
AspenPlus 是(shì)大(dà)型通(tōng)用(yòng)流程模拟系統,源起于美(měi)國(guó)能(néng)源部在七十年(nián)代後期在麻省≈理(lǐ)工(gōng)學院 MIT 組織會(huì)戰,要(yào)求開(kāi)發新型第三代流程模拟軟件(jiàn)。這(zhè)個(gè±)項目稱為(wèi)”先進過程工(gōng)程系統”(Advanced System for Process Engineering)簡稱 "≤Aspen" 。這(zhè)一(yī)大(dà)型項目于 1981 年(nián)底完成。1982 年(nián) AspenTech 公司成立将其商品化(huà),稱為(w£èi) "AspenPlus" 。這(zhè)一(yī)軟件(jiàn)經過 15 年(nián)不(bù)斷改進、擴充、提高(gāo),已經曆了(®le)九個(gè)版本,成為(wèi)全世界公認的(de)标準大(dà)型流程模拟軟件(jiàn),用(yòng)戶接近(jì→n)上(shàng)千。全世界各大(dà)化(huà)工(gōng)、石化(huà)生(shēng)産廠(chǎng)家(jiā<)及著名工(gōng)程公司都(dōu)是(shì) AspenPlus 的(de)用(yòng)戶。它以嚴格的(de)機(jī)理(lǐ)模型和λ(hé)先進的(de)技(jì)術(shù)赢得(de)廣大(dà)用(yòng)戶的(de)信賴,其具有(yǒu)以下(xià)特>性:1. AspenPlus 有(yǒu)一(yī)個(gè)公認的(de)跟蹤記錄,在一(yī)個(gè)工(gōng)藝過程的(de)制(zhì)造的(de)整個∏(gè)生(shēng)命周期中提供巨大(dà)的(de)經濟效益,制(zhì)造生(shēng)命周期包↕括從(cóng)研究與開(kāi)發經過工(gōng)程到(dào)生(shēng)産。2. AspenPlus 使用(yòng)最新的(de)軟件(jiàn)工(gōng)程技('jì)術(shù)通(tōng)過它的(de) Microsoft Windows 圖形界面和(hé)交互式客戶-服務器(∑qì)模拟結構使得(de)工(gōng)程生(shēng)産力最大(dà)。 3. AspenPlus← 擁有(yǒu)精确模拟範圍廣泛的(de)實際應用(yòng)所需的(de)工(gōng)程能(néng)力,這(zhè)些(xiē)實₽際應用(yòng)包括從(cóng)煉油到(dào)非理(lǐ)想化(huà)學系統到(dào)含電(diàn)解質和(hé)固體(tǐ)的(de)工(gōng)藝過程。 ✘4. AspenPlus 是(shì) AspenTech 的(de)集成聰明(míng)制(zhì)造系統技(jì)術(shù)的(de)一(yī)個(gè)核心部分(fēn),該技(jì)術(shù)能(néng)在你(nǐ)公司的(de)整個(gè)過程工(gōng≠)程基本設施範圍內(nèi)捕獲過程專業(yè)知(zhī)識并充分(fēn)利用(yòng)。在實際應用(yòng)中,AspenPlus 可♠(kě)以幫助工(gōng)程師(shī)解決快(kuài)速閃蒸計(jì)算(suàn)、設計(jì)一(yī)個(gè$)新的(de)工(gōng)藝過程、查找一(yī)個(gè)原油加工(gōng)裝置的(de)故障或者優化(h uà)一(yī)個(gè)乙烯全裝置的(de)操作(zuò)等工(gōng)程和(hé)操作(zuò)的(de)關鍵問(wèn)題。流程模∑拟的(de)優越性有(yǒu)以下(xià)幾點:- 進行(xíng)工(gōng)藝過程的(de)能(néng)量和(hé)質量平衡計(jì)算(su'àn)- 預測物(wù)流的(de)流率、組成和(hé)性質- 預測操作(zuò)條件(jiàn)、設備尺寸- 縮短(duǎn)∏裝置設計(jì)時(shí)間(jiān),允許設計(jì)者快(kuài)速地(dì)測試各種裝置的(de)配置方案- 幫助改進當前工(gōng)藝- 在<給定的(de)限制(zhì)內(nèi)優化(huà)工(gōng)藝條件(jiàn)- 輔助确定一(yī)個(gè)工(gōng)↓藝約束部位(消除瓶頸)- 回答(dá) “如(rú)果…那(nà)會(huì)怎樣” 問(wèn)題AspenPlus 的(de)重要(yào)功能(n$éng):- 固體(tǐ)處理(lǐ) - 嚴格的(de)電(diàn)解質模拟 - 石油處理(lǐ) - 數(shù)據回歸&n bsp;- 數(shù)據拟合 - 優化(huà) - 用(yòng)戶子(zǐ)程序
