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AspenPlus 是大型通用流程模擬系統(tǒng)，源起于美國能源部在七十年代后期在麻省理工學(xué)院 MIT 組織會戰(zhàn)，要求開發(fā)新型第三代流程模擬軟件。這個項(xiàng)目稱為”先進(jìn)過程工程系統(tǒng)”（Advanced System for Process Engineering）簡稱 "Aspen" 。這一大型項(xiàng)目于 1981 年底完成。1982 年 AspenTech 公司成立將其商品化，稱為 "AspenPlus" 。這一軟件經(jīng)過 15 年不斷改進(jìn)、擴(kuò)充、提高，已經(jīng)歷了九個版本，成為全世界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)大型流程模擬軟件，用戶接近上千。全世界各大化工、石化生產(chǎn)廠家及著名工程公司都是 AspenPlus 的用戶。它以嚴(yán)格的機(jī)理模型和先進(jìn)的技術(shù)贏得廣大用戶的信賴，其具有以下特性：1. AspenPlus 有一個公認(rèn)的跟蹤記錄，在一個工藝過程的制造的整個生命周期中提供巨大的經(jīng)濟(jì)效益，制造生命周期包括從研究與開發(fā)經(jīng)過工程到生產(chǎn)。2. AspenPlus 使用最新的軟件工程技術(shù)通過它的 Microsoft Windows 圖形界面和交互式客戶-服務(wù)器模擬結(jié)構(gòu)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(yīng)用所需的工程能力，這些實(shí)際應(yīng)用包括從煉油到非理想化學(xué)系統(tǒng)到含電解質(zhì)和固體的工藝過程。 4. AspenPlus 是 AspenTech 的集成聰明制造系統(tǒng)技術(shù)的一個核心部分，該技術(shù)能在你公司的整個過程工程基本設(shè)施范圍內(nèi)捕獲過程專業(yè)知識并充分利用。在實(shí)際應(yīng)用中，AspenPlus 可以幫助工程師解決快速閃蒸計(jì)算、設(shè)計(jì)一個新的工藝過程、查找一個原油加工裝置的故障或者優(yōu)化一個乙烯全裝置的操作等工程和操作的關(guān)鍵問題。流程模擬的優(yōu)越性有以下幾點(diǎn)：- 進(jìn)行工藝過程的能量和質(zhì)量平衡計(jì)算- 預(yù)測物流的流率、組成和性質(zhì)- 預(yù)測操作條件、設(shè)備尺寸- 縮短裝置設(shè)計(jì)時間，允許設(shè)計(jì)者快速地測試各種裝置的配置方案- 幫助改進(jìn)當(dāng)前工藝- 在給定的限制內(nèi)優(yōu)化工藝條件- 輔助確定一個工藝約束部位(消除瓶頸)- 回答 “如果…那會怎樣” 問題AspenPlus 的重要功能：- 固體處理 - 嚴(yán)格的電解質(zhì)模擬 - 石油處理 - 數(shù)據(jù)回歸 - 數(shù)據(jù)擬合 - 優(yōu)化 - 用戶子程序
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方便易用的動態(tài)建模工具Aspen Dynamics 是一套基于 Windows95 / NT 的動態(tài)建模軟件，可方便地用于工程設(shè)計(jì)與生產(chǎn)操作全過程，模擬實(shí)際裝置運(yùn)行的動態(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(qiáng)大，簡單易用Aspen Dynamics 與普通的 Windows 應(yīng)用程序一樣，使用起來非常簡單，幾分鐘之內(nèi)便可得到精確的動態(tài)結(jié)果。工程師可以利用拖放數(shù)據(jù)、拷貝、粘貼等功能將數(shù)據(jù)通過 Excel 與其他應(yīng)用軟件共享。這些應(yīng)用方便的動態(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。對塔開車、間歇過程、半間歇過程和連續(xù)過程都可以建立精確的模型。單一的模型適用于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的全過程Aspen Dynamics 可以幫助用戶在裝置設(shè)計(jì)和生產(chǎn)操作的全部過程中發(fā)揮最大的潛力。Aspen Dynamics與ASPEN PLUS緊密結(jié)合，讓穩(wěn)態(tài)工藝模型進(jìn)一步發(fā)揮價值。從而減少開發(fā)投資，降低操作費(fèi)用。