hysys属性包输出信号超出有效范围范围什么意思

第22卷第11期;文章编号:05)11-0;计算机仿真;2005年11月;HYSYS软件及其自动化接口研究;沈翠霞,张贝克,吴重光,张卫华;(1.北京化工大学信息科学与技术学院,北京100;2.中石化青岛安全工程研究院设备与工艺研究室,山;摘要:复杂系统的故障诊断,由于潜在故障的数目极大;HYSYS作为仿真平台;究;HYSYSandi
  第22卷 第11期文章编号:05)11-0247-05计 算 机 仿 真2005年11月  HYSYS软件及其自动化接口研究沈翠霞,张贝克,吴重光,张卫华1112(1.北京化工大学信息科学与技术学院,北京100029;2.中石化青岛安全工程研究院设备与工艺研究室,山东青岛266071摘要:复杂系统的故障诊断,由于潜在故障的数目极大,因此无法对诊断方法的实际效果进行有效地评价和验证。在化工流程中这一矛盾更加突出。考虑运用仿真技术搭建“虚拟工厂”,并利用计算机自动进行事故的产生,来对各类诊断方法进行综合评价。由于化工流程的多样性,要求虚拟工厂能模拟各种流程,且具有开放性、可扩展性以及动态模拟等特性,选用HYSYS作为仿真平台。针对该平台进行的事故产生和实时数据监测都涉及到与HYSYS的数据交互问题。该文对基于HYSYS进行的诊断方法评价环境作了介绍,并重点对利用其自动化接口进行不同进程间数据交互的问题进行了详细的研究。此研究对于故障诊断的验证方法有积极意义。关键词:仿真平台软件;自动化接口;诊断方法验证中图分类号:TP319.9  文献标识码:AHYSYSanditsAutomationInterfaceSHENCui-xia,ZHANGBei-ke,WUChong-guang,ZHANGWei-hua1112(1.CollegeofInformationScienceandTechnology,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing.EquipmentandCraftResearchRoom,QingdaoSafetyEngineeringInstituteSINOPECCorp.QingdaoShandong266071,China)ABSTRACT:Asfarasthefaultdiagnosisofcomplexsystemisconcerned,becausethenumberofthepotentialfaultislarge,thefactualeffectofthefaultdiagnosismethodscannotbeassessedandvalidatedeffectively,especiallyinchemicalprocesses.Justforthisreasonweconsiderusingsimulationtechnologytoputup\thefictitiousfactory\,andutilizethecomputertocarryontheproductionofthefaultsautomatically,tocarryoncomprehensiveassessmenttoallkindsofdiagnosismethods.Becauseofthevarietyofthechemicalprocess,werequirethefictitiousfactorytoimitatevariouskindsofprocedure,andhavecharacteristics,suchasopening,expansibilityanddynamicsimulation,etc.SoweselectHYSYSasthesimulationplatform.Theproductionoffaultsandthereal-timedatamonitorbothcomedowntothedatapermutationwithHYSYS.Inthiswork,theassessmentcircumstanceoffaultsdiagnosismeth2odsbasedonHYSYSisintroduced,andtheutilizationofitsautomationinterfaceforcarryingonthedatapermutationindifferentprocessesisstudiedindetail.Thisisgoodfordiagnosismethod’svalidation.KEYWORDS:SimulaADiagnosismethods’validation1 引言石油化工是我国的重要支柱产业之一,关系到国民经济能源、材料等许多方面,然而也是危险性极大的产业。随着科学技术发展,石油化工生产规模不断扩大,工艺流程越来越复杂,生产装置趋向大型化以及生产过程的连续性、自动化程度不断提高等,使得事故发生几率和危害程度大大增加。对于化工流程中的故障诊断以及安全分析已经成为亟待解决的问题。由于一些破坏性试验无法在实际中实施,故安全领域应用仿真技术解决安全试验以及故障诊断试验的问题。仿真技术是以相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具,借助系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。