Dynsim? 介紹及其在過程動(dòng)態(tài)分析中的應(yīng)用

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   Dynsim是一個(gè)功能全面的、基于嚴(yán)格計(jì)算的、成熟的動(dòng)態(tài)過程模擬系統(tǒng),運(yùn)用基于機(jī)理的技術(shù)和嚴(yán)格的熱力學(xué)數(shù)據(jù),提供準(zhǔn)確可靠的計(jì)算結(jié)果,用于解決從工程分析、控制系統(tǒng)校核到操作員培訓(xùn)系統(tǒng)等工作中遇到的最棘手的動(dòng)態(tài)模擬問題。Dynsim是PRO/II的動(dòng)態(tài)版本,基于新一代用戶環(huán)境-SIM4ME構(gòu)建。

當(dāng)今的工廠正面臨著來自生產(chǎn)操作方面越來越大的挑戰(zhàn),工廠自身狀態(tài)和內(nèi)外部環(huán)境的不斷變化正嚴(yán)重威脅生產(chǎn)操作的安全性和盈利能力。一些不能控制的意外事故通常造成開車的延遲、產(chǎn)品的無謂浪費(fèi)、嚴(yán)重的設(shè)備損壞甚至是造成災(zāi)難性的后果。

   Invensys隆重推出一流的動(dòng)態(tài)過程模擬系統(tǒng)Dynsim,幫助您更安全、更高效地設(shè)計(jì)和操作現(xiàn)代化的工廠。

   Dynsim以模型數(shù)據(jù)的集成作為主要概念而設(shè)計(jì),全面促進(jìn)您的工程工作流,如設(shè)計(jì)、操作分析、動(dòng)態(tài)模擬、操作員培訓(xùn)、性能監(jiān)測(cè)以及實(shí)時(shí)優(yōu)化等等,以減少投資、提高產(chǎn)率、增強(qiáng)決策管理。

Dynsim的效益:

?       減少滿足動(dòng)態(tài)需求的設(shè)備成本

?       能在最小危險(xiǎn)的條件下進(jìn)行高級(jí)控制策略的驗(yàn)證和修改

?       評(píng)價(jià)工廠的開停車工序

?       防止生產(chǎn)中斷

?       提高工廠操作效率

?       通過對(duì)火炬和泄壓系統(tǒng)的評(píng)價(jià)提高工廠操作安全性

 

Dynsim在過程動(dòng)態(tài)分析中的應(yīng)用:

(1)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)的校核

傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)中人們往往都只是用PRO/II等穩(wěn)態(tài)模擬軟件,但很多設(shè)計(jì)的決策需要知道工藝過程的瞬態(tài)響應(yīng)和耦合關(guān)系。通過應(yīng)用Dynsim校核穩(wěn)態(tài)模擬的結(jié)果,人們能有信心確保工廠在實(shí)際操作過程中不會(huì)發(fā)生意外。

通過Dynsim最新設(shè)計(jì)的公用數(shù)據(jù)模塊的方式,PRO/II的穩(wěn)態(tài)模型能自動(dòng)轉(zhuǎn)換為Dynsim的動(dòng)態(tài)模型,這將節(jié)省設(shè)計(jì)人員大量的時(shí)間和精力。

【案例】PRO/II到Dynsim的轉(zhuǎn)換

(2)控制策略分析

盡管很多控制策略都是通過經(jīng)驗(yàn)開發(fā)的,但如今的工廠裝置的集成度已經(jīng)越來越高,要求產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的不斷提高以及環(huán)保等因素使裝置的操作越來越復(fù)雜和難易控制,因而傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)方法已經(jīng)逐漸不能滿足這樣的需要。應(yīng)用Dynsim能幫助控制工程師快速開發(fā)、評(píng)估、測(cè)試和調(diào)整控制策略,既可用于新建裝置,也可針對(duì)現(xiàn)有裝置。而且應(yīng)用Dynsim建立模型也是說服工廠技術(shù)人員和操作人員接受控制方案的關(guān)鍵技術(shù)。下列是Dynsim在控制方面的典型應(yīng)用:

