【正文】 麻省理工學院主持開發(fā)的ASPEN(Advanced ? System of Process Engineering) 。 ASPEN的開發(fā)是針對以煤為原料解決能源工藝為背景的。而第二代模擬系統(tǒng)以處理氣 —液系統(tǒng)為其特長，不具備處理固體物料的功能。ASPEN的開發(fā)工作從 1976年起，組織了杜邦、?？松⒚仙蕉?、飛馬石油等 50家公司投入力量，歷時 5年耗資 600萬美元，于1981年完成交付使用。 ASPEN具有更大更強的功能 。 ? 國內在 20世紀 70年代開始進行化工流程模擬系統(tǒng)的開發(fā)工作 。 ? 一些設計院所、研究院所、高校等單位開發(fā)的模擬系統(tǒng)，可以對石油氣分離、基本有機合成、合成氨等工藝系統(tǒng)進行工況模擬、操作、開發(fā)設計等等。 ? 國內向市場推出的商品軟件 ECSS(Engineering Chemical Simulation System)是青島化工學院開發(fā)的化工流程模擬系統(tǒng)。 ? 目前國內使用 模擬系統(tǒng) 多數(shù)是引進的。 ? 最早引進的模擬軟件是 1978年由丹麥引進的 Gips，這是個合成氨工藝專用的流程模擬系統(tǒng)。 ? 20世紀 80年代又引進了 ASPEN Tech公司的ASPEN PLUS，先后約有 30套左右； ? 美國 Simulation Science公司的約 26套； ? Hydrotech公司的 HYSlM30套左右等。 模擬是對過程系統(tǒng)模型的求解 過程系統(tǒng)的模擬分析 對某個給定的過程系統(tǒng)模型進行模擬求解，可得出該系統(tǒng)的全部狀態(tài)變量，從而可以對該過程系統(tǒng)進行工況分析 過程系統(tǒng)模型決策變量 狀態(tài)變量參數(shù)圖21 過程 系統(tǒng)的模擬分析 過程系統(tǒng)設計 當對某個或某些系統(tǒng)變量提出設計規(guī)定要求時，通過調整某些決策變量使模擬結果滿足設計規(guī)定要求 圖2 2 過程系統(tǒng)設計狀態(tài)變量參數(shù)參數(shù)過程系統(tǒng)模型 滿足設計規(guī)定否？決策變量調 整初值設計結果 過程系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化 過程系統(tǒng)模型與最優(yōu)化模型聯(lián)解得到一組使工況目標函數(shù)最佳的決策變量（優(yōu)化變量）。從而實施最佳工況 圖2 3 過程系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化約束特性指標狀態(tài)變量目標函數(shù)模型參數(shù)參數(shù)過程系統(tǒng)模型 最優(yōu)否？決策變量最優(yōu)化模型初值優(yōu)化結果 圖23 過 程系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化約束特性指標狀態(tài)變量目標函數(shù)模型參數(shù)參數(shù)過程系統(tǒng)模型 最優(yōu)否？決策變量最優(yōu)化模型初值優(yōu)化結果 過程系統(tǒng)模擬的三種基本方法 ? 序貫模塊法（ Sequential Modular Method） ? 面向方程法（ Equation Oriented Method） ? 聯(lián)立模塊法（ Simultaneously Modular Method） 過程系統(tǒng)模擬的序貫模塊法 ? SMM的基本部分是模塊 （ 子程序 ） ， 用以描述物性 、 單元操作以及系統(tǒng)其它功能 。 ? SMM對過程系統(tǒng)的模擬以單元模塊的模擬計算為基礎 。 ? SMM按照由各種單元模塊組成的過程系統(tǒng)的結構 ， 序貫的對各單元模塊進行計算 ， 從而完成該過程系統(tǒng)模擬計算 。 優(yōu)點： 與實際過程的直觀聯(lián)系強 模擬系統(tǒng)軟件的建立、維護和擴充都很方便，易于通用化 計算出錯時易于診斷出錯位置 缺點： 計算效率較低，尤其是解決設計和優(yōu)化問題時計算效率更低 優(yōu)化計算設計規(guī)定計算流程計算過程單 元計算物性計算圖2 4 序貫模塊法的迭代循環(huán)圈過程系統(tǒng)模擬的面向方程法 ? EOM又稱聯(lián)立方程法 ， 將描述整個過程系統(tǒng)的數(shù)學方程式聯(lián)立求解 ， 從而得出模擬計算結果 ， 面向方程法可以根據(jù)問題的要求靈活地確定輸入 、輸出變量 ， 而不受實際物流和流程結構的影響 ? EOM解算過程系統(tǒng)模型快速有效 ， 對設計 、 優(yōu)化問題靈活方便 。 