反應精餾過程控制虛擬仿真實驗系統

丁園，徐啟，計龍龍，易輝，俞輝，薄翠梅

（南京工業大學電氣工程與控制科學學院，南京 211816）

0 引言

當今世界信息通信技術與制造技術、新能源技術等交叉融合［1-2］，制造業作為創新驅動發展的主戰場，發展智能制造是扭轉制造業低質低效的關鍵所在［3］，流程工業智能制造在其中具有極其重要的地位［4-5］。目前處于不同發展階段的化工企業欠缺熟悉危險化工生產工藝的自動化類工程技術和研發人員。典型的化工生產過程多涉及高危險、高消耗等安全問題，一旦發生火災、爆炸、毒氣泄漏等重大事故，將造成巨大的人員傷亡和經濟損失。

在傳統工業自動化專業高等教育中，過程控制工程作為其核心專業課程，內容包含大量典型化工生產裝置控制系統設計等工程專業知識、工程實踐和實驗創新等內容［6］。由于化工生產場所大都涉及高危或極端環境，出于安全和環境的限制，目前國內部分高校現有的物理實驗環境相對單一，控制方案多為PID 控制、串級控制、比值控制等，較少涉及復雜多變量系統，學生難以體會典型化工反應與精餾分離過程的強非線性、強耦合、大時滯等復雜動態特性，也無法實質性地進行控制系統工程設計和多回路PID 控制器參數整定，難以真正開展綜合性、設計性、自主創新性實驗。在生產實踐環節，由于化工生產的高危性、高成本與安全性，不允許學生親自動手操作DCS 控制系統，實習停留在只看不動的感性認識學習上，嚴重制約了學生工程實踐能力的培養，很難培養出具有化工過程智能化特色的自動化專業工程創新類人才。……