基于行业需求之《化工生产主控操作》课程的整合

钱 佳，马永刚

（泰州职业技术学院环境与化学工程系，江苏泰州 225300）

基于行业需求之《化工生产主控操作》课程的整合

钱 佳，马永刚

（泰州职业技术学院环境与化学工程系，江苏泰州 225300）

文章针对泰州化工行业的发展及特点进行分析，探索了课程整合的必要性和方式，指出课程整合对培养学生掌握基本的自动控制知识、自动化仪表的工作原理和使用以及DCS控制操作的能力具有重要的促进作用，能够有效地契合地方产业发展的需求。

化工生产主控操作；DCS；仿真教学；整合；课程改革

自动控制及主控操作研究开发及应用水平是现代化社会的重要标志之一，尤其是化工领域，随着生产向大规模、高效率、连续性方向发展，对仪表参数的监测与控制也就提出了越来越高的要求，因此掌握这一技术是化工专业学生将来从事生产、设计等岗位不可缺少的能力。以“化工仪表及自动化”、“DCS应用”等课程为基础整合的《化工生产主控操作》课程就是顺应了这样的需求。

1 整合之前的原课程设置简介

《化工仪表及自动化》：通过该课程的学习，学生应主要掌握自动控制系统的基本概念；掌握工艺变量（温度、压力、流量、液位）的检测方法和检测仪表（变送器）的工作原理、特点，以及仪表选择、使用等方面的基本知识；掌握控制器的基本控制规律，控制器参数对控制质量的影响，能根据工艺过程要求正确选用控制器；掌握气动执行器（控制阀）的工作原理及使用；掌握各种自动控制系统的构成、特点及应用等知识。由于缺乏对仪表自动化实物的接触，单纯的理论知识容易使学生感觉空洞，并不利于知识的理解与掌握。

《DCS应用》：2007级以前，由于条件有限，化工专业学生所接触到的DCS课程仅仅局限于书本理论知识，大多涉及计算机DCS原理，对于化工专业的学生而言并不真正适合。每次带学生去化工企业实习参观，真正接触到DCS主控操作，学生尽管学过此类课程，但是却无从下手，不会操作，可见陈旧的DCS应用课程设置并不是我们所要的。

2 泰州化工企业现状调研

为了更好的进行课程建设改革，学院曾多次召开化工专业指导委员会会议，邀请泰州地区知名企业的多年从事一线岗位的专家前来讨论人才培养方案的修订以及专业课程的设置。笔者也曾多次去泰州及周边地区的一些化工相关企业进行调研，如泰州石油化工有限责任公司、泰州联成塑胶工业有限公司、泰州兴浦化学有限公司等企业。目前泰州地区绝大部分的大中型化工企业的自动化程度都已经很高，并均已使用DCS主控操作系统。普遍反映，仪表自动化程度高，减轻了工人的劳动强度，改善了操作环境，降低了危险因素，尤其是DCS系统投运后，实施局域优化控制，稳定了工艺生产，提高了操作精度，达到了装置安全稳定进行，节能降耗，为企业获得了相当大的经济效益。

随着现代化技术的发展，学生在以后的实习、工作过程中，仅仅具有扎实的化工专业知识已经不算什么优势，能够熟练操作各种仪表以及DCS主控操作将更加受化工企业的瞩目。很多毕业生的反馈表明，学好《化工生产主控操作》课程让他们受益匪浅。化工仿真技术的不断发展也为该课程的教学提供了更为广阔的空间，通过课程改革优化建立的良好的化工仿真技能实训平台，为学生今后走上工作岗位直接从事主控操作打下了良好的基础[1]。

3 实施目标及预期成效

本课程目标是使学生熟练准确进行化工仪表及自动控制的操作，具有管道仪表流程图的识读、生产控制仪器仪表的操作、计算机DCS操作等能力，培养学生独立思考、爱岗敬业、精益求精的职业意识及职业能力，能够运用计算机控制应用原理解决生产控制中出现的工艺问题，进行工艺故障的排除等，为学生化工职业能力的培养奠定基础。课程设计的理念与思路为考虑学生的认知水平，由浅入深的安排课程内容；按照工艺流程从简单到复杂排列项目；按照实际生产过程进行编排任务；结合真实工作任务、工作情景和过程设计教学内容；以化工主控操作岗位需求为导向，有机合成工职业标准为依据；充分调动学生学习的兴趣和积极性。

筛选出先进且典型的化工生产工艺实际DCS设计，围绕着“均苯四甲酸二酐”展开，结合此案例讲授《化工生产主控操作》理论知识，课程内容选择依据“四原则”。（1）针对性原则：课程内容符合专业培养目标的需要，符合化工相关岗位实际工作的需要，同时也符合化工行业操作工职业标准要求；（2） 适用性原则：根据化工行业发展需要和完成化工操作岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求，选取相应的理论教学内容和实训内容；理论知识学习有助于理解仪表自动化相关的知识与原理，有助于学生分析问题与解决问题能力的培养，同时要有助于学生创新能力的培养；所有实训项目均来自于企业真实的工作任务，并随着化工行业标准不断更新相应的实训内容；（3）一致性原则：学习要求与实际工作要求相一致；课程内容有助于学生获取有机合成工职业资格证书，有利于学生“零距离”上岗；（4）代表性原则：化工生产千万种，所选择的任务涵盖了化工生产操作所需要的常用技术，对学生起到举一反三的作用。该课程改革结合生产实际充实和更新教材内容，完善课程体系，改革教学方法，极大的提升了教学效果。