虽然仿真代替不了实际中各种情况,但可以模拟、验证方案的可行性。所以近年来,化工过程的计算机辅助评价和故障诊断得到迅速发展[1,2]。由于化工过程的日趋复杂,其潜在的故障也越来越多,危险性也随之提高。目前工业中常用的诊断方法很多,例如事故树法、模糊聚类基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目()收稿日期:法、经验诊断法等,然而各种诊断技术的完备性、准确性、分辨率高低等都需要验证。所谓完备性是指诊断方法应将所―247―有的故障原因识别出来;准确性即诊断系统能够对不同的故障有分辨能力,诊断系统的结果输出集应当与未发生的故障集正交。但迄今还没有一个合适的平台可以对这些评价和诊断方法进行合理的验证。鉴于此问题,运用HYSYS软件作为过程仿真环境,搭建通用和专用的化工流程。利用其自动化接口进行诊断方法的验证,从而实现了一个故障诊断验证平台。(这就是WINDOWS的多任务),观察它们对产品的影响以及变化规律。还可以随时停下来,转回静态。由于动态和静态是相同对象的共享,所以动静之间转换非常容易。HYSYS提供了PID控制器、传递函数发生器、数控开关、变量计算表等进行动态模拟的控制单元。3.3 事件驱动加物性计算包等HYSYS提供了一组物性计算包,其基础数据经过严格的校验,包括16000个交互作用参数和1500个纯物质数据。2 故障诊断验证平台背景对于一个具有多变量的流程,其故障的通路随着变量个数迅速递增。例如一个7个变量的流程,每个变量有2种非正常状态,则其异常的排列组合数为:2=12821007为实现复杂工艺流程的模拟提供了基础。将模拟技术和完全交互的操作方法结合,使HYSYS获得成功。而利用面向目标的技术使HYSYS这一交互方式提高到一个更高的层次,即事件驱动。在研究方案时,需要将(1)(2)(3)许多工艺参数放在一张表中。当变化一种或几种变量时,另一些也要随之改变,算出的结果也要在表中自动刷新。另外HYSYS还提供了数据回归包,内置人工智能等功能。为我们的验证方案提供了较好的试验平台。=1.27×1030Pmax=2N30若有100个变量,则异常组合的总数达到1.27×10个!对于N个变量的流程,异常用式(3)进行计算,显然这是个天文数字。而人工进行各种异常的验证几乎是不可能的。所以利用模拟软件进行验证。由于我们要对各种化工流程进行研究,其多样性决定必须有一种通用的平台;而且为了研究故障演变的过程,还需要一个动态仿真软件;为了真正模拟相似复杂程度的工艺流程,此平台还需要是基于机理的模型,而不是定性模型。目前比较好用的软件就是HYSYS。4 Automation接口特性数据接口技术,即通过开放服务器程序的部分接口(或称为对象),使得其他程序开发员可以通过相应的Automation技术调用这些接口对象,来执行相关的输入与输出,实现数据的交互。开发数据接口技术的目的即以最少的资源(人力、物力等等)来实现复杂的操作,通过接口调用,我们就可以实现这一点。Automation对象就是指实现了Idispatch接口的COM对3 HYSYS软件介绍HYSYS是组成AES(AspenEngineeringSuite)基础的仿象。COM的优点是多方面的:可以将系统中的组件用新的替换,以便随时进行系统的升级和定制;可以在多个应用系统中重复利用同一个组件;可以方便地将应用系统扩展到网络环境下;与语言、平台无关,支持各种编程语言,尤其是动态语言。虽然自动化性能不如过程调用,但是,Automation接口统一、向前兼容,使得版本问题不用担心,且由于化工过程是慢过程,往往几秒,甚至几十秒才是一个过程,对于我们来说已经足够。HYSYS流程仿真软件正是基于COM标准进行开发的,真和最优化家族产品的一个重要部分。AES是一个开放的环境,支持和促进开放的工业标准,例如CAPE-OPEN,OPC,ASME,CODAP,PD5500,DIN,JIS,TEMA。3.1 集成式工程环境HYSYS使用了面向目标的新一代编程工具,实现了集成式的工程模拟软件。在这种集成系统中,流程、单元操作是互相独立的。流程只是各种单元操作这种目标的集合,单元操作之间靠流程中的物流发生联系。在工程设计中稳态和动态使用同一个目标,然后共享目标的数据,不须进行数据传递。从而得到最大的效益,对复杂的工艺流程分成几个部分模拟。由于其小流程分析方便,速度快,且对不同体系采用不同的热力学方法以取得更精确的结果。其集成式的工程环境能在一个模拟环境中将流程分为若干个子流程,可大可小。独到之处是子流程、主流程之间的数据相互共享的,不须传递。它们之间还可以采用不同的物性计算包。3.2 动态模拟功能在与之相关的功能扩展软件开发中,HYSYS都给予了完善的对象开放与接口支持。5 HYSYS自动化接口HYSYS中开放了超过340个Automation对象,这些对象集合性的包含了超过5000种属性和方法。在使用Automa2tion对象种,耗时长和困难的任务就是确定什么对象是可用的和如何获取感兴趣的属性。图1所示即为HYSYS自动化接口的对象层次简图。下面就对这些对象进行详解。、5.1 HYSYS对象层次动态模拟的方法及过程是流程稳态模拟收敛后,首先定义单元操作的动态数据(如分离器的几何尺寸、液位高度等),安装控制仪表,然后就可以进入动态,开始动态模拟。