Aspen Dynamics 應(yīng)用Aspen Dynamics 運(yùn)用獨(dú)一無二的技術(shù)幫助用戶精確求解傳統(tǒng)方法通常難以解決的實(shí)際應(yīng)用問題。對于相變、干塔和容器溢流等復(fù)雜而頭痛的不連續(xù)過程的模擬問題，AspenTech 已經(jīng)獨(dú)創(chuàng)了一套嶄新的技術(shù)來解決這些難題，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 先生早期為精餾過程開發(fā)的穩(wěn)態(tài)建模專有技術(shù) "Inside-Out" 算法也已成功地用于動態(tài)模擬。這些重大的突破為 Aspen Dynamics 成為能快速、可靠地處理設(shè)計(jì)和操作問題的商業(yè)化軟件提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。利用 Aspen Dynamics 改善過程設(shè)計(jì)品質(zhì)傳統(tǒng)的過程設(shè)計(jì)方法主要依賴于穩(wěn)態(tài)分析，對于操作性能和控制問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(wěn)態(tài)性能的同時來考慮可操作性。以下這些實(shí)例都是在工藝流程設(shè)計(jì)過程中碰到的，運(yùn)用 Aspen Dynamics 能成功地處理這些設(shè)計(jì)難題。在精餾塔系中，為了節(jié)能要考慮換熱網(wǎng)絡(luò)的集成設(shè)計(jì)，但是由穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)取得的方案是否具有可操作性呢？當(dāng)處理量提高或降低后又會怎么樣？那些需要增加的加熱器和冷卻器又應(yīng)如何放置才能保證系統(tǒng)的可操作性？當(dāng)我們設(shè)計(jì)放熱反應(yīng)器和它的冷卻器系統(tǒng)時，我們必須針對多種情況檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。當(dāng)進(jìn)料中包含過多的反應(yīng)物時會怎么樣？當(dāng)添加的催化劑過量時又會發(fā)生什么情況？如果冷卻系統(tǒng)失靈，應(yīng)該在多少時間內(nèi)切斷進(jìn) 料才能避免反應(yīng)事故和超壓危險？當(dāng)我們設(shè)計(jì)一個新流程，這個流程中會包含多臺反應(yīng)器、塔和反應(yīng)物循環(huán)流，基于我們對于類似過程的經(jīng)驗(yàn)，預(yù)期全裝置的控制會面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，我們需要快速評價各種工藝流程方案的可操作性，是否可以用單一的技 術(shù)來評估穩(wěn)態(tài)性能和控制系統(tǒng)品質(zhì)以加速工藝設(shè)計(jì)過程？用 Aspen Dynamics 解決操作問題除了上面的設(shè)計(jì)問題以外，生產(chǎn)操作中的問題也會直接影響生產(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(shè)一只進(jìn)料罐以減少進(jìn)料擾動？我們知道對于不同的原料，最佳的進(jìn)料位置應(yīng)該不同，但我們并不想輕易切換進(jìn)料板，因?yàn)檫@樣控制系統(tǒng)便無法在切換過程中保證產(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(dāng)我們要對本工段的處理量作一個大幅度的改變，操作員和工程師必須連續(xù)調(diào)整14個小時，才能重新生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，如何開發(fā)出一套控制方案使得這種處理量的調(diào)整是自動平滑地快速實(shí)現(xiàn)？Aspen Dynamics 的優(yōu)點(diǎn)Aspen Dynamics 建立在一整套成熟的技術(shù)基礎(chǔ)上，AspenTech 在提供商業(yè)化的動態(tài)模擬軟件產(chǎn)品方面，已經(jīng)擁有十幾年的寶貴經(jīng)驗(yàn)。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(chǔ)之上。Aspen Dynamics 提供開放的用戶化的過程模型，這些模型對用戶完全透明，用 Aspen Custom Modeler 工具軟件可以針對特定的過程開發(fā)更詳細(xì)的用戶化模型。