分餾和精餾控制           

Dynsim能應(yīng)用于精餾和分餾系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng)的研究。Dynsim計(jì)算的動(dòng)態(tài)氣液相剖面能用于幫助確認(rèn)塔盤尺寸設(shè)計(jì)。對(duì)于產(chǎn)品規(guī)定特別嚴(yán)格或進(jìn)料經(jīng)常變化的情況,Dynsim尤其有用。

【案例】脫乙烷塔動(dòng)態(tài)模型

脫乙烷塔動(dòng)態(tài)模型可以幫助用戶更深入地了解塔的操作以及影響產(chǎn)品分離精度的因素。用戶可以考察一些干擾(如進(jìn)料量、進(jìn)料組成、進(jìn)料溫度和壓力、下游壓力等變化)發(fā)生時(shí)對(duì)塔操作的影響。

壓縮機(jī)防喘控制           Dynsim能用于對(duì)大型離心式壓縮機(jī)的防喘控制系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和校核,防止發(fā)生喘振,尤其是在啟動(dòng)和停機(jī)狀態(tài)下。Dynsim能模擬工業(yè)壓縮機(jī)在啟動(dòng)工況下的動(dòng)態(tài)行為,用以確定閥位和最大出口壓力。

【案例】壓縮機(jī)防喘控制

本案例的目的是研究壓縮機(jī)在突然停機(jī)時(shí)其防喘系統(tǒng)能否正確工作以避免發(fā)生喘振。

蒸汽發(fā)電和分布             

工業(yè)蒸汽系統(tǒng)如聯(lián)合發(fā)電、煉廠蒸汽系統(tǒng)、整體氣化聯(lián)合循環(huán)裝置IGCC等通常都是大型化的、高度集成的并有多個(gè)壓力等級(jí)蒸汽分布管網(wǎng),而這些蒸汽又往往都是通過加熱鍋爐、熱回收蒸汽發(fā)生器和廢熱鍋爐等產(chǎn)生的。由于這些系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠對(duì)維持正常的工廠操作極為關(guān)鍵,使得這些裝置的操作約束非常嚴(yán)格。對(duì)它們進(jìn)行完整的分析除了穩(wěn)態(tài)模擬外,還需要對(duì)諸如蒸汽發(fā)生器的產(chǎn)量、響應(yīng)時(shí)間、控制系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)管網(wǎng)水力學(xué)、泄壓閥水力學(xué)的動(dòng)態(tài)行為等進(jìn)行詳細(xì)分析。Dynsim能用于對(duì)煉廠蒸汽系統(tǒng)、廢能發(fā)電、整體氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)(IGCC)等過程及其控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和評(píng)估。蒸汽系統(tǒng)的可靠性對(duì)煉廠非常重要,因?yàn)檎羝闹袛鄬⒃斐赏\噺亩鴰砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失。對(duì)于最新興起的IGCC技術(shù),Dynsim能用于校核控制系統(tǒng)、控制閥的尺寸和響應(yīng)時(shí)間并提供初始控制參數(shù)等,Dynsim能用于研究但一個(gè)輪機(jī)或汽包停機(jī)時(shí),備用系統(tǒng)如輔助燃燒等能產(chǎn)生蒸汽從而快速恢復(fù)蒸汽供應(yīng)量。

【案例】煉廠蒸汽系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型

該煉廠蒸汽系統(tǒng)包括兩臺(tái)燃?xì)馔钙健膳_(tái)熱回收蒸汽發(fā)生器和三個(gè)級(jí)別的蒸汽分布系統(tǒng)。模擬的目標(biāo)是研究當(dāng)一個(gè)燃?xì)馔钙酵C(jī)時(shí)控制系統(tǒng)是否能維持煉廠高、中、低壓蒸汽總管的壓力。

