高職仿真技能在化工企業(yè)生產(chǎn)中的實踐*

宿高明 張?zhí)蚁?洪 亮

（武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院 湖北 武漢 430205）

高職仿真技能在化工企業(yè)生產(chǎn)中的實踐*

宿高明 張?zhí)蚁?洪 亮

（武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院 湖北 武漢 430205）

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

高職；仿真技能；化工企業(yè)；生產(chǎn)；實踐

隨著科技的進步，化工生產(chǎn)逐步向集中化、復(fù)雜化、連續(xù)化的方向發(fā)展，化工生產(chǎn)行業(yè)從以前的依靠工人現(xiàn)場操作開始向計算機DCS控制生產(chǎn)過程轉(zhuǎn)變。將DCS操作與化工生產(chǎn)線有機融合，可以實現(xiàn)對過程參數(shù)的精確控制與調(diào)節(jié)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約人力物力，同時減少現(xiàn)場操作的危險性，大幅度提高經(jīng)濟效益，與單純的人工操作相比，其優(yōu)越性是不言而喻的。能夠熟練操作DCS，又具有化工專業(yè)知識的人必將受到化工生產(chǎn)行業(yè)的青睞。由此看來，高職院校化工專業(yè)學(xué)生掌握計算機控制生產(chǎn)過程的技能尤為重要。化工仿真技術(shù)的發(fā)展為高職實踐教學(xué)提供了廣闊的空間，化工仿真可使學(xué)生得到非常逼真的操作環(huán)境；可安全地糾正學(xué)生的錯誤，提高學(xué)生的安全意識；可針對實際情況引導(dǎo)學(xué)生思考、分析及解決問題等。良好的化工仿真技能培養(yǎng)平臺，可以給學(xué)生提供一個很好的技能培訓(xùn)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(chǔ)。

DCS技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代化工生產(chǎn)的優(yōu)勢

DCS控制生產(chǎn)可避免工人接觸有毒有害物料 化工生產(chǎn)使用的原料、半成品和成品種類繁多，有毒物質(zhì)大量普遍地存在于生產(chǎn)過程之中，絕大部分是易燃、易爆、有毒害、有腐蝕的危險化學(xué)品，其種類之多，數(shù)量之大，范圍之廣，超過其他任何行業(yè)。許多原料和產(chǎn)品本身即為有毒物質(zhì)，在生產(chǎn)過程中添加的一些化學(xué)物質(zhì)也多屬有毒，在生產(chǎn)過程中因化學(xué)反應(yīng)又會生成一些新的有毒物質(zhì)。在原材料、燃料、中間產(chǎn)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(zhì)，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(lián)合作用影響到職工的身體健康，導(dǎo)致各種職業(yè)性疾病的發(fā)生。DCS控制生產(chǎn)可以避免工人直接接觸有毒有害物料，生產(chǎn)過程中的加料、出料、反應(yīng)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(chǎn)可避免接觸易燃易爆物質(zhì)，改善生產(chǎn)條件 現(xiàn)代化工生產(chǎn)具有高度自動化、復(fù)雜化、連續(xù)化及集成化的特點，加上化工企業(yè)產(chǎn)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(yè)部門有更大的危險性。在生產(chǎn)操作環(huán)境和施工作業(yè)場所還有一些有害因素，如工業(yè)噪聲、高溫、粉塵、射線等，尤其是在生產(chǎn)過程中，工藝操作條件苛刻，如高溫、深冷、高壓、真空等，許多產(chǎn)品的加熱溫度都達到或超過了物質(zhì)的自燃點，一旦操作失誤或因設(shè)備失修，極易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。而掌握了DCS操作技術(shù)，只要在密閉的控制室內(nèi)用鼠標(biāo)就可以直接控制生產(chǎn)，對工人的身心健康起到了很好的保護作用。

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

DCS控制生產(chǎn)可提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)量 化工生產(chǎn)已經(jīng)從過去落后的手工操作、間斷生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨茸詣踊?、連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備已由敞開式變?yōu)槊荛]式，生產(chǎn)裝置已從室內(nèi)走向露天，生產(chǎn)操作已由分散控制變?yōu)榧锌刂啤⑷斯な謩硬僮髯優(yōu)镈CS控制生產(chǎn)操作。其生產(chǎn)具有高度的連續(xù)性，不分晝夜，不分節(jié)假日，可以長周期連續(xù)倒班作業(yè)，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期通常從一周到一年不等，以往工人手工操作進行生產(chǎn)需要進行倒班，在所難免地會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，進而影響正常的生產(chǎn)進度，DCS技術(shù)控制生產(chǎn)后，設(shè)備可以無限期地進行運轉(zhuǎn)，這樣就可以提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品產(chǎn)量。