效率較高 ? EOM的 形成通用軟件比較困難；不能利用現(xiàn)有大量豐富的單元模塊；缺乏實際流程的直觀聯(lián)系；計算失敗之后難于診斷錯誤所在；對初值的要求比較苛刻；計算技術難度較大 優(yōu)化計算物性計算單元計算流程計算設計計算12圖２－５　面向方程法的迭代循環(huán)圈 優(yōu)化計算物性計算單元計算流程計算設計計算12圖２－５　面向方程法的迭代循環(huán)圈過程系統(tǒng)模擬的聯(lián)立模塊法 聯(lián)立模塊法 又稱雙層法 ， 將過程系統(tǒng)的近似模型方程與單元模塊交替求解 聯(lián)立模塊法 兼有序貫模塊法和面向方程法的優(yōu)點 。既能使用序貫模塊法積累的大量模塊 ， 又能將最費計算時間的流程收斂和設計約束收斂等迭代循環(huán)合并處理 ， 通過聯(lián)立求解達到同時收斂 狀態(tài)變量圖２－６　聯(lián)立模塊法（雙層法）開　始賦　初　值嚴 　 格 　 模 　 型收　斂　否？結　束簡化模型參數(shù)簡 　 化 　 模 　 型 狀態(tài)變量圖２－６　聯(lián)立模塊法（雙層法）開　始賦　初　值嚴 　 格 　 模 　 型收　斂　否？結　束簡化模型參數(shù)簡 　 化 　 模 　 型優(yōu)化計算流程設計單元１２３４計算計算計算物性計算圖 聯(lián)立法的迭代循環(huán)圈 優(yōu)化計算流程設計單元１２３４計算計算計算物性計算圖 聯(lián)立法的迭代循環(huán)圈過程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬三種方法的比較 方法 優(yōu)　　點 缺　　點 代　表　軟　件　系　統(tǒng)序貫模塊法與工程師直觀經(jīng)驗一致，便于學習使用；易于通用化，已積累了豐富的單元模塊；需要計算機內存較??；再循環(huán)引起的收斂迭代很費機時；進行設計型計算時，很費機時；不宜用于最優(yōu)化計算；PR O C ES S （美）C O N C E PT （英）C A PE S （日）A S PE N （美）F L O WTR A N （美）面向方程法解算快；模擬型計算與設計型計算一樣；適合最優(yōu)化計算，效率高；便于與動態(tài)模擬聯(lián)合實現(xiàn)；要求給定較好的初值，否則可能得不到解；計算失敗后診斷錯誤所在困難；形成通用化程序有困難有，故使用不便；難以繼承已有的單元操作模塊。A S C E N D － Ⅱ （美）S P E E D U P （英）（雙層法）聯(lián)立模塊法可以利用前人開發(fā)的單元操作模塊；可以避免序貫模塊法中的循環(huán)流迭代；比較容易實現(xiàn)通用。將嚴格模型做成簡化模型時，需要花費機時；用簡化模型來尋求優(yōu)化時，其解與嚴格與嚴格模型優(yōu)化解是否一致，有爭論。TI S F L O （德）F L O WP A C K － Ⅱ （英） 動態(tài)模擬系統(tǒng) ? 在化工過程工藝生產中存在著相當多的動態(tài)過程，它們是 不允許簡化處理為穩(wěn)態(tài)過程 的。 ? 如精細化學品、染料中間體、農藥生產中的 間歇反應釜操作過程 ，正常生產操作周期中，總是包括著 裝料、開車、反應、停車、卸料， 這些過程的工藝參數(shù)都是時間的函數(shù)。 ? 即便是連續(xù)生產過程，也有 開車、停車、事故 出現(xiàn)等動態(tài)過程。對于這些過程的分析都要進行動態(tài)模擬。 動態(tài)模擬系統(tǒng) 動態(tài)過程模擬系統(tǒng)主要應用于 ： （ 1）了解裝置經(jīng)受動態(tài)負荷變化的能力和可操作性。 （ 2）分析非正常操作條件下的動態(tài)性能。 （ 3）通過模擬仿真，尋找最優(yōu)的參數(shù)及控制 。 （ 4）以模擬型代替實際裝置培訓即將上崗人員。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT