inżynierskiehome.agh.edu.pl/~balys/techkom/wykladtechkom/2_programy... · aspen plus, chemcad,...
Post on 12-Jun-2018
242 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Oprogramownie
inżynierskie
Inżynieria chemiczna
Modelowanie
Wspomaganie projektowania
Symulacja procesowa
Zbieranie informacji
Kontrola i zarządzanie procesem
Oprogramowanie inżynierskie
Projektowanie aparatury procesowej a tym bardziej
całych instalacji jest procesem złożonym, wymagającym
od projektanta zarówno wiedzy merytorycznej popartej
doświadczeniem zawodowym, jak i inwencji,
kreatywności oraz umiejętności analitycznego myślenia.
Często bliższe jest sztuce niż nauce, zważywszy
niedoskonałości modeli matematycznych, jakimi dziś
dysponuje inżynieria chemiczna.
Oprogramowanie inżynierskie
Aby zaprojektować aparat procesowy konieczne jest
określenie:
parametrów konstrukcyjnych
warunków operacyjnych godzących wymogi
bezpieczeństwa,
ekonomii
ochrony środowiska,
a przy tym pozwalających uzyskać produkt najwyższej
jakości.
Oprogramowanie inżynierskie
Efektywne projektowanie procesowe wymaga dogłębnego
zrozumienia
1) hydrodynamiki aparatu
2) kinetyki procesu
z uwzględnieniem nieustalonych w czasie
rozkładów wielkości intensywnych,
gęstości strumieni transportowanych wielkości
ekstensywnych,
jak również lokalnych równowag.
Oprogramowanie inżynierskie
Zgromadzenie i rzetelne przeanalizowanie tak dużej ilości
informacji, do niedawna niemożliwe klasycznymi metodami
inżynierii chemicznej, stało się osiągalne dzięki zastosowaniu
komputerowych metod wspomagania projektowania.
Komputerowe wspomaganie projektowania, CAD (Computer
Aided Design) – projektowanie wspomagane komputerowo, czyli
zastosowanie sprzętu i oprogramowania komputerowego w
projektowaniu technicznym.
Oprogramowanie inżynierskie
Współczesny proces projektowania można podzielić na cztery
zasadnicze etapy:
Warunkiem sprostania w/w wymaganiom jest wykorzystanie
komputerów na rożnych etapach - od badań wstępnych,
poprzez projektowanie i wytwarzanie aparatury, aż po kontrole
parametrów procesowych i jakości produktu.
Z tego tez względu ważne jest rozwijanie technik
komputerowych:
• modelowania numerycznego CFD,
• oprogramowania CAD/CAM/CAE,
• baz danych i systemy wymiany informacji,
• sieci komputerowych WAN,
• komputerowych systemów kontroli i sterowania procesem,
• komputerowych systemów kontroli jakości produktu.
Techniki CFD (Computational Fluid Dynamics - numeryczna
mechanika płynów) znalazły już swoje stale miejsce zarówno
na etapie badań podstawowych, umożliwiając dogłębną analizę
problemu, jak i w końcowym stadium projektowania przy
optymalizacji aparatu.
Stąd też duże zainteresowanie przemysłu rozwojem
komercyjnego, profesjonalnego i wszechstronnie sprawdzonego
oprogramowania CFD.
Objawia się ono między innymi powstawaniem licznych
centrów modelowania CFD w ramach koncernów
przemysłowych (koncerny DuPont, BP, Shell, Cadbury Ltd.,
Mitsubishi Chemical Corporation).
Bardzo istotnym aspektem jest również integracja procesu
sterowania i kontroli jakości produktu z procesem
projektowania i optymalizacji aparatury za pomocą sieci
komputerowych i baz danych.
System tego typu umożliwia nie tylko ciągłe monitorowanie i
ewentualną zdalną korektę nastawów aparatu przez
projektanta, ale również gromadzenie danych niezbędnych do
weryfikacji modeli CFD.
Oprogramowanie wspomagające proces projektowania można
podzielić na trzy zasadnicze grupy:
CAD (Computer Aided Design) komputerowe wspomaganie
projektowania. Oprogramowanie należące do tej grupy służy
do rysowania i modelowania geometrii elementów 2D i 3D.
CAM (Computer Aided Manufacturing) komputerowe
wspomaganie wytwarzania. Systemy CAM służą do
projektowania wytwarzania elementu. Stanowią one
,,brakujące ogniwo" między obrabiarką a programami CAD.
CAE (Computer Aided Engineering) komputerowe
wspomaganie obliczeń i analizy
inżynierskiej.
Systemy CAE mają na celu wspomagać inżynierów w
projektowaniu, analizowaniu i obliczeniach. Systemy te są
stosowane do szeroko pojętej inżynierii. Do grupy programów
CAE możemy zaliczyć oprogramowanie do obliczeń
procesowych flowsheet modelling environments:
Aspen Plus, CHEMCAD, HYSYS, ChemSep,
jak i pakiety oprogramowana CFD:
CFX, FLUENT, CFD-ACE+, FL0W-3D, itp.
