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由于疏忽、事故或无能而导致的工业工厂爆炸或火灾可能会对人类生活、环境和经济造成毁灭性影响。其中一场灾难是1919 年的糖蜜大洪水，又名波士顿糖蜜灾难，当时一个装满 230 万加仑糖蜜的储罐发生爆炸，糖蜜以 35 英里/小时的速度释放到街道上，造成 21 人死亡、150 人受伤。今天，居住在爆炸地点附近的居民声称街道上闻到了糖蜜的味道。这是工业爆炸对环境影响的程度。如今，先进的控制和校准单元、过程模拟技术以及1-D 和 3-D CFD 模拟工具可以帮助设计和控制组件或整个处理单元，以实现最佳工厂性能，从而大幅降低发生灾难的可能性。相反，有时我们会对这些新兴技术感到不安全，因为这些技术有一天或已经变得太复杂，以至于我们的文明无法控制！
拥有现代化基础设施和高生产负荷的工业工厂需要先进的控制和校准装置，不仅是为了提高工厂的性能，也是为了确保安全并符合监管机构实施的排放协议。自动化校准解决方案可以通过校准管理软件以计量有效的方式指导不太熟练的员工，从而降低成本，提高校准效率，并且符合行业标准。值得注意的是，在核电站中使用高精度校准器可以将发电量提高高达 2%。
除了单回路方法之外，广泛用于操作或自动化工业过程的各种先进控制系统包括：
级联控制：也 称为主控制和辅助控制类型，由提供设定点的主回路和根据设定点工作的辅助回路组成，减少主控制变量的变化。级联控制系统的一个例子是夹套反应器，其中反应器温度控制器通过向夹套温度控制器提供设定值来充当引发器。在这里，夹套的职责是维持反应器的内部温度。
前馈控制： 这种类型的控制系统是预测性的。在这里，控制器预测干扰并在进入系统之前将其清除。受控变量的预测是根据过程建模信息完成的，如果该信息不可用，则可以使用开环步骤生成该信息。对于干扰测量困难的情况，可以结合使用反馈和前馈控制系统。
比例控制： 这种类型的控制系统广泛应用于化学过程。假设我们将原料流 A、B 和 C 送入连续反应器中。进料流 B 和 C 被视为进料流 A 的比率，即 A 的流量测量值被计算为 B 和 C 的设定点。
多变量控制系统： 此类控制系统使用算法或模型根据多个输入生成控制器的多个输出，从而确保过程的有效控制。与分布式控制系统相比，这些控制系统更加智能和有效（因为它们取决于操作员技能）。
CFD 仿真工具现已广泛用于组件和系统级分析和优化，以实现最佳工厂性能和安全性。CFD 模拟可以是 1 维或 3 维，决定因素是要解决的问题。一维 CFD 仿真可深入了解一个单元中的流量和压力变化如何影响系统或网络的其他部分。3-D CFD 模拟用于详细研究复杂系统组件内的流动相互作用和传热。了解 1-D 和 3-D 仿真工具之间的权衡至关重要，以确保针对设计含义使用正确的工具。
通过使用 CFD 仿真，电池组可以虚拟地集成到传动系统中，从而提供不同驱动条件下操作模式的预测。整个电池组的 1-D CFD 仿真将有助于分析是否需要任何组件级仿真，即只有在流动模式或温度存在任何变化或异常时才会执行组件级 3-D CFD 仿真系统级别的分布。对于由多个泵、阀门、分离器、蒸馏塔和混合器组成的化工厂或发电厂，对整个系统进行 3D CFD 模拟可能是一项繁琐的任务，因此需要针对以下情况进行 1D CFD 模拟：整个系统将是适当的，并将提供关于是否需要进行详细的组件级模拟的见解。
耦合 1-D 和 3-D CFD 仿真可以增强系统的性能，有两种耦合方法 -手动或自动以及单向或双向耦合。1-D 和 3D CFD 之间的手动或自动单向耦合涉及将通过 3-D 仿真获得的所有信息传输到 1-D 系统级仿真，即信息传输是单向的。当来自 1-D 系统级仿真的信息发送到 3-D CFD 分析时，这就变成了双向的，反之亦然。
随着工业发电厂中新兴工艺和技术的发展，在实施之前对发电厂的性能进行评估对于避免由于单元/子系统故障或不良流动条件而导致的任何火灾或爆炸至关重要。CFD 仿真（1 维或 3 维）可以帮助在执行之前预测可能的设计缺陷；先进的控制和校准单元可以实现各种流程的自动化，以确保最佳的工厂性能和最大的安全性。我们努力生活在一个对人类来说安全舒适的世界，这些技术应该推动我们走上这条道路。
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