动态模拟过程中,可以随时调整温度、压力等各种工艺变量图1没有包括HYSYS类型库中的所有对象,只列出了最常访问的对象。根据关键对象及其属性,这些对象被分为―248―串。VisualBasic提供了一个额外的可变值作为变量。一个变量可以是任何一个可变形式,比如整型,双精度型,字符串型,队列或者对象。如果一个对象属性返回大小可以依靠事件变化的数组的话,那么变量就可以用来获取该值。举例,ProcessStream对象的ComponentMassFractionValue属性返回一个双精度数组,并且大小取决于与流体相关的成分数目。在VisualBasic中,如果某个可变量没有在外部声明,那么它其实也还算一个变量。使用变量会占用相当可观的存储空间,因此对于大型的应用程序,最好限制变量的使用个数。而且只要有可能最好也可以声明外部变量。数组的维数依赖于被呼叫的属性。表1列出了最常用的返回数组的属性名,以及该数组的维数。表1 属性和维数HYSYS常用变量图1 HYSYS对象层次简图返回值属性一维数组二维数组二维数组八个大类:ContainerObjects,SupportObjects,OilObjects,Ba2sisObjects,StreamObjects,OperationObjects,ExtensionObjects和PFDObjects。5.1.1 Application和SimulationCase对象组件成分质量分数柱状成分分数值反应参数为了开始客户端和服务器应用程序之间的通讯,一个服务器应用程序的初始化链接必须被建立。对HYSYS里任何变量的引用必须从HYSYS案例(SimulationCase)或应用(Ap2plication)开始。Application对象是HYSYS中最重要的对象,5.1.3 流程图对象主流程图对象可以通过SimulationCase对象获取得到。流程图对象是一个包含所有ProcessStream对象和Operations对象的容器,正好比于一个与流程图相关的FluidPackage对象的链接。每一个流程图对象和子流程图对象都拥有自身的流体包,并且也拥有自身的属性包和一套组成成份。子流程图能通过流程图集合对象从主流程图对象获取。5.1.4 其它对象ContainerObjects对象描述了包涵其它对象或形成大量并且代表了HYSYS程序本身。根据Application对象,几乎所有在HYSYS类库中列表了的对象都可以被获取。Simula2tionCase对象是获取和打开特定仿真事件的起始对象。对象序列通过特殊的点函数进行设定。一个对象的属性和方法也可以通过点函数获取得到。最好保持对象序列最小化,因为每一个点函数都是链接客户与服务器应用程序的一个响应。在Automation的使用中,对象继承是很重要和基础的概念。一个特定属性只能通过特定的对象关链来获取。这种关链通过Application或者SimulationCase对象开始,终止于包含有所需要属性的对象。对象方法的获取和属性的获取是一样的,都是利用点函数。特定对象的方法就是一个函数或者一个子程序,它们的行为都与对象在某些方面相关。特别地,一个对象的方法在被呼叫时需要某些成员被传递。类库提供与那些成员需要呼叫特定的方法有关的信息。函数返回一个值。5.1.2 集合对象对象继承的基础环境。例如,Application对象可包含许多SimulationCase对象,SimulationCase对象包含了所有与事件相关的残余对象。流程图对象包含所有的流体对象和事件单元操作对象。流程图也包含了其它流程对象,Application或SimulationCase对象。BasisObjects主要涉及到了被HYSYSBasisManager操作的对象。在HYSYS中的BasisManager对象负责操作一个HYSYS仿真事件的广义方面。这些对象包括反应器,组成成份和属性包。BasisManager对象通过SimulationCase对象获取得到。根据BasisManager对象,FluidPackages和Hypo2Groups集合对象可以获取得到。通过BasisManager直接或一个集合对象就是一个包含有一套其它对象的对象。这和数组对象有点相近。集合对象和数组对象的不同就在于集合对象包含有一套属性和方法来浏览和操作集合中的对象。属性可以返回一系列变量类型。数值比如温度和压力以双精度或32位浮点值返回。流体名称属性返回一个字符者间接获取而变化的对象,例如FluidPackages,PropertyPack2age,Components和Hypotheticals,都需要HYSYS仿真环境给予注意。BasisManager对象包含的方法允许环境基础的变化平缓进行。如下的方法必须被用在对Basis对象作出改动的任何代码的外部限制上。OilObjects主要指通过OilManager获取得到的对象。―249―OilManager对象通过BasisManager进行设定,并且包含了As2say和Blend对象。