淺論高職院校化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)之建設(shè)

摘要：從高職院校化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)的必要性入手，論述了該平臺(tái)建設(shè)的具體內(nèi)容以及當(dāng)前化工仿真平臺(tái)建設(shè)中存在的問題并提出了具體建議。

關(guān)鍵詞：高職院校；化工專業(yè)；仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)DCS控制生產(chǎn)過程的工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高，化工生產(chǎn)行業(yè)從以前的主要依靠工人現(xiàn)場(chǎng)操作為主向計(jì)算機(jī)DCS控制生產(chǎn)過程轉(zhuǎn)變。DCS（Distributed Control System，集散控制系統(tǒng)）是利用微型計(jì)算機(jī)或微處理器技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)集中管理和分散控制的系統(tǒng)的代名詞。化工仿真DCS操作培訓(xùn)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為手段，通過建立石化工業(yè)過程的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并在以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的專用硬件環(huán)境下，再現(xiàn)具有真實(shí)裝置系統(tǒng)特性的軟、硬件產(chǎn)品。將DCS與化工生產(chǎn)線有機(jī)融合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)過程參數(shù)的精確控制與調(diào)節(jié)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約人力、物力，同時(shí)減少現(xiàn)場(chǎng)操作的危險(xiǎn)性，大幅度提高經(jīng)濟(jì)效益，與單純的人工操作相比，其優(yōu)越性是不言而喻的。能夠熟練進(jìn)行DCS操作又具有化工專業(yè)知識(shí)的人才必將受到化工行業(yè)企業(yè)的青睞。高職院校化工專業(yè)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)過程的技能尤為重要。建設(shè)一個(gè)良好的化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，可以為學(xué)生提供一個(gè)很好的技能培訓(xùn)平臺(tái)，為他們今后走上工作崗位直接從事化工工藝DCS操作控制工作打下良好的基礎(chǔ)。

化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)的必要性

可節(jié)省實(shí)訓(xùn)開支，避免接觸有毒有害藥品化工實(shí)訓(xùn)需要大量的藥品試劑，有些藥品試劑價(jià)格非常昂貴，而且很多藥品試劑被國(guó)家列入危險(xiǎn)品或者禁止生產(chǎn)購(gòu)買的條目當(dāng)中，缺少這些藥品就會(huì)嚴(yán)重影響到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)行。在工業(yè)上，石油化工生產(chǎn)的特點(diǎn)是原料、介質(zhì)、產(chǎn)品等均易燃、易爆，且有毒、有腐蝕性，一線生產(chǎn)過程復(fù)雜化、連續(xù)性程度高，隨時(shí)隨處都有安全隱患存在。仿真實(shí)訓(xùn)不僅克服了安全隱患，還可以節(jié)省設(shè)備運(yùn)行費(fèi)、物料能損耗費(fèi)、學(xué)生實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)等大量開支。

能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高教學(xué)效果常規(guī)的實(shí)驗(yàn)課程對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)原理的講解都是在黑板上進(jìn)行的，不夠形象、直觀。而在仿真實(shí)驗(yàn)軟件上，學(xué)生可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)各單元操作的裝置及產(chǎn)品生產(chǎn)的設(shè)備進(jìn)行不同的仿真操作，產(chǎn)生與實(shí)際使用化工實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作實(shí)驗(yàn)相同的結(jié)果，同樣可以達(dá)到真實(shí)實(shí)驗(yàn)的效果。豐富、生動(dòng)的語音和動(dòng)畫效果十分逼真地模擬各種現(xiàn)場(chǎng)操作，實(shí)物感強(qiáng)，非常直觀，顯著提高了教學(xué)效果，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。仿真技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的不足。通過仿真教學(xué)，可以使學(xué)生不進(jìn)工廠就能了解化工生產(chǎn)裝置實(shí)際的生產(chǎn)和操作過程，完成對(duì)生產(chǎn)裝置實(shí)際操作的培訓(xùn)，鞏固所學(xué)知識(shí)，鍛煉獨(dú)立工作能力，以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，提高教學(xué)質(zhì)量。