Obecnie prowadzone są intensywne prace nad ściślejszą
integracja oprogramowania CFD z oprogramowaniem typu
flowsheet modelling environments oraz CAD mające na celu
usprawnienie wymiany danych oraz uproszczenie interfejsu
użytkownika.
Obszerną listę programów stosowanych do
integracji procesów wraz z ich oceną można
obejrzeć na wielu stronach internetowych
CAPE
Computer Aided Process-Product Engineering
Computer Aided Process Engineering
Computer Aided Product Engineering
lub
1. · 20-SIM
2. · ACSL Optimise
3. · Advent
4. · AHP
5. · AKTIF
6. · APMS
7. · Ascend
8. · Aspen Custom Modeler
9. · Aspen Dynamics
10. · Aspen Pinch
11. · Aspen Plus
12. · Batches
13. · BPS
14. · CADSIM Plus
15. · CAMAS
16. · Chemcad
17. · Chemical WorkBench
18. · combatTES
19. · Comflow
20. · ControlDraw
21. · CRESP
22. · Cycle-Tempo
23. · Design II
24. · DIVA
25. · DMO
26. · DNA
27. · DYNSIM
28. · DYNSYL
29. · Ebsilon 2000
30. · EbsilonProfessional
31. · EDC-CRACK
32. · Efficiency Map
33. · EFPS
34. · ESP Process
35. · Exercom
36. · Exergan
37. · ExpenPlus
38. · FLARENET
39. · Flowpack
40. · Gas Fired Heater Calculations
41. · GateCycle
42. · Gepurs
43. · Hensyn
44. · Hextran
45. · HTFS
46. · Hx-Net
47. · Hysim
48. · HYSYS.ConceptualDesign
49. · HYSYS.Operator.Training
50. · HYSYS.Plant
51. · HYSYS.Process
52. · ICAS
53. · IDEAS
54. · IPSEpro
55. · MacroFlow
56. · Massbal
57. · MATLAB
58. · MAX
59. · MS1
60. · MSD
61. · Odessy
62. · OLI Engine
63. · OMNIUM
64. · Optimizer System
65. · OPTISIM
66. · PC Trax
67. · PD-PLUS Chemical Process Simulator
68. · PinchLENI
69. · Piper
70. · Polyred
71. · PRO/II
72. · Pro_pi
73. · Process
74. · Process Ace Steam Properties
75. · Process Studio
76. · PROSIM
77. · Prosyn
78. · Protiss
79. · ProTRAX
80. · PSI
81. · Pump Calculations
82. · Q-KILN
83. · RESHEX
84. · ROMeo
85. · RTO+
86. · S.Draw
87. · SEPSIM
88. · Sim42
89. · SIMFLOW
90. · SIMSMART
91. · Simusolv
92. · SINDA/FLUINT
93. · SMOC
94. · SOAPP-CT
95. · SpeedUp
96. · Spence
97. · SPIDER KEMA
98. · Steam Turbine Calculations
99. · Sugars
100. · SuperPro Designer
101. · Supertarget
102. · Tisflo
103. · Tutsim
104. · VISPO
105. · VMGSim
106. · WinGEMS
Profesjonalne programy do symulacji i
projektowania procesów*
Z Pakowski, M. Głębowski
„Symulacja procesów inżynierii chemicznej”
Politechnika Łódzka
SimSci Inc., Brea, California, USA www.simsci.com
PRO/II symulator procesów stanu ustalonego ogólnego zastosowania.
DYNSIM symulator procesów dynamicznych ogólnego stosowania.
HEXTRAN symulacja wymienników ciepła i analiza pinchu.
NPLANT symulacja przepływu wielofazowego dla projektowania sieci
rurociągów.
NETOPT narzędzie do optymalizacji procesów przetwarzania ropy i gazu.
PIPEPHASE symulator przepływu wielofazowego, stanu ustalonego, do
modelowania systemów przepływu ropy i gazu.
ROMeo zaawansowane, zunifikowane środowisko do obliczeń
optymalizacyjnych off-line i on-line
TACITE symulator przepływów wielofazowych stanu nieustalonego do
projektowania rurociągów i linii produkcyjnych.
VISUAL FLOW projektowanie i symulacja systemów bezpieczeństwa i sieci zaworów
bezpieczeństwa.
Aspen Technology Inc., Ten Canal Park, Cambridge, MA 02141-2201 USA,
www.aspentech.com:
ASPEN PLUS symulator procesów stanu ustalonego ogólnego zastosowania.
SPEEDUP ogólnego stosowania symulator procesów dynamicznych oraz
optymalizator stanu ustalonego.
HETRAN narzędzie do projektowania wymienników ciepła
Hyprotech, Suite 800, 707 - 8th Avenue S.W. Calgary, Alberta, Canada, T2P 1H5
www.hyprotech.com
HYSYS symulator procesów stanu ustalonego ogólnego stosowania.
BaSYS projektowanie i optymalizacja systemów produkcji okresowej.
