化工流程级仿真实训系统的建设与实践

常蔓丽

摘 要：以培养和提高化工类学生的专业素质，推动化工流程级仿真实训系统的建设与实践为目标，在对化工流程级仿真实训系统进行基本概述的基础上，简要阐述了化工流程级仿真实训系统建设的必要性，结合流程级煤制甲醇仿真实训系统实例对其具体内容进行分析，最后提出改进化工流程级仿真实训系统建设与实践的教学措施。

关键词：化工专业；仿真实训系统；建设

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

1 化工流程级仿真实训系统概述

化工流程级仿真实训系统就是通过有机结合小型半实物流程装置、微机控制系统与全数字仿真技术，对工厂开车、停车、正常运行和各种事故状态进行高仿真逼真的模拟，此系统可全工况操作、真实感强、无需投料、危险性低，能节省培训费用，提高培训效率高等。基于此种真实的模拟场景，学生既能够达到未来专业岗位对基本技能的要求，又能提高综合素质。在当前的教学环境中，化学仿真实训系统被应用到很多化工技校、中专、高职院校，能够达到相关院校锻炼提高学生专业应用技能、实现应用性人才的培养的目的。

2 化工流程级仿真实训系统建设的必要性

2.1 是化工生产实际操作过程对培养在校学生能力的要求

化工生产过程具有流程复杂、反应条件苛刻、操作单元多、设备密闭不透明的特点，同时化工行业存在有毒、易燃、易爆、高温、高压等不安全因素，且化工生产过程具有朝连续化和大型化方向发展的趋势。因此，为了让在校学生走到工作岗位时，能具备更高的专业技能，适应化工生产实际操作过程的要求，就必须加强化工流程级仿真实训系统建设，让学生在亲自操作和实践中掌握有关化工生产过程的专业技术。

2.2 能满足相关院校加强化工专业实践教学环节的需要

在相关院校中，现有的综合实训场所严重不足、设备装置陈旧、装备台套数少已成为普遍问题，远远不能适应化工专业实践教学环节的要求。虽然很多院校都开设了化工仿真（仅通过软件运行）实训，但是在结合实物与仿真实践方面，尤其与流程级的实物与仿真技术相关的实训非常少。仿真实训能够让培训人员在数周之内获得和在现场工作2～5年相同的经验。基于此，为了满足相关院校加强化工专业实践教学环节的需要，应该大力建设流程级的化工仿真实训系统，以帮助学生形成有利于化工类的大工程观。

3 化工流程级仿真实训系统的建设内容与步骤的实例分析

3.1 案例概况

此煤化工企业位于河南，煤制甲醇的工业生产使本案例的背景，此套煤制甲醇的冷态模拟仿真实训系统是由多家公司和企业共同建成的。此仿真实训系统的具体背景是年产10万吨甲醇生产，建成的这套甲醇生产冷模系统比例约1∶10；同时具备配套的仿真软件即开发煤制甲醇（包括从造气净化、甲醇合成到甲醇精制）软件；建成的中控室与工厂完全类似；实现从开车、生产、停车、故障处理等系列过程的全面真实模拟。此类系统在国内较为少见，因此，为了确保实训项目获得成功，必须仔细调研甲醇工业生产背景，设计完善的生产流程；按照实训系统总体要求，让专家对建设方案进行探讨，最终得到一个科学合理的方案。图1是此工程的包括软件开发、设备加工以及控制系统采购、安装调试的建设流程。

3.2 流程级煤制甲醇仿真实训系统特点

（1）对精密制造的不锈钢煤制甲醇全流程设备、精致的设备框架系统、控制阀门、手动阀门等进行适当比例的缩小，在系统中体现出了实际装置的全部三维空间分布实体概念；（2）将与真实DCS一致的仿真DCS控制系统应用其中，让模拟出的化工生产操作控制模式、方法与环境更加真实；（3）全面培训学生的各方面能力，对实际装置的每个环节达到真实模拟；（4）可将局部可视结构设置在填料塔、板式塔、换热器、流体输送等设备中。

3.3 流程级煤制甲醇实训系统使用建议

流程级煤制甲醇实训系统的建设投入较大，对高校来说是巨大的费用，同时该系统系统流程长、设备众多、培训耗时、国内可借鉴实例少，如何更好的管理该实训系统，更是一个难题。因此，在使用化工流程级仿真实训系统时要做到：针对不同的培训项目制定实训计划，让实训系统更加规范；同时可以结合相关企业，利用对企业职工进行培训，可获得相关经济利益为再次开发实训系统提供支持。

4 改进化工流程级仿真实训系统建设与实践的教学措施

与化工专业仿真实训系统相关的院校，其教学质量对学生创造能力和思维能力、实践能力等有直接的影响。在实际的教学过程中，将重点放在实验室改革上，不断充实仿真教学内容；坚持“理实一体化”，厘清理论知识、单元操作实训、下厂实习与化工仿真实训间的关系，并使其成为有机的整体，让教学获得更大的效果；在教学手段方面，要在提高指导教师业务素质的基础上，对教学手段的完善提出更高的要求；最后同样重要的是要建立一套评价体系，科学合理的对学生的学习效果进行考核。

5 结语

将化工仿真技术应用到化工专业的教学当中去，能使教学水平大大提高，使教学环境得到改善，使学生的专业技能得到质的提升。探讨化工流程级仿真实训系统的建设与实践，是推动相关院校化工专业进一步发展的必要步骤，在实际的教学实践中，要不断寻求新的科学的教学方式，并结合具体案例，让学生深入到化工流程级仿真实训系统中去，获得更好的学习效果。

参考文献：

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[2]田轶，曹榆.化学工程与工艺虚拟仿真综合实训中心建设与实践[J].实验技术与管理，2015（07）.

[3]黄斌，仓理，胡虹.现代化工虚拟教学工厂建设的实践探索[J]. 中国职业技术教育，2010（04）.