docSimulador EMSO
download 
Denúncia Transcrição
Simulador EMSO
Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Simulador EMSO: Curso Introdutório Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Rafael de Pelegrini Soares Introdução Graus de Liberdade Exemplo Grupo de Integração, Modelagem, Simulação, Controle e Otimização de Processos -(GIMSCOP) Departamento de Engenharia Quı́mica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária 13 de Outubro de 2006 Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Súmula Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares 1 Equações vs Modulares 2 Modelagem 3 EMSO 4 Simulação Estacionária 5 Simulação Dinâmica Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Necessidade da Simulação Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Contenção de despesas (custo e tempo) Processos fortemente integrados com diversos reciclos de massa e energia Necessidade de melhor compreensão de processos cada vez mais complexos Otimização e construção de processos otimizados Construção de protótipos virtuais, verificação de projetos, etc. Experimentos: mais razões para simulação Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Experimentos podem ser utilizados para extrair informações de um processo, entretanto: Podem ser muito caros Podem ser muito demorados Podem ser perigosos O sistema pode ainda não existir Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Interesse Industrial Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Crescimento contı́nuo do interesse industrial em pacotes computacionais Interesse impulsionado por: Redução da concentração e volume de emissões Reprodutibilidade de produtos de alta qualidade Análises de segurança e risco Treinamento de operadores Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Uso na Indústria Brasileira Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Uso de simuladores na indústria brasileira é limitado Limitação no uso se dá por: Falta de treinamento dos engenheiros de processo Complexidade na construção e análise dos modelos Alto custo para renovação das licenças anuais Multinacionais mantêm seus centros de tecnologia no exterior Heterogeneidade entre os diferentes pacotes comerciais Histórico do desenvolvimento Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Hoje a capacidade computacional dos PCs comporta a simulação de processos com modelos de alta fidelidade Esta disponibilidade tem popularizado cada vez mais o uso Embora isto tenha acontecido apenas nos últimos anos os simuladores de processos tem um histórico de desenvolvimento de mais de 50 anos Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Anos 50 Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Anos 50: M. W. Kellog. Corp. apresentou o sistema Flexible Flow Anos 60: Estima-se a existência de 200 ferramentas diferentes (simuladores próprios nas grandes empresas) Anos 70: Projeto ASPEN do MIT Anos 80-90: Novos conceitos, interfaces gráficas amigáveis Novas linguagens de programação Algoritmos numéricos mais poderosos Simulação Dinâmica Flash Destilação Simuladores Modulares Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Simuladores Baseados em Equações Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Simuladores Baseados em Equações: Vantagens Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Utilizando um mesmo conjunto de modelos é possı́vel executar diversas tarefas diferentes: Simulações estacionárias Simulações dinâmicas Estimação de parâmetros Reconciliação de dados Otimização estacionária Otimização dinâmica Os modelos podem ser visualizados, modificados ou ampliados facilmente Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Cenário Atual Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Ferramentas de simulação são produzidas por empresas especializadas Sistemas modulares ainda dominam o mercado Movimento na direção de ferramentas orientadas a equações Hoje nos deparamos com problemas altamente acoplados envolvendo muitas vezes mais do que 100.000 equações Simulador EMSO Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica EMSO é a sigla para Environment for Modeling, Simulation and Optimization Desenvolvimento iniciado em 2001, escrito em C++ Disponı́vel para Windows, Linux, Unix, etc. Modelos são escritos em uma linguagem de modelagem Sistema baseado em equações Computacionalmente eficiente para simulações estacionárias e dinâmicas 2005 - Inicio do projeto ALSOC para aprimoramento do sistema www.enq.ufrgs.br/alsoc Flash Destilação