《化工CAD概述》PPT课件.ppt

化工化工CADCAD概述概述 Computer Aided Design Computer Aided Design in in Chemical Engineering Chemical Engineering 课课程要点程要点 化工CAD概述 1 1、计算机辅助化工设计的基本内容、计算机辅助化工设计的基本内容 2 2、化工过程、化工过程CADCAD的工具软件的工具软件 ASPEN PlusASPEN Plus的使用方法的使用方法 3 3、化工单元过程的计算机模型与模拟、化工单元过程的计算机模型与模拟 方法方法 4 4、化工流程设计的、化工流程设计的CADCAD方法方法 化工化工CADCAD的发展过程（的发展过程（1 1 ） 19551955年，计算机开始进入化工设计过程。年，计算机开始进入化工设计过程。 5050年代主要用于化工单元过程的计算。年代主要用于化工单元过程的计算。 19631963年，凯洛格公司开发了第一个化工流年，凯洛格公司开发了第一个化工流 程模拟软件，实现了全流程的物料和能量程模拟软件，实现了全流程的物料和能量 衡算。衡算。6060年代开始出现化工专业软件公司年代开始出现化工专业软件公司 。 7070年代，基于计算机图形学的年代，基于计算机图形学的CADCAD方法用方法用 于化工设备和工厂设计；过程控制于化工设备和工厂设计；过程控制CADCAD进进 入实用阶段。入实用阶段。 化工CAD概述 化工化工CADCAD的发展过程（的发展过程（2 2 ） 8080年代，化工过程设计实现了流程拓扑结构设计年代，化工过程设计实现了流程拓扑结构设计 ，物性计算，过程稳态模拟、动态模拟和优化的，物性计算，过程稳态模拟、动态模拟和优化的 CADCAD集成软件工具；集成软件工具；3D3D实体模型法用于化工设实体模型法用于化工设 备和工厂的设计。备和工厂的设计。 9090年代，基于高性能年代，基于高性能PCPC和和GUIGUI的集成化环境得到的集成化环境得到 了普及应用，虚拟工厂设计方法进入实用阶段。了普及应用，虚拟工厂设计方法进入实用阶段。 2121世纪的发展趋势：虚拟工厂设计方法成为标准世纪的发展趋势：虚拟工厂设计方法成为标准 。 化工CAD概述 化工化工CADCAD的内容及工具的内容及工具分类分类 化工化工CADCAD根据其对象和内容可分为四大领域；根据其对象和内容可分为四大领域； 计算机辅助过程设计计算机辅助过程设计CAPDCAPD Computer Aided Process DesignComputer Aided Process Design 计算机辅助过程控制设计计算机辅助过程控制设计CAPCDCAPCD Computer Aided Process Control DesignComputer Aided Process Control Design 计算机辅助过程设备设计计算机辅助过程设备设计CAPEDCAPED Computer Aided Process Equipment DesignComputer Aided Process Equipment Design 计算机辅助过程工厂设计计算机辅助过程工厂设计CAPPDCAPPD Computer Aided Process Plant DesignComputer Aided Process Plant Design 化工CAD概述 计算机辅助过程设计计算机辅助过程设计内容内容 建立可行的工艺流程拓扑结构建立可行的工艺流程拓扑结构 计算物质的化学和物理性质计算物质的化学和物理性质 进行过程的物料、能量衡算进行过程的物料、能量衡算 过程运行状态仿真模拟过程运行状态仿真模拟 设备工艺计算设备工艺计算( (确定设备的工艺条件参数确定设备的工艺条件参数) ) 过程运行特性分析过程运行特性分析( (灵敏度、操作弹性分析灵敏度、操作弹性分析) ) 过程参数优化过程参数优化 设计文档的编绘设计文档的编绘 CAPD的主要内容: 软件工具 化工CAD概述 计算机辅助过程设计计算机辅助过程设计软件工具软件工具 Aspen Tech Aspen Tech 的的Aspen One for EngineeringAspen One for Engineering系列软系列软 件工具，主要软件包括：件工具，主要软件包括： Aspen PlusAspen Plus，Aspen Properties Aspen Properties ，Aspen EnergyAspen Energy AnalyzerAnalyzer，AspenAspen Process Economic Analyzer Process Economic Analyzer ， Aspen HISYSAspen HISYS 等等。 SimSciSimSci 的的Pro II Pro II 。 ChemStations ChemStations 的的ChemCADChemCAD。 WinSim WinSim 的的 DesignIIDesignII 化工CAD概述 计算机辅助过程控制设计计算机辅助过程控制设计内容内容 过程控制系统设计过程控制系统设计 设计控制系统的拓扑结构，控制方案，并设计控制系统的拓扑结构，控制方案，并 进行系统控制性能的仿真模拟。进行系统控制性能的仿真模拟。 仪表和自控项目的施工设计仪表和自控项目的施工设计 对每个具体的测控点进行仪表选型、仪表对每个具体的测控点进行仪表选型、仪表 回路图绘制、安装图绘制和材料统计等。回路图绘制、安装图绘制和材料统计等。 CAPCD的主要内容: 化工CAD概述 计算机辅助过程控制设计计算机辅助过程控制设计软件工具软件工具 过程控制系统设计过程控制系统设计 Aspen Tech Aspen Tech 的的 Aspen Plus DynamicsAspen Plus Dynamics， Aspen Custom Modeler Aspen Custom Modeler SimSci SimSci 的的 DYNSIMDYNSIM HoneywellHoneywell的的 UniSimUniSim MatLab MatLab 的的 SimulinkSimulink CAPCD的主要工具: 化工CAD概述 计算机辅助过程设备设计计算机辅助过程设备设计内容内容 标准设备的选型设计标准设备的选型设计 根据过程设计提出的设备工艺条件参数，根据过程设计提出的设备工艺条件参数， 选择适用结构和规格的标准化设备，设计选择适用结构和规格的标准化设备，设计 设备安装方式。设备安装方式。 非标设备的机械设计非标设备的机械设计 机械结构设计、机械性能设计、加工工艺机械结构设计、机械性能设计、加工工艺 设计、安装方式设计。设计、安装方式设计。 CAPED的主要内容: 化工CAD概述 计算机辅助过程工厂设计计算机辅助过程工厂设计内容内容 设备布置设计设备布置设计 Equipment ArrangementEquipment Arrangement 设备在设备在3 3维空间的合理布置。维空间的合理布置。 配管设计配管设计 PipingPiping 管道及管件的规格选择和在管道及管件的规格选择和在3 3维空间的合理维空间的合理 布置，管段的加工图。布置，管段的加工图。 钢结构支架、平台设计钢结构支架、平台设计 Steel StructureSteel Structure 工厂的可视化模型工厂的可视化模型 VisualizationVisualization CAPPD的主要内容: 化工CAD概述 计算机辅助过程工厂设计计算机辅助过程工厂设计软件工具软件工具 IntergraphIntergraph的的 Smart Plant 3DSmart Plant 3D 基于网络数据库的大型协同设计平台基于网络数据库的大型协同设计平台 VantageVantage的的 PDMSPDMS