化工仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在化工專業(yè)課程教學(xué)中的探索

彭弗楠 孫懷宇

摘 要：國(guó)內(nèi)近年來建成了許多大型現(xiàn)代化石油化工企業(yè)，這些企業(yè)規(guī)模大、技術(shù)新、自動(dòng)化水平高，新增加職工達(dá)幾十萬(wàn)人，都需要進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。因此，我國(guó)原化工部對(duì)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開發(fā)和推廣工作給予了極大的重視。不僅如此，在高?；I(yè)課程教學(xué)中也存在著不直觀、理論與實(shí)踐分離的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：化工仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；化工專業(yè)課程；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2015）25018901

1 搭建化工實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)要功能

（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。

2 實(shí)際教學(xué)中的意義

（1）仿真模擬更直觀?；?shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，通過對(duì)化工生產(chǎn)過程中的開車、停車、正常運(yùn)行以及事故處理等動(dòng)態(tài)特點(diǎn)的模擬，使學(xué)生能體會(huì)到真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，理解生產(chǎn)運(yùn)行原理，掌握操作規(guī)范及方法，進(jìn)而學(xué)會(huì)及時(shí)處理故障。在平臺(tái)中也有練習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生通過練習(xí)經(jīng)常演練實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（2）原理知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。在化工專業(yè)課程的教學(xué)過程中，通過學(xué)生的課堂表現(xiàn)和課后反饋，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的掌握和實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐有著很大的鴻溝，他們無(wú)法將在課堂中學(xué)習(xí)到的知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。當(dāng)看到實(shí)際設(shè)備時(shí)，不能很快的掌握操作方法，也不知道實(shí)際的操作流程。仿真平臺(tái)可以很好的解決這些問題，學(xué)生通過使用仿真平臺(tái)，讓他有身臨其境的感覺如同操作實(shí)際設(shè)備一樣。同時(shí)，仿真平臺(tái)會(huì)實(shí)時(shí)地監(jiān)控學(xué)生的操作，當(dāng)學(xué)生有誤操作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并糾正操作流程。仿真平臺(tái)讓學(xué)生能在不進(jìn)廠的情況下，就可以在平臺(tái)上感受實(shí)際操作的情景。

（3）反饋與改進(jìn)。教師可以根據(jù)所講理論知識(shí)及重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，安排不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，配合教學(xué)。通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)及反饋，及時(shí)整合教學(xué)進(jìn)程，改進(jìn)教學(xué)計(jì)劃，改善教學(xué)效果。

（4）對(duì)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中，通常是每個(gè)學(xué)生只一個(gè)操作點(diǎn)，并不理解整個(gè)操作流程及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。仿真平臺(tái)可以讓學(xué)生完整的操作整個(gè)實(shí)驗(yàn)，控制實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，掌握全部的參數(shù)設(shè)置及觀察現(xiàn)象。

（5）培養(yǎng)遇到問題時(shí)的應(yīng)變能力。由于化工生產(chǎn)存在著安全等問題，所以學(xué)生對(duì)于故障的處理必須及時(shí)和準(zhǔn)確。仿真平臺(tái)中教師通過設(shè)置不同的故障，考查學(xué)生在處理問題時(shí)的應(yīng)變能力，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際操作中做到不慌不忙、準(zhǔn)確有效解決問題的能力。

學(xué)生在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行事故訓(xùn)練不會(huì)發(fā)生人身危險(xiǎn)，不會(huì)造成設(shè)備破壞和環(huán)境污染，因此，仿真實(shí)是一種最安全的實(shí)習(xí)方法。節(jié)約的教學(xué)，可以節(jié)省購(gòu)買設(shè)備、設(shè)備運(yùn)行、原料費(fèi)等大量開支。采用仿真軟件不會(huì)生產(chǎn)出實(shí)際的化工產(chǎn)品，更不會(huì)排放三廢，因而是最環(huán)保的方法。與化工生產(chǎn)裝置相比，仿真技術(shù)系統(tǒng)的投資的優(yōu)勢(shì)是極其明顯的，而且能充分利用學(xué)校的計(jì)算機(jī)裝備的優(yōu)勢(shì)，做到資源共享。

在實(shí)際的化工專業(yè)課程教學(xué)中，應(yīng)該積極的采用仿真平臺(tái)，理論與實(shí)踐相結(jié)合，不斷提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，改善教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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