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方便易用(yòng)的(de)動态建模工(gōng)具Aspen Dynamics 是(shì)一(yī)套基于 Windows95 / NT 的(de)動态建模軟件(j₹iàn),可(kě)方便地(dì)用(yòng)于工(gōng)程設計(jì)與生(shēng)産操作(zuò)全過程,模拟♦實際裝置運行(xíng)的(de)動态特性,從(cóng)而提高(gāo)裝置的(de)操作(zuò)彈性、安全性,增加處理(lǐ)量。功能(néng)強大(dà),簡單易用(yòng)Aspen Dynamics 與普通(tōng)的(de) Windows 應♣用(yòng)程序一(yī)樣,使用(yòng)起來(lái)非常簡單,幾分(fēn)鐘(zhōng)♠之內(nèi)便可(kě)得(de)到(dào)精确的(de)動态結果。工(gōng)程師(shī)可(kě)以利用(yòng)拖放(fàng)數(shù)據、拷貝、粘貼等功能(néng)将數(sh€ù)據通(tōng)過 Excel 與其他(tā)應用(yòng)軟件(jiàn)共享。這(zhè)些(xiē)應用(yòng)方便的(dσe)動态模型基于聯立方程的(de)建模技(jì)術(shù),具有(yǒu)快(kuài)速、精确與魯棒性等優點。Aspen Dyna≠mics 能(néng)用(yòng)于實際工(gōng)廠(chǎng)操作(zuò):如(rú)故障診斷、控制(zhì)方案分(fēn)析、操作(zuò)性分(fēn)析和(hé)安全性分(fēn)析等。對(duì)塔開(kāi)車(chē)、間(jiān)歇過程、半間(jiān)歇過程和(hé)連續過∞程都(dōu)可(kě)以建立精确的(de)模型。單一(yī)的(de)模型适用(yòng)于設計(jì)、生(shēng)産的(de)全過程Aspen Dynamics 可(kě)以幫助用(yòng)戶在裝置設計(jì)和(hé)生(shēng)産操作(zuò)的>(de)全部過程中發揮最大(dà)的(de)潛力。Aspen Dynamics與ASPEN PLUS緊密結合,讓穩态工(gōng)藝模©型進一(yī)步發揮價值。從(cóng)而減少(shǎo)開(kāi)發投資,降低(dī)操作(zuò)費(fèi)用£(yòng)。Aspen Dynamics 應用(yòng)Aspen Dynamics 運用(yòng)獨一(yī)無二的(de)技↔(jì)術(shù)幫助用(yòng)戶精确求解傳統方法通(tōng)常難以解決的(de)實際應用(yòng)問(wèn)題。對(duì)于相(xiàng)變、幹塔和(hé)容器(qλì)溢流等複雜(zá)而頭痛的(de)不(bù)連續過程的(de)模拟問(wèn)題,AspenTech 已γ經獨創了(le)一(yī)套嶄新的(de)技(jì)術(shù)來(lái)解決這(zhè)些(xiē)難題,這(zhè)套新♠方法不(bù)僅魯棒性高(gāo),而且快(kuài)速精确。同樣,由 AspenTech 總裁 Joseph Boston 先生(shēng)早期為(wèi)精餾過程開(kāi)發的 (de)穩态建模專有(yǒu)技(jì)術(shù) "Inside-Out" 算(suàn)法也(yě)已成功地(dì)用(yòng)于動态模拟。這(zhè)些(xiē)重大(dà)的(de)突破為(®wèi) Aspen Dynamics 成為(wèi)能(néng)快(kuài)速、可(kě)靠地(dì)處理(lǐ)設計(↓jì)和(hé)操作(zuò)問(wèn)題的(de)商業(yè)化(huà)軟件(jiàn)提供堅實的(de)基礎。