摘要:從高職院?;し抡鎸嵱柶脚_建設的必要性入手,論述了該平臺建設的具體內容以及當前化工仿真平臺建設中存在的問題并提出了具體建議。
關鍵詞:高職院校;化工專業;仿真實訓平臺
隨著科學技術的不斷進步,計算機DCS控制生產過程的工業自動化程度不斷提高,化工生產行業從以前的主要依靠工人現場操作為主向計算機DCS控制生產過程轉變。DCS(Distributed Control System,集散控制系統)是利用微型計算機或微處理器技術對生產過程實現集中管理和分散控制的系統的代名詞?;し抡鍰CS操作培訓系統是以計算機為手段,通過建立石化工業過程的動態數學模型,并在以計算機為基礎的專用硬件環境下,再現具有真實裝置系統特性的軟、硬件產品。將DCS與化工生產線有機融合,可以實現對過程參數的精確控制與調節,從而提高產品質量,節約人力、物力,同時減少現場操作的危險性,大幅度提高經濟效益,與單純的人工操作相比,其優越性是不言而喻的。能夠熟練進行DCS操作又具有化工專業知識的人才必將受到化工行業企業的青睞。高職院?;I學生掌握計算機控制生產過程的技能尤為重要。建設一個良好的化工仿真實訓平臺,可以為學生提供一個很好的技能培訓平臺,為他們今后走上工作崗位直接從事化工工藝DCS操作控制工作打下良好的基礎。
化工仿真實訓平臺建設的必要性
可節省實訓開支,避免接觸有毒有害藥品化工實訓需要大量的藥品試劑,有些藥品試劑價格非常昂貴,而且很多藥品試劑被國家列入危險品或者禁止生產購買的條目當中,缺少這些藥品就會嚴重影響到實驗教學的進行。在工業上,石油化工生產的特點是原料、介質、產品等均易燃、易爆,且有毒、有腐蝕性,一線生產過程復雜化、連續性程度高,隨時隨處都有安全隱患存在。仿真實訓不僅克服了安全隱患,還可以節省設備運行費、物料能損耗費、學生實習經費等大量開支。
能增強學生學習的主動性,提高教學效果常規的實驗課程對實驗裝置的結構、實驗原理的講解都是在黑板上進行的,不夠形象、直觀。而在仿真實驗軟件上,學生可以利用計算機對各單元操作的裝置及產品生產的設備進行不同的仿真操作,產生與實際使用化工實驗裝置進行現場操作實驗相同的結果,同樣可以達到真實實驗的效果。豐富、生動的語音和動畫效果十分逼真地模擬各種現場操作,實物感強,非常直觀,顯著提高了教學效果,增強了學生學習的主動性。仿真技術在實踐教學中大大彌補了傳統教學的不足。通過仿真教學,可以使學生不進工廠就能了解化工生產裝置實際的生產和操作過程,完成對生產裝置實際操作的培訓,鞏固所學知識,鍛煉獨立工作能力,以實現理論與實踐的統一,提高教學質量。
仿真操作安全在工業生產中,一個很小的操作失誤就有可能造成巨大的安全事故。所以在實訓或者生產實習中,學生往往心理壓力很大。學生雖然對石油化工生產的特點有一定的了解,但對具體的生產過程存在的安全問題了解不多,進入現場學習實踐就不可避免地面臨操作失誤問題,這可能使學生畏首畏尾,實訓效果降低。仿真實訓系統為學生提供了一個良好的、安全的實訓平臺,進行仿真實訓完全沒有心理負擔,即使操作錯誤,也可及時更正并汲取教訓,不會造成嚴重后果。
可實現畢業生的“零距離”就業目前,大多數化工企業的生產是由計算機DCS控制生產過程。以往,學生畢業到工作崗位上后對計算機DCS控制生產過程比較陌生,必須接受嚴格的培訓后才能上崗。而化工仿真實訓平臺的建立和仿真課程的開設,極大地提高了學生由手工操作到計算機控制生產過程操作的能力,學生進入企業后可直接在計算機控制生產崗位工作,受到了企業的廣泛好評。
與全國石油化工技能大賽相接軌全國石油與化工職業院校學生化工技能大賽是2004年由中國化工教育協會、化學工業職業技能鑒定指導中心、教育部高等學校高職高專化工技術類專業教學指導委員會、全國化工高等職業教育教學指導委員會、全國化工中等職業教育教學指導委員會發起的,在全國石油與化工職業院校開展的學生技能競賽,屬于國家二級賽事,也是面向全國石油與化工職業院校大學生的科技活動。目的是鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動,培養學生創新能力、協作精神,增強學生職業能力,提高學生綜合素質,進而推動全國石油與化工職業院校加快專業改革建設。其中仿真操作為大賽競賽項目之一,因此將仿真實訓平臺建設好,既可用于教學,又可用于全國化工大賽選拔培訓工作。
為技能考證提供了良好的測試項目高職院校學生畢業后必須取得“雙證書”,即畢業證和技能證。所以,在校期間對學生開展職業技能鑒定是很重要的一個環節,而技能鑒定的主要部分就是動手操作能力,也就是實訓環節。將仿真操作作為技能鑒定的一部分,利用化工仿真實訓平臺對學生應用DCS控制生產過程的能力加以培訓,可以提高學生整體操作水平。
化工仿真實訓平臺建設內容
