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AspenPlus 是大型通用流程模擬系統，源起于美國能源部在七十年代后期在麻省理工學(xué)院 MIT 組織會(huì )戰，要求開(kāi)發(fā)新型第三代流程模擬軟件。這個(gè)項目稱(chēng)為”先進(jìn)過(guò)程工程系統”（Advanced System for Process Engineering）簡(jiǎn)稱(chēng) "Aspen" 。這一大型項目于 1981 年底完成。1982 年 AspenTech 公司成立將其商品化，稱(chēng)為 "AspenPlus" 。這一軟件經(jīng)過(guò) 15 年不斷改進(jìn)、擴充、提高，已經(jīng)歷了九個(gè)版本，成為全世界公認的標準大型流程模擬軟件，用戶(hù)接近上千。全世界各大化工、石化生產(chǎn)廠(chǎng)家及著(zhù)名工程公司都是 AspenPlus 的用戶(hù)。它以嚴格的機理模型和先進(jìn)的技術(shù)贏(yíng)得廣大用戶(hù)的信賴(lài)，其具有以下特性：1. AspenPlus 有一個(gè)公認的跟蹤記錄，在一個(gè)工藝過(guò)程的制造的整個(gè)生命周期中提供巨大的經(jīng)濟效益，制造生命周期包括從研究與開(kāi)發(fā)經(jīng)過(guò)工程到生產(chǎn)。2. AspenPlus 使用最新的軟件工程技術(shù)通過(guò)它的 Microsoft Windows 圖形界面和交互式客戶(hù)-服務(wù)器模擬結構使得工程生產(chǎn)力最大。 3. AspenPlus 擁有精確模擬范圍廣泛的實(shí)際應用所需的工程能力，這些實(shí)際應用包括從煉油到非理想化學(xué)系統到含電解質(zhì)和固體的工藝過(guò)程。 4. AspenPlus 是 AspenTech 的集成聰明制造系統技術(shù)的一個(gè)核心部分，該技術(shù)能在你公司的整個(gè)過(guò)程工程基本設施范圍內捕獲過(guò)程專(zhuān)業(yè)知識并充分利用。在實(shí)際應用中，AspenPlus 可以幫助工程師解決快速閃蒸計算、設計一個(gè)新的工藝過(guò)程、查找一個(gè)原油加工裝置的故障或者優(yōu)化一個(gè)乙烯全裝置的操作等工程和操作的關(guān)鍵問(wèn)題。流程模擬的優(yōu)越性有以下幾點(diǎn)：- 進(jìn)行工藝過(guò)程的能量和質(zhì)量平衡計算- 預測物流的流率、組成和性質(zhì)- 預測操作條件、設備尺寸- 縮短裝置設計時(shí)間，允許設計者快速地測試各種裝置的配置方案- 幫助改進(jìn)當前工藝- 在給定的限制內優(yōu)化工藝條件- 輔助確定一個(gè)工藝約束部位(消除瓶頸)- 回答 “如果…那會(huì )怎樣” 問(wèn)題AspenPlus 的重要功能：- 固體處理 - 嚴格的電解質(zhì)模擬 - 石油處理 - 數據回歸 - 數據擬合 - 優(yōu)化 - 用戶(hù)子程序
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方便易用的動(dòng)態(tài)建模工具Aspen Dynamics 是一套基于 Windows95 / NT 的動(dòng)態(tài)建模軟件，可方便地用于工程設計與生產(chǎn)操作全過(guò)程，模擬實(shí)際裝置運行的動(dòng)態(tài)特性，從而提高裝置的操作彈性、安全性，增加處理量。功能強大，簡(jiǎn)單易用Aspen Dynamics 與普通的 Windows 應用程序一樣，使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單，幾分鐘之內便可得到精確的動(dòng)態(tài)結果。工程師可以利用拖放數據、拷貝、粘貼等功能將數據通過(guò) Excel 與其他應用軟件共享。這些應用方便的動(dòng)態(tài)模型基于聯(lián)立方程的建模技術(shù)，具有快速、精確與魯棒性等優(yōu)點(diǎn)。Aspen Dynamics 能用于實(shí)際工廠(chǎng)操作：如故障診斷、控制方案分析、操作性分析和安全性分析等。對塔開(kāi)車(chē)、間歇過(guò)程、半間歇過(guò)程和連續過(guò)程都可以建立精確的模型。單一的模型適用于設計、生產(chǎn)的全過(guò)程Aspen Dynamics 可以幫助用戶(hù)在裝置設計和生產(chǎn)操作的全部過(guò)程中發(fā)揮最大的潛力。