óleo

1. Universidade Federal de Uberlândia
Faculdade de Engenharia Química
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Tópicos Especiais em Modelagem, Controle e Otimização II:
Projeto Auxiliado por Computador de Processos
Introdução aos
simuladores de processos
Renata Matos Nicodemos
11112EQU016
Uberlândia - 2011

2. Estrutura da Apresentação
Breve Histórico da Simulação de Processos
Simulação no Estado Estacionário e Simulação Dinâmica
Principais Simuladores de Processos Comerciais Existentes
Principais Simuladores de Processos Livres e Gratuitos
Existentes
Conclusões
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3. Breve Histórico da Simulação de
Processos
Usos da • Análise
• Treinamento
simulação • Pesquisa
• Discreto
Tipos de • Contínuo
modelos • Combinação
• GPSS
Linguagem • SIMSCRIPT
ou projetos • SLAM
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4. Breve Histórico da Simulação de
Processos
De 1777 a 1945
1777 1812 1908
• Método de • Laplace • William
Monte Carlo corrigiu um Gosset
(MMC) erro (Agulha (Student)
• Agulha de de Buffon- • Resultados
Buffon Laplace) analíticos
• Simulação incompletos
probabilística
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5. Breve Histórico da Simulação de
Processos
Experiência da Agulha (Agulha de Buffon)
• Estimativa do valor de π
• Número de vezes que a agulha caia sobre as
linhas paralelas
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6. Breve Histórico da Simulação de
Processos
De 1777 a 1945
1777 1812 1908
• Método de • Laplace • William
Monte Carlo corrigiu um Gosset
(MMC) erro (Agulha (Student)
• Agulha de de Buffon- • Resultados
Buffon Laplace) analíticos
• Simulação incompletos
probabilística
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7. Breve Histórico da Simulação de
Processos
De 1946 a 1970
• Construção do ENIAC, primeiro computador para
fins gerais.
• Trabalho de Ulam, Neumann e outros autores
(difusão de neutrons).
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8. Breve Histórico da Simulação de
Processos
De 1946 a 1970
• Viabilização de computadores para o uso do público em
1950 geral.
• Na IBM iniciou-se o desenvolvimento do General
1960 Purpose Simulation System (GPSS)
• 1ª versão do SIMSCRIPT (em FORTRAN)
1963
• Conference on Applications of Simulation Using the GPSS,
1967 precursor da Winter Simulation Conference (WSC)
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9. Breve Histórico da Simulação de
Processos
De 1971 a 1990
• Período de expansão;
• Desenvolvimento de ferramentas aprimoradas:
GASP IV, SIMSCRIPT II.5, SLAM, etc.
• Contribuição de Sargent na verificação e
validação de resultados.
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10. Breve Histórico da Simulação de
Processos
De 1991 até os dias de hoje
Linguagens para simulação mais fáceis de usar
Incorporação de gráficos e animações
Maior número de pacotes livres para simulação
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11. Breve Histórico da Simulação de
Processos
De 1991 até os dias de hoje
Explosão na pesquisa em otimização de
simulações
Conferências e livros sobre o assunto
Aplicação em áreas distintas
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12. Simulação no Estado Estacionário e
Simulação Dinâmica
O que é
simulação
de
processos?
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13. Simulação no Estado Estacionário e
Simulação Dinâmica
Simulação de processos é a solução de
um sistema de equações de um modelo
matemático que descreve um fenômeno
físico.
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14. Simulação no Estado Estacionário
• Despreza-se a variação das propriedades ao longo
do tempo.
• Equações algébricas, portanto mais simples e de
solução analítica mais fácil.
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15. Simulação Dinâmica
• Modelos envolvem equações diferencias e
diferenciais parciais, e podem ser não-lineares;
• Solução analítica é mais difícil sendo necessário o
uso de métodos numéricos;
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16. Simulação no Estado Estacionário e
Simulação Dinâmica
• No início os simuladores de processos
apresentavam as Simulações em Estado
Estacionário;
• A Simulação Dinâmica é uma extensão da
Simulação no Estado Estacionário;
• Com uso da Simulação Dinâmica é possível prever
e controlar processos em tempo real.
