馬后炮化工論壇-dynamic

AD、ACM初級培訓游存芳2005.6.202023/2/61IntroductiontoAspenDynamicsAD:AspenDynamics

ACM:AspenCustomModeler2023/2/62IntroductiontoAspenDynamics課程安排-Day11. AspenDynamics概述

例子-AspenDynamics的應用

練習-脫乙烷塔2. 創(chuàng)建一個動態(tài)模擬過程

練習-加動態(tài)數(shù)據(jù)3. 運行一個動態(tài)模擬過程

練習-動態(tài)模擬2023/2/63IntroductiontoAspenDynamics4. 建模要點

練習-RPlugThermalInertia

練習-OverfilledVessel2023/2/64IntroductiontoAspenDynamics課程安排-Day25.腳本

練習-Scripts6. 任務語言

練習-Tasks7. 壓力驅動的過程模擬

練習-PressureDrivenSimulation

2023/2/65IntroductiontoAspenDynamics8.過程控制

練習-PIDControllerTuning

練習-串級控制(可選)2023/2/66IntroductiontoAspenDynamicsAspenDynamics簡介學習AspenDynamics的目的Aspendynamics的應用實例AspenDynamics用戶界面2023/2/67IntroductiontoAspenDynamicsAspenDynamics和AspenCustomModelerFeatureACMADACM+ADRunGUIand

calculationsxxxCreatenewmodelsxxUsetheDynamics

libraryxxCallPropertiesPlusyesyesyes2023/2/68IntroductiontoAspenDynamics工作流AspenPropertiesPlusAspenPlusGUICreateandEditCustomModelsBrowseModelsandModifyFlowsheetAspenDynamicsAspenCustomModelerExportTransferModels2023/2/69IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamics?用戶界面自動生成動態(tài)模擬輸入定義壓力驅動的流程模擬流量驅動的流程模擬

可以瀏覽動態(tài)模型數(shù)學方程式必要時可以利用圖形界面修改流程引入已有的流程模塊動態(tài)模擬的自動初始化利用AspenPlus的計算結果2023/2/610IntroductiontoAspenDynamics自動插入內置控制器可用GUI組態(tài)用戶控制器可以引入已有的控制模塊三相(vapor-liquid-liquid平衡)計算能力電解質處理能力可與PolymersPlus集成支持石油餾分的分析/調和功能,包括石油物性的計算什么是AspenDynamics?2023/2/611IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamics?支持以下模擬運行模式SteadyStateInitializationDynamicOptimizationSteadyStateDynamic(OptimalControl)EstimationHomotopy（同倫拓展法）Note:本課程不涵蓋optimization,estimationorhomotopy等運行模式2023/2/612IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamics利用熱量計的結果可以預估動力學參數(shù)SimulationAccesseXtensions(SAX)可以利用外部程序接口訪問和控制模擬過程WindowsOLEAutomationNote:Estimation,andSAX不包括在本課程內

2023/2/613IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamics利用OLEforProcessControl(OPC)實現(xiàn)在線連接標準Windows系統(tǒng)可以與過程控制系統(tǒng)通訊.能夠與控制系統(tǒng)或擁有OPCserver的其他應用系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，不需要專門的用戶接口程序.動態(tài)模擬可用于:培訓軟測量和數(shù)據(jù)預估以當前裝置條件自動初始化的動態(tài)預測模型2023/2/614IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamics自動生成DMCPlus線性模型與DMCPlus多變量控制器的接口可在AspenDynamics內部使用DMCPlus控制器可在AspenDynamics內進行階躍實驗可將結果以DMCPlusCollect文件格式輸出來進行模型識別Note:DMCPlus接口內容不在本課程2023/2/615IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamicsControlDesignInterface(CDI)GeneratelinearizedmodelinformationforuseincontrolpackagessuchasMATLAB?State-space(A,B,C,D)matricesSteady-stategainmatricesRelativeGainArray(RGA)CalculatetheNiederlinskiIndex(NI)CalculatetheMorariResiliencyIndex(MRI)Note:CDIisnotcoveredinthiscourse2023/2/616IntroductiontoAspenDynamics目標:ShowhowtoapplyAspenDynamics,includingthekeyfeaturesoftheuserinterface.例子:AspenDynamics的應用2023/2/617IntroductiontoAspenDynamics例子:AspenDynamics的應用水-甲醇的閃蒸過程Flowrate100Kmol/hrTemperature50CPressure2BarMole-Fractions:Water0.5Methanol0.5Vaporfraction0.5Pressuredrop0.0atmVerticalVesselLength3.0mDiameter2.0mConstantdutyheattransferInitialliquidfillagefraction0.5FEEDVAPLIQFLASH2023/2/618IntroductiontoAspenDynamics初始狀態(tài)為收斂的流程模擬:StartExample.bkp利用AspenPlus增加動態(tài)數(shù)據(jù)利用動態(tài)按鈕訪問動態(tài)數(shù)據(jù)文件夾動態(tài)數(shù)據(jù)表單需要如下數(shù)據(jù)：設備幾何尺寸