Simulador EMSO Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Modelagem: Conceitos de Modelo e Simulação Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Um modelo é algo que tenta imitar o comportamento de um objeto ou processo ao se executar experimentos Existem diversos tipos de modelos, alguns são: Fı́sico: um objeto real que imita o comportamento de outro (normalmente em escalas menores) Matemático: descrição do comportamento do sistema através de relações matemáticas Simulação: um experimento executado em um modelo Modelo Matemático Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Um modelo matemático é composto por: variáveis: de estado: determinam o comportamento do sistema a determinar especificadas: variáveis conhecidas parâmetros: dimensões geométricas e outras propriedades do processo, geralmente conhecidos equações: expressões matemáticas que relacionam as variáveis e parâmetros do modelo Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Equações de um modelo Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Equações regem o comportamento do modelo: leis fundamentais da conservação: massa, energia e quantidade de movimento termodinâmica (equilı́brio de fases) equações constitutivas e correlações De forma geral considera-se um determinado volume de controle, onde: O que entra - O que sai + Gerado = Acumula O acúmulo dá a caracterı́stica dinâmica do modelo e será o d termo onde a derivada com relação ao tempo dt aparecerá Modelos estacionários não consideram o acúmulo Simulação Dinâmica Flash Destilação Equações de Igualdade Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Em um modelo, as equações representam uma igualdade Em geral, as linguagens de programação não suportam equações de igualdade A expressão i = i+1 é válida em todas as linguagens de programação mas é um absurdo em termos de igualdade Uma boa ferramenta de modelagem deve suportar expressões de igualdade sem limitações de formato (por exemplo: sem a necessidade de isolar as expressões) Graus de Liberdade Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Graus de liberdade: diferença entre o número de equações e o número de variáveis Um modelo só pode ser resolvido quando o número de graus de liberdade é zero O número de graus de liberdade pode ser reduzido através de especificações Normalmente são especificadas as entradas do processo Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Graus de Liberdade Dinâmicos Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Em modelos dinâmicos, além do número de graus de liberdade existe o número de graus de liberdade dinâmicos Graus de liberdade dinâmicos: são o número de estados independentes do processo Estados independentes: conjunto de variáveis que determinam completamente o modelo do processo Na maioria dos casos o número de graus de liberdade dinâmicos é igual ao número de equações diferenciais Para iniciar uma simulação dinâmica, devem ser fornecidas condições iniciais em um número igual ao de graus de liberdade dinâmicos Flash Destilação Exemplo de Modelagem de um Tanque Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Considerando o seguinte equipamento: Modelo Matemático do Tanque Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Variáveis: Fin, Fout, h Parâmetros: A, k d(hA) dt = Fin − Fout √ Equação da válvula: Fout = k h Conservação de massa: Graus de Liberdade: 3 variáveis - 2 equações = 1 Número de condições iniciais = número de estados = número de equações diferenciais = 1 Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação EMSO: Conceitos Básicos Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Processo ou diagrama de processo (FlowSheet): arranjo de equipamentos ou operações unitárias (reatores, colunas de destilação, trocadores de calor, etc) Modelo (Model): descrição matemática de uma operação unitária ou equipamento Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação FlowSheet: Diagrama de Processo Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação FlowSheet: Diagrama de Processo Simulador EMSO: Curso Introdutório Arquivo tutorial/ThreeTank1.mso R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico FlowSheet ThreeTank VARIABLES Feed as flow vol; Modelagem DEVICES Tank1 as tank simplified; Tank2 as tank simplified; Tank3 as tank simplified; Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins CONNECTIONS Feed to Tank1.Fin; Tank1.Fout to Tank2.Fin; Tank2.Fout to Tank3.Fin; Simulação Estacionária Flash end Simulação Dinâmica Flash Destilação