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锅炉仿真培训系统的开发

作　者: 张向民
导　师: 陈德钊
学　校: 浙江大学
专　业: 化学工程
关键词: 仿真系统 数字系统 锅炉 工艺模型 化工流程 软件 硬件 模式
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 217次
引　用: 2次
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内容摘要


本论文以锅炉仿真培训系统为研究对象，运用工业锅炉运行工艺和计算机仿真技术，开发一套全运行工况、全过程变量、精度适中、界面逼真直观的锅炉仿真培训系统，本文完成的主要工作有： 1．结合目前通用的锅炉仿真培训器的基本模式，实物仿真系统与数字仿真系统并举设计开发一套新型的锅炉仿真培训器，它将复杂过程分割成相对独立的模块，分别建立模型，使系统可靠性大大增加。 2．在设备模型开发中，严格遵守物料平衡、能量平衡约束，首先从严谨的燃烧、传热、流体力学、空气动力学、控制工程等学科原理出发建立模型方程，进而运用数值分析和对实际运行现象的估计对模型方程进行简化和参数估计，实现了对锅炉全系统的全工况、全变量数字模拟。 3．在提交的锅炉仿真模型中，流程表达基于通用化工流程分类方法，并以面向对象的Visual C++类程组织模型数据和模型函数。 4．实物仿真系统运行的硬件环境的中心是教师指令台计算机。该计算机为一台工控PC，工控机经信号线与现场设备连接。 5．根据锅炉操作培训与考核的特点，设计了实物仿真系统的教师指令台运行软件、数字仿真系统的教师指令台运行软件、数字仿真系统的学员操作站软件、学员操作练习软件、考试成绩查看软件、以及用于生成这些软件运行格式数据的辅助工具软件(仪表定义软件、流程图组态软件、面版组态软件、评分规则编辑软件等)。 6．通过对锅炉操作特点和人评判操作水平过程的分析，总结出了操作目标、操作步骤、运行条件、报警、失误五类评分规则框架，并建立了规则录入、成绩记录和考试档案管理软件，实现了锅炉操作技能考核的自动化。

全文目录


第一章 绪论  11-15
  1．1 引言  11-12
  1．2 论文背景及实用意义  12-14
    1．2．1 仿真技术  12
    1．2．2 锅炉操作培训现状  12-13
    1．2．3 锅炉仿真操作培训  13
    1．2．4 开发锅炉仿真培训系统的意义  13-14
  1．3 各章内容概述  14-15
第二章 文献综述  15-22
  2．1 计算机仿真的发展  15-18
    2．1．1 仿真计算机  15-16
    2．1．2 仿真软件  16-18
  2．2 面向对象的程序设计语言C++  18-19
    2．2．1 C++的实体抽象  18-19
    2．2．2 模板实现类属抽象  19
  2．3 锅炉仿真培训器的基本模式  19-22
    2．3．1 目前通用的基本模式  19-20
    2．3．2 本文提出的仿真器  20-22
第三章 系统过程模型  22-52
  3．1 物质基本性质的计算  22-23
  3．2 锅筒水/汽模型  23-26
  3．3 鼓风机与风道模型  26-29
  3．4 烟道计算  29-31
  3．5 蒸汽锅炉上水模型  31-33
  3．6 蒸汽锅炉分汽模型  33-34
  3．7 热水锅炉水循环系统模型  34-40
  3．8 渣油系统模型  40-45
  3．9 物流合并（合股器）的数学模型  45
  3．10 无相变换热器的数学模型  45-47
  3．11 有相变换热器的数学模型  47-48
  3．12 各类罐模型  48-50
  3．13 常规PID调节器的数学模型  50-52
第四章 系统设计  52-63
  4．1 实物仿真系统的硬件设计概述  52-54
  4．2 仿真系统运行及辅助工具软件  54-63
    4．2．1 设计思想  54-55
    4．2．2 本仿真系统软件的程序实现  55-56
    4．2．3 教师指令台软件实现的功能  56-58
    4．2．4 学员站软件实现的功能  58-60
    4．2．5 考试管理软件  60-61
    4．2．6 其它辅助工具软件  61-63
第五章 过程模型的实现  63-74
  5．1 流程的数字表达  63-66
  5．2 面向对象的过程模型的程序实现  66-73
  5．3 模型程序的函数调用关系  73-74
第六章 系统硬件构成和软件结构  74-77
  6．1 系统硬件构成  74-75
  6．2 系统的软件构成  75-77
第七章 操作的自动评价  77-80
  7．1 操作评判的规则框架  77-79
  7．2 评判规则的执行机制  79-80
第八章 总结与展望  80-82
参考文献  82-83

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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