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17. Principais Simuladores de
Processos Comerciais existentes
• Um simulador comercial é aquele desenvolvido por
uma empresa que visa lucrar com o mesmo. O uso
do software somente é feito caso haja pagamento.
• Alguns exemplos: PRO II, Aspen Plus e Dynamics,
Hysys, CHEMCAD, gPROMS, ASCEND e UniSim.
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18. Principais Simuladores de
Processos Comerciais existentes
UniSim
• É desenvolvido pela HoneyWell e é um ‘clone’ do
HYSYS da Aspen Tech
• Simulação de plantas químicas e refinarias de
óleo;
• Inclui ferramentas para estimação de
propriedades físicas, equilíbrio de fase (líquido-
vapor), balanços de massa e calor, e simulação de
vários tipos de equipamentos.
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19. Principais Simuladores de
Processos Comerciais existentes
UniSim
• Criar plantas químicas tanto de modelos estáticos
quanto dinâmicos;
• Elementos de controle, possibilidade de construir
malhas de controle;
• Biblioteca com propriedades químicas das
substâncias mais conhecidas.
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20. Principais Simuladores de
Processos Comerciais existentes
UniSim
• A simulação é feita por meio de ícones;
• Acompanha outras quatro ferramentas:
o The UniSim Design suite
o The UniSim Operations suite
o The UniSim Optimization suite
o Dynamic Engineering Studies services
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21. Principais Simuladores de
Processos Comerciais existentes
UniSim Design
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22. Principais Simuladores de Processos
Livres e Gratuitos Existentes
• Software livre está ligado a liberdade de executar,
acessar o código-fonte, assim como alterá-lo, e
distribuir cópias.
• Software gratuito é aquele que o uso pode ser feito
sem um pagamento.
• Exemplos: Sim42, COCO, Modelica e EMSO.
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23. Principais Simuladores de Processos
Livres e Gratuitos Existentes
EMSO
• É livre e gratuito, disponível para download em:
http://www.enq.ufrgs.br/trac/alsoc .
• Em 2001, Rafael de Pelegrini Soares iniciou o projeto
e, atualmente, o projeto ALSOC é responsável.
• Simulador pode ser instalado tanto no Windows
quanto no Linux;
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24. Principais Simuladores de Processos
Livres e Gratuitos Existentes
EMSO
• Escrito em C++;
• Simulação estática e dinâmica e otimização estática;
• Estimativa de parâmetros de modelos dinâmicos;
• VRTherm, software para o cálculo de propriedades
físicas e químicas tanto de substâncias puras quanto
misturas
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25. Principais Simuladores de Processos
Livres e Gratuitos Existentes
EMSO
• Biblioteca de modelos matemáticos aberta;
• É possível desenvolver outros modelos matemáticos
utilizando a linguagem de modelagem do sistema.
• É possível simular por meio do uso de ícones das
operações e por equações
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26. Principais Simuladores de Processos
Livres e Gratuitos Existentes
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28. Conclusões
• O uso de simuladores de processo é bastante útil
para otimização de processos já existentes assim
como o desenvolvimento de novos projetos.
• Para fins educacionais apresenta algumas
desvantagens já que o aluno não tem contato
direto com a modelagem dos equipamentos e
cálculos de propriedades.
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29. Referências Bibliográficas
http://hpsweb.honeywell.com/Cultures/en-
US/Products/ControlApplications/simulation/default.htm
Acessado dia 17/08/2011
http://www.enq.ufrgs.br/trac/alsoc
Acessado dia 17/08/2011
Goldsman, D., Nance R. E., Wilson, J. R. 2009. A Brief History of
Simulation. Proceedings of the 2009 Winter Simulation
Conference
Soares, R. P., Secchi, A.R. 2003. EMSO: A New Environment fo
Modelling, Simulation and Optimisation. Europian Symposium on
Computer Aided Process Engineering
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