通过BasisManager进行设定,OilManagerSimulationCase.Flowsheet.MaterialStreams.Item(\FeedStream\).Temperature.GetValue(\F\)orSimulationCase.Flowsheet.5.2.2 修改变量的值Streams.Item(\FeedStream\).Temperature.GetValue(\F\)对象提供了可以获取Oil环境的通道。就像对由通过Basis2Manager获取得到的对象做出的改动,在调整化验或混合的时候需要通知仿真环境,可以通过调用StartOilChange和En2dOilChange的方法来完成。在调用StartBasisChange方法之通过VB还可以实时改变HYSYS中变量的值,只要此变量是可指定的。方法是在输入框的change或losefocus函数中利用setvalue方法即可。例如:hystream.Item(0).Pressure.SetValueText1,\kpa\前调用默认的StartOilChange方法可以直接导致StartBasis2Change方法被调用StreamObjects的主要对象是ProcessStream和Fluid对象。Fluid对象是一类流体对象,它不和操作相关而能继承自ProcessStream。Fluid对象能被操作而不影响操作和事件中的流体。ProcessStream对象能通过流程图或者相关的操作获取得到。绝大多数的HYSYS中的单元操作可以作为Automation对象是可获取的。操作可以通过流程图对象获取得到。每一个操作都拥有很特殊的一套属性和方法。每一个操作都有一些公共属性。OperationObjects包含如下属性:确定供应,输出和连接到操作的附加对象。操作对象也包含将某些操作从流程图和HYSYS事件中添加或移除的方法。SupportObjects主要用于对HYSYS中的一个对象执行需要注意的是,我们只能改变流程中那些可指定的参数,对于由HYSYS自动计算得出的变量,我们无法对其进行修改。5.2.3 对象变量声明VB中对象变量的声明格式为:Dim(orPublic/Private)objVariableAsObject。所有的对象变量被声明为一般对象,叫做后绑定(LateBinding)。编译器不能把对象变量同对象类型联系起来,直至程序运行。这里有更好的方法解决此问题,即早绑定(EarlyBinding)。VB允许早绑定,意味着对象变量可以不被声明为一般对象,而被声明为特殊对象。早绑定允许编译器把对象变量和它的固有类型在设计时联系起来。此时对象变量的声明形式类似:Dim(orPublic/Private)objVariableAsobjType例如:DimhyCaseAsSimulationCasePublic(Private)hyFlowsheetAsFlowsheet一个功能或者提供服务。在仿真环境中的HYSYS事件可能没有支持对象的可视化表达。支持对象可以在HYSYS中通过很多对象获取得到。在类库中被最经常调用的2个支持对象是FixedAttachments和RealVariable。可以使用PFDObjects来移动、缩放、镜像、旋转、隐藏任何的PFD成员,也可以允许导入导出PFD成员到Visio、CAD以及Excel中。5.2 通过VB访问HYSYS通过VB(或VBA)访问HYSYS首先要在其工程中引用HYSYS类库。步骤如下:1)选择Projects菜单下的R2)选中HYSYStypelibrary复选框,然后确定;此后在设计过程中即可选择View菜单下的ObjectBrowser(或用F2快捷键),查看HYSYS类库的对象、属性和方法等。5.2.1 访问变量如前所述,HYSYS中任何变量的引用都必须从HYSYS案例(SimulationCase)或应用(Application)开始。特殊的AtiveX对象结构支持其中一个获取应用程序接口,另一个获图2 酸气处理过程的PFD图6 案例最后我们模拟了一个典型的酸气处理系统,工艺流程如图2所示。利用HYSYS自动化接口,可以实现对流程信息,例如属性包,组分,操作等的读取和写入,以及剧情设定等。基于如上所述软件特点及接口,我们利用VB开发了一套基于HYSYS进行的诊断方法评价软件。软件结构如图3所示。取应用程序文档。例如,要取出某物料流的温度值,代码如下:SimulationCase.Flowsheet.MaterialStreams.Item(\FeedStream\).TemperatureValueorSimulationCase.Flowsheet.Stream\).TemperatureValueStreams.Item(\Feed这里返回的参数单位默认是国际单位制SI,如果想改变单位制,对象层次可如下:软件功能:操作人员监控HYSYS剧情发生器,剧情发生器实现自动设定故障剧情,连接到HYSYS模拟的工艺流程,―250―再从监控接口获得信息分析故障诊断,最终的结果送往控制台进行比较,验证和评估诊断方法的正确性等,最后将分析结果生成报表、存入数据库。通过操作人员再对不符合要求的结果进行再试验。从而实现对故障诊断方法的分析验证目的。程序运行界面如图4所示。对HYSYS自动化接口进行研究,并详细介绍了其对象及访问方法,实现了流程的模拟和计算机操作,取得了较好的实用效果。我们可以从HYSYS中采出参数变化曲线如图5所示。