仿真操作安全在工業(yè)生產(chǎn)中，一個(gè)很小的操作失誤就有可能造成巨大的安全事故。所以在實(shí)訓(xùn)或者生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，學(xué)生往往心理壓力很大。學(xué)生雖然對(duì)石油化工生產(chǎn)的特點(diǎn)有一定的了解，但對(duì)具體的生產(chǎn)過程存在的安全問題了解不多，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)實(shí)踐就不可避免地面臨操作失誤問題，這可能使學(xué)生畏首畏尾，實(shí)訓(xùn)效果降低。仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)為學(xué)生提供了一個(gè)良好的、安全的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)完全沒有心理負(fù)擔(dān)，即使操作錯(cuò)誤，也可及時(shí)更正并汲取教訓(xùn)，不會(huì)造成嚴(yán)重后果。

可實(shí)現(xiàn)畢業(yè)生的“零距離”就業(yè)目前，大多數(shù)化工企業(yè)的生產(chǎn)是由計(jì)算機(jī)DCS控制生產(chǎn)過程。以往，學(xué)生畢業(yè)到工作崗位上后對(duì)計(jì)算機(jī)DCS控制生產(chǎn)過程比較陌生，必須接受嚴(yán)格的培訓(xùn)后才能上崗。而化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建立和仿真課程的開設(shè)，極大地提高了學(xué)生由手工操作到計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)過程操作的能力，學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后可直接在計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)崗位工作，受到了企業(yè)的廣泛好評(píng)。

與全國(guó)石油化工技能大賽相接軌全國(guó)石油與化工職業(yè)院校學(xué)生化工技能大賽是2004年由中國(guó)化工教育協(xié)會(huì)、化學(xué)工業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心、教育部高等學(xué)校高職高專化工技術(shù)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、全國(guó)化工高等職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、全國(guó)化工中等職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)發(fā)起的，在全國(guó)石油與化工職業(yè)院校開展的學(xué)生技能競(jìng)賽，屬于國(guó)家二級(jí)賽事，也是面向全國(guó)石油與化工職業(yè)院校大學(xué)生的科技活動(dòng)。目的是鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、協(xié)作精神，增強(qiáng)學(xué)生職業(yè)能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，進(jìn)而推動(dòng)全國(guó)石油與化工職業(yè)院校加快專業(yè)改革建設(shè)。其中仿真操作為大賽競(jìng)賽項(xiàng)目之一，因此將仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)好，既可用于教學(xué)，又可用于全國(guó)化工大賽選拔培訓(xùn)工作。

為技能考證提供了良好的測(cè)試項(xiàng)目高職院校學(xué)生畢業(yè)后必須取得“雙證書”，即畢業(yè)證和技能證。所以，在校期間對(duì)學(xué)生開展職業(yè)技能鑒定是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，而技能鑒定的主要部分就是動(dòng)手操作能力，也就是實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。將仿真操作作為技能鑒定的一部分，利用化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)對(duì)學(xué)生應(yīng)用DCS控制生產(chǎn)過程的能力加以培訓(xùn)，可以提高學(xué)生整體操作水平。