過程熱傳遞方法初始持液量設備熱傳遞包括對環(huán)境的熱損失自動生成AspenDynamics的問題文件并帶入AspenDynamics中例子:AspenDynamics的應用2023/2/619IntroductiontoAspenDynamics用戶界面介紹

ProcessFlowsheetwindowSimulationExplorerAllItemspaneContentspaneSimulationMessageswindowMenubarToolsbuttonsStatusBarSpecificationstatuswindowSpecificationanalysiswindow例子:AspenDynamics的應用2023/2/620IntroductiontoAspenDynamics動態(tài)模擬的初始化使用最新的“照相”數(shù)據(jù)運行模擬計算并從預制好的表格和曲線分析結果生成定制的表格和曲線可以通過增加新的PID控制器模塊來修改流程控制方案例子:AspenDynamics的應用2023/2/621IntroductiontoAspenDynamics用戶界面TitlebarMenubarToolbarsSimulationExplorerStatusbarFlowsheetWindowSimulationMessagesWindow2023/2/622IntroductiontoAspenDynamics用戶界面帶有通常下拉菜單的菜單欄Context-sensitivemenus可以快速執(zhí)行某項動作的工具欄Run,Pause(tostop),Restart,Rewind,NewPlot,NewTable,etc.包括在線的和隨機的幫助關于一些功能和特點的幫助關于建模的假定和模型框架的幫助關于AspenDynamics提供的例子的幫助2023/2/623IntroductiontoAspenDynamics幫助主題窗口2023/2/624IntroductiontoAspenDynamics用戶界面工藝流程窗口:設備模塊和物流的圖形化連接設備模塊通過物流相連接物流連接到接口接口附著在設備模塊上2023/2/625IntroductiontoAspenDynamics工藝流程(PFS)窗口流程圖窗口中可以點擊鼠標右鍵彈出菜單2023/2/626IntroductiontoAspenDynamics工藝流程窗口流程通過模塊的“拖和放”來構建使用鼠標左鍵將圖例從模擬管理器中拖出放到工藝流程窗口點擊鼠標右鍵彈出流程圖操作菜單FlowsheetRMBactionsinclude:Zoom,Pan,Redraw,Print,FindObject,etc…塊和物流同樣擁有自己的彈出菜單2023/2/627IntroductiontoAspenDynamics工藝流程窗口塊和物流的右鍵彈出菜單：訪問表格模塊和物流的屬性

模塊和物流的重新命名和刪除對圖例進行移動,旋轉,放大縮小或更換圖例重新連接物流的源頭和目的地調用計算結果表格,曲線或其他窗體調用變量尋找窗口等等...2023/2/628IntroductiontoAspenDynamics工藝流程窗口接口物流通過連接到設備模塊上的接口將模塊連接起來通過拖動接口可將接口放在圖例周邊的任何位置紅色接口時必需的

蘭色接口是可選的單個接口允許多股物流的連接2023/2/629IntroductiontoAspenDynamics模擬管理器窗口項目總匯窗格包含了在內容窗格中顯示的目標所在的文件夾內容窗格中顯示的是在項目總匯窗格中選中的文件夾中的內容2023/2/630IntroductiontoAspenDynamicsSimulationExplorerWindowSimulationExplorerwithRMBMenuAllItemsPaneContentsPaneExpand/CollapseContents2023/2/631IntroductiontoAspenDynamics模擬管理窗口模擬文件夾包括:庫動態(tài)庫,包括模型物流類型其他庫(如果有許可證的話)用戶模型庫

由ACM用戶創(chuàng)建的用戶庫TRAFLOW(two-phasepipelinedynamicsimulationmodule)Note:TRAFLOWisnotcoveredinthiscourse2023/2/632IntroductiontoAspenDynamics模擬管理窗口模擬文件夾包括:流程文件夾

樹狀顯示用于當前模擬的設備模塊和物流以及相關的預先編制好的腳本、表格和曲線表格(用戶的和預先設置的)包括歷史表格在內的結果表格連續(xù)和分布的曲線局部變量表(局部變量的應用限定在本流程的編輯器內)任務腳本2023/2/633IntroductiontoAspenDynamics模擬管理窗口模擬文件夾包括:解法器選擇窗口可以選擇公式的解法,積分器,優(yōu)化器,診斷輸出,誤差以及其他的模擬選擇2023/2/634IntroductiontoAspenDynamicsSolverPropertiesWindow2023/2/635IntroductiontoAspenDynamics模擬管理窗口模擬文件夾包括:全局變量表應用在模擬中的全局變量的詳細內容2023/2/636IntroductiontoAspenDynamicsGlobalsTableForm全局變量表2023/2/637IntroductiontoAspenDynamics模擬管理窗口模擬文件夾包括:組分表流程中所定義的組分名稱和物性方法表2023/2/638IntroductiontoAspenDynamics組分表窗口訪問物性選擇窗口的按鈕組分表窗口物性選擇窗口2023/2/639IntroductiontoAspenDynamics模擬管理窗口模擬文件夾包括:診斷

報告計算公式和變量在模擬計算中的進展信息(只在運行計算中或計算后得到)2023/2/640IntroductiontoAspenDynamics模擬信息窗口顯示來自解法器的診斷信息