利用(yòng) Aspen Dyna↕mics 改善過程設計(jì)品質傳統的(de)過程設計(jì)方法主要(yào)依賴于穩态分(fēn)析,對(duì)于操作(zuò)性能(néng)和(hé)控制(zhì)問(wèn)題通σ(tōng)常在工(gōng)藝流程完成以後才去(qù)考慮。利用(yòng) Aspen Dynamics 則可(σkě)以在研究穩态性能(néng)的(de)同時(shí)來(lái)考慮可(kě)操作(zuò)性。以下(xià)這(zhè)些(xiē)實例都(dōu)是(shì)在工♠(gōng)藝流程設計(jì)過程中碰到(dào)的(de),運用(yòng) Aspen Dynamics 能(néng)成功地(dì)處理(σlǐ)這(zhè)些(xiē)設計(jì)難題。在精餾塔系中,為(wèi)了(le)節能(néng)要(αyào)考慮換熱(rè)網絡的(de)集成設計(jì),但(dàn)是(shì)由穩态設計(jì)取得(de)的(de)方案是(shì)否具有(yǒu)可(kě)操作(zuò)性呢( ne)?當處理(lǐ)量提高(gāo)或降低(dī)後又(yòu)會(huì)怎麽樣?那(nà)些(xiē)需要(yào)增加的(de)加熱(rè)器(qì)和(•hé)冷(lěng)卻器(qì)又(yòu)應如(rú)何放(fàng)置才能(néng)保證系統的(de)<可(kě)操作(zuò)性?當我們設計(jì)放(fàng)熱(rè)反應器(qì)和(hé)它的(de)冷(lěng)卻器(qì)系統時(shí),我們必須針對¥(duì)多(duō)種情況檢驗所設計(jì)的(de)系統。當進料中包含過多(duō)的(de)反應物(wù )時(shí)會(huì)怎麽樣?當添加的(de)催化(huà)劑過量時(shí)又(yòu)會(huì)發生(shēng)↓什(shén)麽情況?如(rú)果冷(lěng)卻系統失靈,應該在多(duō)少(shǎo)時(shí)間(jiān)內(nèi)切斷進 料才能(néng₽)避免反應事(shì)故和(hé)超壓危險?當我們設計(jì)一(yī)個(gè)新流程,這(zhè)個(gè)流程中會(huì)包含多(duō)台反應器(qì)↔、塔和(hé)反應物(wù)循環流,基于我們對(duì)于類似過程的(de)經驗,預期全裝置的(de)控制(zhì)會♠(huì)面臨嚴重的(de)挑戰,我們需要(yào)快(kuài)速評價各種工(gōng)藝流程方案的(de)可(kě)操作(zuò)性,是<(shì)否可(kě)以用(yòng)單一(yī)的(de)技(jì) 術(shù)來(lái)評估穩态性能(néng)和(hé)控制(zhì)系統品質以加速工(gōng)藝設計(jì)過程?用(y✘òng) Aspen Dynamics 解決操作(zuò)問(wèn)題除了(le)上(shàng)面的(de)設計(jì)問(wèn)題以外(w↔ài),生(shēng)産操作(zuò)中的(de)問(wèn)題也(yě)會(huì)直接影(yǐng)響生(s£hēng)産利潤。Aspen Dynamics 能(néng)很(hěn)好(hǎo)地(dì)處理(lǐ)諸如(rú≤)下(xià)面所述的(de)各種問(wèn)題。我們對(duì)塔 K-102 的(de)控制(zhì)遇到(dào)了(le)麻煩,是(shì)否需要(yào)改變控制(zhì)方案或增設一✘(yī)隻進料罐以減少(shǎo)進料擾動?我們知(zhī)道(dào)對(duì)于不(bù)同的(de)原料,最佳的(de)進料位置應該不(bù)同,但(dàn)我們并不(bù)想輕易切換進料闆,因為(wèi)這(zhè)樣控制(zhì)系統便無法在切換過程中保證産品的(de)純度,在實施切換∑方案之前,我們是(shì)否能(néng)作(zuò)出評估?