化工工程設計電腦軟件技術應用

時間:2022-04-28 08:47:00

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化工工程設計電腦軟件技術應用

早在上世紀60年代,化工設計院便著手訂購電子計算機,同時還派人到中科院計算所學習編程技術,并結(jié)合設計需要,嘗試著用電子計算機解算國防化工、化肥藝和土建設計中較復雜的問題。如今,隨著計算機軟件技術的飛速發(fā)展,它在化工工程設計中的應用范圍日益擴大,由局部輔助發(fā)展到全面輔助,計算機軟件技術的發(fā)展對化TT程設計的影響也越來越重要,計算機軟件與化工工程兩者瓦相影響、滲透與結(jié)合。

1.化工工程設計實質(zhì)

對化工工程設計而言,從由分子結(jié)構(gòu)出發(fā)預測物質(zhì)的物性到工藝過程的設計、分析直至繪圖,均可由計算機軟件完成,可用三個詞簡單地概括計算機軟件在化工工程設計的作用:模擬、計算和繪圖。化1二過程所涉到的模擬包括微觀過程或結(jié)構(gòu)分子模擬到研究宏觀過程的流程模擬。繪圖是計算機科學的一個重要分支,在丁程設計中用計算機軟件繪圖通常為計算機輔助設計的簡稱。化1:程設計是一個系統(tǒng)工程,除了工藝路線設計、設備計算、繪圖等以外,還有環(huán)境評估,經(jīng)濟效益、社會效益的分析等大量的工作,這些都可以借助于計算機軟件來完成。

2.化工工程設計的特點

化工工程設計是化工設計的核心,它決定著整個設計的概貌,起著組織和協(xié)調(diào)非工程設計的主導作用。而工程計算又是化工工程設計的前提和必要條件,化工工程計算即根據(jù)既定的設計要求進行物料、能量衡算,進一步確定設備的E藝尺寸、原材料的消耗及其它T藝管道的設計計算等。化工工程計算存在著以下幾個突出的特點:

1)計算公式多且復雜,大部分為非線性、多變量,設計計算量大;

2)許多設計參數(shù)的查詢范圍較大,影響計算結(jié)果的合理性和可靠性;

3)一藝工程設計需要許多設計方案反復比較,進行調(diào)優(yōu)。采用傳統(tǒng)的設計方案已經(jīng)難于實現(xiàn)1=程的高效率、低成本等多方而的最優(yōu)化過程,因此使計算機在化工工程設計中的應用變得越來越重要。

3.化工工程設計中應用的重要軟件

3.1繪圖和辦公軟倬

在設計單位普遍使用微機的同時,設計人員較自然地轉(zhuǎn)向采用~HAutoCAD等通用繪圖軟件~IWoM、Excel等辦公軟件來完成繪制工程圖的設計工作,編制設計文件和各種表格。這些軟件主要有:化工自控計算機輔助設計軟件、石油化工自控計算機輔助設計軟件、化工設備CAD施工圖軟件、熱工專業(yè)計算機輔助設計軟件、總圖運輸專業(yè)繪圖軟件、化工機械化運輸計算機輔助設計軟件、建筑工程設計軟件等等。當這些專業(yè)設計軟件包在各專業(yè)的設計工作中較普遍地得到應用時,化工工程設計工作也就初步從人工設計轉(zhuǎn)向計算機軟件輔助設計。

3.2大型化工裝置管道設計軟件

大型裝置往往有設備數(shù)百臺,管道成千上萬條,管子和管件材料可達數(shù)萬乃至數(shù)十萬件。這些管道的設計、材料采購、車間預制和現(xiàn)場安裝都要靠計算機輔助設計繪制出準確的管段側(cè)圖和完備的管道材料表。

3.3三維CAD技術

上世紀80年代中期引進的CALMA公司CAD系統(tǒng),配有10臺APOLLO工作站。設計時在工作站上構(gòu)造裝置的三維模型以便研究設備布置和管道敷設。CAD建模和修改方便,坐標尺寸也精確。在結(jié)構(gòu)、設備和管道等模型建成后,便得到裝置的三維模型,由此可任意抽取二維平、剖面圖。CALMA軟件的基本功能很好,但工程實用的經(jīng)驗還不多。目前主要使用PDMS(CADCENTER的)和PDS(INTERGRAPH的)三維CAD軟件,它們也都是目前國際上多數(shù)主要工程公司普遍采用的,技術成熟可靠,功能較強,且在持續(xù)發(fā)展和提供服務。功能較強的三維CAD軟件還具有硬、軟碰撞檢查功能。在完成j維模型設計后,可以運行REVIEW模塊來檢查模型元件在坐標空間中的物理碰撞,還可以檢查物理模型與操作維護通道之間的干擾情況;設計人員可以根據(jù)檢查結(jié)果先期對三維模型加以修改。這樣就可以保證設計質(zhì)量,避免以后可能發(fā)生的施工修改和運行維護時碰到問題。

4.加大化工工程設計中計算機軟件應用

4.1軟件的開發(fā)與購買

根據(jù)國內(nèi)化工工程行業(yè)計算機的發(fā)展狀況,各單位應對軟件技術采取購買和開發(fā)并舉的方針,以目前狀況來看,計算機系統(tǒng)支撐軟件和部分通用的應用軟件應主要采取購買的方針,部計算機技術中心站組織好上述軟件的來源,并做好統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、服務工作,各單位在統(tǒng)一的支撐軟件和通用軟件的基礎上結(jié)合各自的情況開發(fā)各自的應用軟件和工程數(shù)據(jù)庫。

4.2提高軟件在化工工程設計中的實用性

提高軟件在化公工程設計中的實用性,是軟件有效性應用的最終目標。在開發(fā)軟件過程中,要不斷探索和發(fā)現(xiàn)化工程設計中存在的軟件技術弱點,針對技術上的弱點進行軟件設計,從而增加軟件對化程的應用效果。

4.3形成專業(yè)化軟件開發(fā)中心

在經(jīng)濟發(fā)達的國家,軟件的開發(fā)、生產(chǎn)早以實現(xiàn)了專業(yè)化,并成為增長速度最快的高技術產(chǎn)業(yè)之一,軟件產(chǎn)業(yè)建立的主要標志是應用社會化,開發(fā)lT程化,產(chǎn)品商品化和經(jīng)營企業(yè)化。所以在化程技術行業(yè),必須加強軟件的專門開發(fā)工作,建立具有新管理機制的軟件生產(chǎn)專業(yè)化的隊伍。采用軟件工程的方法開發(fā)具有自主版權(quán)的、配套的應用軟件。

計算機化工設計軟件的出現(xiàn),給廣大化工設計者帶來了一場革命性的變化,由過去的筆算查圖到現(xiàn)在的計算機數(shù)據(jù)輸入輸出,由過去的手動繪制紛繁復雜的圖紙線條到現(xiàn)在用計算機繪制三維立體模型,不但使設計者從大量的體力工作中解脫出來,而且可以令設計的結(jié)果一目了然地出現(xiàn)在電腦中。但有一點需要說明的是,無論多么高級的設計軟件,都不是萬能的,只能作為設計工作的輔助工具。對于設計工作者來說,最重要的是掌握好設計的基本功,能夠在應用計算機軟件的同時知道設計原理,有所創(chuàng)新,這樣才能使設計工作更進一步,才能成為優(yōu)秀的設計人才。