Model: Modelo de um equipamento Simulador EMSO: Curso Introdutório Declaração de variáveis, parâmetros e equações Arquivo eml/stage separators/tank.mso: R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Model tank simplified PARAMETERS k as Real (Brief="Valve Constant", Unit = "mˆ2.5/h", Default=4); A as area (Brief="Tank area", Default=2); VARIABLES h as length(Brief="Tank level"); in Fin as flow vol(Brief="Input flow"); out Fout as flow vol(Brief="Output flow"); EQUATIONS "Mass balance" diff(A∗h) = Fin − Fout; Simulação Estacionária Flash "Valve equation" Fout = k∗sqrt(h); Simulação Dinâmica Flash Destilação end Tutorial 1: Modelagem de tanques em série Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Objetivo: construir o modelo para o sistema de 3 tanques em série e executar simulações Tutorial 1: Arquivos e Consistência Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares 1 Equações vs Modulares Este arquivo contém um FlowSheet, verificar o Explorer Este arquivo está livre de problemas, aba Problems Introdução Histórico Modelagem Abrir o arquivo ThreeTank1.mso da pasta tutorial 2 Introdução Graus de Liberdade Exemplo Verificar a consistência do FlowSheet (graus de liberdade): Selecionar o FlowSheet no Explorer Clicar no botão ou no menu Tasks e então em Check Consistency Observe no Console que o sistema tem o número de graus de liberdade diferente de zero EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Tutorial 1: Fechando os Graus de Liberdade Simulador EMSO: Curso Introdutório 1 R.P. Soares Adicionar no final do FlowSheet a especificação da vazão de entrada para zerar os graus de liberdade: SPECIFY Feed = 10 ∗ "mˆ3/h"; Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem 2 Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Verificar novamente a consistência do FlowSheet Observe no Console que o sistema agora tem problemas com o número de graus de liberdade dinâmicos 3 Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Adicionar no final do FlowSheet as condições iniciais: INITIAL Tank1.h = 1 ∗ "m"; Tank2.h = 2 ∗ "m"; Tank3.h = 1 ∗ "m"; Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica 4 Flash Destilação Verificar novamente a consistência do FlowSheet Neste ponto o problema está consistente Tutorial 1: Simulação e Resultados Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares 1 Equações vs Modulares Selecionar o FlowSheet no Explorer e clicar no botão ou no menu Tasks e então em Run Se preferir utilize diretamente o arquivo ThreeTanks2.mso para esta tarefa Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Com o FlowSheet consistente rodar uma simulação: 2 Grafique os resultados da simulação: Na aba Results dê um duplo clique em uma das variáveis para criar um gráfico com o resultado da simulação Várias variáveis podem ser adicionadas no mesmo gráfico, sempre com duplo clique Tutorial 1: Opções de Simulação Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares 1 Equações vs Modulares Por padrão o tempo de simulação é de 100 segundos Ajustar o tempo para 2 horas com os seguintes comandos no final do FlowSheet: Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo OPTIONS time = [0:0.1:2] ∗ "h"; EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Ajustar a escala de tempo da simulação para visualizar toda a dinâmica: 2 Executar novamente a simulação e verificar os resultados Se preferir utilize diretamente o arquivo ThreeTanks3.mso para esta tarefa Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Tutorial 1: Modificando Parâmetros Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares 1 Quando nenhum valor é informado para um parâmetro, este assume seu valor Default (ver a declaração dos parâmetros do modelo tank simplified) Ajustar os valores dos parâmetros dos modelos adicionando, por exemplo: Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo SET Tank2.k = 8 ∗ "mˆ2.5/h"; Tank2.A = 4 ∗ "mˆ2"; EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Modificar os parâmetros dos equipamentos: 2 Executar novamente a simulação e verificar os resultados Se preferir utilize diretamente o arquivo ThreeTanks3.mso para esta tarefa Flash Destilação Tutorial 1: Alguns Resultados Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação EML - EMSO Model Library Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Biblioteca de modelos contendo os principais equipamentos Aberta para visualização e edição dos modelos Criação de novos modelos em uma linguagem de descrição, não requer conhecimentos de programação Distribuı́da livremente e aberta para contribuições Simulação Dinâmica Flash Destilação EML - Porque Uma Biblioteca Aberta? Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária O conhecimento de modelagem é distribuı́do em livros e artigos Resultados são difı́ceis de reproduzir e/ou estender Uma linguagem de modelagem e uma biblioteca disponı́vel podem acelerar consideravelmente o compartilhamento do conhecimento Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Plug-in’s: Propriedades Fı́sicas e Termodinâmicas Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação EMSO: simulador baseado em equações Propriedades Fı́sicas e Termodinâmicas: Disponı́veis na forma de correlações ou procedimentos de cálculos Requerem a disponibilidade de dados Em suma, estas propriedades não são adequadas para descrição direta na forma de equações de igualdade Solução no EMSO: sistema de Plug-in que permite que qualquer rotina de computador possa ser utilizada dentro dos modelos A interface de Plug-ins é aberta, qualquer pessoa pode implementar um novo plug-in Plug-in’s: Configuração Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Todos os solvers do EMSO também são Plug-ins, ver pasta interface onde foi instalado o EMSO Para utilizar um plug-in basta indicar a pasta onde este se encontra: utilizando a janela de configuração, menu Config e então Libraries No Windows um plug-in é um arquivo DLL, no Linux um arquivo SO Flash Destilação Exemplo de Plug-in: VRTherm Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Pacote de propriedades fı́sicas e termodinâmicas Banco de dados com mais de 2000 componentes Principais modelos termodinâmicos: PR, SRK, UNIFAC, etc. Todas as propriedades de misturas necessárias para a simulação dinâmica: volume, viscosidade, condutividade térmica, etc. Plugin para os principais softwares: EMSO, Matlab, Scilab e Excel Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Utilizando um Plugin no EMSO Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Um Plug-in é declarado na forma de um parâmetro de um tipo especial, um CalcObject: FlowSheet FlashSteadyProcess PARAMETERS PP as CalcObject(Brief="Physical Properties", File="vrpp"); SET PP.Components = ["1,3−butadiene", "isobutene", "n−pentane", "1−pentene", "1−hexene"]; PP.LiquidModel = "PR"; PP.VapourModel = "PR"; Separação em 1 Estágio de Equilı́brio: Flash Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Abrir o arquivo sample flash.mso Observe que este arquivo utiliza os modelos declarados no arquivo flash, que faz parte da biblioteca de modelos EML Utilizando o Explorer abra o arquivo flash.mso para visualizar seus modelos O arquivo de exemplo sample flash.mso contém dois FlowSheets, para simulações estacionárias vamos utilizar o flashSteady Test Observe que o FlowSheet flashSteady Test utiliza o arquivo vrpp, parte integrante do VRTherm, para os cálculos termodinâmicos Flash Destilação Simulação Estacionária Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Por padrão o EMSO executa simulações dinâmicas Para executar uma simulação estacionária utilizar a opção: OPTIONS mode = "steady"; Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Observe que o FlowSheet flashSteady Test do arquivo sample flash.mso contém a opção de simulação estacionária Para executar a simulação basta selecionar o FlowSheet no Explorer e então clicar em ou no menu Tasks e então em Run Utilize a aba Results para visualizar os resultados Para o caso estacionário os resultados não são um perfil no tempo, mas apenas um ponto Alterando Especificações Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo Especificações são utilizadas para fechar os graus de liberdade dos modelos No exemplo flashSteady Test do arquivo sample flash.mso foram especificadas a temperatura e pressão do vaso Altere a especificação para pressão e carga térmica do vaso: EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária SPECIFY fl.OutletL.P = 2.5 ∗ "atm"; Q = 0 ∗ "kJ/h"; #fl.OutletL.T = 315.06 ∗ "K"; Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Execute novamente a simulação e compare os resultados Salvando Resultados Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Cada simulação executada adiciona um novo elemento na aba Results Um resultado pode ser salvo utilizando o botão ou no menu Result e então em Save Result Arquivos de resultados podem ser importados no Scilab com o script emso2sci.sci e no Matlab com o script emso2ml.m (estes scripts encontram-se no diretório de instalação