新型化工實訓產(chǎn)品的設(shè)計

1、T—ee五面而西1墨互▲義氍以A’共的化rJ‘生產(chǎn)流艉為；籪奉，進行適當?shù)臎]計剪放，雕以仿真船洲軟件，并對設(shè)備fll；ifi‘道進行巧妙的iJt邴結(jié)構(gòu)收造，使’其訓產(chǎn)tlfll1釘單厄操作齊令、T芝技術(shù)咒進、體班觀代化的過徉門動拄；t；lj刪念、尢旭險、尢污染、低能牦、低成奉、投資竹、維擴，尚單等特點。新型化工實訓產(chǎn)品的設(shè)計文l郭霞飛根據(jù)教育部關(guān)于職業(yè)教育的若干意見，各類職業(yè)技術(shù)院校面臨著兩個主要的任務(wù)：第一，將學生培養(yǎng)成合格的技術(shù)工人

2、，滿足現(xiàn)代企業(yè)的需要。由于化工、石化和煉油企業(yè)多，裝置種類繁雜，學生分配的選擇也多，所以要求學生畢業(yè)后的適應(yīng)性比較強。第二，和企業(yè)聯(lián)合，結(jié)合行業(yè)特色，建立中國一流的化工技術(shù)工人崗位培訓基地，滿足企業(yè)員工崗位再培訓的需要。為此，高職、高專、高等院校相關(guān)專業(yè)的教師們一直期待著一種理想的多功能化工系統(tǒng)實訓產(chǎn)品，這種產(chǎn)品能夠兼容多種典型的化工流程，具有工業(yè)級規(guī)模精準的靜態(tài)與動態(tài)特性，危險性最低(甚至沒有危險)，無污染，不消耗物料，消耗最少的能源

3、，投資省、運行和維護費用低等。為達成以上的產(chǎn)品性能，我公司在為國內(nèi)幾十所大學和專業(yè)技術(shù)學校的大型綜合實訓產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)中進行了有益的探索。選擇大型現(xiàn)代化真實的化工廠生產(chǎn)流程為藍本進行實訓產(chǎn)品的設(shè)計剪裁大型現(xiàn)代化的真實生產(chǎn)流程具有單元操作齊全、工藝技術(shù)先進、工藝過程復雜、能體現(xiàn)現(xiàn)代化的過程自動控制理念等?？梢宰寣W生了解先進的主流的工藝技術(shù)；可以幫助學生建立完整的現(xiàn)代化大型化工廠的感性認識；可以培養(yǎng)學員對復雜系統(tǒng)的認知能力，培養(yǎng)學員在處理復

4、雜系統(tǒng)工作中的合作精神98o中闔高軒哉#疊業(yè)201203和協(xié)調(diào)能力，掌握復雜系統(tǒng)的開停車、非正常工況的處理、尤其是在事故狀態(tài)下的緊急處理能力；可以對學員進行各種化工單元的操作訓練；可以讓學生掌握現(xiàn)代化工企業(yè)中普遍使用的DCS操作系統(tǒng)、EPA現(xiàn)場總線技術(shù)等現(xiàn)代化的系統(tǒng)操作控制技術(shù)。當然在設(shè)計實訓產(chǎn)品中也不能照搬工業(yè)流程，對工業(yè)流程的一些細節(jié)有必要進行合理的剪裁和豐富。例如，工廠中為了充分利用系統(tǒng)本身的能量，往往會使用數(shù)量很多的換熱器，而且

5、這蝗換熱器往往都是同樣形式的換熱器，對此在不違反設(shè)計大原則的前提下我們會減少換熱器的總數(shù)，增加換熱器的種類，讓學生盡可能多地認識各種換熱器并掌握它們的操作要領(lǐng)。對檢測儀表的處理方法也是類似，通過這樣的設(shè)計剪裁后，使實訓產(chǎn)品的教學功能大大增強了，同時也不失對原工藝的學習。半實物仿真工廠和仿真軟件相結(jié)合。保證實訓產(chǎn)品的安全、環(huán)保和低成本運行化工廠都具有易燃、易爆、有毒、有害的特點，如果讓學員在有真實物料系統(tǒng)的化工裝置中進行實操訓練，勢必會有

6、火災(zāi)、爆炸、中毒等惡性事故的擔憂，半實物仿真工廠和仿真軟件的引入使實訓產(chǎn)品從根本上解決了此類隱憂。萬方數(shù)據(jù)Technology飛雹再平A文幣以1實(10化LI生產(chǎn)!l11).J始午，進行j芷勻的設(shè)計剪裁，內(nèi)l:以仿且J汗iJiI軟件，并對設(shè)備和|竹i且i莊村巧協(xié)的[1才~i~t8向儀邊電1史實iJill占:Ift“l(fā)1f單Jl性作齊全、工藝技術(shù)jUJl、1本f見圳代化的j立押tldJr!t，I]JI!!念、元也!:.t:、尤~l~、低能