(3)瞬態(tài)條件下的設(shè)備設(shè)計(jì)

一般情況下,人們往往通過PRO/II的計(jì)算來確定設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)如設(shè)計(jì)溫度、電機(jī)功率、金屬材質(zhì)選擇等,但如果站在動(dòng)態(tài)分析的角度來看,這些設(shè)計(jì)通常都有嚴(yán)重的過度設(shè)計(jì)問題。Dynsim能用于對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的計(jì)算,能大幅度節(jié)省設(shè)備投資。下面列出幾個(gè)應(yīng)用案例如:

壓縮機(jī)啟動(dòng)             

對(duì)高速電機(jī)的壓縮機(jī),并非在所有工況下啟動(dòng)功率都是足夠的。如:壓縮機(jī)輸出壓力需降到一定值時(shí)其熱重啟才是可能的,這將延遲壓縮機(jī)的重新啟動(dòng)以便泄放下游設(shè)備壓力,從而增加的火炬管網(wǎng)泄放量,如果電機(jī)啟動(dòng)失敗還需要額外的電機(jī)冷卻時(shí)間。Dynsim將幫助工程師分析并選擇合適的電機(jī)功率而又避免過度設(shè)計(jì)。

【案例】大型工業(yè)壓縮機(jī)在排放壓力很低時(shí)的啟動(dòng)都不會(huì)有任何問題。但當(dāng)壓縮機(jī)在    正常操作時(shí)停機(jī)從而必須在較高排放壓力的情況下重新啟動(dòng),其所需的功率和扭距都可能超出電機(jī)的設(shè)計(jì)極限。電機(jī)可能無法達(dá)到最高的轉(zhuǎn)速并由于過高的繞組溫度而重新停機(jī),此時(shí)必須等到電機(jī)完全冷卻才能再嘗試啟動(dòng),從而又將造成額外損失。Dynsim能用于評(píng)估壓縮機(jī)的啟動(dòng)過程包括熱啟動(dòng)過程。

   電機(jī)在最初的17秒速度增加很快(藍(lán)色),但由于循環(huán)閥是打開的,壓縮機(jī)出口壓力并沒有明顯提高(粉紅色)。當(dāng)電機(jī)達(dá)到最高速度后,其功率和扭距迅速下降(紅色和綠色)。圖10表示的是壓縮機(jī)的熱啟動(dòng)過程,電機(jī)斷電后,其轉(zhuǎn)速在45秒內(nèi)降到約100RPM(藍(lán)色),壓縮機(jī)出口壓力約200PSIA(粉紅色)。在如此高的排放壓力下,壓縮機(jī)不能重新啟動(dòng),電機(jī)最高也僅能達(dá)到500RPM的轉(zhuǎn)速,而且會(huì)造成繞組過熱,應(yīng)開啟泄壓閥進(jìn)行泄放。

加氫裝置泄壓         

   在高壓加氫裂化或其它加氫裝置中,用于進(jìn)料和反應(yīng)產(chǎn)物的換熱器設(shè)計(jì)中必須考慮反應(yīng)器泄壓以確定其設(shè)計(jì)溫度。在泄壓過程中原料被切斷,而沒有介質(zhì)用于反應(yīng)產(chǎn)物的冷卻。PRO/II穩(wěn)態(tài)模擬的方法是假設(shè)換熱器溫度將立即升高到和反應(yīng)產(chǎn)物出口溫度相同,從而整個(gè)換熱器序列都依此而設(shè)計(jì)。而如果用Dynsim進(jìn)行分析,則可以考慮管線和換熱器管子的熱容,從而準(zhǔn)確計(jì)算換熱器的管壁溫度,避免過度設(shè)計(jì)。