每當我們要(yào)對(duì)本工(gōng)↓段的(de)處理(lǐ)量作(zuò)一(yī)個(gè)大(dà)幅度的(de)改變,操作(zuò)員(yuán)和(hé)工(gōng)程師(shī)必☆須連續調整14個(gè)小(xiǎo)時(shí),才能(néng)重新生(shēng)産出合格産品,如(rú)何開(®kāi)發出一(yī)套控制(zhì)方案使得(de)這(zhè)種處理(lǐ)量的(de)調整是(shì)自(zì)動平滑地(dì)快(kuài)☆速實現(xiàn)?Aspen Dynamics 的(de)優點Aspen Dynamics 建立在一(yī)整套成熟的(de)技(jì)術(shù)基礎£上(shàng),AspenTech 在提供商業(yè)化(huà)的(de)動态模拟軟件(jiàn)産品方面,已經擁有(yǒu)十幾年(nián)的(de)寶貴經驗。Aspen Dynamics 已經包容了(le)一(yī)整套完整的(de)單元操作(zuò)和(hδé)控制(zhì)模型庫。Aspen Dynamics 的(de)單元操作(zuò)模型建立在完善的(de)高(gāo)"品質的(de) AspenPlus 工(gōng)程模型基礎之上(shàng)。Aspen Dynamics 提供開(kāi)放(fàng)的(de)用(yòng)戶化(hu≤à)的(de)過程模型,這(zhè)些(xiē)模型對(duì)用(yòng)戶完全透明(míng),用(yòng) Aspen Custo<m Modeler 工(gōng)具軟件(jiàn)可(kě)以針對(duì)特定的(de)過程開(kāi)發更詳細的(de)用(yòng)戶化(huà)模型。Aspen♣ Dynamics 運用(yòng) Properties Plus 作(zuò)精确可(kě)靠的(de)物(wù)性計(jì)算(suàn),與穩态模拟建立在完全一(y♣ī)緻的(de)基礎上(shàng)。動态模拟能(néng)連續不(bù)斷地(dì)校(xiào)正γ工(gōng)作(zuò)點附近(jìn)局部物(wù)性回歸算(suàn)式,從(cóng)而保證高(gāo)性能(néng)與模拟精度。Aspen Dynamics 運用(yòn®g)成熟的(de)隐式積分(fēn)與數(shù)值方法來(lái)做(zuò)魯棒性強、穩定性好(hǎo)的(de)精确的(de)動态流程 模拟。Aspen Dynamics 不(bù)僅提供簡單物(wù)流平衡動态模拟法,還(hái)提供更精确的(de)壓力平衡動态模拟法。壓力體(tǐ)系是(shì)在每一(yī)單元操作(♦zuò)中,将壓力與流速取得(de)關聯來(lái)展開(kāi),這(zhè)一(yī)功能(néng)在氣體(tǐ)處理(lǐ)過程和(hé)壓縮機(jī)控制(zhì)研究中具有(yǒu)重要♦(yào)的(de)實用(yòng)價值。Aspen Dynamics 中的(de)任務語言(Task Lanuage)使用(yò♥ng)戶能(néng)定義基于時(shí)間(jiān)或事(shì)件(jiàn)驅動的(de)輸入改變。例如(rú):将輸入流量在某一(yī)時(shí)刻逐漸增加或減少(shǎo);當容器(qì)滿時(shí)關閉進料流量。Aspen Dynamics 支持 Microsoft OLE 交互操作(zuò)特征,比如(rú)複制(zhì)/粘貼/鏈接和(hé) OLE 自(zì)動化(huà)。這(zhè)些(xiē)功能(né'ng)方便了(le)與其他(tā)應用(yòng)程序之間(jiān)的(de)數(shù)據交換,也(yě)可(kě)讓用(yòng™)戶建立象 Ms Excel 那(nà)樣的(de)用(yòng)戶操作(zuò)界面。Aspen Dynamics 也(✔yě)兼容 VBScript 描述語言,讓用(yòng)戶自(zì)動重複複雜(zá)的(de)任務,比如(±rú)運行(xíng)一(yī)系列實例研究。