7、花、flU點半i、投資r)、維護fl~J:在等特點新型化工實訓產(chǎn)品的設(shè)計文|郭霞飛根據(jù)教育部關(guān)于職業(yè)教育的若干意見，和協(xié)調(diào)能力，掌握復雜系統(tǒng)的開停車、非正各類職業(yè)技術(shù)院校面臨著兩個主要的任務(wù):常工況的處理、尤其是在事故狀態(tài)下的緊急第一，將學生培養(yǎng)成合格的技術(shù)工人，滿足處理能力可以對學員進行各種化工單元的現(xiàn)代企業(yè)的需要。由于化工、石化和煉袖企操作訓練可以讓學生掌握現(xiàn)代化工企業(yè)中業(yè)多，裝置種類繁雜，學生分配的選擇也普遍使用的DCS操作系統(tǒng)、

8、EPA現(xiàn)場總線技多，所以要求學生畢業(yè)后的適應(yīng)性比較強。術(shù)等現(xiàn)代化的系統(tǒng)操作控制技術(shù)。第二，和企業(yè)聯(lián)合，結(jié)合行業(yè)特色，建立中當然在設(shè)計實訓產(chǎn)品中也不能照搬工業(yè)國→流的化工技術(shù)工人崗位培訓基地，滿足流程，對工業(yè)流程的一些細節(jié)有必要進行合企業(yè)員工崗位再培訓的需要。為此，高職、理的剪裁和豐富。例如，工廠中為了充分利高專、高等院校相關(guān)專業(yè)的教師們一直期待用系統(tǒng)本身的能量，往往會使用數(shù)量很多的著，種理想的多功能化工系統(tǒng)賣訓產(chǎn)品，這換熱器，而且這些換

9、熱器往往都是同樣形式種產(chǎn)品能夠兼容多種典型的化工流程，具有的換熱器，對此在不違反設(shè)計大原則的前提工業(yè)級規(guī)模精準的靜態(tài)與動態(tài)特性，危險性最下我們會減少換熱器的總數(shù)，增加換熱器的低(甚至沒合危險)，無污染，不泊運物料，種類，讓學生盡可能多地認識各種換熱器并消耗最少的能源，投資省、運行和維護費用低掌握它們的操作要領(lǐng)。對檢測l儀表的處理方等。為達成以上的產(chǎn)品性能，我公司在為國內(nèi)幾十所大學和專業(yè)技術(shù)學校的大型綜合實訓產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)中進行了有益的探

10、索回選擇大型現(xiàn)代化真實的化工廠生產(chǎn)流程為藍本進行實訓產(chǎn)品的設(shè)計剪裁大型現(xiàn)代化的真實生產(chǎn)流程具有單元操作齊全、士藝技術(shù)先進、工藝過程復雜、能休現(xiàn)現(xiàn)代化的過程自動控制理念等?？梢宰寣W生了解先進的主流的工藝技術(shù)可以幫助學生建立完整的現(xiàn)代化大型化工廠的感性認識，可以培養(yǎng)學員對復雜系統(tǒng)的認知能力，培養(yǎng)學員在處理復雜系統(tǒng)工作中的合作精沖“。中唱晶街戰(zhàn)機業(yè)201203法也是類似，通過這樣的設(shè)計剪裁后，使實訓產(chǎn)品的教擎功能大大增強了，同時也不失對原士藝

11、的學習。半實物仿童工廠和仿真軟件相結(jié)合，保證實訓產(chǎn)品的安全、環(huán)保和低成本應(yīng)行化工廠都具有易燃、易爆、手王毒、有害的特點，如果讓學員在有真實物料系統(tǒng)的化士裝置中進行實操訓練，勢必會有火災(zāi)、爆炸、中毒等惡性事故的擔憂，半實物仿真工廠和仿真軟件的引人使實訓產(chǎn)品從根本上解決了此類隱憂。半實物仿真工廠的設(shè)備與真實設(shè)備在外形上是一致的，設(shè)備尺寸一般按10：1縮微，這樣既可以幫助學生實現(xiàn)對現(xiàn)場裝置的幾何空間概念的把握和對操作設(shè)備和部件的操作力度、動態(tài)