7 结论近年来化工领域频发重大事故,使得故障诊断和安全分析受到空前重视,有参考文献:图3 软件平台构架图图5 参数变化曲线图感谢:在此非常感谢青岛安全工程研究院为我们提供软件环境及技术资料支持。[1] Chung-ChienChang,Cheng-ChingYu.On-LineFaultDiag2nosisUsingtheSignedDirectedGraph[J].Industrial&Engineer2ingChemistryResearch,):.[2] RameshVaidhyanathan,VenkatVenkatasubramanian.ExperiencewithanExpertSystemforAutomatedHAZOPAnalysis[J].Com2putersandChemicalEngineering,89-S1594.[作者简介]沈翠霞(1979.12-),女(汉族),河北新乐人,硕士生,研究方向为故障模式及安全评价;张贝克(1976-),男(汉族),浙江人,讲师,研究图4 参数设定窗口方向为系统仿真、软件工程及安全工程;吴重光(1945-),男(汉族),河北人,教授,博士效进行诊断评估和安全分析显得尤为重要。即各种诊断方法被应用于过程工业,这些方法的有效性、准确性等性能的评估验证问题随之产生,由于目前尚没有统一的平台,所以本文基于Apsen公司的化工模拟软件HYSYS,对于故障诊断方法的验证平台进行试验,其中的一个重点就是平台的接口和访问。在此我们导师,中国系统仿真学会副理事长;张卫华(1973-),男(汉族),山东青岛人,工程师,北京化工大学信息科学与技术学院自动化系系统仿真专业在读研究生,研究方向:过程工艺安全,故障安全控制系统。―251―三亿文库包含各类专业文献、生活休闲娱乐、专业论文、中学教育、各类资格考试、高等教育、外语学习资料、文学作品欣赏、幼儿教育、小学教育、行业资料、95HYSYS软件及其自动化接口研究等内容。 
 《hysys 软件及其自动化接口研究》 贺雷; 《hysys 过程模拟软件在空分设备操作中的应用》 郭广智; 《石油化工动态模拟软件 hysys》 李孝军,练章华; 《hysys 软件...  (论文) 应用 HYSYS 软件建立分馏系统模型及 其仿真研究 学生姓名:俞永尧 学号: 专业班级:自动化 02-4 班 指导教师:于佐军 2006 年 6 月 20 日 中国...  中国石油大学(华东)毕业设计(论文) 应用 HYSYS 软件建立分馏系统模型及 其仿真研究 学生姓名 学号: 专业班级:自动化 02-4 班 指导教师: 2006 年 6 月 20 日...【图文】HYSYS精馏流程_百度文库
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HYSYS精馏流程
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Hysys Recycle模块与物流撕裂技巧
本文主要是对Hysys 8.8/9.0 的新版说明文档中Recycle模块的翻译,加入了一些个人理解。本文的内容仅供参考,若有错误,你打我啊=w=(告诉我也行)。
稳定而高效地求解循环物流的能力,对任一流程模拟器来说都至关重要。在这一方面,Hysys相对其他模拟软件具有先天优势。Hysys中能够以非序贯的方式对部分单元模型进行反向计算,可以明确地解决部分循环物流,例如,你可以通过换热器的出口物流参数计算该单元的进料物流。而当下游物流与上游物流出现了混合时,则需要使用Recycle单元。
大多数情况下,对于换热和压力变化模块是可以通过下游物料计算上游组成的。但也有例外的情况,比如上游的温度是一个已知值,下游虽然是初值,但其状态也是可变的时(多见于塔器热回收)此时与其依靠你想计算+Adjust,不如使用Recycle。
Recycle是流程中的一个概念模块。该模块允许物料参数从入口到出口(forward),或是从出口到入口(backward)进行传递。在问题求解的角度上,也就是确定两个物流中,哪个作为假定而哪个作为计算值。如果用户选择从入口到出口作为温度变量的传送方向,则假定值是入口温度,而计算值是出口温度。(上面的假定值和计算值是数值方法中的概念,在这里主要是只解Recycle所内含的非线性方程时所使用的迭代算法中所用的概念。下文将会有所涉及。)
Hysys将遵循下列步骤对Recycle进行计算:
Hysys使用假定值计算Recycle模块附近的流程;
完成计算后,Hysys会提取连接到Recycle的物流的参数,将假定值与计算值进行对比;
根据计算值和假定值的差异,Hysys会生成下一次计算的所用的假定值;
当假定值与计算值的差异小于容差(tolerance)时,计算结束。
注意:使用循环建议(Recycle Adviser)可以减少流程中的Recycle模块数量,并将Recycle模块调整到最适合进行物流撕裂的位置。该功能不单单调整了物流撕裂的位置,也优化了各个Recycle的计算顺序。
- Property View 属性总览 选项卡
Continue按钮
当循环迭代计算达到限制的次数后,点击该按钮可以继续进行迭代计算。
+ Connection Tab 物流连接
物流连接 选项卡里包含了两组页面:
Connections 物流连接一般状况下都用图形界面完成连接的吧...
