化工流程級仿真實訓系統(tǒng)的建設與實踐

常蔓麗（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院,甘肅　天水　741025）

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化工流程級仿真實訓系統(tǒng)的建設與實踐

常蔓麗
（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院,甘肅天水741025）

摘 要：以培養(yǎng)和提高化工類學生的專業(yè)素質(zhì)，推動化工流程級仿真實訓系統(tǒng)的建設與實踐為目標，在對化工流程級仿真實訓系統(tǒng)進行基本概述的基礎上，簡要闡述了化工流程級仿真實訓系統(tǒng)建設的必要性，結(jié)合流程級煤制甲醇仿真實訓系統(tǒng)實例對其具體內(nèi)容進行分析，最后提出改進化工流程級仿真實訓系統(tǒng)建設與實踐的教學措施。

關鍵詞：化工專業(yè)；仿真實訓系統(tǒng)；建設

1　化工流程級仿真實訓系統(tǒng)概述

化工流程級仿真實訓系統(tǒng)就是通過有機結(jié)合小型半實物流程裝置、微機控制系統(tǒng)與全數(shù)字仿真技術(shù),對工廠開車、停車、正常運行和各種事故狀態(tài)進行高仿真逼真的模擬,此系統(tǒng)可全工況操作、真實感強、無需投料、危險性低，能節(jié)省培訓費用，提高培訓效率高等?；诖朔N真實的模擬場景，學生既能夠達到未來專業(yè)崗位對基本技能的要求，又能提高綜合素質(zhì)。在當前的教學環(huán)境中，化學仿真實訓系統(tǒng)被應用到很多化工技校、中專、高職院校，能夠達到相關院校鍛煉提高學生專業(yè)應用技能、實現(xiàn)應用性人才的培養(yǎng)的目的。

2　化工流程級仿真實訓系統(tǒng)建設的必要性

2.1是化工生產(chǎn)實際操作過程對培養(yǎng)在校學生能力的要求

化工生產(chǎn)過程具有流程復雜、反應條件苛刻、操作單元多、設備密閉不透明的特點，同時化工行業(yè)存在有毒、易燃、易爆、高溫、高壓等不安全因素，且化工生產(chǎn)過程具有朝連續(xù)化和大型化方向發(fā)展的趨勢。因此，為了讓在校學生走到工作崗位時，能具備更高的專業(yè)技能，適應化工生產(chǎn)實際操作過程的要求，就必須加強化工流程級仿真實訓系統(tǒng)建設，讓學生在親自操作和實踐中掌握有關化工生產(chǎn)過程的專業(yè)技術(shù)。

2.2能滿足相關院校加強化工專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的需要

在相關院校中，現(xiàn)有的綜合實訓場所嚴重不足、設備裝置陳舊、裝備臺套數(shù)少已成為普遍問題，遠遠不能適應化工專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的要求。雖然很多院校都開設了化工仿真(僅通過軟件運行)實訓，但是在結(jié)合實物與仿真實踐方面，尤其與流程級的實物與仿真技術(shù)相關的實訓非常少。仿真實訓能夠讓培訓人員在數(shù)周之內(nèi)獲得和在現(xiàn)場工作2～5年相同的經(jīng)驗?；诖耍瑸榱藵M足相關院校加強化工專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的需要，應該大力建設流程級的化工仿真實訓系統(tǒng)，以幫助學生形成有利于化工類的大工程觀。

3　化工流程級仿真實訓系統(tǒng)的建設內(nèi)容與步驟的實例分析

3.1案例概況

此煤化工企業(yè)位于河南，煤制甲醇的工業(yè)生產(chǎn)使本案例的背景，此套煤制甲醇的冷態(tài)模擬仿真實訓系統(tǒng)是由多家公司和企業(yè)共同建成的。此仿真實訓系統(tǒng)的具體背景是年產(chǎn)10萬噸甲醇生產(chǎn)，建成的這套甲醇生產(chǎn)冷模系統(tǒng)比例約1∶10；同時具備配套的仿真軟件即開發(fā)煤制甲醇(包括從造氣凈化、甲醇合成到甲醇精制)軟件；建成的中控室與工廠完全類似；實現(xiàn)從開車、生產(chǎn)、停車、故障處理等系列過程的全面真實模擬。此類系統(tǒng)在國內(nèi)較為少見，因此，為了確保實訓項目獲得成功，必須仔細調(diào)研甲醇工業(yè)生產(chǎn)背景，設計完善的生產(chǎn)流程；按照實訓系統(tǒng)總體要求，讓專家對建設方案進行探討，最終得到一個科學合理的方案。圖1是此工程的包括軟件開發(fā)、設備加工以及控制系統(tǒng)采購、安裝調(diào)試的建設流程。

3.2流程級煤制甲醇仿真實訓系統(tǒng)特點

（1）對精密制造的不銹鋼煤制甲醇全流程設備、精致的設備框架系統(tǒng)、控制閥門、手動閥門等進行適當比例的縮小，在系統(tǒng)中體現(xiàn)出了實際裝置的全部三維空間分布實體概念；（2）將與真實DCS一致的仿真DCS控制系統(tǒng)應用其中，讓模擬出的化工生產(chǎn)操作控制模式、方法與環(huán)境更加真實；（3）全面培訓學生的各方面能力，對實際裝置的每個環(huán)節(jié)達到真實模擬；（4）可將局部可視結(jié)構(gòu)設置在填料塔、板式塔、換熱器、流體輸送等設備中。

3.3流程級煤制甲醇實訓系統(tǒng)使用建議

流程級煤制甲醇實訓系統(tǒng)的建設投入較大，對高校來說是巨大的費用，同時該系統(tǒng)系統(tǒng)流程長、設備眾多、培訓耗時、國內(nèi)可借鑒實例少，如何更好的管理該實訓系統(tǒng)，更是一個難題。因此，在使用化工流程級仿真實訓系統(tǒng)時要做到：針對不同的培訓項目制定實訓計劃，讓實訓系統(tǒng)更加規(guī)范；同時可以結(jié)合相關企業(yè)，利用對企業(yè)職工進行培訓，可獲得相關經(jīng)濟利益為再次開發(fā)實訓系統(tǒng)提供支持。

圖1　仿真實訓系統(tǒng)建設流程

4　改進化工流程級仿真實訓系統(tǒng)建設與實踐的教學措施

與化工專業(yè)仿真實訓系統(tǒng)相關的院校，其教學質(zhì)量對學生創(chuàng)造能力和思維能力、實踐能力等有直接的影響。在實際的教學過程中，將重點放在實驗室改革上，不斷充實仿真教學內(nèi)容；堅持“理實一體化”，厘清理論知識、單元操作實訓、下廠實習與化工仿真實訓間的關系，并使其成為有機的整體，讓教學獲得更大的效果；在教學手段方面，要在提高指導教師業(yè)務素質(zhì)的基礎上，對教學手段的完善提出更高的要求；最后同樣重要的是要建立一套評價體系，科學合理的對學生的學習效果進行考核。

5　結(jié)語

將化工仿真技術(shù)應用到化工專業(yè)的教學當中去，能使教學水平大大提高，使教學環(huán)境得到改善，使學生的專業(yè)技能得到質(zhì)的提升。探討化工流程級仿真實訓系統(tǒng)的建設與實踐，是推動相關院?；I(yè)進一步發(fā)展的必要步驟，在實際的教學實踐中，要不斷尋求新的科學的教學方式，并結(jié)合具體案例，讓學生深入到化工流程級仿真實訓系統(tǒng)中去，獲得更好的學習效果。

參考文獻：

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DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.030