顯示來自腳本,任務的輸出,編輯等的信息…右鍵彈出菜單動作:改變解法器的報告等級

選擇信息輸出地點屏幕文件清除模擬信息窗口的內容2023/2/641IntroductiontoAspenDynamics模擬信息窗口SimulationMessagesWindowwithRMBMenu2023/2/642IntroductiontoAspenDynamics定義狀態(tài)條和窗口定義狀態(tài)條和窗口

顏色會告訴使用者定義的狀態(tài)GreenforGo當流程被修改時會自動更新定義雙擊狀態(tài)按鈕將訪問定義狀態(tài)窗口激活定義分析窗口記錄定義的變化激活變量尋找窗口(將在后面討論)創(chuàng)建流程腳本(腳本將在后面討論)2023/2/643IntroductiontoAspenDynamics定義狀態(tài)窗口SpecificationStatusWindow-General2023/2/644IntroductiontoAspenDynamics定義狀態(tài)窗口SpecificationStatusWindow-FixedChanges2023/2/645IntroductiontoAspenDynamics作業(yè)(15分鐘):脫乙烷塔

目的:用AspenPlus

對脫乙烷塔進行穩(wěn)態(tài)模擬

完成塔的設計計算，用嚴格精餾法確定塔徑2023/2/646IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):脫乙烷塔

(1)

工藝描述這是對來自乙烯廠的一個脫乙烷塔的模擬.進料來自脫甲烷塔且溫度較脫乙烷塔低.因此進料首先用C2預熱以適應脫乙烷塔的工況.閃蒸后的氣相和液相分別送到塔的最合適的進料位置.再沸器用急冷水加熱，冷凝器用C3冷卻.控制目標是要分開C2s和C3s

.盡管塔頂?shù)腃3s超標會導致下游C2分離出現(xiàn)問題，但仍將塔底的C2s濃度作為硬性指標.2023/2/647IntroductiontoAspenDynamicsWorkshop:DeethanizerTower

(2)E101C2INHCFEEDC2OUTFLASHFDT101VAPFEEDLIQFEEDC2PRODC3PRODD101C2OUT2023/2/648IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):脫乙烷塔(3)

已經(jīng)準備了一個backup文件Start-Deethanizer.bkp.工藝流程已經(jīng)構建好,組分表,物性方法,進料物流(C2INandHCFEED)組分都已規(guī)定完畢.剩下的工作是要補充其他所需數(shù)據(jù),并且進行塔的設計計算(求出塔徑).1.打開ASPENPLUS并打開Start-Deethanizer.bkp文件2.用下頁提供的數(shù)據(jù)完成模擬所需的條件輸入3.運行模擬計算2023/2/649IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):脫乙烷塔(4)PropertyMethod:PSRKFeedStreams

HCFEED C2INMassFlowrateKg/hr: 92,000 150,000TemperatureC: -17 0PressureBar: 21.0 25Molefractions: Methane: 0.003 Ethane: 0.145 1.000 Propane: 0.032 Ethylene: 0.615 Propylene: 0.2052023/2/650IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):脫乙烷塔(5)

FlashdrumD101:FLASH2blockwithadiabaticflashHeatDuty=0.0Pressuredrop=-0.1Bar(value=<0.0ispressuredrop)2023/2/651IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):脫乙烷塔(6)

Pre-heaterE101:ShortcutHEATXblockwithcold-sideoutlettemperaturespecified.Hotsideinletstream:C2INColdsideinletstream:HCFEEDSpecification:Coldstreamoutlettemperature=-12.8CHotsidepressuredrop=-0.2Bar(value=<0.0ispressuredrop)Coldsidepressuredrop=-0.2Bar(value=<0.0ispressuredrop)2023/2/652IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):脫乙烷塔(7)

De-ethanizerColumnT101:Numberofstages=21TotalcondenserDistillaterate(mass)=62541Kg/hrRefluxratio(molar)=0.6Feeds:Liquidtostage13,ON-STAGE;Vaportostage17,ON-STAGEPressures:Stage1/Condenser=20bar;Stage2pressure=20.1barStagepressuredrop=0.01bar2023/2/653IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):脫乙烷塔(8)

ColumnResultsSummary-Condenser/Topstage2023/2/654IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):脫乙烷塔(9)

ColumnResultsSummary-Reboiler/Bottomstage2023/2/655IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):脫乙烷塔(10)

De-ethanizerColumnTraySizing:4.FromtheDatabrowserexplorerview,expandtheblocksobject.UnderBlocks,selectblockT101objectandexpand.SelectTraySizingandcreateanewTraySizingobjectwiththefollowingdata;Startingstage:2,Endingstage:20Traytype:SieveNumberofpasses=25.重新運行計算–注意計算出的塔板直徑是多少?6.保存你的模擬為backup文件，下次作業(yè)要用.2023/2/656IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):脫乙烷塔(11)

TraySizingResultsSummary2023/2/657IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):脫乙烷塔Review2023/2/658IntroductiontoAspenDynamics創(chuàng)建一個動態(tài)模擬Objective:DescribeandunderstandthedatarequiredtocreateadynamicsimulationinputfromaconvergedAspenPlusflowsheet2023/2/659IntroductiontoAspenDynamics完成動態(tài)模擬輸入這部分將要介紹以下問題：訪問動態(tài)數(shù)據(jù)表格增加動態(tài)模擬所需的數(shù)據(jù)

