Giới thiệu về mô phỏng và một số phần mềm thông dụng

Hiện nay số lượng các phần mềm mô phỏng trong lĩnh vực CNHH rất lớn, trong đó phải kể đến một số phần mềm mạnh và nổi tiếng như : PRO/II, Dynsim (Simsci); HYSIM, HYSYS, HTFS, STX/ACX, BDK (Hyprotech); PROSIM, TSWEET (Bryan research & engineering); Design II (Winsim); IDEAS Simulation; Simulator 42 … Trong đó, phổ biến là PRO II, Hysys, Dynsim.

Mô phỏng là gì ?

         Mô phỏng – simulation là phương pháp mô hình hóa dựa trên việc thiết lập mô hình số và sử dụng phương pháp số để tìm ra lời giải với sự trợ giúp của máy vi tính. Để mô phỏng một quá trình trong thực tế đòi hỏi:

- Mô hình nguyên lí : nguyên lí của quá trình và mối liên hệ giữa các thông số liên quan.

- Mô tả toán học : dùng các công cụ toán học để mô tả mô hình nguyên lí

- Xử lí các biểu thức và các ràng buộc.

        Tất nhiên một quá trình trong thực tế là một tập hợp gồm rất nhiều yếu tố phức tạp mà không thể có một mô tả toán học nào có thể cho kết quả chính xác tuyệt đối. Độ phức tạp của quá trình tăng lên, đồng nghĩa với số lượng các thông số liên quan, biến số, phương trình, ràng buộc tăng lên. Giải quyết cùng lúc cả 3 bước trên đòi hỏi một khối lương tính toán cực kì lớn, và như vậy mô phỏng với sự trợ giúp của máy vi tính là tất yếu. Trong ngành công nghệ hóa học nói chung và công nghệ lọc hóa dầu nói riêng, mô phỏng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc thiết kế, phân tích, vận hành và tối ưu hoá hệ thống.

          Có thể phân quá trình mô phỏng làm 2 phần :

    § 

Mô phỏng tĩnh (Steady Simulation): là mô phỏng quá trình ở trạng thái dừng, dùng để :
                        - Thiết kế ( Designing) một quá trình mới.

- Thử lại, kiểm tra lại (Retrofitting) các quá trình đang tồn tại.

- Hiệu chỉnh (Troubleshooting) các quá trình đang vận hành.

- Tối ưu hóa (Optimizing) các quá trình đang vận hành.

                        §      Mô phỏng động (Dynamic Simulation): là mô phỏng thiết bị, quá trình ở trạng thái hoạt động liên tục, cho phép người dùng khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống theo thời gian và phương pháp xử lí tình huống giả lập trong quá trình thiết kế và vận hành quá trình một cách hiệu quả và an toàn nhất.
      Một số phần mềm mô phỏng thông dụng.
            1.Pro II

Pro II là phần mềm tính toán chuyên dụng trong các lĩnh vực công nghệ hóa học nói chung, đặc biệt là trong lĩnh vực lọc hóa dầu, polymer, hóa dược… Đây là phần mềm tính toán rất chính xác các quá trình chưng cất. Pro II là sản phẩm của SIMSCI, được hình thành năm 1967 và được sử dụng chính thức vào năm 1988. Phiên bản mới nhất hiện nay là Pro II 8.1.

                                 Giao diện chính của PRO II 7.0
        Pro II vận hành theo các modul liên tiếp, mỗi thiết bị được tính riêng lẽ và lần lượt tính cho từng thiết bị. Nó bao gồm các nguồn dữ liệu phong phú : thư viện các cấu tử hóa học, các phương pháp xác định các tính chất nhiệt động, trợ giúp rất mạnh trong việc tính toán các thiết bị trong sơ đồ công nghệ.

Pro II là công cụ mô phỏng tĩnh, được sử dụng nhằm 2 mục đích chính :

  § Thiết kế một phân xưởng mới (Sizing)

  § Mô phỏng một phân xưởng đã được xây dựng trong thực tế để nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự vận hành của nó (Rating) như : thay đổi nguồn nguyên liệu, điều kiện vận hành hoặc tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm… 
   2. Hysys

Hysys là sản phẩm của công ty Hyprotech-Canada thuộc công ty AEA Technologie Engineering Software - Hyprotech Ltd. Đây là một phần mềm có khả năng tính toán đa dạng, cho kết quả có độ chính xác cao, đồng thời cung cấp nhiều thuật toán sử dụng, trợ giúp trong quá trình tính toán công nghệ, khảo sát các thông số trong quá trình thiết kế nhà máy chế biến khí. Ngoài ra Hysys còn có khả năng tự động tính toán các thông số còn lại nếu thiết lập đủ thông tin.