Notes 笔记界面一个好的模拟应该要让后面的人看懂,嗯...
具体的连接方式在这里就不详细翻译了。但还是要提示一点,连接页面中的Fluid Package(物性包)会影响Recycle模块推算下一个假定物流。如果上下游出现物性差异,请确定这里的选择是否合适。
- Parameters Tab 参数 选项卡
参数选项卡包含了下面两组页面:
Variables 变量设置
Numerical 数值方法设置
如果安装了Hysys petroleum Refining还会多一个收敛(Convergence)页面。对不起我没有
+ Variable Pages 变量设置 界面
Hysys允许您为列出的每个变量和组件设置收敛指标。 此处输入的灵敏度(sensitivity)实际上充当Hysys内部收敛容差的倍率。看例子呗下表中是各个参数的内置容差,除了流量是相对差,其他参数均使用绝对差。
气相比率 Vapour Fraction
温度 Temperature
压力 Pressure
焓 Enthalpy
组分 Composition
熵 Entropy
注意:在乘以灵敏度(默认为10)以后,气相比率的内置容差为0.1,看起来过于宽容。然而,在大多数情况下,如果其他的变量均已收敛,则Recycle两侧物流的相态一致。对于近沸点(露点/泡点)的体系而言,由于其他参数的细微变化就会引起气相比率的剧变,宽容的气相比率会有助于收敛的进行。
例如,温度内置容差为0.01,默认乘以10(灵敏度),因此回收收敛算法使用的绝对容差为0.01 * 10 = 0.1。因此,如果Recycle要收敛,假定温度和计算温度必须之差在0.1℃之内(℃是内部单位。在执行计算之前,Hysys总是将输入值转换为内部单位)。
灵敏度=10(默认)是正常的,建议用于常见的计算。 小于10的值更严格,也就是说,乘数越小,收敛宽容度越小。
注意:无需把各个参数的倍率(灵敏度)设置为同一数值。若你对关键组分的要求是ppm级别,你可以只把该组份的倍率调少。ppm级别的话,至少要在0.001以下
Transfer Direction(传递方向)列允许你设置参数的传递方向。其中有三种选项:
不传递 not to transfer
向前传递 transfer forward
往后传递 transfer backward
如果您只想传递部分物流变量,则可以使用未转移选项。 例如,如果您只想传递P、T、组分和流量,则其他变量可以设置为“not to transfer”。
若你勾选了部分步进(Take Partial Steps)复选框后,只要能传递的变量足够Recycle进行计算的,Recycle就会进行计算;反之,Recycle会等待所有变量都计算结束后才进行下一个迭代循环的计算。默认情况下,复选框是没有勾选的。
除了能收敛基本物性外,Recycle还能对各个组分在设定容差下进行迭代。循环物流的物流会自动添加到Recycle的计算逻辑中。若勾选了使用组分灵敏度(Use Component Sensitive)复选框时,Recycle会使用单独组分的灵敏度会覆盖整体的灵敏度进行计算。默认情况下,该复选框不会被勾选。 选择使用组分灵敏度后,各个组分的灵敏度会在列表中列出。默认的组分灵敏度为10.00。你所做的每一个变动都会被记录。
+ Numerical Page 数值方法设置 页面
数值方法设置页面包含了Wegstein加速方式(Wegstein Acceleration Method)的各种选项。Recycle会根据设置修改参数的传递方式,而非直接替换。
下表列出了数值方法设置的参数:
计算模式 Calculation Mode
嵌套 Nested:使用嵌套模式后,当求解器计算到Recycle模块时,才进行Recycle的计算。如果流程中有多个不相连的Recycle,可使用嵌套模式。同时 Simultaneous:所有设置为同时模式的Recycle会在循环物流(计算端)计算结束后被唤醒。如果流程中有多个相连的Recycle,使用同时模式。
加速方式 Acceleration Method
Wegstein:忽略被加速的变量之间的关系。主导特征值 Dominant Eigenvalue:包含被加速变量之间的关系。进而,该模式更适用于物系非理想度高或有强烈相互作用的情况下
迭代限制 Maximum Iteration
Recycle自动停止前可进行的最大的迭代次数。你可以点击Continue按钮以继续计算。
闪蒸计算方式 Flash Type
Recycle计算假定物流所使用的闪蒸方式。
Wegstein 参数 Wegstein Parameters
加速频率 Acceleration Frequency:为Recycle设定两次应用变量加速的间隔(数值越小加速次数更多)松弛系数上限 Q Maximum:加速时所用的松弛系数上限。(默认0,最大1)。松弛系数下限 Q Minimum: 加速时所用的松弛系数的下限。(默认-20)加速延时 Acceleration Delay:为Recycle设定收敛运行多少次后才开始引入加速。
颗粒大小分布 PSD Properties
颗粒大小分布Practicle size distribution - 要使流股数据中包含PSD,组分表中必须含有颗粒物。一般不会用到...