創(chuàng)建動態(tài)問題文件2023/2/660IntroductiontoAspenDynamicsToviewDynamicToolbarmakesureDynamiccheckboxisselectedfromToolbarsdialogueboxunderViewmenu訪問動態(tài)數(shù)據(jù)表格先從動態(tài)工具條中調出動態(tài)按鈕然后按下2023/2/661IntroductiontoAspenDynamics增加動態(tài)數(shù)據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)用于以下計算:容器的幾何尺寸(計算容器體積時所需)容器的初始持液狀態(tài)(用于計算持液量)過程的熱傳遞方法設備熱傳遞選擇設備的熱容

環(huán)境的熱損失嚴格精餾塔的水利學和壓降計算2023/2/662IntroductiontoAspenDynamics容器的幾何動態(tài)數(shù)據(jù)容器類別瞬間平衡

對大多數(shù)容器的缺省類型–不需要容器的幾何尺寸立式臥式容器幾何尺寸封頭類別橢圓半球平面長度直徑2023/2/663IntroductiontoAspenDynamics容器的幾何數(shù)據(jù)表VesselGeometryDataForm-FlashDrum2023/2/664IntroductiontoAspenDynamics容器的幾何結構2023/2/665IntroductiontoAspenDynamics容器的初始條件表2023/2/666IntroductiontoAspenDynamics過程熱傳遞選擇恒定熱負荷

缺省定義(不需要增加進一步數(shù)據(jù))恒定的熱/冷媒溫度熱負荷取決于工藝介質溫度和熱/冷媒溫度的溫差當穩(wěn)態(tài)熱負荷Q等于零時，缺省為恒定熱負荷計算LMTD(logmeantemperaturedifference)熱負荷取決于工藝介質溫度和熱/冷媒溫度的對數(shù)平均溫差

2023/2/667IntroductiontoAspenDynamics過程熱傳遞選擇表HeatTransferOptionForm2023/2/668IntroductiontoAspenDynamics恒定熱負荷選擇在動態(tài)模擬中負荷是一個“fixed”類型的變量初始值為在穩(wěn)態(tài)AspenPlus計算的結果在動態(tài)模擬中熱負荷能夠被控制

可以通過人為改變數(shù)值直接控制也可以通過PID調節(jié)器控制2023/2/669IntroductiontoAspenDynamics恒定溫度選擇在動態(tài)輸入表格中定義熱/冷媒的溫度在動態(tài)模擬中可以直接或用調節(jié)器改變熱/冷媒的溫度計算方程:Q=UA.(T_process–T_medium)這里:Q =熱負荷UA =總傳熱系數(shù)與傳熱面積乘積T_process =工藝介質溫度T_medium =熱/冷媒溫度2023/2/670IntroductiontoAspenDynamicsLMTD選擇[1]Q=UA.LMTD [2]Q=Fmmed.Cpmed.(Tmed_Out–Tmed_In)變量

說明LMTD 對數(shù)平均溫差Fmmed 熱/冷媒質量流量Tmed_In 熱/冷媒進口溫度Tmed_Out 熱/冷媒出口溫度Cpmed 熱/冷媒定義熱容UA 總傳熱系數(shù)與傳熱面積乘積2023/2/671IntroductiontoAspenDynamicsLMTD選擇Thisvariable HasavaluethatTmed_in “fixed”型變量,但是能在動態(tài)模擬中控制T_approach 在動態(tài)模擬中是一個變化的值Cpmed 在動態(tài)模擬中為“fixed”型變量2023/2/672IntroductiontoAspenDynamics設備傳熱當設備溫度發(fā)生較大變化時設備的熱容就顯得十分重要，這種情況一般發(fā)生在開車、停車或泄壓時。所需數(shù)據(jù)設備質量

設備熱容2023/2/673IntroductiontoAspenDynamics設備傳熱環(huán)境傳熱

當工藝過程對環(huán)境溫度的變化敏感時，環(huán)境的傳熱就十分重要了所需數(shù)據(jù)設備重量

設備熱容

總傳熱系數(shù)環(huán)境溫度在全局定義表單上輸入環(huán)境溫度(或壓力)2023/2/674IntroductiontoAspenDynamics設備熱傳遞表EquipmentHeatTransferForm-FlashDrum2023/2/675IntroductiontoAspenDynamicsSetupSpecificationsGlobalSheet2023/2/676IntroductiontoAspenDynamics嚴格精餾法的水利學計算簡單計算(缺省)TrayPacking帶有壓力修正的嚴格計算TraysPacking2023/2/677IntroductiontoAspenDynamics嚴格水利學計算表格2023/2/678IntroductiontoAspenDynamics嚴格精餾核算定義表單RadFracRatingSpecificationForm2023/2/679IntroductiontoAspenDynamics嚴格精餾核算的壓力修正表單壓力修正確認框2023/2/680IntroductiontoAspenDynamics生成AspenDynamics文件輸出生成并存為Aspen動態(tài)問題文件runid.dynf生成并存為計算物性所需的AspenPropertiesPlusDefinition文件(APPDF)runiddyn.appdf發(fā)送具有輸出功能且自動開始Aspen動態(tài)并調入輸出問題文件runid#.dynfrunid#.appdf2023/2/681IntroductiontoAspenDynamics輸出/發(fā)送動態(tài)模擬文件輸出

