高職仿真技能在化工企業生產中的實踐*

宿高明 張桃先 洪 亮

（武漢軟件工程職業學院 湖北 武漢 430205）

高職仿真技能在化工企業生產中的實踐*

宿高明 張桃先 洪 亮

（武漢軟件工程職業學院 湖北 武漢 430205）

DCS（分散控制系統）操作在現代化工企業生產中具有重要應用，探討學生在學校獲得仿真操作技能的不同途徑及其在化工企業生產中的實踐運用，有助于高職教育與實際生產相接軌，培養實用型高技能化工人才。

高職；仿真技能；化工企業；生產；實踐

隨著科技的進步，化工生產逐步向集中化、復雜化、連續化的方向發展，化工生產行業從以前的依靠工人現場操作開始向計算機DCS控制生產過程轉變。將DCS操作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。能夠熟練操作DCS，又具有化工專業知識的人必將受到化工生產行業的青睞。由此看來，高職院校化工專業學生掌握計算機控制生產過程的技能尤為重要。化工仿真技術的發展為高職實踐教學提供了廣闊的空間，化工仿真可使學生得到非常逼真的操作環境；可安全地糾正學生的錯誤，提高學生的安全意識；可針對實際情況引導學生思考、分析及解決問題等。良好的化工仿真技能培養平臺，可以給學生提供一個很好的技能培訓平臺，為其今后走上工作崗位直接從事工藝DCS操作打下良好的基礎。

DCS技術應用于現代化工生產的優勢

DCS控制生產可避免工人接觸有毒有害物料 化工生產使用的原料、半成品和成品種類繁多，有毒物質大量普遍地存在于生產過程之中，絕大部分是易燃、易爆、有毒害、有腐蝕的危險化學品，其種類之多，數量之大，范圍之廣，超過其他任何行業。許多原料和產品本身即為有毒物質，在生產過程中添加的一些化學物質也多屬有毒，在生產過程中因化學反應又會生成一些新的有毒物質。在原材料、燃料、中間產品及成品的貯存和運輸過程中，長時間接觸這些有毒有害物質，會造成急性中毒，即便是在低濃度（劑量）的條件下，隨著時間的增長，也會因多種有害因素對人體的聯合作用影響到職工的身體健康，導致各種職業性疾病的發生。DCS控制生產可以避免工人直接接觸有毒有害物料，生產過程中的加料、出料、反應都是在密閉的控制室中用DCS控制進行的，這樣就為工人的人身安全提供了有利的保障。

DCS控制生產可避免接觸易燃易爆物質，改善生產條件 現代化工生產具有高度自動化、復雜化、連續化及集成化的特點，加上化工企業產品易燃、易爆的危險性極大，隨時隨處都有安全隱患存在，因此較其他工業部門有更大的危險性。在生產操作環境和施工作業場所還有一些有害因素，如工業噪聲、高溫、粉塵、射線等，尤其是在生產過程中，工藝操作條件苛刻，如高溫、深冷、高壓、真空等，許多產品的加熱溫度都達到或超過了物質的自燃點，一旦操作失誤或因設備失修，極易發生火災爆炸事故。而掌握了DCS操作技術，只要在密閉的控制室內用鼠標就可以直接控制生產，對工人的身心健康起到了很好的保護作用。

DCS控制生產可減少人力物力成本的投入 采用DCS控制生產可以降低人力成本，以前的設備所有操作都需要工人手工完成，一個反應設備需要十幾個工人同時操作才能夠進行生產，而且工人要時刻守候在設備旁邊，以便調節物料或反應條件。運用DCS控制生產，只需要一個人就可以完成幾個人的工作，加料、反應、出料、各項生產參數的控制都可以由一個人在計算機上進行控制和調節，可以明顯降低單位產品的建設投資和生產成本，提高勞動生產能力，降低能耗，還可以節省設備運行費、物料損耗費等大量經費開支。

DCS控制生產可提高生產效率及產量 化工生產已經從過去落后的手工操作、間斷生產轉變為高度自動化、連續化生產，生產設備已由敞開式變為密閉式，生產裝置已從室內走向露天，生產操作已由分散控制變為集中控制、人工手動操作變為DCS控制生產操作。其生產具有高度的連續性，不分晝夜，不分節假日，可以長周期連續倒班作業，產品的生產周期通常從一周到一年不等，以往工人手工操作進行生產需要進行倒班，在所難免地會出現這樣或那樣的問題，進而影響正常的生產進度，DCS技術控制生產后，設備可以無限期地進行運轉，這樣就可以提高生產效率及產品產量。

高職化工專業學生仿真技能獲得途徑

仿真專業綜合實訓可打下堅實基礎 學生可以利用計算機對各單元操作的裝置及產品生產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。另外，仿真軟件可提供快門設定、工況凍結、時鐘設定、成績評定、趨勢記錄、報警記錄、參數設定等特殊功能，便于教師實施各種新的教學與培訓方法。仿真實習軟件中的自動評價功能還能對學生掌握知識的水平隨時進行測評。

化工單元操作實訓可實現在線仿真 化工單元操作實訓是進行系統化DCS控制單元實際操作訓練，是在校內實訓室中進行精餾、吸收等典型化工單元裝置的實訓項目。化工單元操作實訓裝置是實際生產裝置的縮影，裝置與DCS在線控制配套，建有DCS在線檢測控制系統，學生在單元實訓中可以運用在仿真訓練中學習到的操作技能控制化工單元操作裝置。化工仿真與單元操作實訓可以穿插進行，學生人人可以有親自動手操作的機會，而且先仿真、后實踐可大大提高DCS操作的熟練程度和對工藝條件的控制能力。