这里我调整了一下内容的顺序,先解释下各种功能的作用,再说明小细节。
* 收敛次数上限 Maximum Number of Iterations
当Hysys达到最大迭代次数时,弹出一个警告窗口,说明Recycle在给定的迭代次数内为收敛。您可以选择是否继续计算。如果你建立了一个新流程,我们建议你是用一个较少的迭代次数上限,比如3。若计算十分顺利,可以提升迭代次数上限。所需的迭代次数不单单受流程的复杂度影响,迭代开始时是用的初值也会影响到迭代的次数。
* 松弛因子 Damping Factors - Qmax and Qmin
在进行迭代收敛时,会使用Wegstein加速来产生下一步计算的假定值。估算值的计算方法如下:
n:迭代次数
Q:松弛因子
Hysys会根据持续迭代的结果确认使用的松弛因子Q的大小。用户设定的Qmax和Qmin则设定了松弛因子的上下限。注意当Q=0时,系统会使用直接迭代;当Q&0时则使用加速;当1&Q&0,则处于松弛状态。
注意:如果您发现Recycle在振荡迭代,同时数个迭代都使用了直接迭代,此时可以将Qmax设置为一个更大的数值,此时每次循环的步进更为保守。
* 加速频率 Acceleration Frequency
原文是 迭代计数(iteration count) 但是按照文意来说应该是Acceleration Frequency。实际上迭代计数所代表的是本次迭代实际执行的次数。
加速频率规定了两次迭代加速之间进行了多少步迭代。默认次数为3;在3次迭代后(假定迭代延时小于3),Recycle会使用Wegstein加速法结合假定值和计算值计算下一步迭代所使用的假定值。若下一步迭代无需使用加速(比如加速延时内的任意一次迭代),则将本次的计算值直接作为下一步的假定值。
要注意加速延迟优先于迭代频率,即若加速延迟的值为x,前x次迭代均采用直接迭代,无论迭代频率是否小于x。而第x+1次则会应用迭代加速。
虽然加速迭代对大多数问题都有好的效果,但在某些情况下,可能导致过校正、振荡、甚至不收敛。 比如高敏感度循环过程,或存在多个强相互作用的循环的流程。 在这些情况下,直接迭代可能是最佳方法。 要避免使用加速迭代,只需将加速频率(或加速延迟)设置为无法达到的数值(例如100)。 在罕见的情况下,直接迭代也无法达到收敛,此时需要调节$Q_{max}$和$Q_{min}$来实现松弛迭代。
* 加速延迟 Acceleration Delay
加速延迟将加速迭代的引入推迟到所设定迭代步数后。 该延迟只适用于迭代开始后的几步迭代,当迭代计数超过迭代延迟后,迭代频率将起效。 也就是说,在达到延迟值之前不执行加速,并且在延迟之后,根据迭代频率施加加速。 迭代延迟的默认值为2。 例如,如果“delay”设置为5,迭代计数为3,则前5次迭代使用直接替换,第6次使用加速,然后在每第三次迭代后应用加速。
终于能把注意点搬下来了。
对于Recycle还需要注意下列几点:
若Recycle不能在给定的迭代次数内收敛,Hysys将停止计算。 如果你确定该流程能在更多步骤下收敛,请点击Continue按钮。Recycle将初始化迭代计数器,并继续计算,直到找到一个解或者再次到达迭代上限。
如果流程没有在合理的迭代次数内收敛,在你的流程存在限制条件,使流程无法收敛。比如,一股循环物流的流量不断增长,这很可能是流程没有足够的出口使所有进入的物料流出。 一种实例是在工厂中,使用低压天然气冷却制备液体产品和不凝气的过程。若单纯通过液体循环来洗脱,丙烷和丁烷会无法移出系统,此时它们循环物流中积累。另一种情况是,容差过于严格,一个或多个变量无法达到条件。 这可以容易地通过检查收敛历史,从中比较未收敛的偏差和容差结果来确定。
注意:Monitor Tab(监视 选项卡)提供了记录收敛历史的功能。所以后面几个选项卡我都不会翻译了 =w=
逻辑操作(例如Recycle,Adjust和Controller)与其他操作不同,因为这些操作修改了物流的设定。 因此,如果你删除这些操作,被修改的物流设定仍会被保存。可以说,这些操作都不会被流程“遗忘”。但这些操作也会触发Recycle进行计算。 如果要进行流程图修改,但不想调用Recycle,可以将Recycle删除或Ignore。