菜單欄發(fā)送到AspenDynamics2023/2/682IntroductiontoAspenDynamics輸出動態(tài)模擬文件注意:你只能輸出/發(fā)送以下狀態(tài)的模擬:有結果的模擬有警告結果的模擬2023/2/683IntroductiontoAspenDynamics作業(yè)(15分鐘):增加動態(tài)數(shù)據(jù)目的:用AspenPlus把動態(tài)數(shù)據(jù)增加到穩(wěn)態(tài)模擬中去.完成

Radfrac

塊的塔板核算，進行塔的水利學計算.2023/2/684IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):增加動態(tài)數(shù)據(jù)

(1)這是前一個作業(yè)的延續(xù).你可以使用提供的文件也可以使用上一個作業(yè)的結果.1.調用文件Start-DynData.bkp–這是上一個作業(yè)的結果2.在上一個作業(yè)中增加所需的動態(tài)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)如下)到穩(wěn)態(tài)計算中–在View/Toolbar菜單中調入動態(tài)按鈕E101Pre-heaterAssumeinstantaneous(steady-state)operationD101Flashdrum:

Verticalvessel,withconstantheatdutyheatingoption

Length=3m,Diameter=2m

Initialliquidvolumefraction=0.52023/2/685IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):增加動態(tài)數(shù)據(jù)

(2)T101De-ethanizerColumn:Condenser: Constanttemperature(-45C)coolingmediumReboiler: LMTDheattransferoption, Quenchwatermediumtemperature:80

C Temperatureapproach:5

CRefluxDrum: Horizontalvessel Length:5m,Diameter:2mReboilerSump:Height=5m,Diameter=2.8m(fromtraysizingresult)Hydraulics: Rigorousoption 2023/2/686IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):增加動態(tài)數(shù)據(jù)

(3)3.Includeatrayrating(TrayRatingdataform)sectiontocalculatethecolumnhydraulicsTrayRatingforT101Column

Trayedsection:Stages2to20

SieveTray,2-pass

Diameter=2.8m(fromtraysizingresults)

Updatepressureprofile(checkononDesign/Pdroptab)4.運行穩(wěn)態(tài)計算

5.保存backup文件.6.用File/Export生成.dynf和.appdf文件–選“FlowDrivenDynSimulation”文件類型.2023/2/687IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):增加動態(tài)數(shù)據(jù)

(5)TrayRatingResultsSummary2023/2/688IntroductiontoAspenDynamics增加動態(tài)數(shù)據(jù)Review2023/2/689IntroductiontoAspenDynamics運行動態(tài)模擬Objective:Describeandbecomefamiliarwiththeuserinterfacefeaturesrequiredforrunningdynamicsimulationsandviewingtheresults2023/2/690IntroductiontoAspenDynamics運行動態(tài)模擬這部分將要介紹以下問題;運行控制運行動態(tài)模擬的工具定義狀態(tài)和狀態(tài)欄水利壓頭計算模擬和系統(tǒng)工作文件2023/2/691IntroductiontoAspenDynamics運行控制運行模式初始化穩(wěn)態(tài)動態(tài)運行控制工具RunStepPauseRestartRewind運行選擇通訊間隔2023/2/692IntroductiontoAspenDynamics運行控制工具按鈕RunStepPauseRestartRewindReset運行模式2023/2/693IntroductiontoAspenDynamics運行控制菜單2023/2/694IntroductiontoAspenDynamics運行選擇窗口2023/2/695IntroductiontoAspenDynamics所有變量的記錄時間歷史從運行選擇對話框中可選擇保存所有變量的記錄時間歷史也可對某一表中所列變量保存記錄時間歷史從表格編輯屬性中選出記錄功能加到顯示欄中也可對變量尋找工具找到的變量選擇記錄時間歷史注意:當顯示歷史表格或曲線時缺省選擇是變量的時間歷史不做記錄，在曲線顯示之前的數(shù)據(jù)不顯示2023/2/696IntroductiontoAspenDynamics變量的記錄時間歷史Plotcreatedaftertime0.1Hours-Nohistorydatarecordedpreviously2023/2/697IntroductiontoAspenDynamics解法選擇窗口2023/2/698IntroductiontoAspenDynamics工具設置–用戶缺省選擇照相和使用照相表單–查看結果測量單位-UOM變量尋找2023/2/699IntroductiontoAspenDynamics工具按鈕建立歷史表建立表建立分布曲線建立曲線打開管理器變量尋找照相初始化模擬2023/2/6100IntroductiontoAspenDynamics工具菜單ToolsMenu2023/2/6101IntroductiontoAspenDynamics設置窗口SettingsWindow-UserDefaultPreferences2023/2/6102IntroductiontoAspenDynamics照相照相是保存在模擬過程中所有變量的結果（定義的或計算值）當前照相適應當前流程檔案照相當流程或模擬結構發(fā)生任何變化時，照好的“底片”被打包并轉變成單精度的二進制*.snp文件保存在問題文件夾中。保存的結果