CFX pakiet CFD do projektowania przepływów w szczególności w
mieszalnikach
HTFS projektowanie i optymalizacja wymienników ciepła
Obecnie AspenTech
Chemstations Inc., Houston, TX, USA, www.chemstations.com
CHEMCAD
DCOLUMN
dynamiczna symulacja kolumn półkowych.
CHEMCAD
BATCH
symulacja destylacji okresowej
CHEMCAD
REACS
symulacja reaktorów okresowych
CHEMCAD
THERM
projektowanie wymienników ciepła typu płaszczowo rurkowego
CEA Technology BV., Rivium 2e straat 30, 2909 LG Capelle a/d Ijssel P.O. Box
8589.3009ANRotterdam.Holandia
www.cea-int.com
Plant 4-D program do symulacji rozmieszczenia przestrzennego aparatury
procesowej i orurowania._
The MathWorks, Inc., 3 Apple Hill Drive, Natick, MA 01760-2098, USA
www.europe.mathworks.com
SIMULINK
(Matlab)
narzędzie ogólnego stosowania dostarczane z programem Matlab
służące do dynamicznej symulacji procesów.
STATEFLOW modelowanie graficzne i symulacja sekwencji zdarzeń w systemach.
FLUENT Inc; Lebanon. NH. USA www.fluent.com
FLUENT program CFD do modelowania przepływów.
FIDAP program do symulacji przepływów, przewodzenia ciepła i dyfuzji.
Podstawowe narzędzie do symulacji obiektów o parametrach
rozłożonych.
MIXSIM program do modelowania mieszania.
POLYFLOW pakiet CFD do modelowania przepływów polimerów. Posiada dużą
bibliotekę modeli płynów lepko- sprężystych.
AIRPAK program do modelowania przepływów w pomieszczeniach, systemach
wentylacji itp. dla potrzeb wentylacji i klimatyzacji, ochrony
środowiska i in.
Flow Science, Inc., 1257 40th Street, Los Alamos, NM, USA www.flow3d.com
FLOW_3D pakiet CFD do modelowania przepływów.
Process Systems Engineering Ltd., 1007a Hammersmith Bridge Road, London W6 9DAUK
www.psenterprise.corn/products-gproms.html
gPROMS symulator procesów o bardzo szerokich zastosowaniach
(wykraczających poza przemysł petrochemiczny i
nawozowy)
CAPEC - Computer Aided Process Engineering Centre, TU of Denmark, Lyngby, Dania
www.capec.kt.dtu.dk/main/
CAPPS synteza procesów – projekt obecnie nie rozwijany
ICAS symulator procesów
ModDEV program do tworzenia modeli matematycznych operacji
jednostkowych
UMIST; Department of Process Integration
http://www.cpi.umist.ac.uk/consortium/consortiumhome.asp
Colom analiza termodynamiczna kolumn, sekwencje rozdzielania,
integracja cieplna kolumn
Hydro zarządzanie wodorem w rafineriach ropy
Reactor projektowanie i optymalizacja reaktorów wielofazowych
Refopt symulacja i optymalizacja instalacji rafineryjnych
Sprint symulacja i optymalizacja sieci wymienników ciepła
Star obliczenia ekonomiczne instalacji
Water zarządzanie źródłami wody w przemyśle
WinSim Inc. - WinSim Inc., Sugar Land, Houston, Texas, USA, www.winsim.com
DESIGN II symulacja procesów w przemyśle chemicznym i
petrochemicznym
CHEMCAD
Pakiet oprogramowania CHEMCAD jest zbiorem modułów działających jak jeden program,
lecz licencjonowanych indywidualnie. Obecnie w ramach tego oprogramowania dostępne są
następujące moduły:
CC-STEADY STATE Do symulacji stanów ustalonych, obliczeń własności
fizykochemicznych, wymiarowania i kosztorysowania aparatury oraz pewnych innych obliczeń z
zakresu inżynierii chemicznej.
CC-BATCH Do symulacji kolumn destylacyjnych pracujących w sposób periodyczny.
CC-REACS Do symulacji układów zawierających reaktory zbiornikowe pracujące w
sposób periodyczny.
CC-DCOLUMN Dla uogólnionej dynamicznej symulacji kolumn destylacyjnych.
CC-DYNAMICS do dynamicznej symulacji procesów (kolumny i reaktory)
CC-THERM Dla dokładnej symulacji (projektowej lub sprawdzającej) płaszczowo-
rurowych wymienników ciepła.
CC-Flash Do obliczeń własności fizykochemicznych i termodynamicznych mieszanin
CC-SAFETY NET Do zarządzania układami rurociągów i siecią rurociągów
CC-POLYMER Dla symulacji układów z reakcją polimeryzacji
CC-NETWORK Dla zarządzania pakietem oprogramowania CHEMCAD w lokalnej sieci
komputerowej.
ChemSep
Wersja pełna:
•destylacja (rektyfikacja)
•absorpcja
•ekstrakcja
Program do modelowania wybranych procesów
jednostkowych separacji (rozdziału)
UWAGA:
Funkcjonuje w ramach projektu
CAPE-OPEN
ChemSep
top related