計算機硬件及配套設施建設計算機硬件及配套設施是仿真實訓平臺的基礎。仿真實訓是基于計算機硬件進行的,因此仿真實訓室首先應建設好硬件設施,包括教師機、學生機、局域網交換機、投影儀等,具體要求應根據仿真軟件需要進行合理配置。操作系統也應根據仿真軟件要求進行合理配置,例如,某公司的仿真產品只能在Windows2000系統上才能運行,而2007年的產品既可以在Windows2000系統上運行,也可以在WindowsXP系統上運行。仿真實訓室局域網線路和電路線的布置也非常重要。目前,大多數仿真軟件都帶有“加密狗”,“加密狗”必須先在網絡上激活,然后接在教師站上,學生機仿真軟件通過局域網在教師站上獲取加密碼后激活成功才 可進行操作。因此,仿真實訓室必須與網絡鏈接,并且整個局域網可聯通??紤]到學生首次接觸仿真軟件,對整個操作流程及布局不了解,這就要求仿真實訓室必須配有投影儀,以便仿真實訓指導教師能夠用投影儀對仿真軟件及操作進行演示。
化工仿真軟件建設仿真軟件是仿真實訓平臺建設的核心內容。目前,國內高職院校用的比較多的是某公司的仿真產品,涉及化工行業、石油行業、制藥行業、環境行業等諸多行業的仿真產品。武漢軟件工程職業學院環境與生化工程系從2004年開始使用該公司的仿真實訓軟件,先后購置了化工原理實驗仿真軟件、化工單元操作仿真軟件、青霉素發酵生產工藝仿真軟件、啤酒生產工藝仿真軟件、乙醛氧化制乙酸工藝仿真軟件、儀器分析2.0仿真軟件,該公司還贈送了大型合成氨工藝仿真軟件系統試用版。目前,中國石油、中國石化等大型企業,以及每年一屆的全國化工技能大賽仿真項目比賽均使用該公司的仿真產品,同時該公司給予大賽技術支持和保障。高職院校可根據專業情況來選擇相應的仿真軟件產品用于仿真實訓教學。仿真軟件一般都有兩部分內容:一部分是系統文件,主要包含了軟件運行需要的補丁、輔助軟件等;另一部分是產品文件,也就是仿真軟件產品。
仿真實訓師資隊伍建設仿真實訓指導教師隊伍的建設是仿真實訓教學順利進行的有力保障。化工仿真平臺的建設必須有一只強有力的仿真實訓指導教師隊伍,指導教師應熟悉每個仿真軟件操作原理,并能夠熟練地對每個仿真軟件進行操作。學生進行仿真實訓的過程中涉及操作上的問題,指導教師能夠及時解決并加以指導。軟件開發公司會定期組織培訓,例如,武漢軟件工程職業學院購買了某公司仿真軟件產品,該公司每年都會定期組織現場或網上培訓,環境與生化工程系將會按情況選拔教師參加相應的培訓,指導教師在不斷的學習中,自身的業務能力也不斷提高,逐漸地環境與生化工程系建立起了一只良好的仿真實訓指導教師隊伍。
化工仿真實訓平臺建設存在的問題及建議
缺少既懂計算機軟硬件維護又懂專業知識維護的人員目前,許多高職院校都可以建立仿真實訓室,購買到適合專業的仿真實訓軟件,但是缺少既懂計算機軟硬件維護又懂專業知識維護人員。仿真實訓室建立之后需要有既懂計算機軟件硬件維護、局域網知識,又懂化工專業知識的維護人員,對平常的硬件、軟件系統進行維護。例如,出現仿真軟件在教師站可以激活但是在學生機上不能激活的問題,這就要懂得局域網建立和維護方面的知識和軟件激活方面的知識。建議各院校重點培養一部分仿真實訓室維護人員,適當的時候可選送維護人員進修計算機專業和化工專業方面的知識,以便為今后的仿真實訓教學的順利進行打下堅實基礎。
仿真軟件產品更新過快科技在不斷進步,軟件更新速度不斷加快。各專業大型仿真軟件幾乎每年都有更新。例如,化工單元操作仿真軟件從2004版開始,先后有2006版、2007版,每一個新版本都比前一個版本產品的內容更完善。為此,需要指導仿真實訓的教師快速了解并掌握最新的軟件產品的內容,以便更好地指導學生進行學習。建議仿真實訓指導教師定期上網查詢產品更新信息,以便及時更新軟件。
仿真軟件中存在部分漏洞仿真軟件并不是完美無缺,其中必有一些不足之處,這也是各仿真軟件產品每年都需要更新的原因之一。例如,在某些仿真軟件中,若不按正確操作順序開啟各閥門,把物料加到了預定的液位,也一樣會得滿分。建議教師若在仿真實訓中發現漏洞,要及時與軟件公司進行溝通,以便在進行下一代產品開發時能將漏洞修繕。
完善和健全化工仿真實訓平臺建設,
培養實用型高技能化工人才
目前,許多高職院校都在進行人才培養水平或示范性職業技術學院評估,每年一屆的石油與化工職業院校技能大賽也在同步進行著,這些都極大地推動了化工實訓平臺的建設和管理。學生不必走出校門,在仿真實訓室中就能夠接觸到先進的計算機控制化工生產過程技術,化工仿真實訓平臺的建設為學生提供了一個良好的學習新知識、新技能的條件。鑒于計算機DCS控制生產過程在現代化工行業中的重要地位,高職院校應將化工仿真實訓平臺建設的工作充分重視起來,建立完善的高標準的仿真實訓平臺,并與技能鑒定和競賽相接軌,提高高職院校自身競爭力。高職教育在不斷發展,實習實訓基地建設也需要不斷改革和創新,加強化工仿真實訓平臺建設是培養化工應用型技術人才的重要途徑。
參考文獻:
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作者簡介:
宿高明(1987—),男,山東臨沂人,武漢軟件工程職業學院環境與化學工程系技師,研究方向為實習實訓基地建設與管理。