化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)硬件及配套設(shè)施建設(shè)計(jì)算機(jī)硬件及配套設(shè)施是仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的基礎(chǔ)。仿真實(shí)訓(xùn)是基于計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行的，因此仿真實(shí)訓(xùn)室首先應(yīng)建設(shè)好硬件設(shè)施，包括教師機(jī)、學(xué)生機(jī)、局域網(wǎng)交換機(jī)、投影儀等，具體要求應(yīng)根據(jù)仿真軟件需要進(jìn)行合理配置。操作系統(tǒng)也應(yīng)根據(jù)仿真軟件要求進(jìn)行合理配置，例如，某公司的仿真產(chǎn)品只能在Windows2000系統(tǒng)上才能運(yùn)行，而2007年的產(chǎn)品既可以在Windows2000系統(tǒng)上運(yùn)行，也可以在WindowsXP系統(tǒng)上運(yùn)行。仿真實(shí)訓(xùn)室局域網(wǎng)線路和電路線的布置也非常重要。目前，大多數(shù)仿真軟件都帶有“加密狗”，“加密狗”必須先在網(wǎng)絡(luò)上激活，然后接在教師站上，學(xué)生機(jī)仿真軟件通過局域網(wǎng)在教師站上獲取加密碼后激活成功才 可進(jìn)行操作。因此，仿真實(shí)訓(xùn)室必須與網(wǎng)絡(luò)鏈接，并且整個(gè)局域網(wǎng)可聯(lián)通。考慮到學(xué)生首次接觸仿真軟件，對(duì)整個(gè)操作流程及布局不了解，這就要求仿真實(shí)訓(xùn)室必須配有投影儀，以便仿真實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師能夠用投影儀對(duì)仿真軟件及操作進(jìn)行演示。

化工仿真軟件建設(shè)仿真軟件是仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)的核心內(nèi)容。目前，國(guó)內(nèi)高職院校用的比較多的是某公司的仿真產(chǎn)品，涉及化工行業(yè)、石油行業(yè)、制藥行業(yè)、環(huán)境行業(yè)等諸多行業(yè)的仿真產(chǎn)品。武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院環(huán)境與生化工程系從2004年開始使用該公司的仿真實(shí)訓(xùn)軟件，先后購(gòu)置了化工原理實(shí)驗(yàn)仿真軟件、化工單元操作仿真軟件、青霉素發(fā)酵生產(chǎn)工藝仿真軟件、啤酒生產(chǎn)工藝仿真軟件、乙醛氧化制乙酸工藝仿真軟件、儀器分析2.0仿真軟件，該公司還贈(zèng)送了大型合成氨工藝仿真軟件系統(tǒng)試用版。目前，中國(guó)石油、中國(guó)石化等大型企業(yè)，以及每年一屆的全國(guó)化工技能大賽仿真項(xiàng)目比賽均使用該公司的仿真產(chǎn)品，同時(shí)該公司給予大賽技術(shù)支持和保障。高職院校可根據(jù)專業(yè)情況來選擇相應(yīng)的仿真軟件產(chǎn)品用于仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)。仿真軟件一般都有兩部分內(nèi)容：一部分是系統(tǒng)文件，主要包含了軟件運(yùn)行需要的補(bǔ)丁、輔助軟件等；另一部分是產(chǎn)品文件，也就是仿真軟件產(chǎn)品。

仿真實(shí)訓(xùn)師資隊(duì)伍建設(shè)仿真實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍的建設(shè)是仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)順利進(jìn)行的有力保障。化工仿真平臺(tái)的建設(shè)必須有一只強(qiáng)有力的仿真實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍，指導(dǎo)教師應(yīng)熟悉每個(gè)仿真軟件操作原理，并能夠熟練地對(duì)每個(gè)仿真軟件進(jìn)行操作。學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)的過程中涉及操作上的問題，指導(dǎo)教師能夠及時(shí)解決并加以指導(dǎo)。軟件開發(fā)公司會(huì)定期組織培訓(xùn)，例如，武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院購(gòu)買了某公司仿真軟件產(chǎn)品，該公司每年都會(huì)定期組織現(xiàn)場(chǎng)或網(wǎng)上培訓(xùn)，環(huán)境與生化工程系將會(huì)按情況選拔教師參加相應(yīng)的培訓(xùn)，指導(dǎo)教師在不斷的學(xué)習(xí)中，自身的業(yè)務(wù)能力也不斷提高，逐漸地環(huán)境與生化工程系建立起了一只良好的仿真實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍。

