石化仿真教学系统在教学中的应用

当今的化工、石化企业和职业技术学校面临的非常困难和复杂的培训问题，尤其是职业技术学校，担负着为企业培养专业理论扎实，实际操作能力强的合格技术人才的重任。多年来老师一直是在讲理论的同时描述现场情景，平时通过一些实验来验证所学理论，当学习到专业知识时，复杂的装置及控制过程已很难讲述清楚，学生感觉学习难度大且枯燥无味，仅仅依赖于短时间的下厂实x i来了解这些内容，但是此时理论学习已经结束，造成理论学习与实践操作相脱离，学生专业知识掌握较差。在化工、石化企业中，易燃、易爆、有毒和强腐蚀的生产过程中要求每一个工程技术人员和操作人员，不但要在正常运行状态下准确无误地进行各种操作控制和参数调整，而且在出现各种故障和不正常工作状态时能及时作出反应，具备相应的处理能力。从而保证生产过程的连续、安全、高校运行，这就要求他们必须经过培训，才能上岗操作。化工生产的特点决定了不能在实际生产装置上进行这些过程的操作培训，因此用计算机辅助教学完成实际生产过程中的操作培训，使学员了解实际生产过程及操作方法、建立理论与实践及操作方法、建立理论与实践的桥梁。使他们的操作技能和对各种异常现象以及事故的分析、判断、小狐狸能力在较短的时间内得以迅速提高。化工实x i、培训的难题通过仿真操作培训得到解决。

化工仿真操作系统是一种利用计算机完成动态的、交互式的工程仿真系统。各种化工过程的操作可以在应用软件的支持下，实现离线的仿真操作，如进行开、停车及故障处理等操作。它是一种帮助学员快速、容易、低消耗的训练手段。我校组建的化工仿真教学系统实验室采用秦皇岛源道科技开发有限公司的石化仿真教学系统，该系统由单元级仿真软件和装置级仿真软件两部分组成。该系统运行场景和区内一些大型化工企业所采用的DCS控制系统一样，采用仿DCS专用键盘操作。我在应用仿真教学系统的一年多时间里，经过对毕业生的仿真培训和考工，深深体会到仿真教学的作用，解决了过去较头痛的问题。下面就谈本人的一点体会。

一、在《化工原理》教学中应用化工仿真教学系统

《化工原理》是化工类专业学生的一门专业基础课，该课程讲述的是化工生产过程中常用的一些单元操作过程的原理、设备，不仅理论性强，并且设备复杂，设备类型多。在教学中讲述理论的同时通过实验来验证理论。但是有些单元过程在讲设备时通过手工绘图及书本上的图片学生往往很难接受，由此给讲述操作原理带来了一定困难。我在教学过程中穿插着采用仿真教学系统给学生演示。在讲换热设备时用该系统的多媒体演示向学生展示各种型号的设备，学生通过观看以及实际操作，通过对比很快就掌握了混合式、蓄热式、间壁式换热器的结构、优点及缺点；讲到强化传热时同样通过演示学生很直观地就接受了如何提高对流传热系数，如何通过增加管程及壳程，如何选择换热设备，如何进行热补偿。而在以往的教学中由于换热设备类型多，实验设备不过关，实验现象不直观等原因，讲起来很费力。在讲到流体输送器械时使用离心泵单位操作仿真，进行离心泵的正常开、停车，学生在按操作规程操作时可直观地获取流体的流量，泵前、后压力等流动状态参数的值，计算出离心泵的扬程，作出该泵的H—Q线。操作结束后系统对学生的操作步骤及操作质量进行评分。利用仿真系统操作比传统采用的离心泵特性曲线实验更方便，更直观，不仅做出了特性曲线，也掌握了离心泵开、停车的操作步骤，效果非常好。

二、应用装置级仿真软件对化工工艺专业的学生进行培训

化工工艺专业的学生学习了专业课程后，通过下厂实x i才能具体的了解到生产中的工艺条件及工艺控制参数、工艺流程、工艺路线，用以验证课堂上所学的知识，对于实际操作则一点不会，这样毕业的学生进入企业还得从头学习，在社会上竞争能力很弱。我校毕业生中实行操作工（中级）考试，对毕业生进行化工仿真培训，要求学生在毕业时具备中级工操作能力，进入企业后经过短时间学习即可独立操作，增强了学生在社会中的竞争力。

在培训中采用化工原理8个单元操作的仿真培训和30万t合成氨工艺仿真培训。在教师站授权，学院站登录后，通过自己亲自操作完成单元操作的开、停车，在正常运行时教师可通过教师站对任一学员站设置事故，要求学员在规定的时间内完成事故现场分析、事故类型、及解决事故。学员使用时非常灵活，可以改变时标来加快和减慢系统的运行；可使用快门来记录操作的进度；可以获取操作时的组态（group）、细目（detail）、单元趋势（unit trend）及报警等信息，在培训时也可使用系统的智能操作指导来帮助完成操作，学习更快、更方便。通过模拟练x i，学生认为仿真操作界面与工厂实x i时所看到的界面完全相同，但是工厂并不允许他们操作。在学校培训后，他们的操作能力提高了很多，对于这种较先进的DCS操作也很熟悉了。在最终劳动厅组织的中级操作工考试时，应用了化工仿真系统进行操作考核。在禁止使用智能操作指导软件的条件下，学院在规定的时间内独立完成了考核项目，取得了良好的成绩。

化工仿真系统以其直观的数据获取方式（如各点处的温度、压力、流量、混合比、汽化率等）；灵活的操作方式（如工况选择、时标设置、快门记录、快门重演等）；方便易学的特点（如初学者可使用智能指导系统进行学习）；真实化的模拟环境；和多样化的教学软件（不仅有单元仿真软件，更多的是石化仿真软件及多媒体教学软件），给化工教学和培训带来了很大的方便，使化工教学的质量也有了显著的提高。