6.3. Моделирование в среде aspen hysys
6.3.1 Общая характеристика компьютерной системы Aspen hysys
Наиболее важным преимуществам моделирования технологических процессов в среде AspenHYSYS является организация расчётных исследований и причинно-следственного анализа для выбора оптимального варианта технологического процесса.
В основу универсальной системы моделирования AspenHYSYSзаложены
общие принципы расчетов материально-тепловых балансов технологических
процессов с использованием законов термодинамики для отдельных элементов схемы и системы в целом.
Базы данных, алгоритмическое и программное обеспечение системы позволяют эффективно решать широкий круг задач исследования химико-технологических процессов.
В состав AspenHYSYS входят, в частности:
база данных по физико-химическим свойствам более 4 тысяч индивидуальных компонентов, а также их различных бинарных композиций;
более 30 альтернативных термодинамических пакетов - методик и программ расчета параметров многокомпонентных многофазных систем;
инструментарий для описания нефтяных фракций и расчета их свойств;
компьютерные модели типовых технологических операций и средства разработки собственных моделей аппаратов химической технологии;
математические модули для итерационных расчетов и параметрической оптимизации многоаппаратурных химико-технологических процессов.
Интерфейс системы предусматривает два режима работы пользователя: Среда Базиса и Расчетная Среда. Второй режим является основным, в нем пользователь формирует технологическую схему процесса, задает исходные данные (рабочие параметры, характеристики оборудования и т.д.), проводит различные расчетные исследования. Первый режим предназначен только для предварительных операций: создания рабочего списка компонентов и выбора термодинамического пакета (обязательная информация); при необходимости здесь также описываются химические реакции и нефтяные фракции.
Допускается многократное переключение из одного режима в другой и редактирование исходной информации. При любом изменении данных автоматически проверяется их полнота и непротиворечивость, выполняются все возможные расчеты и формируются диагностические сообщения. Это позволяет при моделировании сложных объектов поэтапно усложнять технологическую схему процесса и задачи исследования, ориентируясь на результаты промежуточных расчетов, и оперативно исправлять допущенные ошибки и неточности.
Библиотека моделей включает сепараторы, ректификационные колонны, абсорберы, теплообменники, компрессоры и насосы, химические реактора, смесители и другое оборудование. Встроенные математические модули (электронные таблицы и различные итерационные процедуры) позволяют автоматизировать решение типовых задач численного анализа. Указанных средств, как правило, достаточно для прикладных исследований.
В системе широко используется цветовая диагностика. Так, в таблицах заданное пользователем числовое значение отображается синим цветом, вычисленное системой - черным цветом, заданное системой «по умолчанию» (пользователь может его изменить) - красным цветом. Аналогичная градация используется и для графических объектов: определенным и не до конца рассчитанным элементам схемы соответствуют различные цветовые гаммы; степень завершенности того или иного процесса фиксируется по принципу светофора, и т.д. Подобная визуализация облегчает пользователю контроль над текущим состоянием модели и источниками информации.
В AspenHYSYSпредусмотрены разнообразные сервисные возможности: выбор единиц измерения, форматов данных, параметров точности расчета, цветовой палитры и т.д. Режим подсказки обеспечивает доступ к описанию правил работы с многочисленными инструментами и меню системы.
В оригинальной документации (на английском языке) большое внимание уделено описанию различных, зачастую альтернативных способов ввода и редактирования информации, настройки шаблонов, параметров вычислений, значений «по умолчанию», таблиц и т.п. В целом, документация рассчитана на зрелых пользователей, хорошо знакомых с химической технологией и спецификой компьютерного моделирования, поэтому в учебных примерах эти аспекты обсуждаются редко. Такая особенность усложняет знакомство с системой из-за переизбытка второстепенной информации, при этом зачастую остается не до конца понятным, какая технологическая цель ставилась в демонстрационном примере и какие же результаты были в итоге получены.