【案例】加氫裂化裝置泄壓工況動(dòng)態(tài)模型

   動(dòng)態(tài)模型如所示,包括反應(yīng)器、反應(yīng)產(chǎn)物換熱器E1~E5、熱高壓分離罐、冷高壓分離罐等,還包括空冷器前的注水流程以及進(jìn)料閥XV1、到循環(huán)壓縮機(jī)的閥門XV2、泄壓閥XV3等。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)裝置做一定程度的并且是保守的假設(shè):反應(yīng)器不作嚴(yán)格模擬而用罐(Drum)描述,通過一個(gè)PID控制器調(diào)整氣液相的比例以正確模擬泄壓前反應(yīng)器的存液量;用Pipe模型(帶管側(cè)金屬熱容值和重量)模擬換熱器的管側(cè)部分,殼側(cè)部分用一股加載在Pipe上的熱物流來描述。在泄壓工況下,沒有進(jìn)料的冷卻,此時(shí)每個(gè)熱物流的熱負(fù)荷設(shè)為零,流體和金屬管間的傳熱系數(shù)來自穩(wěn)態(tài)計(jì)算的結(jié)果。

   造成泄壓的典型事故工況包括反應(yīng)器溫度過高、部分(全部)斷電或設(shè)備故障等。反應(yīng)器進(jìn)料泵和循環(huán)壓縮機(jī)將會(huì)停機(jī)并開始泄壓,一般泄壓時(shí)間將持續(xù)15分鐘左右。在沒有進(jìn)料冷卻的情況下,反應(yīng)產(chǎn)物換熱器溫度將升高。

   另一個(gè)沒有如此嚴(yán)重的工況是進(jìn)料的中斷且沒有泄壓,如果進(jìn)料泵停機(jī),則由于循環(huán)氣還在繼續(xù)供給,反應(yīng)器存液將會(huì)耗盡。

由于有泄壓發(fā)生,前一個(gè)工況的反應(yīng)產(chǎn)物流量將比進(jìn)料中斷工況可能要高。但在泄放工況下?lián)Q熱器將能承受更高的溫度,原因是換熱器的機(jī)械應(yīng)力將隨壓力的降低而下降。

   通過Dynsim的情景分析(Scenario),我們可以模擬泄壓事故工況,即同時(shí)地,進(jìn)料閥、循環(huán)壓縮機(jī)閥關(guān)閉,泄壓閥打開,反應(yīng)產(chǎn)物空冷器的電機(jī)停止,換熱器E1~E4的熱負(fù)荷設(shè)為零。反應(yīng)器壓力在15分鐘左右從2000PSIA降到400PSIA(藍(lán)色)。其它的線分別表示E1~E4管壁溫度的動(dòng)態(tài)變化曲線。根據(jù)ASME規(guī)則,容器和管線的設(shè)計(jì)是基于平均金屬溫度而不是與之接觸的物料溫度。相比傳統(tǒng)的方法,Dynsim由于考慮了管束金屬熱容和反應(yīng)器的實(shí)際存液量,從而降低了換熱器的設(shè)計(jì)溫度。

低溫泄放                

   在氣體加工和LNG等工業(yè)裝置的泄放系統(tǒng)中,泄放容器和管線通常會(huì)冷到非常低的溫度。根據(jù)ASME規(guī)定,容器和管線的設(shè)計(jì)應(yīng)基于金屬平均溫度而不是物流溫度。極高或極低的物流溫度將迫使人們選擇昂貴的管材。Dynsim能幫助工程師準(zhǔn)確計(jì)算管線不同部分隨時(shí)間變化的金屬平均溫度剖面。在很多情況下,平均金屬溫度都比流體溫度高很多,從而避免使用昂貴的金屬管材。

