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现代化工生产日趋高度集中化、连续化、自动化,操作条件十分严格,装置也越来越复杂、昂贵,如果操作失误将极其危险,因此,人员上岗前的操作水平和操作技能将直接影响到企业经济效益和安全生产。针对化工行业涉及到一些易燃易爆,有毒气液体等以及生产安全的特点,传统教学模式已不能满足要求,而化工仿真技术是以计算机为工具,用实时运行的动态数学模型代替真是工厂进行教学学习的一门新技术,目的是在无投料、无危险的条件下为企业快速培养出富有事故处理经验的才做人员。 仿真实训教学使学生不进工厂就能得到开车、停车及事故处理的操作机会,因此,大中专院校、技校和化工厂在职培训都采用仿真实训软件,以便提高学生专业应用高技能、实现技术技能型人才的培养目的。2016年我校引进了秦皇岛源道开发有限公司的化工仿真技术用于“化工单元操作实训”、“化工生产装置实训”课程,取得了良好的教学效果。 1、化工仿真系统 仿真时对代替真实物体或系统的模型进行实验和研究的一门应用技术科学,按所用模型分为物理仿真和数字仿真两类。而化工仿真技术是系统仿真技术的一个分支,它的建立必须以实际生产过程为基础,它的依据是生产装置中的物体和系统规律,建立数学模型在计算机上再现该过程的研究方法,用于化工生产装置操作人员的操作方法和操作技能培训,是一种为绝大多数化工企业和职教部门认同的、先进的、搞笑的现代化培训手段。 仿真实训室有一个教师站和多个学员站,包含典型化工单元和生产装置的仿真模拟软件,多功能教师站向学员站发出操作指令,并显示学生的操作结果及成绩,学生通过界面熟练完成单元和生产装置的冷态开车、停车和事故处理等操作。而教师通过教师主机很详细地了解每名学生的当前操作情况。 课堂教学时,教师和学生在仿真软件上对典型单元、生产工段的开车、正常运行、事故处理和停车等进行操作,模拟实际生产过程,学生在逼真的操作环境下了解生产装置的生产和操作,理论与实践相融合,达到良好的训练效果。 2、化工仿真在教学中的应用 2.1、单元仿真在化工原理教学中的应用 化工原理是中职学校的化学工艺专业基础课、必修课,也是我校专业分方向化工总控(中级)教学的重要组成部分。化工原理知识对化工专业课程起支撑作用,化工原理实训培养学生动手能力、观察能力、综合分析和处理问题能力。当前我校化工原理实训课是传统的分组实训,这样学生多而装置相对较少,加上客观因素如场地和实训装置的限制,要实现学生独立完成实训的目的很难,再者,一部分学生在实训之前缺乏对实训目的、装置流程及步骤的全面了解,导致在操作装置时,显得手忙脚乱,而且不能全面细致的观察、记录和分析实验数据;甚至贪图省事,仅是根据同组同学的数据,抄写报告,应付了事,难以达到预期的实训效果和教学目的。我校采用的化工单元仿真教学软件内容涵盖了离心泵、列管换热器、液位控制、管式加热炉、精馏塔、吸收解析、压缩机、锅炉、固定床反应器、硫化床反应器、真空系统、罐区、间歇反应釜、催化剂萃取、CO2压缩机十五个单元,包含了化工原理课程中的“三传一反”等内容。逼真模拟各个典型装置的开车、停车和事故处理等操作过程,在生动友好的人机界面操作学生既掌握了化工原理及实训的知识,又激发了学习兴趣,使理论教学与实践的紧密结合,提高了课堂教学效率和教学质量。 2.2、化工生产装置仿真在化工工艺教学中的有应用 化学工艺是专业的主要课程,它立足于化工工艺岗位操作所需基本知识、基本原理和基本技术,以典型的化工产品生产为例使学生掌握化工生产基本知识、原理和技术,为走向生产岗位奠定基础。在传统的授课时教师为主学生为辅,要求学生背工艺流程,在工厂生产实x i时“走马观花”的参观,听技术人员讲解而不能亲自动手操作,引入仿真技术,使学生由被动变主动。学生在图文声像并茂的DCS画面上按操作步骤进行操作熟悉工艺流程,如:甲醇合成工段,学生在仿真机上对此工段工艺进行了解和操作,详细分析和设定其工艺流程、动态参数及注意事项,正常控制参数发生变化会引起整体系统发生扰动,要想是系统重新达到平衡,那么操作者需有一定的应变能力、分析和解决问题能力,经过这样的反复训练再到实际现场实x i,从而对设备装置的理解还是对工艺指标的控制,都会有深刻理解和认知,强化学生的工程意识。 综上所述,在化学工艺专业教学中,引用化工仿真软件形象直观的展现化工单元操作中的设备结构,操作原理、过程和设备的工作情况,还生动逼真再现化工生产装置的工艺操作原理、工艺流程以及生成过程操作。改变了一成不变的课堂和枯燥无味的课本,增加了课堂教学的趣味性,有效的激发了学生的学习兴趣,明显改善了专业课程的教学效果。同时学生的工程意识得到加强,综合职业能力得到大幅度提高。
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