Aspen Dynamics 運(yùn)用 Properties Plus 作精確可靠的物性計(jì)算，與穩(wěn)態(tài)模擬建立在完全一致的基礎(chǔ)上。動態(tài)模擬能連續(xù)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(yùn)用成熟的隱式積分與數(shù)值方法來做魯棒性強(qiáng)、穩(wěn)定性好的精確的動態(tài)流程模擬。Aspen Dynamics 不僅提供簡單物流平衡動態(tài)模擬法，還提供更精確的壓力平衡動態(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)來展開，這一功能在氣體處理過程和壓縮機(jī)控制研究中具有重要的實(shí)用價值。Aspen Dynamics 中的任務(wù)語言（Task Lanuage）使用戶能定義基于時間或事件驅(qū)動的輸入改變。例如：將輸入流量在某一時刻逐漸增加或減少；當(dāng)容器滿時關(guān)閉進(jìn)料流量。Aspen Dynamics 支持 Microsoft OLE 交互操作特征，比如復(fù)制/粘貼/鏈接和 OLE 自動化。這些功能方便了與其他應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交換，也可讓用戶建立象 Ms Excel 那樣的用戶操作界面。Aspen Dynamics 也兼容 VBScript 描述語言，讓用戶自動重復(fù)復(fù)雜的任務(wù)，比如運(yùn)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(shù)方程組求積分解基礎(chǔ)上的動態(tài)模擬系統(tǒng)。它包括一套單元操作的動態(tài)模型庫（其中中各種控制和閥門模型）。它使用和 AspenPlus 一樣的物性數(shù)據(jù)庫（PROPERTIES PLUS），這樣可使穩(wěn)態(tài)及動態(tài)模擬計(jì)算結(jié)果保持一致性。它與一些其它工具軟件有接口：- Matlab接口：這種過程控制設(shè)計(jì)工具相聯(lián)接可以開發(fā)控制策略- G2 接口：可以與這種人工智能工具軟件結(jié)合開發(fā)操作工仿真培訓(xùn)器及工廠診斷系統(tǒng)- 各種 DCS 接口：例如Centum，TDC，RTPMS（IBM）等 DCS 接聯(lián)，來用現(xiàn)場數(shù)據(jù)更新動態(tài)模型，指導(dǎo)生產(chǎn)Aspen Custom Modeler 常用的幾個方面是：1. 提高可操作性：包括開車方案，正常操作規(guī)程2. 改進(jìn)安全性：包括釋放系統(tǒng)，事故分析3. 改進(jìn)過程控制方案：測試可能的控制方案，研究先進(jìn)控制策略4. 開發(fā)用戶模型及優(yōu)化過程操作由于解算動態(tài)模型的微分方程組時，初值條件好壞非常關(guān)鍵，因此，計(jì)算之前必須輸入一組穩(wěn)態(tài)初值作為計(jì)算起始點(diǎn)。這種穩(wěn)態(tài)初值通常由 AspenPlus 模擬結(jié)果提供。
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Aspen Energy Analyzer 是一個基于過程綜合與集成的夾點(diǎn)技術(shù)的計(jì)算軟件。它應(yīng)用工廠現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)或者 Aspen Plus 模擬計(jì)算的數(shù)據(jù)為輸入，來設(shè)計(jì)能耗最小、操作成本最低的化工廠和煉油廠過程流程。它的典型作用有以下幾個方面：1. 老廠節(jié)能改造的過程集成方案設(shè)計(jì)2. 老廠擴(kuò)大生產(chǎn)能力的”脫瓶頸”分析3. 能量回收系統(tǒng)（例如換熱器網(wǎng)絡(luò)）的設(shè)計(jì)分析4. 公用工程系統(tǒng)合理布局和優(yōu)化操作（包括加熱爐、蒸汽透平、燃?xì)馔钙?、制冷系統(tǒng)等模型在內(nèi)）采用這種夾點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行流程設(shè)計(jì)，根據(jù)一些大型石化公司經(jīng)驗(yàn)，一般對老廠改造，可以節(jié)能 20％ 左右，投資回收期一年左右；對新廠設(shè)計(jì)往往可節(jié)省操作成本 30％，并同時降低投資 10% - 20％。
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