Hysys được thiết kế sử dụng cho hai trạng thái mô phỏng tĩnh và động. Hysys có nhiều ứng dụng, trong đó nổi bật là khả năng :

§ Thiết kế và bảo vệ hệ thống phân tách một cách hiệu quả nhất (Hysys.Concept)

§ Sử dụng công cụ mô phỏng để đưa ra các điều kiện thuận lợi, đánh giá hoạt động của nhà máy hiện hành, trang bị các thiết bị để đạt được độ tin cậy về hoạt động, an toàn, lợi nhuận cao nhất. Cải tiến các thiết bị có sẵn và mở rộng quy mô nhà máy hiện hành (Hysys.Plant)
                                          Giao diện chính của Hysys 2.4
         3. Dynsim

Dynsim là sản phẩm của SIMSCI, là phần mềm mô phỏng động được sử dụng cho kỹ sư thiết kế và vận hành, với nhiều ứng dụng đa dạng trong các quá trình công nghiệp gồm lọc dầu, chế biến khí, hóa dầu và một số quá trình hóa học khác. Dynsim có một cơ sở dữ liệu rất lớn các cấu tử, các mô hình nhiệt động học và các thiết bị. Nó cho phép thực hiện nhiều ứng dụng như nghiên cứu thiết kế quá trình, khảo sát quá trình điều khiển, huấn luyện vận hành, phân tích hệ thống và tối ưu hóa thời gian thực. Hiện nay, phiên bản mới nhất là Dynsim 4.2.          Dynsim có nhiều tính năng vượt trội trong việc mô phỏng động như:

§ Cho kết quả tính toán rất nhanh và chính xác trong quá trình mô phỏng động.

§ Các thiết bị chính trong sơ đồ công nghệ, thiết bị điều khiển, vận hành và khả năng đáp ứng của chúng rất thật.

§ Có thể lấy kết quả thiết kế ở trạng thái ổn định trực tiếp từ Pro IIcủa một quá trình có sẵn.

§ Có thể kết nối dữ liệu với các phần mềm khác như Excel, OLGA2000, Hysys, Simcontrol.

§ Có nhiều chức năng đặc biệt cho mô phỏng động như các biểu đồ (Trend), đồ thị (Plot), các giả lập sự cố (Malfunctions) và khả năng biên tập các thao tác điều khiển theo thời gian trong quá trình vận hành (Scenarios).

§ Có thể mô phỏng một sơ đồ công nghệ lớn trong nhà máy với nhiều phân xưởng, trong đó mỗi phân xưởng có thể mô phỏng trên một Flow-sheet và kết nối với nhau.

§ Giao diện rất thân thiện.  
                                        Giao diện chính của Dynsim 4.0      Dynsim là một công cụ hỗ trợ rất mạnh trong việc mô phỏng động các quá trình trong công nghệ hóa học nói chung và lọc hóa dầu nói riêng. Với khả năng kết nối dữ liệu thiết kế với Pro II, nó tạo ra bộ đôi phần mềm mô phỏng cực kì hiệu quả và chính xác, đáp ứng yêu cầu trong nghiên cứu, giảng dạy trong các trường đại học, viện nghiên cứu. Hơn nữa, nếu làm một phép so sánh kinh tế, rõ ràng giá thành khi thuê hoặc mua phần mềm cực kỳ nhỏ so với giá của một pilot, mặc dù kết quả của chúng đưa ra có thể nói là rất khớp nhau.

Tin khác:

Invensys nâng cấo phần mềm mô phỏng Dynsim

Đây là phần mềm được các kỹ sư ngành hóa chất sử dụng để mô phỏng quá trình xẩy ra trong xử lí dầu khí, khí hóa lỏng, lọc dầu, ngành hóa dầu và hóa chất để đào tạo thiết kế và đào tạo người vận hành.

Phiên bản 4.3 của Dynsim có các tính năng cao cho lấy mẫu chưng cất, lấy mẫu nén khí, giám sát quá trình và sử dụng dễ dàng cho phép kỹ sư thiết kế phát triển thiết kế quá trình và hệ thống điều khiển, giảm đáng kể chi phí lắp đặt đồng thời tránh việc ngừng khởi động nhà máy mới. Tính năng mới sẽ cung cấp công cụ mô phỏng chính xác hơn để đào tạo người vận hành tại các nhà máy mới.
Phiên bản 4.3 của Dynsim có khả năng lấy mẫu cột chưng cất cải tiến sử dụng để đào tạo người vận hành và phân tích khí thải tin cậy hơn. Nó có thể được sử dụng để loại bỏ chi phí mở rộng hệ thống khí thải và chiếu sáng thông qua cung cấp lựa chọn đúng đắn cho các phương pháp thiết kế truyền thống.
Phiên bản này cũng có các tính năng mới có khả năng lấy mẫu nén khí chính xác hơn cho thiết kế quá trình và làm cho chiến lược điều khiển có hiệu lực. Dynsim được tích hợp với chương trình TRISIM Plus của SimSci-Esscor cung cấp kết nối với các công cụ cấu hình điều khiển TriStation 1131 của Triconex để kiểm tra chi tiết điều khiển máy xoay chiều. Dynsim có thể làm cho có hiệu lực thiết kế hệ thống điều khiển bảo vệ máy nén đồng thời giảm thời gian thực hiện điều khiển mới trong hiện trường để khởi động nhà máy.
"Giải pháp Dynsim là một trong những bộ mô phỏng động trên thị trường có thể được sử dụng trên toàn bộ vòng đời dự án, từ thiết kế kỹ thuật quá trình đến kiểm tra hệ thống điều khiển đến đào tạo người vận hành", Tobias Scheele, phó giám đốc phụ trách các ứng dụng tiên tiến của IPS cho biết. "Dynsim 4.3 là một minh chứng cho cam kết của chúng tôi trong việc tạo ra các giải pháp mới, mạnh mẽ đáp ứng nhu cầu của công nghiệp, chúng tôi sẽ tiếp tục phát triển các phần mềm và công nghệ tốt hơn nhằm đem lại giá trị đáng kể cho khách hàng". 

www.baoduongcokhi.com (www.congnghedaukhi.com)

Related Posts by Categories