化工工程設(shè)計(jì)電腦軟件技術(shù)應(yīng)用
時(shí)間:2022-04-28 08:47:00
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早在上世紀(jì)60年代,化工設(shè)計(jì)院便著手訂購電子計(jì)算機(jī),同時(shí)還派人到中科院計(jì)算所學(xué)習(xí)編程技術(shù),并結(jié)合設(shè)計(jì)需要,嘗試著用電子計(jì)算機(jī)解算國防化工、化肥藝和土建設(shè)計(jì)中較復(fù)雜的問題。如今,隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的飛速發(fā)展,它在化工工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大,由局部輔助發(fā)展到全面輔助,計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展對化TT程設(shè)計(jì)的影響也越來越重要,計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)
對化工工程設(shè)計(jì)而言,從由分子結(jié)構(gòu)出發(fā)預(yù)測物質(zhì)的物性到工藝過程的設(shè)計(jì)、分析直至繪圖,均可由計(jì)算機(jī)軟件完成,可用三個詞簡單地概括計(jì)算機(jī)軟件在化工工程設(shè)計(jì)的作用:模擬、計(jì)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(jì)算機(jī)科學(xué)的一個重要分支,在丁程設(shè)計(jì)中用計(jì)算機(jī)軟件繪圖通常為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的簡稱?;?:程設(shè)計(jì)是一個系統(tǒng)工程,除了工藝路線設(shè)計(jì)、設(shè)備計(jì)算、繪圖等以外,還有環(huán)境評估,經(jīng)濟(jì)效益、社會效益的分析等大量的工作,這些都可以借助于計(jì)算機(jī)軟件來完成。
2.化工工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
化工工程設(shè)計(jì)是化工設(shè)計(jì)的核心,它決定著整個設(shè)計(jì)的概貌,起著組織和協(xié)調(diào)非工程設(shè)計(jì)的主導(dǎo)作用。而工程計(jì)算又是化工工程設(shè)計(jì)的前提和必要條件,化工工程計(jì)算即根據(jù)既定的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行物料、能量衡算,進(jìn)一步確定設(shè)備的E藝尺寸、原材料的消耗及其它T藝管道的設(shè)計(jì)計(jì)算等?;すこ逃?jì)算存在著以下幾個突出的特點(diǎn):
1)計(jì)算公式多且復(fù)雜,大部分為非線性、多變量,設(shè)計(jì)計(jì)算量大;
2)許多設(shè)計(jì)參數(shù)的查詢范圍較大,影響計(jì)算結(jié)果的合理性和可靠性;
3)一藝工程設(shè)計(jì)需要許多設(shè)計(jì)方案反復(fù)比較,進(jìn)行調(diào)優(yōu)。采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案已經(jīng)難于實(shí)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(jì)算機(jī)在化工工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用變得越來越重要。
3.化工工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用的重要軟件
3.1繪圖和辦公軟倬
在設(shè)計(jì)單位普遍使用微機(jī)的同時(shí),設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)工作,編制設(shè)計(jì)文件和各種表格。這些軟件主要有:化工自控計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件、石油化工自控計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件、化工設(shè)備CAD施工圖軟件、熱工專業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件、總圖運(yùn)輸專業(yè)繪圖軟件、化工機(jī)械化運(yùn)輸計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件、建筑工程設(shè)計(jì)軟件等等。當(dāng)這些專業(yè)設(shè)計(jì)軟件包在各專業(yè)的設(shè)計(jì)工作中較普遍地得到應(yīng)用時(shí),化工工程設(shè)計(jì)工作也就初步從人工設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)軟件輔助設(shè)計(jì)。
3.2大型化工裝置管道設(shè)計(jì)軟件
大型裝置往往有設(shè)備數(shù)百臺,管道成千上萬條,管子和管件材料可達(dá)數(shù)萬乃至數(shù)十萬件。這些管道的設(shè)計(jì)、材料采購、車間預(yù)制和現(xiàn)場安裝都要靠計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪制出準(zhǔn)確的管段側(cè)圖和完備的管道材料表。
3.3三維CAD技術(shù)
上世紀(jì)80年代中期引進(jìn)的CALMA公司CAD系統(tǒng),配有10臺APOLLO工作站。設(shè)計(jì)時(shí)在工作站上構(gòu)造裝置的三維模型以便研究設(shè)備布置和管道敷設(shè)。CAD建模和修改方便,坐標(biāo)尺寸也精確。在結(jié)構(gòu)、設(shè)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(shí)用的經(jīng)驗(yàn)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(shù)成熟可靠,功能較強(qiáng),且在持續(xù)發(fā)展和提供服務(wù)。功能較強(qiáng)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(shè)計(jì)后,可以運(yùn)行REVIEW模塊來檢查模型元件在坐標(biāo)空間中的物理碰撞,還可以檢查物理模型與操作維護(hù)通道之間的干擾情況;設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)質(zhì)量,避免以后可能發(fā)生的施工修改和運(yùn)行維護(hù)時(shí)碰到問題。
4.加大化工工程設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)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(jì)算機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r,各單位應(yīng)對軟件技術(shù)采取購買和開發(fā)并舉的方針,以目前狀況來看,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支撐軟件和部分通用的應(yīng)用軟件應(yīng)主要采取購買的方針,部計(jì)算機(jī)技術(shù)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(wù)工作,各單位在統(tǒng)一的支撐軟件和通用軟件的基礎(chǔ)上結(jié)合各自的情況開發(fā)各自的應(yīng)用軟件和工程數(shù)據(jù)庫。
4.2提高軟件在化工工程設(shè)計(jì)中的實(shí)用性
提高軟件在化公工程設(shè)計(jì)中的實(shí)用性,是軟件有效性應(yīng)用的最終目標(biāo)。在開發(fā)軟件過程中,要不斷探索和發(fā)現(xiàn)化工程設(shè)計(jì)中存在的軟件技術(shù)弱點(diǎn),針對技術(shù)上的弱點(diǎn)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì),從而增加軟件對化程的應(yīng)用效果。
4.3形成專業(yè)化軟件開發(fā)中心
在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家,軟件的開發(fā)、生產(chǎn)早以實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化,并成為增長速度最快的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一,軟件產(chǎn)業(yè)建立的主要標(biāo)志是應(yīng)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(shù)行業(yè),必須加強(qiáng)軟件的專門開發(fā)工作,建立具有新管理機(jī)制的軟件生產(chǎn)專業(yè)化的隊(duì)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(yīng)用軟件。
計(jì)算機(jī)化工設(shè)計(jì)軟件的出現(xiàn),給廣大化工設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)輸入輸出,由過去的手動繪制紛繁復(fù)雜的圖紙線條到現(xiàn)在用計(jì)算機(jī)繪制三維立體模型,不但使設(shè)計(jì)者從大量的體力工作中解脫出來,而且可以令設(shè)計(jì)的結(jié)果一目了然地出現(xiàn)在電腦中。但有一點(diǎn)需要說明的是,無論多么高級的設(shè)計(jì)軟件,都不是萬能的,只能作為設(shè)計(jì)工作的輔助工具。對于設(shè)計(jì)工作者來說,最重要的是掌握好設(shè)計(jì)的基本功,能夠在應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件的同時(shí)知道設(shè)計(jì)原理,有所創(chuàng)新,這樣才能使設(shè)計(jì)工作更進(jìn)一步,才能成為優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人才。