化工儀表及自動(dòng)化實(shí)踐教學(xué)改革

徐雪麗 楊艷菊 宋偉 李津

【摘 要】為提高學(xué)生工程能力，培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才，對(duì)化工儀表自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行教學(xué)改革，使學(xué)生了解現(xiàn)代化工廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)調(diào)控工藝控制系統(tǒng)、實(shí)際操作調(diào)節(jié)自動(dòng)控制裝置，提高了學(xué)生的工程能力、動(dòng)手能力，促進(jìn)學(xué)生與現(xiàn)代化企業(yè)的對(duì)接。

【關(guān)鍵詞】化工儀表及自動(dòng)化；教學(xué)改革；實(shí)踐

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2019）05-0124-01

Experimental Teaching Reform on Chemical Instrument and Automation

XU Xue-li， YANG Yan-ju， SONG Wei， LI Jin

（ School of Biological and Chemical Engineering，Nanyang Institute Technology， HENAN nanyang 473004 ）

【Abstract】To improve students' engineering ability， training applied undergraduate talents， the teaching reform of chemical instrument automation experiment course is carried out， so that students can understand the automatic control system of modern chemical factory and the process control system of experiment control. The practical operation adjusts the automatic control device， improves the students' engineering ability and hands-on ability， promotes the docking between the students and the modern chemical factory.

【Key words】chemical instrument and automation；teaching reform；practice

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，現(xiàn)代化工企業(yè)的自動(dòng)化水平也越來(lái)越高。這就需要工藝人員掌握化工儀表及自動(dòng)化的相關(guān)內(nèi)容，也就是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的測(cè)量與變送裝置、控制儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及自動(dòng)控制方案具有一定的了解，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行調(diào)控。對(duì)于化工專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，就需要在校期間學(xué)習(xí)好化工儀表及自動(dòng)化這門(mén)課的內(nèi)容，從而為走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

對(duì)于應(yīng)用型本科高校而言，化工專(zhuān)業(yè)的學(xué)生應(yīng)能夠通過(guò)化工儀表自動(dòng)化課程的學(xué)習(xí)，比較全面地掌握工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成、功能；了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式和參數(shù)調(diào)整范圍；具有初步設(shè)計(jì)、調(diào)試化工自動(dòng)化系統(tǒng)的能力；對(duì)工業(yè)常用的自動(dòng)化儀表的選型和使用有初步的了解。

這就需要化工儀表自動(dòng)化課程的講授不能僅僅局限于理論課程的學(xué)習(xí)，還需要輔助化工儀表自動(dòng)化的實(shí)踐教學(xué)。在實(shí)踐教學(xué)中使學(xué)生掌握不同工藝過(guò)程中使用到的檢測(cè)儀表及傳感器的構(gòu)成和過(guò)程控制的常見(jiàn)手段。如何對(duì)化學(xué)工業(yè)中常見(jiàn)的溫度、壓力、流量、物位等工藝變量選擇相應(yīng)的控制方式進(jìn)行測(cè)量、指示和控制，如何克服干擾的影響保證工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程正常運(yùn)行。通過(guò)實(shí)驗(yàn)拓寬加深學(xué)生對(duì)已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，熟悉各類(lèi)自動(dòng)化儀表構(gòu)成、工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)組成、分析和設(shè)計(jì)有更深刻的理解。

因此，為適應(yīng)現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)人才的需求，進(jìn)行化工儀表及自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工作現(xiàn)場(chǎng)的認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)就成為實(shí)踐教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié)。我生物與化學(xué)工程學(xué)院針對(duì)此問(wèn)題，組建了化工儀表自動(dòng)化實(shí)踐實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，真實(shí)模仿現(xiàn)代化工生產(chǎn)過(guò)程，以為學(xué)生盡快適應(yīng)工作崗位，提升工程能力、實(shí)際動(dòng)手能力提供必要基礎(chǔ)條件。

化工儀表及自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)課程主要由三部分構(gòu)成：

一、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

以使學(xué)生了解、掌握常見(jiàn)溫度檢測(cè)儀表、液位檢測(cè)儀表、壓力檢測(cè)儀表及流量檢測(cè)儀表為主。結(jié)合工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)進(jìn)行。教學(xué)目標(biāo)重在掌握化工儀表及自動(dòng)化裝置的作用原理、構(gòu)成和自動(dòng)控制的方法，以及完成實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、儀表的使用等基本實(shí)驗(yàn)。

二、仿真實(shí)驗(yàn)

通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，模擬工廠中控室對(duì)工藝流程各設(shè)備的開(kāi)/停車(chē)、穩(wěn)態(tài)控制為主。以使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作生產(chǎn)過(guò)程中各典型設(shè)備如泵、換熱器、精餾塔等的工藝參數(shù)調(diào)節(jié)；并能夠?qū)?fù)雜工藝過(guò)程如大型鍋爐穩(wěn)態(tài)控制，乙烯穩(wěn)態(tài)操作控制等工藝過(guò)程進(jìn)行調(diào)控；還可以對(duì)事故工作狀態(tài)下的緊急停車(chē)操作過(guò)程進(jìn)行模擬，以便學(xué)生能夠在今后的工作中樹(shù)立安全意識(shí)，時(shí)刻重視安全生產(chǎn)。

三、工程車(chē)間實(shí)訓(xùn)

在進(jìn)行上述兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們學(xué)院為進(jìn)一步提高學(xué)生的工程能力，開(kāi)設(shè)了化工儀表及自動(dòng)化工程實(shí)驗(yàn)。組建了連續(xù)精餾自動(dòng)控制系統(tǒng)。模擬現(xiàn)代化工廠中經(jīng)常使用的常/減壓精餾操作，并設(shè)立現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作和計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制兩套并行的操作系統(tǒng)。通過(guò)工程實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生對(duì)實(shí)際動(dòng)手操作調(diào)節(jié)工廠中的壓力控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)和流量輸送系統(tǒng)。還可以通過(guò)實(shí)訓(xùn)，目見(jiàn)耳聞各種檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式，在老師指導(dǎo)下，不影響安全的前提下見(jiàn)證各種不正確操作所造成的工藝問(wèn)題。

通過(guò)化工儀表自動(dòng)化理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，可以培養(yǎng)學(xué)生工程化視角，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的工程能力，還可以使學(xué)生更好的理解理論課程知識(shí)，使學(xué)生能夠?qū)⑵綍r(shí)所學(xué)的知識(shí)更好的應(yīng)用于今后的工作中，這無(wú)疑是現(xiàn)代化工廠所急需的，也是我校應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的基本目標(biāo)，為我化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)學(xué)生就業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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[注]徐雪麗（1978-），女，吉林長(zhǎng)春人，碩士，副教授，主要從事化工分離等方面的研究。