【案例】低溫泄放

   本案例中,兩個(gè)容器通過一系列管線進(jìn)行泄壓,由于泄放物料溫度非常低(低于-50 C),人們會(huì)關(guān)心管線的平均溫度是否會(huì)低于-29 C從而使得普通碳鋼不適合做管材。是該例的動(dòng)態(tài)模型,包括兩個(gè)泄放容器V1和V2,通過安全閥XV2泄放,接著是一段長(zhǎng)625m、管徑12寸(Schedule40)的泄放管線。在Dynsim模擬中等熵膨脹效率為1.0,這將使得容器泄放過程沿著等熵的路徑進(jìn)行,從而計(jì)算的溫度將比其它軟件沿等焓路徑計(jì)算的溫度要低。Dynsim和PROII泄壓模型計(jì)算結(jié)果一致,但Dynsim還能計(jì)算多個(gè)設(shè)備同時(shí)泄壓。顯示容器壓力在20分鐘左右從6500KPa降到1000KPa(紅色和綠色)最大泄放量約為120,000Kg/hr(藍(lán)色)。顯示泄放物料溫度開始急速降低到-50C以下(紅色),但很快又由于泄放背壓的形成而反彈升高。管線的溫度隨之降低,離安全閥最近的管段溫度首先下降(藍(lán)色)。可以看出第一個(gè)管段的溫度降到了-29C 以下從而可能需要不銹鋼管材,而后續(xù)的管段溫度在整個(gè)泄放過程中都保持在-29C以上,使用碳鋼管材即可,因此可以節(jié)省大量的投資費(fèi)用。

(4)緊急泄放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析

緊急泄放系統(tǒng)對(duì)于工廠的安全十分關(guān)鍵,正確的設(shè)計(jì)對(duì)保障操作人員安全和保護(hù)設(shè)備的投資十分重要。Dynsim能用于對(duì)這些系統(tǒng)的性能進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)估、測(cè)試和量化計(jì)算。下面列舉其中一些應(yīng)用:

塔的泄放量計(jì)算      

   常規(guī)的方法對(duì)塔泄放量的計(jì)算十分保守因而通常造成泄放管網(wǎng)的過度設(shè)計(jì),而且有時(shí)火炬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也會(huì)由于受火炬輻射或政府管理的約束。Dynsim能提供更為準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果,例如:相比常規(guī)方法,對(duì)于一個(gè)沸點(diǎn)范圍較寬的分餾塔,Dynsim通過準(zhǔn)確計(jì)算輕組分的存量和熱負(fù)荷等使計(jì)算的泄放量減少50%。

【案例】常壓塔事故工況泄壓分析

   某工廠對(duì)常壓塔進(jìn)行改造,由于改造設(shè)計(jì)設(shè)備變化,因而需要對(duì)塔的設(shè)計(jì)條件進(jìn)行重新核算并且實(shí)施了高可靠性的緊急停車系統(tǒng)(ESD)。廠方要求對(duì)現(xiàn)有火炬系統(tǒng)進(jìn)行核算,驗(yàn)證其能否滿足改造后的需求。利用Dynsim對(duì)該常壓塔在非正常操作工況下的塔壓和泄放量進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算。圖一是該常壓塔的示意圖。除了對(duì)圖示所有的設(shè)備進(jìn)行建模外,還包括了常規(guī)控制和ESD邏輯控制。總共分析了5種事故工況,如:全部斷電、回流泵停機(jī)、石腦油冷凝器風(fēng)扇故障、進(jìn)料泵故障、提供塔頂燃料氣以控制壓力的閥門不能開啟等。

