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1、化工CAD概述,Computer Aided Design in Chemical Engineering,课程要点,化工CAD概述,1、计算机辅助化工设计的基本内容 2、化工过程CAD的工具软件 ASPEN Plus的使用方法 3、化工单元过程的计算机模型与模拟方法 4、化工流程设计的CAD方法,化工CAD的发展过程（1）,1955年，计算机开始进入化工设计过程。50年代主要用于化工单元过程的计算。 1963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衡算。60年代开始出现化工专业软件公司。 70年代，基于计算机图形学的CAD方法用于化工设备和工厂设计；过程控制CAD
2、进入实用阶段。,化工CAD概述,化工CAD的发展过程（2）,80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CAD集成软件工具；3D实体模型法用于化工设备和工厂的设计。 90年代，基于高性能PC和GUI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。 21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CAD的内容及工具分类,化工CAD根据其对象和内容可分为四大领域； 计算机辅助过程设计CAPDComputer Aided Process Design 计算机辅助过程控制设计CAPCDComputer Aided Process
3、Control Design 计算机辅助过程设备设计CAPEDComputer Aided Process Equipment Design 计算机辅助过程工厂设计CAPPDComputer Aided Process Plant Design,化工CAD概述,计算机辅助过程设计内容,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 进行过程的物料、能量衡算 过程运行状态仿真模拟 设备工艺计算(确定设备的工艺条件参数) 过程运行特性分析(灵敏度、操作弹性分析) 过程参数优化 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软件工具,Aspen Tech 的
4、Aspen One for Engineering系列软件工具，主要软件包括：Aspen Plus，Aspen Properties ，Aspen Energy Analyzer，Aspen Process Economic Analyzer ，Aspen HISYS等。 SimSci 的Pro II 。 ChemStations 的ChemCAD。 WinSim 的 DesignII,化工CAD概述,计算机辅助过程控制设计内容,过程控制系统设计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。 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、仪表回路图绘制、安装图绘制和
5、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软件工具,过程控制系统设计 Aspen Tech 的 Aspen Plus Dynamics，Aspen Custom Modeler SimSci 的 DYNSIM Honeywell的 UniSim MatLab 的 Simulink,CAPCD的主要工具:,化工CAD概述,计算机辅助过程设备设计内容,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，选择适用结构和规格的标准化设备，设计设备安装方式。 非标设备的机械设计机械结构设计、机械性能设计、加工工艺设计、安装方式设计。,CAPED的主要内容:,化工CAD
6、概述,计算机辅助过程工厂设计内容,设备布置设计 Equipment Arrangement设备在3维空间的合理布置。 配管设计 Piping管道及管件的规格选择和在3维空间的合理布置，管段的加工图。 钢结构支架、平台设计 Steel Structure 工厂的可视化模型 Visualization,CAPPD的主要内容:,化工CAD概述,计算机辅助过程工厂设计软件工具,Intergraph的 Smart Plant 3D 基于网络数据库的大型协同设计平台 Vantage的 PDMS 基于数据库的（协同）设计平台 COADE的 CADWorx 基于AutoCAD的3D设计软件 Rebis的 AutoPlant 基于AutoCAD的3D设计软件,CAPPD的主要工具:,化工CAD概述,