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 8.3.

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 3.2

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.

Hoahocngaynay.com