   以全部裝置斷電的工況為例,圖17 表示了該工況下的主要參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化。所有的進(jìn)料、產(chǎn)品、回流和中段循環(huán)的泵全部同時(shí)停機(jī)。蒸汽供應(yīng)受ESD系統(tǒng)控制,在持續(xù)兩秒鐘后ESD系統(tǒng)關(guān)閉了流向主塔和側(cè)提塔的蒸汽,但加熱爐的蒸汽供應(yīng)照常。由于進(jìn)料中斷和加熱爐的熱慣性,加熱爐出口溫度急劇升高,而后在15分鐘內(nèi)又逐漸下降至蒸汽的溫度(如圖17暗紅色)。由于停電進(jìn)入預(yù)閃蒸塔和加熱爐的原料被切斷,塔頂回流冷凝器、中段回流和石腦油冷凝器的冷量中斷,使得塔的熱量不能被及時(shí)移除。回流換熱器的出口溫度急劇升高并逐漸解決蒸汽的溫度(圖17綠色)。整個(gè)塔的壓力穩(wěn)步升高約2分鐘直到第一組安全閥PSV1/2開啟,這一組安全閥僅是簡(jiǎn)單開啟,在10秒鐘內(nèi)泄放2Kg氣體后壓力降至其設(shè)定壓力后關(guān)閉,隨后在1分半鐘后壓力再次升高到設(shè)定壓力,導(dǎo)致其開啟。如此反復(fù)約40分鐘,直到比較輕的基本泄放完畢后結(jié)束(圖17藍(lán)色和紅色)。此后由于足夠的物料排放到了火炬系統(tǒng)而且設(shè)備也已經(jīng)逐漸冷卻,從而使塔壓始終低于安全閥的設(shè)定壓力。由于塔壓始終沒有超過PSV3/4的設(shè)定壓力,這組安全閥沒有打開。整個(gè)過程中塔壓沒有超過16%的允許過壓值。泄放量的峰值和安全閥PSV1/2的大小有關(guān)。

   火炬管網(wǎng)系統(tǒng)         Dynsim能幫助計(jì)算火炬泄放管網(wǎng)系統(tǒng)的水力學(xué),動(dòng)態(tài)計(jì)算火炬管網(wǎng)背壓的變化,并能監(jiān)測(cè)管線流體是否達(dá)到臨界流。

【案例】火炬泄放管網(wǎng)

   模型包括三個(gè)泄放源(vessel)和三個(gè)安全閥以及相關(guān)的管線組成的泄放管網(wǎng),一直到火炬點(diǎn)為止。為簡(jiǎn)單起見三個(gè)安全閥全部用爆破片,即安全閥打開后不能自行關(guān)閉。當(dāng)泄放源V1的壓力升高到安全閥的設(shè)定壓力時(shí)安全閥開啟,其背壓升高,同時(shí)其余沒有泄放的安全閥背壓同時(shí)升高。

(5)危險(xiǎn)和安全研究

Dynsim的一個(gè)最大的應(yīng)用領(lǐng)域是危險(xiǎn)和安全的“what-If”分析。應(yīng)用Dynsim動(dòng)態(tài)模型,工程師能對(duì)諸如“如果關(guān)閉反應(yīng)物的冷卻水將會(huì)怎樣?”、“如果該閥門打不開了將會(huì)怎樣?”等問題進(jìn)行分析,并能給出量化的答案,如過程如何響應(yīng)、對(duì)事故進(jìn)行處理的時(shí)間能有多少、該如何應(yīng)對(duì)等,以及如何防止事故的發(fā)生等。

Dynsim的特點(diǎn):

Dynsim是一個(gè)完美的動(dòng)態(tài)模擬工具。

嚴(yán)格的、基于機(jī)理的設(shè)備模型確保了其準(zhǔn)確性

Dynsim基于機(jī)理的模型,包括嚴(yán)格的熱力學(xué)和流體力學(xué)模型,使動(dòng)態(tài)過程模擬計(jì)算具有超群的魯棒性和準(zhǔn)確性。Dynsim運(yùn)用魯棒的解決算法和快速的初始化功能,能嚴(yán)格處理即使是最復(fù)雜的工廠布局和系統(tǒng)。