專業技能考證可提供良好的技能訓練平臺 隨著經濟結構和產業結構的調整，技能型人才越來越受到社會的青睞。在職業資格考核培訓中，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的計算機DCS控制生產過程的能力加以培訓，讓學生充分掌握計算機DCS的操作，利用化工仿真技能鑒定軟件，針對化工生產裝置進行強化訓練，可以使學生真正達到職業標準的能力要求，提高學生的職業素質。

全國化工技能大賽可使仿真技能得到提升 全國化工技能大賽是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，其目的在于鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，培養學生的創新能力及協作精神，增強學生的職業能力，提高學生的綜合素質，進而推動全國石油與化工職業院校加快專業改革建設。其中化工仿真操作是大賽的競賽項目之一，通過大賽的培訓與選拔，可以對學生學習仿真操作技能產生一定的督促作用。

化工生產企業實習可實現現場操作學習 化工專業的認識實習、生產實習、定崗實習等都能夠接觸到化工實際生產的DCS控制室，這樣通過現場控制的生產實習，可與在學校的化工仿真專業實訓相結合，使學生了解實際的生產裝置、生產工藝、生產條件，親自動手操作生產過程，可為學生進行真實職業環境下的定崗或隨崗實踐打下基礎，從而使學生完成仿真技能向DCS操作生產技能的轉變。

仿真技能實踐在化工企業生產中的作用

可增強學生的崗位操作能力 大多數化工企業的生產是由計算機DCS控制生產過程，學生畢業后到工作崗位上往往對計算機DCS控制生產過程比較陌生，必須接受嚴格的培訓后方能上崗。在學校開設仿真實訓課程，可極大地提高學生由手工操作到計算機控制生產操作的能力，進入企業后無需進行崗位培訓，就可以直接在計算機上控制生產崗位工作，增強崗位操作能力。

可增強學生的崗位適應能力 學生在仿真過程中可深刻體驗所學設備的結構、性能、作用等，以達到對所學設備的駕馭和掌握，達到對常見化工設備胸有成竹的熟悉程度，并能舉一反三，提升學生繼續學習和就業的自信心。這種自信和技能能夠形成強大的動力，促使學生更好地適應崗位工作。

可增強學生的崗位控制能力 學生在企業上崗之后，可以根據生產需要通過DCS操作調節生產的工藝條件及其各類參數，還可以根據所學的仿真知識自行設計試驗不同的開車、停車方案，試驗復雜的控制方案及優化的操作方案等，掌握利用物料衡算、能量衡算的方法對工業過程進行評估與優化的能力。

可增強學生的崗位應變能力 仿真軟件中可以設定各種故障、極限運行狀態等，以此增加學生排除故障的練習機會，鍛煉學生處理復雜問題的能力和識別事故、排除事故的能力，從而提高學生的分析能力和在復雜情況下的決策能力。仿真操作實訓涉及單元操作生產的所有事故，學生可以學會應對并處理生產中各類事故的方法，以便使損失降低到最小限度。

與化工企業實際生產接軌，培養實用型高技能化工人才

搭建仿真與實操有機結合的化工實訓平臺 學校中的仿真實訓畢竟與企業實際生產的DCS有所區別，同時仿真技能培訓本身也存在一些局限性，缺乏現場感，無法產生真實的臨境感受，由此可見，仿真操作不能完全代替實操。在培養學生技能的同時要注意仿真與實操的有機結合，仿真訓練與真實操練的有機結合，既可為學院節省辦學成本，又可提高學生職業能力訓練的有效性。

突出各類實習中的DCS操作環節 在學生的各類校外企業實習中，一定要突出實習中的DCS操作環節，爭取每次實習都能夠進入企業的DCS控制室進行觀摩學習，并要與學校中的仿真操作及化工單元操作的不同加以比較，從而完成由仿真向真實的轉變。

引進企業“生產級”仿真培訓師資隊伍 培養DCS技能人才的關鍵在于要有一支理論知識扎實、實踐經驗豐富的教師隊伍，學校要盡量在企業中引進一線“生產級”的專業人員到學校開展仿真教學，要定期派教師進行下廠鍛煉、定崗實習，讓教師深入到生產一線，了解企業的最新生產工藝，以此有針對性地指導學生進行仿真訓練，讓學生看得懂，學得會，用得明白，這樣才能真正提高化工仿真訓練的教學質量。仿真實訓指導教師隊伍的建設是學生掌握DCS操作技能的有力保障。

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，高職院校應將培養化工專業學生的DCS操作技能充分重視起來，建立完善的、高標準的仿真實訓基地，引進企業一線師資力量，并與技能鑒定和全國競賽接軌，為企業培養出更多的現代化DCS控制生產高技能人才。

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G712

A

1672-5727（2010）10-0028-02

*本文系2009年武漢市屬高校科研立項課題《武漢1+8城市圈化工類企業現狀調研》（課題編號：161）的研究成果之一

宿高明（1987—），男，山東臨沂人，技師，武漢軟件工程職業學院環境與生化工程系實習實訓教研室主任，中國化工學會會員，研究方向為高職化工實習實訓基地建設與管理。

張桃先（1961—），女，湖北黃岡人，武漢軟件工程職業學院副教授，環境與生化工程系基礎化學教研室主任，研究方向為高職高專課程教學方法、課程設置及化學工程等。

洪亮（1968—），男，湖北麻城人，武漢軟件工程職業學院副教授，環境與生化工程系主任，研究方向為精細化工專業教學及現代高職教學規律。