化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)存在的問題及建議

缺少既懂計(jì)算機(jī)軟硬件維護(hù)又懂專業(yè)知識(shí)維護(hù)的人員目前，許多高職院校都可以建立仿真實(shí)訓(xùn)室，購(gòu)買到適合專業(yè)的仿真實(shí)訓(xùn)軟件，但是缺少既懂計(jì)算機(jī)軟硬件維護(hù)又懂專業(yè)知識(shí)維護(hù)人員。仿真實(shí)訓(xùn)室建立之后需要有既懂計(jì)算機(jī)軟件硬件維護(hù)、局域網(wǎng)知識(shí)，又懂化工專業(yè)知識(shí)的維護(hù)人員，對(duì)平常的硬件、軟件系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。例如，出現(xiàn)仿真軟件在教師站可以激活但是在學(xué)生機(jī)上不能激活的問題，這就要懂得局域網(wǎng)建立和維護(hù)方面的知識(shí)和軟件激活方面的知識(shí)。建議各院校重點(diǎn)培養(yǎng)一部分仿真實(shí)訓(xùn)室維護(hù)人員，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可選送維護(hù)人員進(jìn)修計(jì)算機(jī)專業(yè)和化工專業(yè)方面的知識(shí)，以便為今后的仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

仿真軟件產(chǎn)品更新過快科技在不斷進(jìn)步，軟件更新速度不斷加快。各專業(yè)大型仿真軟件幾乎每年都有更新。例如，化工單元操作仿真軟件從2004版開始，先后有2006版、2007版，每一個(gè)新版本都比前一個(gè)版本產(chǎn)品的內(nèi)容更完善。為此，需要指導(dǎo)仿真實(shí)訓(xùn)的教師快速了解并掌握最新的軟件產(chǎn)品的內(nèi)容，以便更好地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。建議仿真實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師定期上網(wǎng)查詢產(chǎn)品更新信息，以便及時(shí)更新軟件。

仿真軟件中存在部分漏洞仿真軟件并不是完美無缺，其中必有一些不足之處，這也是各仿真軟件產(chǎn)品每年都需要更新的原因之一。例如，在某些仿真軟件中，若不按正確操作順序開啟各閥門，把物料加到了預(yù)定的液位，也一樣會(huì)得滿分。建議教師若在仿真實(shí)訓(xùn)中發(fā)現(xiàn)漏洞，要及時(shí)與軟件公司進(jìn)行溝通，以便在進(jìn)行下一代產(chǎn)品開發(fā)時(shí)能將漏洞修繕。

完善和健全化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)，

培養(yǎng)實(shí)用型高技能化工人才

目前，許多高職院校都在進(jìn)行人才培養(yǎng)水平或示范性職業(yè)技術(shù)學(xué)院評(píng)估，每年一屆的石油與化工職業(yè)院校技能大賽也在同步進(jìn)行著，這些都極大地推動(dòng)了化工實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)和管理。學(xué)生不必走出校門，在仿真實(shí)訓(xùn)室中就能夠接觸到先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制化工生產(chǎn)過程技術(shù)，化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)為學(xué)生提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能的條件。鑒于計(jì)算機(jī)DCS控制生產(chǎn)過程在現(xiàn)代化工行業(yè)中的重要地位，高職院校應(yīng)將化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)的工作充分重視起來，建立完善的高標(biāo)準(zhǔn)的仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，并與技能鑒定和競(jìng)賽相接軌，提高高職院校自身競(jìng)爭(zhēng)力。高職教育在不斷發(fā)展，實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)也需要不斷改革和創(chuàng)新，加強(qiáng)化工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)是培養(yǎng)化工應(yīng)用型技術(shù)人才的重要途徑。

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作者簡(jiǎn)介：

宿高明（1987—），男，山東臨沂人，武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程系技師，研究方向?yàn)閷?shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)與管理。