Applications of an expert system to process control of distillation 謝國卿、涂瑞澤
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ABSTRACT
本文首先以電腦模擬的方式, 發展一多成份蒸餾塔模擬系統, 並選用 n- hexane、n-heptane 和n-octane為蒸餾模擬之混合物, 建立一套蒸餾塔的 計算機模擬程式, 以取代真實的蒸餾塔。對於蒸餾塔各塔板、回流儲槽及 再沸裝置, 均依質量平衡方程 式、能量平衡方程式及相平衡關係式, 來計 算各塔板上的溫度、濃度, 以及各板層間液流和氣流的流量大小。對於不 同進 料分餾之模擬, 則只需改變所給的混合物之物理性質及熱力學參數即 可。本文接著發展監督蒸餾程序用的專家系統, 此系統 由模擬子系統攫取 推論判斷所需的數據及訊息, 來監控蒸餾塔的運作, 並對程序作動態說明 。對於蒸餾程序中之異常現象, 除發出警報(alarm)外,並以視窗(windows) 的方式加以說明, 且提改善方案或由系統自行進行修復。另外程式亦提供 各種邊界 條件, 如進料流量、溫度以及控制器參數等之調節功能, 同時亦 可隨時查看各板層之溫度、流量及組成等狀況。在操作過程 中, 若遇到困 難亦可尋求線上操作查詢, 達到專家指引學員學習的目的。為了提高使用 者界面(user interface)之親和性, 本研 究並配合倚天中文系統之資源, 以使本文所發展的系統, 得於在中文模式下執行, 因此 , 對於非本領域 之人員, 亦能輕易的透 過本系統之指引, 很快的學習到蒸餾塔程序控制之 相關知識及經驗。由本文之研究結果顯示, 將專家系統應用在蒸餾塔程序 控制上, 將使程序訊息透明化, 並使蒸餾塔之操作更簡易更安全。未來這 方面的研究, 將朝向蒸餾程序操作全自動化, 並以價 廉的 PC 來完成程序 操作控制的功能, 更進一步發展成為學生或新進操作人員學習訓練之廉 價教學設備。
Keywords : expert system ; distillation ; process control