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Aspen Custom Modeler 是(shì)一(yī)套建立在聯立微(wēi)分(fēn)一(yī)代數(shù)方程組求積分(fēn)解基礎上φ(shàng)的(de)動态模拟系統。它包括一(yī)套單元操作(zuò)的(de)動态模型庫(其中中各種控制(zhì)和(hé)閥門(mén)模型)。它使用(yòΩng)和(hé) AspenPlus 一(yī)樣的(de)物(wù)性數(shù)據庫(PROPERTIES P☆LUS),這(zhè)樣可(kě)使穩态及動态模拟計(jì)算(suàn)結果保持一(yī)緻性。它與一(yī)些(xiē)其它工(gōng)具軟件(jiàn)✘有(yǒu)接口:- Matlab接口:這(zhè)種過程控制(zhì)設計(jì)工(gōng)具相(xiàng)聯接可(kě)以開(kāi)發控制(zhì)策略- G2 接口:可(kě)以與這(zhè)種人(rén)工(gōng)智能(néng)工(gōng)具軟件(jiàn)≈結合開(kāi)發操作(zuò)工(gōng)仿真培訓器(qì)及工(gōng)廠(chǎng)診斷系統- 各種 DCS 接口:例如≠(rú)Centum,TDC,RTPMS(IBM)等 DCS 接聯,來(lái)用(yòng)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據更新動态模型,指導生(shēng)産Aspen Custom Modeler 常用(yòng)的(de)幾個(gè)方面是(shì)×:1. 提高(gāo)可(kě)操作(zuò)性:包括開(kāi)車(chē)方案,正常操作(zuò)規程2. 改進安全性♣:包括釋放(fàng)系統,事(shì)故分(fēn)析3. 改進過程控制(zhì)方案:測試可(kě)能(néng)的(de)控制(zhì)方案ε,研究先進控制(zhì)策略4. 開(kāi)發用(yòng)戶模型及優化(huà)過程操作(zuò)由于解算(≠suàn)動态模型的(de)微(wēi)分(fēn)方程組時(shí),初值條件(jiàn)好(hǎo)壞非常關鍵,因此,計(jì)算(suàn)之前必須輸入一(→yī)組穩态初值作(zuò)為(wèi)計(jì)算(suàn)起始點。這(zhè)種穩态初值通(tōng)常由 AspenPlus 模拟結果提供。 β
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Aspen Energy Analyzer 是(shì)一(yī)個(gè)基于過程綜合與集成的(de)夾點技(jì)術(shù)的(de)計(jì)算≥(suàn)軟件(jiàn)。它應用(yòng)工(gōng)廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng')操作(zuò)數(shù)據或者 Aspen Plus 模拟計(jì)算(suàn)的(de)數(shù)據為(€wèi)輸入,來(lái)設計(jì)能(néng)耗最小(xiǎo)、操作(zuò)成本最低(dī)的(de)化¶(huà)工(gōng)廠(chǎng)和(hé)煉油廠(chǎng)過程流程。它的(de)典型作(zu≠ò)用(yòng)有(yǒu)以下(xià)幾個(gè)方面:1. 老(lǎo)廠(chǎng)節能(néng)改造的(de)過程集成方案設計(jì)2. 老(lǎo)廠(chǎng)擴大(dà)生(shēng)産能(néng)力的(de)”脫瓶頸”分(fēn)析3. 能(néng)量回收系統(例如(rú)換熱(rè)器(qì)網絡¶)的(de)設計(jì)分(fēn)析4. 公用(yòng)工(gōng)程系統合理(lǐ)布局和(hé)優化(huà)操作(zuò)(包括加熱(rè)爐、&蒸汽透平、燃氣透平、制(zhì)冷(lěng)系統等模型在內(nèi))采用(yòng)這(zhè)種夾點技(jì)術(shù)進行(xíng)流程設計(jì),根λ據一(yī)些(xiē)大(dà)型石化(huà)公司經驗,一(yī)般對(duì)老(lǎo)廠(chǎng)改造,可(kě)以節能(néng) 20% 左π右,投資回收期一(yī)年(nián)左右;對(duì)新廠(chǎng)設計(jì)往往可(kě)節省操作(zuò)成本 30%,并同時(shí)降低(dī)投資 10% - 20%。 '
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