容差设置对于对Recycle的成功收敛相当重要。 尤其是流程中存在多个Recycle时。 如果这些Recycle没有相互作用,或它们相互连接并同时求解,则对于所有Recycle可使用统一的容差。 但是,如果Recycle是相互嵌套的,从外到内容差应该越来越严格。 没有这种预防措施,外部Recycle可能不会收敛。
Monitor Tab 和 User Variable这两个就不在这写了,这两个基本上跟大多模块都一样呢。倒是日后有空写个UV的使用教程。
- Calculation 计算
HYSYS提供了一种非常简单的解决循环问题的方法,并通过界面为用户提供了对求解过程的全面控制和反馈。
注意:在动态模拟(Dynamic mode)中,所有Recycle将会被忽略,此时模块的出入口物流参数一致。
当单个Recycle被设置时,它代表了一股被撕裂的循环物流。多个Recycle则代表了多股循环物流,这些循环物流可以是相连的、嵌套的或两者俱备的。与多个Adjust相似,Recycle可以根据设置对多个循环流进行同时求解。
设置Recycle的过程如下:
估计连接到Recycle的物流的参数(温度、压力、流量、组成)。流量的值可以是0,但为了更快收敛,应给出一个估算值。
注意:如果Recycle是连接到塔器中,必须给出估算值,确保塔器先收敛。
比较简单的确定冷凝/再沸量的技巧是,手算一次全塔的进出物料平衡,这样可以得出各个物流的大体流量;然后通过Hysys估算各个物流的热焓,可以计算大概的塔顶冷凝量/再沸量。
构建你的流程,直到循环流的另一侧的计算值可以由Hysys确定。
注意:Recycle的进出口物流的名称必须不同。
创建Recycle模块。
提示两点:
Recycle中物流参数传递的设定,最好与使用假定值的物流的设定集一致。比如物流使用的是T-P-F-x(温度、压力、流量、组成)来定义的话,Recycle中相应要传递上述参数中的一种或数种。具体根据循环中的设备来选择,比如,循环中有精馏塔,则应该全部选上;如果循环中只有压缩机/换热器,那么只需传递T-P。
根据你的传递方式选择合适的闪蒸方式。比如上游是换热,而且出现相变的话,选择P-H闪蒸会比较合适。选择方法请看化工热力学(口胡)
这条并不存在。有时候加上Vapour Fraction的传递并不有害,嗯。
最讨厌别人说个不停=w=。
- 缩短收敛时间的建议
循环流股的撕裂位置对Recycle的求解至关重要。尽管看上撕裂流股就应该是循环流股,但实际上在循环中的任意一股物流都能被撕裂。对于复杂流程模拟而言,必须考虑一些因素,下面是一些通用指引:
选择使用Recycle数量最少的撕裂位置
减少需要迭代的位置的数量可以减少总收敛时间。Recycle的位置主要由流程图的拓扑结构决定。尝试选择一个位置,尽可能满足的所有循环。这个位置一般为分流器的上游和汇流器的上游。
选择使用Recycle变量数量最少的撕裂位置
变量包括气相组分、温度、压力、流量、焓和组成。选择一个撕裂物流的位置,其中可以固定的数量最多,从而需要收敛的变量数目最少,提高收敛的稳定性。合适的选择比如分离器的进口(各个变量均有可能,Q=0的话气相组分的可能性比较大)、压缩机后冷出口(可固定温度T)、加热器出口(可固定压力P)。注意:避免撕裂由其他调节器调控的物流。不按理出牌是很难收敛的
选择稳定的撕裂位置
选择合适的撕裂位置,使撕裂物流迭代时震荡最少。 例如,将撕裂位置置于主物流,而非回流物流上。这中做法的效果取决于收敛算法。在连续迭代时,该做法的结果更为显著。在选择多流股同时迭代的情况下,选择一个稳定的撕裂点同样重要。主物流的数值基数比较大,循环回流的数值基数比较小,就比例而言选择主物流是比较稳定的做法,具体可以参照下图。
(个人意见)在设置了多个非同时运算的Recycle时,请在workbook中调整各个Recycle的运算顺序Calc.level。
总体上,Hysys所建议的撕裂规也是适用于A+的,实际用的时候拿过去干就好。
这一期就到此结束了。
二手知识贩子;做表,做物性,做模型的运行狗。
会点Excel, Matlab, Aspen+, HYSYS。
也写点Javascript和python。

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