4 课程整合过程

4.1 仿真软件及实训教材的引入

结合地方产业需求，并汲取了专业指导委员会专家们的意见，同时借鉴兄弟院校的经验，实施专业课程整合，将“化工仪表及自动化”、“DCS应用”两门课程整合成一门《化工生产主控操作》。整合意味着把多个要素组合在一起，并最终形成有价值有效率的一个整体，从而实现资源共享和协同工作，获得超值的效果。整合更意味着有机的融合，如果单纯的将两门课程叠加，似乎不能达到大家预期的目的。2007年我们购买了北京东方仿真软件公司的DCS仿真软件，建立了专门的实训室机房，满足了本专业学生的DCS实训条件，笔者也摒弃了原有的DCS教材，重新选择了与软件配套的仿真培训教材，重新制定教学大纲和教学计划，建立了新的课程体系。

4.2 课程体系的设置[2]

新整合课程《化工生产主控操作》中除了原有的化工仪表及自动化的知识，还新融入了精心选择的DCS实训操作环节，让学生了解和掌握化工专业知识在实际生产中的应用方法，将所学专业知识与生产实践相结合；掌握仿真模拟训练的各装置的生产工艺流程和反应原理；仿真系统具有贴近真实生产操作系统的界面，具有很强的交互性、重复性，在仿真系统上可反复进行开车训练、停车训练、事故训练，学生可以根据自己的能力有选择性地学习，灵活地掌握学习进度，学生成为了学习的主体，使得个性化教学成为可能。

仿真系统的智能教学功能，对学生的操作过程可进行实时跟踪测评，并指出其操作过程的对、错，提高学生自主学习的能力。学生在仿真系统上实训不会发生人身危险、设备损坏、环境污染等经济损失和安全事故。通过学生亲自动手进行反复操作，掌握实际生产中的多项应用技能，提高学生动手能力。

为了培养扎实的技能应用型人才，高职理论教学必须紧密联系生产实际,使DCS仿真训练与专业基础理论教学能够有机结合。抛开传统的教学安排，修订教学大纲实行半学期穿插DCS仿真实训操作，而且在实践课时的比例上有所侧重。事实证明，修订教学计划并实施以后，大大提高了学生操作质量、分析问题和解决问题的能力。如果教学安排许可，让学生即学即用，更能够大大提高学生理论联系实际的能力。

4.3 DCS真实控制装置的引入

2011年我们购买了天津市天波科达科技有限公司研制的TDYH型精细化工合成实验装置，此装置是为化工类高等职业教育培训开发的多功能反应仪器，可以为职业教育、职业技能大赛、职业培训和职业技能鉴定提供科学、规范的操作平台，能满足学校的培训、研究和鉴定的需要。该装置实现了计算机DCS控制系统和实际的反应装置的联合，不再仅仅是DCS仿真。学生能够在反应过程中对其进行DCS实控制操作，通过对产品出料的分析，了解反应条件对反应过程及结果的影响。真切的体会到DCS对生产实时控制的优势。2012年我们会将这一实训环节也融入到课程中。缩短DCS仿真与真实操作的差距。毕竟，真实生产过程中存在大量的不可预见性，需要操作人员凭丰富的经验和技术迅速反应并及时果断处理[3]。

4.4 课程与技能鉴定紧密结合

实践教学与职业技能进行有效对接，将职业岗位证书的技能要求纳入到实践教学的内容中来，使学生毕业可同时取得毕业证书和国家职业资格证书，实现技能培训与技能鉴定一体化。因此，在职业资格考核培训中按照国家职业资格标准，利用化工仿真技能鉴定软件针对某一化工生产装置进行强化训练，能使学生真正达到职业标准的能力要求[4]。技能鉴定能够与课程紧密结合，也因此成为《化工生产主控操作》课程改革的一个重要组成。

5 展望

《化工生产主控操作》课程是职业技术学院化工专业核心课程，化工生产主控技术是现代化工生产的心脏。以培养会选用各类仪表，能安装各类仪表并进行操作、能了解生产中的自动控制方案、并进行DCS操作的人才为目标的新课程体系和结合先进生产实际的启发式教学方法是《化工生产主控操作》课程发展的必然趋势。21世纪的化工生产集中化、复杂化、连续化、精细化、主控化，需要更多的应用型人才的参与。努力提升化工专业学生的能力是化工企业生产发展的需求，也是高职教育的目的。课程改革要不断深入，进一步增强学生解决实际工程问题的能力；进一步加深理论知识的理解，扩大知识面，增进实践技巧，使理论和实践有效地结合起来，这样才能为学生以后的工作和研究奠定了良好的基础[1]。

[1]牛昱光,李斌,谢克明.DCS教学实验系统的实现[J].太原理工大学学报,2004,（9）:584-587.

[2]钱佳.校企合作改革高职化工DCS仿真教学的探讨[J].安徽化工,2011,（06）:61.

[3]王富花,沈发治.高职化工仿真实训教学实践与探索[J].广东化工,2009,（11）:200-205.

[4]周波.高职化工仿真教学的创新与优化[J].辽宁教育行政学院学报,2007,（2）:120-121.

Based on Industry Needs of the Chemical Production and Master Control Operations of Curriculum Integration

QIAN Jia，MA Yong-gang
（Taizhou Polytechnic College，Taizhou Jiangsu 225300,China）

This paper analyzes the development and characteristics of the chemical industry in Taizhou,explore the necessity and methods of curriculum integration,will train students to master the basic knowledge of automatic control,automatic instrument works and the ability to use and operation of DCS control plays an important role in promoting,to effectively fit local industrial development needs.

master chemical production operations；distributed control system（DCS）；simulation teaching;integrate；curriculum innovation；

G423.07

A

1671-0142（2012）02-0034-03

钱佳（1980-）,女,江苏姜堰人,讲师,硕士,研究方向为新型肥料科学.

2011年泰州职业技术学院教育教学改革课题（TZYJY201117）.

（责任编辑刘 红/杨荔晴）