照相被保存為ASCII語言(dynfextension)文件.2023/2/6103IntroductiontoAspenDynamics照相自動拍照初始定義(在運行前)穩(wěn)態(tài)運行初始化運行預估運行優(yōu)化Homotopy在零時間的動態(tài)初始化(收斂的)預先定義的照相

在定義好的時間間隔在重新初始化安排的照相手工創(chuàng)建的照相2023/2/6104IntroductiontoAspenDynamics照相管理的一般窗口2023/2/6105IntroductiontoAspenDynamics照相管理的創(chuàng)建窗口2023/2/6106IntroductiontoAspenDynamics照相的使用模擬計算在零時間的重新開始回到以前某一時刻的狀態(tài)選擇先前保存的拍照“底片”流程初始化可以從當前結果選擇照相或從先前保存的照相中選擇狀態(tài)在各自的區(qū)域內輸入所要求的變量名字形式(在變量尋找工具部分將討論變量名字形式)注意:對rewind或restart,如果模擬時間超出當前時間范圍，“定時拍照將取消.2023/2/6107IntroductiontoAspenDynamics照相返回窗口2023/2/6108IntroductiontoAspenDynamics表格預定的表格類型

表歷史表單/時間連續(xù)曲線輸出DMCPlus數(shù)據(jù)文件(*.clc)用于DMCPlus建模中的模型辯識分布曲線(stage-wiseprocessesonly)Microsoft?ActiveX?Controlform(例如PID控制器面板和組態(tài)表)流程用戶定制表格Note:CanAccessResultswithWindowsAutomation2023/2/6109IntroductiontoAspenDynamics預先設置的表格PredefinedForms-RadFrac2023/2/6110IntroductiontoAspenDynamics預先設置的表格–示例AllVariablesConfigureConfigureSensor(streamsonly)ManipulateResultsProfileTable(stage-wiseprocessesonly)TimeSeriesPlot/HistoryTable(streamsonly)ProfilePlot2023/2/6111IntroductiontoAspenDynamics預先設置表格-ConfigureSensorConfigureSensor表格（僅對物流）

可以訪問用于物流附加物性計算的開關相分率相組成相密度體積流率pH石油性質從結果表格查看所有結果

2023/2/6112IntroductiontoAspenDynamicsConfigurSensorFormCheckSensorOn2023/2/6113IntroductiontoAspenDynamicsHistoryTable/TimeSeriesPlotFormAccessHistoryTableviaaPlot(andviceversa)RMBonPlottoaccesshistorytable2023/2/6114IntroductiontoAspenDynamics流程用戶表格NewPlotNewProfilePlotNewTableNewHistoryTableForms-CustomFormsToolButtons2023/2/6115IntroductiontoAspenDynamics從工具菜單選擇用戶表格Forms-CustomFormsTools2023/2/6116IntroductiontoAspenDynamics從變量尋找窗口定制表單制表按鈕2023/2/6117IntroductiontoAspenDynamics顯示變量屬性SelectRecordattributetoaddtotablecolumns2023/2/6118IntroductiontoAspenDynamics變量屬性2023/2/6119IntroductiontoAspenDynamics定義(SPEC)變量屬性SPEC屬性是識別變量的類型Fixed變量能夠由用戶控制(階躍或斜坡)Free變量由解法器計算出來的

2023/2/6120IntroductiontoAspenDynamics單位變量屬性–測量單位單個變量的測量單位可在表格中改變缺省的測量單位與AspenPlus模擬單位一致MetricUSENGMETMETCBARSISI-CBAR從Tools/UnitsofMeasuremenu選擇測量單位集2023/2/6121IntroductiontoAspenDynamics測量單位SelectUnitsforvariablefromdropdownlist2023/2/6122IntroductiontoAspenDynamics測量單位用戶可用腳本定義自己的測量單位集用戶可用腳本增加單個變量新的顯示測量單位集Note:MetricUOMsetisthebaseUOMsetforAspenDynamics.2023/2/6123IntroductiontoAspenDynamics水利學靜壓頭效果液相物流流出下列模塊時包括了液相壓頭效果Flash2Flash3DecanterMixerRadFracReboilerandCondenserRCSTR設置LIQUIDHEAD參數(shù)為“YES“-缺省為“NO”全局變量表(所有塊)單個塊的組態(tài)表單2023/2/6124IntroductiontoAspenDynamics水利學靜壓頭效果BlockConfigureFormwithLiquidHeadCalculationSwitchLiquidHeadParameter2023/2/6125IntroductiontoAspenDynamics變量尋找使用變量尋找工具包括;尋找和列出流程中塊變量名字

查看變量屬性的當前值修改變量屬性生成用戶表格生成腳本(在后面討論)變量名格式的基礎為完全的“路徑名”路徑可以包括幾個“fields”2023/2/6126IntroductiontoAspenDynamics變量尋找窗口2023/2/6127IntroductiontoAspenDynamics變量名格式可以用包含統(tǒng)配符格式訪問變量名變量名的路徑可以分成幾個段（fields）一個field是下列分界字符之間的文字:.(句號)()(圓括號)Note:ThepatternBlocks(“T101”).Stage(*).Tcontainsfourfields2023/2/6128IntroductiontoAspenDynamics變量名格式-統(tǒng)配符符號

