應(yīng)用于化工專業(yè)課程教學(xué)的化工實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)研究與探索

彭弗楠++孫懷宇

摘要：化工實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)的研究，能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與行業(yè)發(fā)展需求，為在常伴有高溫、高壓、易燃、易爆等不安全因素環(huán)境下工作的操作人員和學(xué)生等，提供安全、穩(wěn)定的操作環(huán)境；提升化工專業(yè)學(xué)生的理論知識(shí)水平與實(shí)際操作能力，滿足教育教學(xué)改革的需要。

關(guān)鍵詞：仿真平臺(tái)；化工實(shí)驗(yàn)；課程教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）25-0088-02

Chemical Experiment Simulation Platform Used in Professional Course Research and Exploration

PENG Fu-nan， SUN Huai-yu

（Shenyang university of chemical technology， Shenyang 110142， China）

Abstract： Research on chemical experiment simulation platform， which suit for economy development. The system can provide a safe and stable environment without high temperature and high pressure， inflammable， and explosion. Chemical simulation platform improved chemical professional students' theoretical knowledge and practical ability， meet the needs of the education teaching reform.

Key words： simulation platform； chemical experiment； education teaching

隨著化工生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)裝置的大型化、生產(chǎn)過程的連續(xù)化和自動(dòng)化程度不斷提高，對(duì)從事化工行業(yè)的生產(chǎn)操作人員進(jìn)行的實(shí)際操作能力的提高顯得尤為重要?；?shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)的研究，能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與行業(yè)發(fā)展需求，為在常伴有高溫、高壓、易燃、易爆等不安全因素環(huán)境下工作的操作人員和學(xué)生等，提供安全、穩(wěn)定的操作環(huán)境；提升化工專業(yè)學(xué)生的理論知識(shí)水平與實(shí)際操作能力，滿足教育教學(xué)改革的需要。

化工實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)的研究，注重培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作、團(tuán)結(jié)合作、安全生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保等職業(yè)素質(zhì)是，深層次地揭示教學(xué)內(nèi)容的新方法，為受訓(xùn)人員提供安全、經(jīng)濟(jì)的離線培訓(xùn)條件，已經(jīng)越來越受到人們的重視，是化工專業(yè)的學(xué)生必須掌握的操作技能。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究的進(jìn)一步深入，以及硬件設(shè)備價(jià)格的不斷降低，化工實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)作為一個(gè)新型的教學(xué)媒體和技術(shù)，以其自身強(qiáng)大的教學(xué)優(yōu)勢(shì)和潛力，將會(huì)逐漸受到教育工作者的重視和青睞，最終在科學(xué)教育領(lǐng)域中被加以廣泛應(yīng)用。

最初應(yīng)用于化工專業(yè)教學(xué)的仿真系統(tǒng)軟件主要是化工單元操作的簡(jiǎn)單模擬，顯示畫面簡(jiǎn)單，僅僅是有關(guān)教材知識(shí)的另一表現(xiàn)形式。[1]近年來，化工專業(yè)教學(xué)仿真培訓(xùn)軟件正由單純的單元操作向典型工藝流程過渡。[2]

現(xiàn)針對(duì)以往的化工仿真平臺(tái)只搭建靜態(tài)的化工流程畫面，不能動(dòng)態(tài)顯示的問題，以及以往的平臺(tái)只能應(yīng)用已創(chuàng)建的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行展示和應(yīng)用的問題，我們開發(fā)了一款針對(duì)化工專業(yè)課程的化工實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)。

化工實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)的研究，得到的是一種可組態(tài)的軟件系統(tǒng)，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求定義組態(tài)多種不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（實(shí)驗(yàn)單元），在各實(shí)驗(yàn)單元中都編有實(shí)驗(yàn)說明，主要設(shè)備、顯示儀表和現(xiàn)場(chǎng)閥說明，開車操作規(guī)程，正常操作規(guī)程，停車操作規(guī)程及事故處理，并配有帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、趨勢(shì)圖，儀表和設(shè)備參數(shù)設(shè)定，具有考核功能等。化工實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)的用例圖如圖1所示。

化工實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的主要功能有：

1）系統(tǒng)組態(tài)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求定義組態(tài)多種不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（實(shí)驗(yàn)單元），對(duì)主要設(shè)備、顯示儀表和現(xiàn)場(chǎng)閥進(jìn)行參數(shù)屬性說明，開車操作規(guī)程，正常操作規(guī)程，停車操作規(guī)程及事故處理等說明。

2）啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)，通過加載已有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，開始實(shí)驗(yàn)練習(xí)。

3）參數(shù)配置，在儀表菜單下，可以通過編輯儀表對(duì)儀表參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，同樣，對(duì)于設(shè)備也可以進(jìn)行類似的參數(shù)配置。

4）考核評(píng)分，根據(jù)已經(jīng)設(shè)置的考核點(diǎn)，針對(duì)已完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目給出評(píng)分。

5）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，開始實(shí)驗(yàn)練習(xí)之前，認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，以正確安全的完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

6）報(bào)警列表，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行過程中，當(dāng)設(shè)備或儀表的工作狀態(tài)超出預(yù)先設(shè)定的上、下限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

7）趨勢(shì)曲線，根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的加載運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)地顯示當(dāng)前實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中各個(gè)設(shè)備及儀表工作的趨勢(shì)曲線。

8）遠(yuǎn)程指導(dǎo)，系統(tǒng)提供一個(gè)教師端，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生在線的遠(yuǎn)程指導(dǎo)。

9）系統(tǒng)監(jiān)控，系統(tǒng)提供一個(gè)監(jiān)控端，多所有實(shí)驗(yàn)客戶端進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并可以收集實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)。

10）權(quán)限管理共有三個(gè)級(jí)別的操作權(quán)限，分別是：工程師、技術(shù)員和操作工。在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程中，對(duì)參數(shù)的操作權(quán)限有不同的級(jí)別。

該平臺(tái)為化工原理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的組態(tài)項(xiàng)目?；み^程的開車、停車步驟及設(shè)備操作調(diào)節(jié)控制方法，了解事故產(chǎn)生與原因和造成的后果，學(xué)習(xí)排除事故的方法，將完成經(jīng)典化工實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組態(tài)的平臺(tái)應(yīng)用到化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不斷的聽取學(xué)生和教師的反饋意見，積極的改進(jìn)平臺(tái)，完善平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 方芳， 彭三軍， 李朝暉. 化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境改革初探[J]. 廣東化工， 2012（2）： 213-214.

[2] 李明宇， 劉建輝. 基于web的化工仿真系統(tǒng)研究[J]. 計(jì)算機(jī)仿真， 2009（12）： 286-289.