和連接電子計(jì)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(cè)限低、快速、靈敏、操作簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)。

　　利用一元統(tǒng)計(jì)，可對(duì)同一項(xiàng)目的若干次測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，計(jì)算置信區(qū)間、標(biāo)準(zhǔn)誤差、變動(dòng)系數(shù)等。利用二元統(tǒng)計(jì)，可以計(jì)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(jì)算器也能迅速完成這些計(jì)算。在較復(fù)雜的情況下，可以利用計(jì)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(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)可用迭代法預(yù)測(cè)，計(jì)算機(jī)對(duì)每種絡(luò)合物用迭代法處理，獲得收斂結(jié)果的報(bào)出答案，迭代999次仍不收斂者棄去，總共不多于10萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)的計(jì)算。按常法以每個(gè)數(shù)據(jù)平均費(fèi)時(shí)6分鐘計(jì)，一個(gè)人要三年半才能算完，用計(jì)算機(jī)處理不到1小時(shí)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(cè)效果。

　　化工企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中具備一定的特殊性，對(duì)信息傳輸?shù)臅r(shí)效性以及準(zhǔn)確性有著較高的要求。通過(guò)辦公自動(dòng)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?yàn)樾畔?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(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)來(lái)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，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(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行員與DCS相互交換信息人機(jī)接口設(shè)備，完成對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)視與控制，并讀出每一個(gè)過(guò)程變量的數(shù)值與狀態(tài)，以此來(lái)判斷每個(gè)回路是否能夠正常工作。財(cái)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(guò)渡，對(duì)企業(yè)的發(fā)展具有重要意義。通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)任意節(jié)點(diǎn)中輸入企業(yè)財(cái)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(duì)以及輸出等方面的成本，并且也可以降低信息傳輸過(guò)程中因?yàn)檠舆t而產(chǎn)生的成本?；て髽I(yè)想要實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)管理的信息化，應(yīng)確保財(cái)務(wù)處理程度的簡(jiǎn)潔化，可以不斷提高工作處理的速度。

　　化工流程模擬(亦稱(chēng)過(guò)程模擬)技術(shù)是以工藝過(guò)程的機(jī)理模型為基礎(chǔ),采用數(shù)學(xué)方法來(lái)描述化工過(guò)程,通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算手段,進(jìn)行過(guò)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(píng)價(jià)。它是化學(xué)工程、化工熱力學(xué)、系統(tǒng)工程、計(jì)算方法以及計(jì)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(lái)的一門(mén)新技術(shù)。

　　應(yīng)用化工流程模擬技術(shù)可以節(jié)省過(guò)去由試驗(yàn)(小試與中試)探索最佳工藝工況條件所消耗的大量資金、時(shí)間和人力,該技術(shù)能夠使我們從整個(gè)系統(tǒng)的角度來(lái)認(rèn)識(shí)、分析、預(yù)測(cè)生產(chǎn)中深層次的問(wèn)題,進(jìn)行裝置調(diào)優(yōu)、流程剖析和過(guò)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(jì)、原有工程改造優(yōu)化的強(qiáng)有力工具,得到世界各國(guó)重視,特別是在當(dāng)今能源緊張、自然資源短缺和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的背景下,人們對(duì)化工流程模擬技術(shù)的進(jìn)展、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)的關(guān)注更是與日俱增。

　　這是一個(gè)免費(fèi)軟件(部分功能受限)，安裝很簡(jiǎn)便。主要功能和特點(diǎn):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(hào)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(cè)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(duì)所繪制的分子結(jié)構(gòu)自動(dòng)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(cè)算各項(xiàng)參數(shù)

(4) 3D轉(zhuǎn)換和動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)

　　Chem Window可用于繪制化學(xué)圖形、化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(guò)程關(guān)系圖

(3)繪制化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件，它是由ChemDraw, Chem3D和ChemFinder等三個(gè)軟件組成的一個(gè)軟件包，按發(fā)布時(shí)IaJ有2002. 2004,2006等版本，根據(jù)功能和專(zhuān)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(kù)，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(shí)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(chēng)相互轉(zhuǎn)換的功能:由于內(nèi)建有NMR數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠與Excel數(shù)據(jù)兼容， 能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)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(jì)算

Origin包含高級(jí)掃描繪圖、C語(yǔ)言和內(nèi)置300多個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)的NAG數(shù)值計(jì) 算庫(kù)，是一種化學(xué)數(shù)據(jù)的計(jì)算軟件。它包含了統(tǒng)計(jì)學(xué)、信號(hào)處理、曲線擬合和峰值分析等高級(jí)數(shù)據(jù)分析工具。由于具有C程序與數(shù)值計(jì)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(zhuān)業(yè)人員從事科研和教學(xué)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和計(jì)算以及制作高質(zhì)量的圖表。

木軟件設(shè)有專(zhuān)門(mén)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(jì)學(xué)工具，描述統(tǒng)計(jì)學(xué)、擬合比較、多項(xiàng)回歸、總體t一試驗(yàn)、殘存分析等。(Z)曲線擬合，非線性最小二乘法擬合NLSF、運(yùn)用Origin C語(yǔ)言的NLSF、線性回歸、多項(xiàng)式回歸等。(3)信號(hào)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(kāi)Origin，在“Datai”列表的A[X]和B[Y]中輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。(2)選定所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，依次點(diǎn)擊”at'’和“Line+ Cymbol"。出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)擊“Scale",輸入橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)標(biāo)尺范圍及問(wèn)隔。(4)選擇曲線的類(lèi)型、顏色和曲線上實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的類(lèi)型、大小。(5)對(duì)曲線標(biāo)記“標(biāo)注”，在實(shí)驗(yàn)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(dòng)到指定位置，繪圖過(guò)程完成?？砂阎频玫膶?shí)驗(yàn)曲線圖，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(kāi)發(fā)的自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)，現(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面，通過(guò)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(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過(guò)程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開(kāi)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(jì)算機(jī)和工作站上運(yùn)行。

應(yīng)用領(lǐng)域：

工程制圖：建筑工程、裝飾設(shè)計(jì)、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、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(jì)。

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