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1、化工化工CAD概述概述Computer Aided Design in Chemical Engineering课程要点化化工工CAD概概述述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、化工过程、化工过程CAD的工具软件的工具软件 ASPEN Plus的使用方法的使用方法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、化工流程设计的、化工流程设计的CAD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。年，计算机开始进入化工设计过程。年，计算机开始进入化工
2、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。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。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。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，
3、基于计算机图形学的年代，基于计算机图形学的年代，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进进进进入实用阶段。入实用阶段。入实用阶段。入实用阶段。化化工工CAD概概述述化工化工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，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
4、的物性计算，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；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。备和工厂的设计。备和工厂的设计。9090年代，基于高性能年代，基于高性能年代，基于高性能年代，基于高性能PCPC和和和和GUIGUI的集成化环境得到的集成化环境得到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。了普及应用
5、，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。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。化化工工CAD概概述述化工化工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；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计算机辅助过程设计计算机辅助过程设计CAPDCAPDComputer Aided P
6、rocess 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计算机辅助过程控制设计计算机辅助过程控制设计CAPCDCAPCDComputer 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计算机辅助过程设备设计计算机辅助过程设备设计CAPEDCAPEDComputer Aided Process Equipment DesignComputer Aided Process Equipment Desi
7、gn计算机辅助过程工厂设计计算机辅助过程工厂设计计算机辅助过程工厂设计计算机辅助过程工厂设计CAPPDCAPPDComputer Aided Process Plant DesignComputer Aided Process Plant Design化化工工CAD概概述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、能量衡算进行过程的物料、能量衡算进行过程的
8、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设计文档的编绘设计文档的编绘CAPD的主要内容的主要内容:软件工具化化工工CAD概概述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A
9、spen Tech Aspen Tech 的的的的Aspen One for EngineeringAspen One for Engineering系列软系列软系列软系列软件工具，主要软件包括：件工具，主要软件包括：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 HIS
10、YSAspen HISYS等等等等。SimSciSimSci 的的的的Pro II Pro II。ChemStations ChemStations 的的的的ChemCADChemCAD。WinSim WinSim 的的的的 DesignIIDesignII化化工工CAD概概述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。进行
11、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。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的主要内容的主要内容:化化工工CAD概概述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过程控制系统设计过
12、程控制系统设计Aspen Tech Aspen Tech 的的的的 Aspen Plus DynamicsAspen Plus Dynamics，Aspen Custom Modeler Aspen Custom Modeler SimSci SimSci 的的的的 DYNSIMDYNSIMHoneywellHoneywell的的的的 UniSimUniSimMatLab MatLab 的的的的 SimulinkSimulinkCAPCD的主要工具的主要工具:化化工工CAD概概述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标准设备的选型设计标准设备
13、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，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。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
14、方式设计。设计、安装方式设计。设计、安装方式设计。CAPED的主要内容的主要内容:化化工工CAD概概述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设备布置设计设备布置设计 Equipment ArrangementEquipment Arrangement设备在设备在设备在设备在3 3维空间的合理布置。维空间的合理布置。维空间的合理布置。维空间的合理布置。配管设计配管设计配管设计配管设计 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维空间的合理维空间的合理
15、布置，管段的加工图。布置，管段的加工图。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工厂的可视化模型工厂的可视化模型 VisualizationVisualizationCAPPD的主要内容的主要内容:化化工工CAD概概述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
16、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基于网络数据库的大型协同设计平台VantageVantage的的的的 PDMSPDMS 基于数据库的（协同）设计平台基于数据库的（协同）设计平台基于数据库的（协同）设计平台基于数据库的（协同）设计平台COADECOADE的的的的 CADWorxCADWorx 基于基于基于基于AutoCADAutoCAD的的的的3D3D设计软件设计软件设计软件设计软件RebisRebis的的的的 AutoPlantAutoPlant基于基于基于基于AutoCADAutoCAD的的的的3D3D设计软件设计软件设计软件设计软件CAPPD的主要工具的主要工具:化化工工CAD概概述述