LPT-1994-08 [BibTeX]
Rüdiger von Watzdorf, F. Allgöwer, A. Helget, Wolfgang Marquardt, E.D. Gilles:
Dynamic simulation of chemical engineering processes - A comparison of tools
In: G. Kampe, M. Zeitz (Eds.): G. Kampe, M. Zeitz (Hrsg.): Simulationstechnik, 9. ASIM-Symposium in Stuttgart Vieweg-Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, Vieweg-Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1994, 83-88
Abstract:
Die dynamische Simulation stellt ein immer wichtiger werdendes Werkzeug bei der Analyse und
Entwicklung verfahrenstechnischer Prozesse und Anlagen dar und wird in der chemischen Industrie
routinemaeßig angewandt. Haupteinsatzgebiete sind u.a. die Analyse des transienten Verhaltens von
Anlagen (Lastwechsel, An- undAbfahren, Betriebsst¨orungen), der Entwurf von Regelungssystemen,
sowie die Auslegung inhaerent dynamischer Prozesse (z.B. Batch-Prozesse, Druckwechseladsorption).
Gegen¨uber der rein stationaeren Berechnung chemischer Prozesse zeichnet sich die dynamische
Simulation durch eine sehr große Breite der Aufgabenstellungen aus: von der reinen Auslegungsrechnung
ueber die regelungstechnische Analyse und Synthese bis hin zur Bearbeitung von Echtzeitzeitfragestellungen.
Dementsprechend wird eine Vielfalt von Simulationswerkzeugen angeboten.
In dieser Arbeit sollen vier unterschiedliche Simulationswerkzeuge zunaechst vorgestellt und anschließend
auf ihre Eignung hinsichtlich der dynamischen Simulation von verfahrenstechnischen
Prozessen untersucht werden. Der Vergleich erfolgt konkret anhand eines typischen verfahrenstechnischen
Prozesses, naemlich der Destillation, welcher wichtige und typische Eigenschaften, wie hohe
Systemordnung, differential-algebraische Formulierung, Sparsity, Steifheit und starke Nichtlinearitaet zeigt. Zwei der Werkzeuge (ACSL Level 10F ( ß), von Mitchell & Gauthier Associates, Inc.,
Concord, MA [9] und SIMULINK 1.2d, von The Mathworks, Inc., Natick, MA [8]) dienen der Beschreibung
und Simulation allgemeiner dynamischer Systeme, waehrend die Programme DIVA 3.22 und SPEEDUP 5.4, von Aspen Technology, Cambridge, MA [2] speziell fuer die Simulation
verfahrenstechnischer Prozesse entwickelt wurden. Bei SIMULINK, SPEEDUP, und ACSL handelt es
sich umkommerzielle Systeme, waehrend DIVA bisher ausschließlich imuniversitaeren Bereich, sowie
in einzelnen Indusrtiekooperationen eingesetzt wird.