意義* 查找當前名字段的零個或多個字符~ 查找零個或多個名字段? 查找的指定的名字段中的任何單個字符可以混用統(tǒng)配符2023/2/6129IntroductiontoAspenDynamics變量名格式–示例*與當前名字段的零個或多個字符相匹配X* 代表 X123X* 不代表 X(“WATER”)X* 不代表 X.Y2023/2/6130IntroductiontoAspenDynamics變量名格式-Examples*Tray.Temp匹配下面的名字;MyTray.TempHerTray.TempHisTray.Temp*Tray.Temp不能代表下面名字;MyColumn.MyTray.TempThesearchpatternhas*TrayinthefirstfieldbutthenameMyColumnisinadifferentfield2023/2/6131IntroductiontoAspenDynamics變量名格式-Examples~matcheszeroormorecharactersinanumberofnamefieldsinthepathX~matchesnamesoftheform X123X~matchesnamesoftheform X(“WATER”)X~matchesnamesoftheform X.YThesearchwillmatchallvariablesthathavethesamenameinthehierarchyforbothblocksandstreams2023/2/6132IntroductiontoAspenDynamics變量名格式-Examples~.*Tray.TempmatchesnamesofthefollowingformsMyTray.TempHerTray.TempHisTray.TempMyColumn.MyTray.TempMyProcess.MyColumn.MyTray.TempThesearchwillmatchallvariablesthathavethesamenameinthehierarchyforbothblocksandstreams2023/2/6133IntroductiontoAspenDynamics變量名格式-ExamplesAll4examplesbelowproducethesameresultBlocks(“T101”).Stage(*).X(*)Blocks(“T101”).S*(*).X(*)Blocks(“T101”).S*~(*).X(*)Blocks(“T101”).S*~(*).X~2023/2/6134IntroductiontoAspenDynamics變量名格式-Examples?matcheszeroorasinglecharacterintheCURRENTnamefieldTray?matchesnamesofformTray1Tray?matchesthenameformTray2Tray?doesnotmatchnamesoftheformTrayTray?doesnotmatchnamesoftheformTray12Note:Seetheon-linehelpformoreexamples2023/2/6135IntroductiontoAspenDynamics模擬和系統(tǒng)工作文件RUNID.BKP AspenPlusbackupRUNID.APW AspenPlus(binary)documentRUNIDDYN.APPDF AspenDynamicsproblem physicalpropertiesdefinitionfileRUNIDDYN.OBJ AspenDynamicsuser FORTRANobjectlibraryRUNIDDYN.HIS AspenDynamicsrunhistory2023/2/6136IntroductiontoAspenDynamics模擬和系統(tǒng)工作文件RUNID.DYNF AspenDynamicsproblemfile forflowdrivensimulationsRUNID.DYND AspenDynamicsproblem (binary)document..\RUNID AspenDynamicsworkingproblem systemfilessubdirectory,including snapshots(binary*.snpfiles)2023/2/6137IntroductiontoAspenDynamics作業(yè)(60分鐘):動態(tài)模擬

目的:練習和熟悉AspenDynamics的特性運行動態(tài)模擬并實現(xiàn)一個階躍變化建立自己的結果表格、隨時間變化的曲線和分布曲線修改曲線屬性2023/2/6138IntroductiontoAspenDynamics在線幫助如果需要幫助

則有一個詳細的主題

從幫助主題對話框中點擊索引表.一個表或區(qū)域

在ASPENPLUS工具欄中, 點擊What‘sThis按鈕然后點擊需要幫助的區(qū)域或表格.一個對話框

在對話框中點擊幫助按鈕.光標或鼠標放置的位置按F12023/2/6139IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(1)將提供你一個Start-DynSim.dynfandStartDynSim.appdf文件.這個文件和上一次輸出的作業(yè)是等同的.1.打開AspenDynamics并調入所給文件–或調入上一次作業(yè)所輸出的文件.2.從工具菜單下打開變量尋找窗口3.確認“IncludeParameters”框4.在Variable區(qū)域,輸入下列尋找格式以搜尋所有在這一層次的包含LiquidHead字符的變量~.LiquidHead*

5.從搜尋結果中,選中D101和T101的冷凝器和再沸器的液相壓頭變量.2023/2/6140IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(2)

