1. Исторический обзор умп

Первый этап компьютерного моделирования был связан с переводом расчета материальных и тепловых балансов ХТС с ручного на базу ВТ. Этот этап начался в 1958 г. с появлением первой моделирующей программы Flexible Flowsheet и бурное развитие его шло на протяжении 60х-70х годов. Тогда была выработана общая концепция УМП для моделирования ХТС.

Из числа зарубежных УМП созданных в период 60х-80х годов можно назвать такие программы как: Flexible Flowsheet, Cheops, Chevron, SpeedUp, Macsim, Network67, Chess, Pacer 245, Flowtran, Flowpack, Process и др.

Среди отечественных моделирующих программ отметим программы РОСС (НИФХИ), АСТР (ГИАП), НЕФТЕХИМ (ВНИПИНЕФТЬ), САМХТС (НИУФ), SYNSYS-78 (МХТИ), РОХТС (КХТИ).

В результате длительной конкурентной борьбы из общего числа выделились четыре УМП – мировые лидеры в области автоматизации исследований и проектирования ХТП и ХТС: ASPEN PLUS (фирма AspenTechnology, Inc., USA, www.aspentech.com), HYSYS (фирма HyproTech, Ltd, Canada, www.hyprotech.com), CHEMCAD (фирма Chemstations Inc., USA, Texas, www.chemstation.com), PRO/II (фирма Simulation Sciences, Inc., USA, www.simsci.com). Отметим немаловажный факт: в 2002 году AspenTechnology и HyproTech объединились и сегодня, в зависимости от области применения, предлагают рынку свои лучшие программные продукты под единым товарным знаком. Стоимость инсталляции УМП для одного рабочего места очень высока и колеблется от 25000$ (CHEMCAD) до 70000$ (ASPEN PLUS) для промышленных предприятий. Для ВУЗов цена обычно на порядок ниже. Кроме этого существует гибкая система скидок.

2. Эффективность использования умп

Приведенная выше высокая стоимость УМП характеризует интеллектуальную емкость указанных программ, а также эффективность их использования. Так, по существующим приближенным оценкам, при модернизации производств с использованием УМП можно достичь экономии средств от 10 до 67%. Такая экономия достигается за счет существенного сокращения сроков проектирования, быстрой технико-экономической оценки множества, раннее не рассматриваемых, альтернативных вариантов технологического и конструктивного оформления реконструируемого производства. При работе с программой в режиме реального времени в современных АСУТП и АСУП экономия составляет от 0,5 до 3 %. Данная экономия достигается за счет оптимального управления технологическим процессом по единому технико-экономическому критерию, рассчитываемому с применением УМП. При управлении с применением УМП учитывается как внутреннее взаимодействие отдельных технологических процессов производства, так и внешняя конъюнктура рынка.

В предлагаемом пособии рассматриваются основные сведения, необходимые для решения вышеперечисленных задач, методика проведения автоматизированного расчета и оптимизации ХТС с применением УМП ChemCad. Приведены примеры решения задач с использованием УМП ChemCad.

3. Терминология и обозначения

Для того, чтобы при чтении не возникали излишние терминологические вопросы (особенно у начинающих пользователей), ниже представлена принятая терминология и обозначения. В дальнейшем предполагается, что УМП СhemCad для расчета технологических схем имеет дело с математическими модулями технологических аппаратов и связывающими их материальными потоками.