12、時機的把握，保證實訓的教學功能，又使仿真工廠的有效占地比較經(jīng)濟合理，一次性硬件投資不會太大。半實物仿真工廠選擇水代替液體物料，用空氣代替氣體物料，用石英砂代替固體物料，這些替代物料在運行過程中性能穩(wěn)定，水和石英砂還可以循環(huán)使用，物料安全穩(wěn)定并且低成本。仿真軟件可以模擬真實的化工過程，再現(xiàn)過程數(shù)據(jù)，可以實訓現(xiàn)場操作和中控室DCS控制，操作信號將實時進人仿真軟件系統(tǒng)，仿真軟件經(jīng)過復雜的數(shù)學計算，得出新狀態(tài)下的溫度、壓力或流量、液位等系統(tǒng)參數(shù)

13、值。仿真軟件還可以借助于復雜的附加控制系統(tǒng)和流程系統(tǒng)實現(xiàn)多種物理化學現(xiàn)象和事故現(xiàn)象的模擬再現(xiàn)?？梢栽谟邢薜慕虒W時空內(nèi)實現(xiàn)更火的教學功能。精巧的內(nèi)縮結(jié)構(gòu)。極大地節(jié)約實訓運行成本?？s短操作響應(yīng)時間半實物仿真工廠的設(shè)備尺寸根據(jù)實際設(shè)備的尺寸按10：l的比例作縮微處理的，縮小后的設(shè)備外形能滿足規(guī)?；?、工業(yè)級的感官要求，但是在實際使用過程中縮小后的設(shè)備仍然覺得尺寸太大，操作響應(yīng)時間太長，使用的替代物料投入量也嫌過多，為了克服這些缺點又不影響外觀尺

14、寸，我們在設(shè)計中采取了精巧的內(nèi)縮結(jié)構(gòu)，例如，管道和儲槽的內(nèi)縮結(jié)構(gòu)如圖l所示：叫管道內(nèi)縮結(jié)構(gòu)儲糟內(nèi)縮結(jié)構(gòu)圖1替代物料在管道的內(nèi)管中流動，到儲槽的有效容積內(nèi)儲存，采用了這樣的內(nèi)縮結(jié)構(gòu)后，替代物料的用量大大減少了，而且操作響應(yīng)時間也縮短了很多。有利于提高仿真操作培訓的效率。其他類管道的設(shè)備可以采取類似管道內(nèi)縮結(jié)構(gòu)設(shè)計，類儲槽的設(shè)備采取儲槽內(nèi)縮結(jié)構(gòu)設(shè)計。動設(shè)備半真運行。降低動設(shè)備的運行和維護成本動設(shè)備半真運行概念有兩個層次：第一，動設(shè)備電機是真

15、實運行的，但是通過對動設(shè)備進行適當改造，使動設(shè)備的始終處于零負荷狀態(tài)運行。第二，動設(shè)備只是一個模型，在DCS界面上顯示其運行狀態(tài)，現(xiàn)場配有模擬聲音，營造動設(shè)備運行的環(huán)境聲音效果。由于儲槽、類儲槽、管道、類管道都采取了內(nèi)縮結(jié)構(gòu)，增壓泵的需求量大大減少了，現(xiàn)場的許多化工用泵可以不投用，為了取得最佳的仿真效果，最大限度地降低仿真工廠的運行和維護成本，在設(shè)計中采取了動設(shè)備半真運行的設(shè)計手段，實踐結(jié)果表明能收到預期的效果。多種設(shè)計方法應(yīng)用于半實物

16、仿真工廠的設(shè)計開發(fā)，使仿真工廠具有工業(yè)級的尺寸感官效果，真實的三維空間位置，真實的操作力度，實現(xiàn)了集多種教學和實訓功能于一身、全工況可操作、無需真實物料投入、沒有產(chǎn)物和副產(chǎn)物、維修簡單、節(jié)能、安全、環(huán)保投資省見效快的優(yōu)點。到目前為止我公司已經(jīng)成功開發(fā)了煤制合成氨、煤制甲醇、合成尿素、石油常減壓催化裂化和硅酸鹽水泥生產(chǎn)等大型的現(xiàn)代化半實物仿真工廠。0(作者供職于浙江中控科教儀器設(shè)備有限公司)參考文麓：【1J教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教