do EMSO) Flash: Simulação Dinâmica Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Compare os FlowSheets flash Test e flashSteady Test do arquivo sample flash.mso O caso dinâmico requer mais especificações: SPECIFY fl.OutletV.F = 68.5 ∗ "kmol/h"; fl.OutletL.F = 400∗sqrt(fl.Level/"m") ∗ "kmol/h"; Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica O caso dinâmico contém mais parâmetros: SET fl.V = 2000 ∗ "mˆ3"; fl.Across = 1 ∗ "mˆ2"; O caso dinâmico necessita de condições iniciais: INITIAL fl.OutletL.T = 330 ∗"K"; fl.Level = 1 ∗ "m"; Flash Destilação Flash: Simulação Dinâmica com Controladores Simulador EMSO: Curso Introdutório O FlowSheet flash Test do arquivo sample flash.mso utiliza uma espécie de controle: R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação SPECIFY fl.OutletL.F = 400∗sqrt(fl.Level/"m") ∗ "kmol/h"; Abra o arquivo Sample flash pid da biblioteca de exemplos Observe que este arquivo utiliza os modelos presentes no arquivo PIDIncr.mso que faz parte da biblioteca de controladores using "controllers/PIDIncr"; Utilizando o Explorer abra o arquivo PIDIncr.mso para visualizar os modelos de controlador Observe que o FlowSheet com os controladores já é bem mais complexo Flash: Simulação Dinâmica com Controladores Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Observe que o FlowSheet do arquivo Sample flash pid apresenta um distúrbio artificial EQUATIONS #Distúrbio regulatório if time<2000 then s1.T = 338 ∗ "K"; s1.F = 496.3 ∗ "kmol/h"; else s1.T = 360 ∗ "K"; s1.F = 450 ∗ "kmol/h"; end Execute a simulação do problema para visualizar a performance dos controladores frente aos distúrbios Flash Destilação Sistemas Hı́bridos: Contı́nuo-Discreto Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo Se a simulação do exemplo Sample flash pid foi executada com o nı́vel de detalhamento igual a Normal no Console, as seguintes mensagens poderão ser observadas: Advancing the independent variable from 1800 to 1900 Advancing the independent variable from 1900 to 2000 Event detected at time 2000 restarting the system... NLA solver converged. Advancing the independent variable from 2000 to 2100 EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Quando uma condicional troca seu estado, por exemplo de verdadeiro para falso, o sistema e equações precisa ser reinicializado, é isto que está sendo feito quando o EMSO apresenta a mensagem restarting the system... Observe as diversas condicionais presentes no arquivo de controladores PIDIncr.mso Flash Dinâmico com Controladores Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Colunas de Destilação Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Colunas de destilação são um dos equipamentos mais complexos da engenharia quı́mica A biblioteca de modelos do EMSO contém modelos para diversas configurações diferentes de colunas de destilação Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Exemplos de Colunas de Destilação Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Abrir o arquivo sample column.mso, encontrado na pasta stage separators da biblioteca de exemplos Verificar a consistência de todos os FlowSheets do arquivo: Selecionar o FlowSheet no Explorer Clicar no botão ou no menu Tasks e então em Check Consistency Observe as informações apresentadas no Console acompanhando o aumento do número de variáveis conforme o número de pratos das colunas Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Executando Simulações Dinâmicas Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Execute a simulação do FlowSheet Distillation kettle cond Test Para executar a simulação basta selecionar o FlowSheet no Explorer e então clicar em ou no menu Tasks e então em Run Utilize a aba Results para visualizar os resultados Observe a grande variação dos perfis de temperatura, vazões e composição durante o tempo do experimento Dinâmica das Vazões de Lı́quido em uma Coluna Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Contato e mais Informações Simulador EMSO: Curso Introdutório R.P. Soares Equações vs Modulares Introdução Histórico Modelagem Introdução Graus de Liberdade Exemplo EMSO Introdução Tutorial 1 EML Plug-ins Simulação Estacionária Flash Simulação Dinâmica Flash Destilação Rafael de Pelegrini Soares Projeto ALSOC: www.rps.eng.br www.enq.ufrgs.br/alsoc
![Introdu[Please insert PrerenderUnicode{ç} into preamble][Please](http://s1.doczz.com.br/store/data/000046699_1-0975e8cc5e1bb847423d3d6d053c8c6e-70x70.png "Introdu[Please insert PrerenderUnicode{ç} into preamble][Please")