2023/2/6141IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(3)6.點擊Table按鈕生成三個液相壓頭參數(shù)的用戶表格7.在表格中再增加相關的物流壓力變量,如下;8.將運行方式設為初始化并運行9.觀察物流壓力的變化2023/2/6142IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(4)10.通過改變液相壓頭參數(shù)將D101和T101冷凝器和再沸器的液相壓頭效果計算的開關從“No”切到“Yes”11.重新進行初始化計算12.注意物流壓力值是否有很大改變?13.建立一個新表來觀察下列變量;a)改變碳氫化合物進料(streamHCFEED)的質量流率的定義(從Manipulate表中選擇FmR變量)b)D101出口物流(VAPFEED和LIQFEED)的質量流率的變化(即各自結果表中的Fm變量)2023/2/6143IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(5)c)D101液位的變化(結果表中的液位變量)在物流HCFEED的結果表中哪一個變量和其控制表中的FmR變量是等同的?14.建立一個包含新建表格中所有變量的曲線圖15.用RMB的屬性/AxisMap來修改曲線圖使其所有的流量在同一個坐標軸上而液位在第二個坐標軸上16.打開控制器LC1(D101液位控制器)的面板，用plot按鈕打開相關的結果曲線17.建立一個新的歷史表格來觀察塔底乙烷摩爾分率和塔頂丙烷摩爾分率的變化2023/2/6144IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(6)18.用下列步驟建立一個新的分布曲線來顯示塔的乙烷和丙烷的液相組成.a)Tools菜單/NewProfilePlotb)輸入曲線的名字C2_C3_Split生成一個空的分布曲線c)在空圖的任何位置,RMB點出Plot的菜單d)選出ProfileVariables彈出ProfileEditore)在Profile1的ProfileName區(qū)間輸入乙烷的名字f)點擊在Y-AxisVariables部分下的Add按鈕

g)輸入第一個分布的變量名字: Blocks(“T101”).stage(*).X(“Ethane”)Profileeditor如下頁顯示.2023/2/6145IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(7)

TheProfileEditor2023/2/6146IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(8)

h)將Profile的值改為2I)對Profile2,輸入丙烷名字j)點擊在Y-AxisVariables部分下的Add按鈕

k)輸入第二個分布的變量名字: Blocks(“T101”).stage(*).X(“Propane”)l)Ok.19.從Run菜單中選擇RunOptions,將“Communication”間隔設為0.1hours并將“Pauseat”時間設為0.1hours–必須先將運行狀態(tài)設為動態(tài)!20.在動態(tài)模式下運行模擬到0.1hours你能重現(xiàn)T101的下列組分分布嗎?2023/2/6147IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(9)T101CompositionProfilesatsimulationTime0.1Hours2023/2/6148IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(10)21.重新打開ProfileEditor(右鍵在profileplot上打開profilevariables).在時間設定部分,點擊時間設定單選按鈕將時間增至0.522.打開碳氫化合物進料控制表將進料的總質量流率提高20%（從92,000到110,000kg/hr）.23.將pauseat時間改為0.5hours24.運行模擬至完成你能得到下面的圖形嗎?2023/2/6149IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(11)FeedflowDisturbanceEffects2023/2/6150IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(12)T101CompositionHistory2023/2/6151IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(13)T101CompositionProfilesatsimulationTime0.5Hours2023/2/6152IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(14)ControllerLC1FacePlateatsimulationTime0.5Hours2023/2/6153IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(15)ControllerLC1ResultsPlotatsimulationTime0.5Hours2023/2/6154IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

(16/16)在裝置中這股進料擾動帶來的整個影響是什么?哪一個變量是最容易受到影響的?.閃蒸罐的液位控制器的調節(jié)正常嗎?為什么液位控制器不能回到它的設定值?25.將你的問題文件保存為AspenDynamicsLanguage(*.dynf)文件類型提示:為了更好的計算,請關閉你不需要的任何應用程序(e.g.AspenPlus,InternetBrowsers,AspenDynamicsFormssuchastables,plots,etc….).2023/2/6155IntroductiontoAspenDynamics作業(yè):動態(tài)模擬

Review2023/2/6156IntroductiontoAspenDynamics功能和主要建模特點目的:介紹AspenDynamics模型的功能及局限性.理解基本的建模機理及一般假設2023/2/6157IntroductiontoAspenDynamics功能及主要建模特點這部分將要討論以下問題;支持功能物性組分類型物流模型和物流類型單元操作模型能處理滿或空的容器2023/2/6158IntroductiontoAspenDynamics物性完全三相計算能力(vapor-liquid-liquid平衡)

表觀方法的電解質計算

物性計算選擇嚴格的物性計算“局部”物性方法(缺省)計算物性例如焓、熵、密度、K值2023/2/6159IntroductiontoAspenDynamics物性計算局部物性方法物性可以簡單地擬合成溫度和壓力的函數(shù)比完全的物性計算要快和完全的物性計算一樣準確為求精確局部物性參數(shù)在每一個積分步長都進行更新2023/2/6160IntroductiontoAspenDynamics物性計算局部物性計算例子--液相摩爾焓計算方程

這里:hL

= 液相摩爾焓xi

=組分I的摩爾分率

AiBi = 組分I的局部物性參數(shù)T = 溫度nc = 組分數(shù)2023/2/6161IntroductiontoAspenDynamics物性計算注意:電解質的計算可能需要“嚴格”的物性計算選擇2023/2/6162IntroductiontoAspenDynamics聚合物模擬PolymersPlus是一個層次化的產(chǎn)品能處理聚合物的物性提供組分的特性描述包括聚合的動力學模型LimitedtomaximumofonepolymerandoneZieglerNattacatalystOnlythefollowingkineticmodelsaresupportedFreeRadicalStepGrowthMulti-siteZieglerNattaNote:Examplesimulationsofpolymer