17、學質(zhì)量的若干意見【G]教高f2006]116號，2006擔]吳重光夏迎春，納永良。張衛(wèi)華莪國石油化工仿真技術(shù)20年戚就與發(fā)展[J】系統(tǒng)仿真學報200921【11)，lL2012030中闔高新拄術(shù)企業(yè)99萬方數(shù)據(jù)半實物仿真工廠的設(shè)備與真實設(shè)備在外形上是→致的，設(shè)備尺寸一般按10:1縮微，這樣既可以幫助學生實現(xiàn)對現(xiàn)場裝置的幾何空間概念的把握和對操作設(shè)備和部件的操作力度、動態(tài)時機的把握，保證實訓的教學功能，又使仿真工廠的有效占地比較經(jīng)濟合理，

18、一次性硬件投資不會太大。半實物仿真工廠選擇水代替液休物料，用空氣代替氣體物料.用石英!i:t代替固體物料，這些替代物料在運行過程中性能穩(wěn)定，水和石英砂還可以循環(huán)使用，物料安全.穩(wěn)定并且低成本。仿真軟件可以模擬真實的化工過程，再現(xiàn)過程數(shù)據(jù)，可以實訓現(xiàn)場操作和中控室DCS控制，操作信號將實時進入仿真軟件系統(tǒng)，仿真軟件經(jīng)過復雜的數(shù)學計算，得出新狀態(tài)下的溫度、壓力或流量、液位等系統(tǒng)參數(shù)值。仿真軟件還可以借助于復雜的附加控制系統(tǒng)和流程系統(tǒng)實現(xiàn)多種

19、物理化學現(xiàn)象和事故現(xiàn)象的模擬再現(xiàn)。可以在有限的教學時空內(nèi)實現(xiàn)更大的教學功能。精巧的內(nèi)縮結(jié)構(gòu)，極大地節(jié)約實JlI運行成本，縮短操作晌應(yīng)時間半實物仿真工廠的設(shè)備尺寸根據(jù)實際設(shè)備的尺寸按10:1的比例作縮微處理的，縮小后的設(shè)備外形能滿足規(guī)模化、工業(yè)級的感官要求，但是在實際使用過程中縮小后的設(shè)備仍然覺得尺寸太大，操作響應(yīng)時間太長，使用的替代物料投入量也嫌過多，為了克服這些缺點又不影響外觀尺寸，我們在設(shè)計中采取了精巧的內(nèi)縮結(jié)構(gòu)，例如，管道和儲槽的

20、內(nèi)縮結(jié)構(gòu)在日圖l所示:內(nèi)外管道內(nèi)結(jié)結(jié)掏圖才替代物料在管道的內(nèi)管中流動，到儲槽的有效容積內(nèi)儲存，采用了這樣的內(nèi)縮結(jié)構(gòu)后，替代物料的用量大大減少了，而且操作響應(yīng)時間也縮短了很多。有利于提高仿真操作培訓iI的效率。其他類管道的設(shè)備可以采取類似管道內(nèi)縮結(jié)構(gòu)設(shè)計，類儲槽的設(shè)備采取儲槽內(nèi)縮結(jié)構(gòu)設(shè)計。動設(shè)備半真運行，降低動設(shè)備的運行和維護成本動設(shè)備半真運行概念有兩個層次:第一，動設(shè)備電機是真實運行的，B.是通過對動設(shè)備進行適當改造，~變動設(shè)備的始終處

21、于零負荷狀態(tài)運行。第二，動設(shè)備只是→個模型，在DCS界面上顯示其運行狀態(tài)，現(xiàn)場自己有模擬聲音，營造動設(shè)備運行的環(huán)境聲音效果。由于儲槽、類儲槽‘管道、類管道都采取了內(nèi)縮結(jié)構(gòu)，增壓泵的需求量大大減少了，現(xiàn)場的許多化工用泵可以不投用，為了取得最佳的仿真效果，最大限度地降低仿真工廠的運行和維護成本，在設(shè)計中采取了動設(shè)備半真運行的設(shè)計手段，實踐結(jié)果表明能收到預期的效果。多種設(shè)計方證應(yīng)用于半實物仿真工廠的設(shè)計開發(fā)，使仿真工廠具有工業(yè)級的尺寸感官效果

22、，真實的三維空間位置，真賣的操作力度，實現(xiàn)了集多種教學和實訓功能于一身、全工況可操作、無需真實物料投入、沒有產(chǎn)物和副產(chǎn)物、維修簡單、節(jié)能.安全、環(huán)保.投資省、見效快的優(yōu)點。到目前為止我公司已經(jīng)成功開發(fā)了煤制合成氨、煤制甲醇、合成尿素、石抽常減壓催化裂化和硅酸鹽水泥生產(chǎn)等大理的現(xiàn)代化半實物仿真工ro“(作者供職于浙江中控科教儀器設(shè)備有限公司)參考支醺z川教商部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見[G]教高[2嘆陌]116號，2臼J6