Aspen Dynamics與ASPEN PLUS緊密結合，讓穩態(tài)工藝模型進(jìn)一步發(fā)揮價(jià)值。從而減少開(kāi)發(fā)投資，降低操作費用。Aspen Dynamics 應用Aspen Dynamics 運用獨一無(wú)二的技術(shù)幫助用戶(hù)精確求解傳統方法通常難以解決的實(shí)際應用問(wèn)題。對于相變、干塔和容器溢流等復雜而頭痛的不連續過(guò)程的模擬問(wèn)題，AspenTech 已經(jīng)獨創(chuàng )了一套嶄新的技術(shù)來(lái)解決這些難題，這套新方法不僅魯棒性高，而且快速精確。同樣，由 AspenTech 總裁 Joseph Boston 先生早期為精餾過(guò)程開(kāi)發(fā)的穩態(tài)建模專(zhuān)有技術(shù) "Inside-Out" 算法也已成功地用于動(dòng)態(tài)模擬。這些重大的突破為 Aspen Dynamics 成為能快速、可靠地處理設計和操作問(wèn)題的商業(yè)化軟件提供堅實(shí)的基礎。利用 Aspen Dynamics 改善過(guò)程設計品質(zhì)傳統的過(guò)程設計方法主要依賴(lài)于穩態(tài)分析，對于操作性能和控制問(wèn)題通常在工藝流程完成以后才去考慮。利用 Aspen Dynamics 則可以在研究穩態(tài)性能的同時(shí)來(lái)考慮可操作性。以下這些實(shí)例都是在工藝流程設計過(guò)程中碰到的，運用 Aspen Dynamics 能成功地處理這些設計難題。在精餾塔系中，為了節能要考慮換熱網(wǎng)絡(luò )的集成設計，但是由穩態(tài)設計取得的方案是否具有可操作性呢？當處理量提高或降低后又會(huì )怎么樣？那些需要增加的加熱器和冷卻器又應如何放置才能保證系統的可操作性？當我們設計放熱反應器和它的冷卻器系統時(shí)，我們必須針對多種情況檢驗所設計的系統。當進(jìn)料中包含過(guò)多的反應物時(shí)會(huì )怎么樣？當添加的催化劑過(guò)量時(shí)又會(huì )發(fā)生什么情況？如果冷卻系統失靈，應該在多少時(shí)間內切斷進(jìn) 料才能避免反應事故和超壓危險？當我們設計一個(gè)新流程，這個(gè)流程中會(huì )包含多臺反應器、塔和反應物循環(huán)流，基于我們對于類(lèi)似過(guò)程的經(jīng)驗，預期全裝置的控制會(huì )面臨嚴重的挑戰，我們需要快速評價(jià)各種工藝流程方案的可操作性，是否可以用單一的技 術(shù)來(lái)評估穩態(tài)性能和控制系統品質(zhì)以加速工藝設計過(guò)程？用 Aspen Dynamics 解決操作問(wèn)題除了上面的設計問(wèn)題以外，生產(chǎn)操作中的問(wèn)題也會(huì )直接影響生產(chǎn)利潤。Aspen Dynamics 能很好地處理諸如下面所述的各種問(wèn)題。我們對塔 K-102 的控制遇到了麻煩，是否需要改變控制方案或增設一只進(jìn)料罐以減少進(jìn)料擾動(dòng)？我們知道對于不同的原料，最佳的進(jìn)料位置應該不同，但我們并不想輕易切換進(jìn)料板，因為這樣控制系統便無(wú)法在切換過(guò)程中保證產(chǎn)品的純度，在實(shí)施切換方案之前，我們是否能作出評估？每當我們要對本工段的處理量作一個(gè)大幅度的改變，操作員和工程師必須連續調整14個(gè)小時(shí)，才能重新生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，如何開(kāi)發(fā)出一套控制方案使得這種處理量的調整是自動(dòng)平滑地快速實(shí)現？Aspen Dynamics 的優(yōu)點(diǎn)Aspen Dynamics 建立在一整套成熟的技術(shù)基礎上，AspenTech 在提供商業(yè)化的動(dòng)態(tài)模擬軟件產(chǎn)品方面，已經(jīng)擁有十幾年的寶貴經(jīng)驗。Aspen Dynamics 已經(jīng)包容了一整套完整的單元操作和控制模型庫。Aspen Dynamics 的單元操作模型建立在完善的高品質(zhì)的 AspenPlus 工程模型基礎之上。Aspen Dynamics 提供開(kāi)放的用戶(hù)化的過(guò)程模型，這些模型對用戶(hù)完全透明，用 Aspen Custom Modeler 工具軟件可以針對特定的過(guò)程開(kāi)發(fā)更詳細的用戶(hù)化模型。