可擴(kuò)展性將節(jié)省了您在Dynsim上的投資

Dynsim的獨(dú)特功能使用戶能無縫地從工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用擴(kuò)展到如DCS系統(tǒng)校核、操作員培訓(xùn)系統(tǒng)(OTS)等不同階段,而且所有的應(yīng)用都在一個(gè)相同的平臺(tái)上!Dynsim的模塊化結(jié)構(gòu)和開放的標(biāo)準(zhǔn)確保Dynsim在整個(gè)生命周期中都能滿足您的需求。

與控制系統(tǒng)和穩(wěn)態(tài)模擬器的連接

Dynsim充分利用現(xiàn)代開放軟件標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)與其它主要應(yīng)用程序的接口,如穩(wěn)態(tài)模擬器和控制系統(tǒng)模擬器等。能保持已有PRO/II模型的統(tǒng)一性,還能輕松實(shí)現(xiàn)與控制系統(tǒng)模擬器(如FSIM Plus)的連接,以驅(qū)動(dòng)基于嚴(yán)格模擬的操作員培訓(xùn)系統(tǒng)。Dynsim的CORBA層能輕松實(shí)現(xiàn)與其它CORBA兼容應(yīng)用程序的交互通信。

   Dynsim是一個(gè)一流的動(dòng)態(tài)模擬環(huán)境,模型和熱力學(xué)模塊基于嚴(yán)格的機(jī)理,應(yīng)   用范圍廣泛,可以是單個(gè)設(shè)計(jì)的研究,甚至可以是到高保真度的、分布在多個(gè)機(jī)器和平臺(tái)上的操作員培訓(xùn)系統(tǒng)解決方案。

(1)模型庫(kù)  

Dynsim擁有完整的模型庫(kù)、傳遞函數(shù)庫(kù)和工具庫(kù)。除了常見的工藝流程單元如精餾塔、換熱器和壓縮機(jī)等外,模擬器還可以建立電力和機(jī)械單元模型如斷路器和馬達(dá)等。其特點(diǎn)如下:

a)可壓縮和不可壓縮網(wǎng)絡(luò)的壓力驅(qū)動(dòng)流

b)多個(gè)組分/熱力學(xué)方法組

c)增強(qiáng)的本地?zé)崃W(xué)性質(zhì)模型

d)換熱器的區(qū)域分析和金屬熱容分析

e)允許逆向流動(dòng)

f)蒸餾塔塔板漏液

g)機(jī)械軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

h)容器和總管等熵泄壓

i)容器管嘴高程

j)管線臨界速率

k)閥的臨界流

l)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

(2)壓力流程解算器

Dynsim有一個(gè)魯棒的壓力驅(qū)動(dòng)流動(dòng)算法,適用于可壓縮和不可壓縮系統(tǒng)。換句話說,該模擬器可以基于對(duì)壓力和流動(dòng)速率的嚴(yán)格解算,模擬逆向流。

(3)控制庫(kù)

相比而言,Dynsim有很多控制模塊和幾乎所有的控制邏輯都能在Dynsim中描述,并且可以用Dynsim對(duì)這些邏輯進(jìn)行優(yōu)化。Dynsim帶有自己的通用控制塊的庫(kù),工程師可以將其用于創(chuàng)建復(fù)雜的控制方案。控制庫(kù)中的模塊可用于兩個(gè)目的。既可以聯(lián)合起來提供傳遞函數(shù),或集成到一個(gè)模型中提供一個(gè)功能控制系統(tǒng)。

a) PID控制器

b) 防喘控制器

c) 主均衡器

d) 雙輸入開關(guān)

e) 多輸入選擇n – 提供任意數(shù)量點(diǎn)的最高、最低、中間或平均值

f) 速率限制

g) Lead Lag控制

h) 自定義邏輯

i) 脈沖定位器

j) Latch控制

k) 邏輯和

l) 邏輯或

m) 函數(shù)生成器

n) 計(jì)算器

o) 加和

p) 計(jì)時(shí)器

(4)可在運(yùn)行中配置

在Dynsim的用戶環(huán)境中,如果您要對(duì)模型的參數(shù)或結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變時(shí),無需停止和重新啟動(dòng)引擎。在模擬模型正在運(yùn)行過程中,您也可以添加新的單元操作和物流。這些更改要直到上載和保存時(shí)才生效。這是Dynsim的特色之一,在模型創(chuàng)建或需要經(jīng)常更改的情況下十分有用

