化工流程級仿真實訓系統的建設與實踐

常蔓麗

摘 要：以培養和提高化工類學生的專業素質，推動化工流程級仿真實訓系統的建設與實踐為目標，在對化工流程級仿真實訓系統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建設的必要性，結合流程級煤制甲醇仿真實訓系統實例對其具體內容進行分析，最后提出改進化工流程級仿真實訓系統建設與實踐的教學措施。

關鍵詞：化工專業；仿真實訓系統；建設

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

1 化工流程級仿真實訓系統概述

化工流程級仿真實訓系統就是通過有機結合小型半實物流程裝置、微機控制系統與全數字仿真技術，對工廠開車、停車、正常運行和各種事故狀態進行高仿真逼真的模擬，此系統可全工況操作、真實感強、無需投料、危險性低，能節省培訓費用，提高培訓效率高等。基于此種真實的模擬場景，學生既能夠達到未來專業崗位對基本技能的要求，又能提高綜合素質。在當前的教學環境中，化學仿真實訓系統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應用技能、實現應用性人才的培養的目的。

2 化工流程級仿真實訓系統建設的必要性

2.1 是化工生產實際操作過程對培養在校學生能力的要求

化工生產過程具有流程復雜、反應條件苛刻、操作單元多、設備密閉不透明的特點，同時化工行業存在有毒、易燃、易爆、高溫、高壓等不安全因素，且化工生產過程具有朝連續化和大型化方向發展的趨勢。因此，為了讓在校學生走到工作崗位時，能具備更高的專業技能，適應化工生產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建設，讓學生在親自操作和實踐中掌握有關化工生產過程的專業技術。

2.2 能滿足相關院校加強化工專業實踐教學環節的需要

在相關院校中，現有的綜合實訓場所嚴重不足、設備裝置陳舊、裝備臺套數少已成為普遍問題，遠遠不能適應化工專業實踐教學環節的要求。雖然很多院校都開設了化工仿真（僅通過軟件運行）實訓，但是在結合實物與仿真實踐方面，尤其與流程級的實物與仿真技術相關的實訓非常少。仿真實訓能夠讓培訓人員在數周之內獲得和在現場工作2～5年相同的經驗。基于此，為了滿足相關院校加強化工專業實踐教學環節的需要，應該大力建設流程級的化工仿真實訓系統，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的建設內容與步驟的實例分析

3.1 案例概況

此煤化工企業位于河南，煤制甲醇的工業生產使本案例的背景，此套煤制甲醇的冷態模擬仿真實訓系統是由多家公司和企業共同建成的。此仿真實訓系統的具體背景是年產10萬噸甲醇生產，建成的這套甲醇生產冷模系統比例約1∶10；同時具備配套的仿真軟件即開發煤制甲醇（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；實現從開車、生產、停車、故障處理等系列過程的全面真實模擬。此類系統在國內較為少見，因此，為了確保實訓項目獲得成功，必須仔細調研甲醇工業生產背景，設計完善的生產流程；按照實訓系統總體要求，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、設備加工以及控制系統采購、安裝調試的建設流程。

3.2 流程級煤制甲醇仿真實訓系統特點

（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、控制閥門、手動閥門等進行適當比例的縮小，在系統中體現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控制系統應用其中，讓模擬出的化工生產操作控制模式、方法與環境更加真實；（3）全面培訓學生的各方面能力，對實際裝置的每個環節達到真實模擬；（4）可將局部可視結構設置在填料塔、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使用建議

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

4 改進化工流程級仿真實訓系統建設與實踐的教學措施

與化工專業仿真實訓系統相關的院校，其教學質量對學生創造能力和思維能力、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務素質的基礎上，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 結語

將化工仿真技術應用到化工專業的教學當中去，能使教學水平大大提高，使教學環境得到改善，使學生的專業技能得到質的提升。探討化工流程級仿真實訓系統的建設與實踐，是推動相關院校化工專業進一步發展的必要步驟，在實際的教學實踐中，要不斷尋求新的科學的教學方式，并結合具體案例，讓學生深入到化工流程級仿真實訓系統中去，獲得更好的學習效果。

參考文獻：

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