Aspen Dynamics 運用 Properties Plus 作精確可靠的物性計算，與穩態(tài)模擬建立在完全一致的基礎上。動(dòng)態(tài)模擬能連續不斷地校正工作點(diǎn)附近局部物性回歸算式，從而保證高性能與模擬精度。Aspen Dynamics 運用成熟的隱式積分與數值方法來(lái)做魯棒性強、穩定性好的精確的動(dòng)態(tài)流程模擬。Aspen Dynamics 不僅提供簡(jiǎn)單物流平衡動(dòng)態(tài)模擬法，還提供更精確的壓力平衡動(dòng)態(tài)模擬法。壓力體系是在每一單元操作中，將壓力與流速取得關(guān)聯(lián)來(lái)展開(kāi)，這一功能在氣體處理過(guò)程和壓縮機控制研究中具有重要的實(shí)用價(jià)值。Aspen Dynamics 中的任務(wù)語(yǔ)言（Task Lanuage）使用戶(hù)能定義基于時(shí)間或事件驅動(dòng)的輸入改變。例如：將輸入流量在某一時(shí)刻逐漸增加或減少；當容器滿(mǎn)時(shí)關(guān)閉進(jìn)料流量。Aspen Dynamics 支持 Microsoft OLE 交互操作特征，比如復制/粘貼/鏈接和 OLE 自動(dòng)化。這些功能方便了與其他應用程序之間的數據交換，也可讓用戶(hù)建立象 Ms Excel 那樣的用戶(hù)操作界面。Aspen Dynamics 也兼容 VBScript 描述語(yǔ)言，讓用戶(hù)自動(dòng)重復復雜的任務(wù)，比如運行一系列實(shí)例研究。
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Aspen Custom Modeler 是一套建立在聯(lián)立微分一代數方程組求積分解基礎上的動(dòng)態(tài)模擬系統。它包括一套單元操作的動(dòng)態(tài)模型庫（其中中各種控制和閥門(mén)模型）。它使用和 AspenPlus 一樣的物性數據庫（PROPERTIES PLUS），這樣可使穩態(tài)及動(dòng)態(tài)模擬計算結果保持一致性。它與一些其它工具軟件有接口：- Matlab接口：這種過(guò)程控制設計工具相聯(lián)接可以開(kāi)發(fā)控制策略- G2 接口：可以與這種人工智能工具軟件結合開(kāi)發(fā)操作工仿真培訓器及工廠(chǎng)診斷系統- 各種 DCS 接口：例如Centum，TDC，RTPMS（IBM）等 DCS 接聯(lián)，來(lái)用現場(chǎng)數據更新動(dòng)態(tài)模型，指導生產(chǎn)Aspen Custom Modeler 常用的幾個(gè)方面是：1. 提高可操作性：包括開(kāi)車(chē)方案，正常操作規程2. 改進(jìn)安全性：包括釋放系統，事故分析3. 改進(jìn)過(guò)程控制方案：測試可能的控制方案，研究先進(jìn)控制策略4. 開(kāi)發(fā)用戶(hù)模型及優(yōu)化過(guò)程操作由于解算動(dòng)態(tài)模型的微分方程組時(shí)，初值條件好壞非常關(guān)鍵，因此，計算之前必須輸入一組穩態(tài)初值作為計算起始點(diǎn)。這種穩態(tài)初值通常由 AspenPlus 模擬結果提供。
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Aspen Energy Analyzer 是一個(gè)基于過(guò)程綜合與集成的夾點(diǎn)技術(shù)的計算軟件。它應用工廠(chǎng)現場(chǎng)操作數據或者 Aspen Plus 模擬計算的數據為輸入，來(lái)設計能耗最小、操作成本最低的化工廠(chǎng)和煉油廠(chǎng)過(guò)程流程。它的典型作用有以下幾個(gè)方面：1. 老廠(chǎng)節能改造的過(guò)程集成方案設計2. 老廠(chǎng)擴大生產(chǎn)能力的”脫瓶頸”分析3. 能量回收系統（例如換熱器網(wǎng)絡(luò )）的設計分析4. 公用工程系統合理布局和優(yōu)化操作（包括加熱爐、蒸汽透平、燃氣透平、制冷系統等模型在內）采用這種夾點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行流程設計，根據一些大型石化公司經(jīng)驗，一般對老廠(chǎng)改造，可以節能 20％ 左右，投資回收期一年左右；對新廠(chǎng)設計往往可節省操作成本 30％，并同時(shí)降低投資 10% - 20％。
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