(5)方程編輯器

Dynsim允許用戶將一個(gè)自己的方程添加到幾乎所有的模型參數(shù)中。如換熱器單元對(duì)傳熱系數(shù)有一個(gè)放大系數(shù),該系數(shù)可以連接到一個(gè)方程中,可以根據(jù)容器液面高度而調(diào)整傳熱系數(shù)。在解算引擎中,Dynsim有先進(jìn)的數(shù)學(xué)算法,即眾所熟知的基于點(diǎn)的篩選法(Point-based-sorting),不像傳統(tǒng)的序慣法求解引擎,用戶無需擔(dān)心要考慮解算次序而使其收斂。用戶添加方程可成為整個(gè)模擬方程組的一個(gè)完全整合的部分,這對(duì)同時(shí)求解計(jì)算引擎是一個(gè)非常重要的特點(diǎn)。

(6)用戶添加模型

用戶可以用C++開發(fā)自己的模型。用戶添加程序作為一個(gè)獨(dú)立的DLL和Dynsim連接,它可以只通過一個(gè)簡(jiǎn)單的調(diào)令而進(jìn)行閃蒸計(jì)算,其中可定義閃蒸類型如:溫度-壓力、壓力-焓、焓-密度或內(nèi)能-密度等。

(7)快照(Snap Shot)

快照功能使用戶可以返回到當(dāng)前模擬的早期時(shí)間點(diǎn),復(fù)位到那時(shí)記錄的所有數(shù)據(jù)和狀態(tài)并重新開始模擬計(jì)算。有兩種類型:backtracks和初始條件IC,其主要區(qū)別在于Backtrack在用戶定義的時(shí)間間隔點(diǎn)自動(dòng)拍照,而IC則只是在用戶做出動(dòng)作時(shí)才拍照。

(8)故障干擾(Malfunction)

故障干擾是一個(gè)不希望發(fā)生的、非正常的事件。如閥門不按照給定命令動(dòng)作等。故障干擾的引入是培訓(xùn)的最重要的內(nèi)容,它能測(cè)試一個(gè)學(xué)員對(duì)工廠發(fā)生問題的分析和正確反應(yīng)的能力。在Dynsim中,您可以創(chuàng)建任意數(shù)量的故障干擾,可以有選擇性地保存下列以便重新調(diào)用。每個(gè)故障干擾直接影響一個(gè)模型對(duì)象(如泵、閥門、開關(guān)等等),用戶選擇了某個(gè)對(duì)象進(jìn)行故障干擾,Dynsim則能顯示一個(gè)自定義的窗口,反映與該對(duì)象類型相關(guān)的故障特征。

(9)情景(Scenarios)

該功能使用戶能自動(dòng)記錄或手動(dòng)編寫一系列在模擬過程中發(fā)生的事件。用戶能使程序連續(xù)運(yùn)行多個(gè)工程研究的工況,Dynsim將對(duì)每個(gè)不同的工況分別存儲(chǔ)結(jié)果,并在每個(gè)工況開始時(shí)重新裝載初始條件。用戶能修改模型的參數(shù)如閥位、PID設(shè)定點(diǎn)或電機(jī)的啟停狀態(tài)等。

(10)支持關(guān)鍵詞導(dǎo)入導(dǎo)出

除了可以存儲(chǔ)模擬文件以外,用戶還能以XML文件或關(guān)鍵詞Text文件的格式保存文件。這些文件還能再次重新裝載或?qū)隓ynsim中創(chuàng)建最初的模型。


 


 

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