高職化工專業(yè)學(xué)生仿真技能獲得途徑

仿真專業(yè)綜合實訓(xùn)可打下堅實基礎(chǔ) 學(xué)生可以利用計算機對各單元操作的裝置及產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備進行不同的仿真操作，產(chǎn)生與實際使用化工實驗裝置進行現(xiàn)場操作實驗相同的結(jié)果。另外，仿真軟件可提供快門設(shè)定、工況凍結(jié)、時鐘設(shè)定、成績評定、趨勢記錄、報警記錄、參數(shù)設(shè)定等特殊功能，便于教師實施各種新的教學(xué)與培訓(xùn)方法。仿真實習(xí)軟件中的自動評價功能還能對學(xué)生掌握知識的水平隨時進行測評。

化工單元操作實訓(xùn)可實現(xiàn)在線仿真 化工單元操作實訓(xùn)是進行系統(tǒng)化DCS控制單元實際操作訓(xùn)練，是在校內(nèi)實訓(xùn)室中進行精餾、吸收等典型化工單元裝置的實訓(xùn)項目。化工單元操作實訓(xùn)裝置是實際生產(chǎn)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(tǒng)，學(xué)生在單元實訓(xùn)中可以運用在仿真訓(xùn)練中學(xué)習(xí)到的操作技能控制化工單元操作裝置?；し抡媾c單元操作實訓(xùn)可以穿插進行，學(xué)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(yè)技能考證可提供良好的技能訓(xùn)練平臺 隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，技能型人才越來越受到社會的青睞。在職業(yè)資格考核培訓(xùn)中，將仿真操作作為技能鑒定的一部分，利用化工仿真實訓(xùn)平臺對學(xué)生的計算機DCS控制生產(chǎn)過程的能力加以培訓(xùn)，讓學(xué)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(chǎn)裝置進行強化訓(xùn)練，可以使學(xué)生真正達到職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的能力要求，提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)。

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(yè)院校開展的學(xué)生技能競賽，屬于國家二級賽事，其目的在于鼓勵廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及協(xié)作精神，增強學(xué)生的職業(yè)能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，進而推動全國石油與化工職業(yè)院校加快專業(yè)改革建設(shè)。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(xùn)與選拔，可以對學(xué)生學(xué)習(xí)仿真操作技能產(chǎn)生一定的督促作用。

化工生產(chǎn)企業(yè)實習(xí)可實現(xiàn)現(xiàn)場操作學(xué)習(xí) 化工專業(yè)的認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、定崗實習(xí)等都能夠接觸到化工實際生產(chǎn)的DCS控制室，這樣通過現(xiàn)場控制的生產(chǎn)實習(xí)，可與在學(xué)校的化工仿真專業(yè)實訓(xùn)相結(jié)合，使學(xué)生了解實際的生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)條件，親自動手操作生產(chǎn)過程，可為學(xué)生進行真實職業(yè)環(huán)境下的定崗或隨崗實踐打下基礎(chǔ)，從而使學(xué)生完成仿真技能向DCS操作生產(chǎn)技能的轉(zhuǎn)變。

仿真技能實踐在化工企業(yè)生產(chǎn)中的作用

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

可增強學(xué)生的崗位適應(yīng)能力 學(xué)生在仿真過程中可深刻體驗所學(xué)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能、作用等，以達到對所學(xué)設(shè)備的駕馭和掌握，達到對常見化工設(shè)備胸有成竹的熟悉程度，并能舉一反三，提升學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)和就業(yè)的自信心。這種自信和技能能夠形成強大的動力，促使學(xué)生更好地適應(yīng)崗位工作。

可增強學(xué)生的崗位控制能力 學(xué)生在企業(yè)上崗之后，可以根據(jù)生產(chǎn)需要通過DCS操作調(diào)節(jié)生產(chǎn)的工藝條件及其各類參數(shù)，還可以根據(jù)所學(xué)的仿真知識自行設(shè)計試驗不同的開車、停車方案，試驗復(fù)雜的控制方案及優(yōu)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(yè)過程進行評估與優(yōu)化的能力。

可增強學(xué)生的崗位應(yīng)變能力 仿真軟件中可以設(shè)定各種故障、極限運行狀態(tài)等，以此增加學(xué)生排除故障的練習(xí)機會，鍛煉學(xué)生處理復(fù)雜問題的能力和識別事故、排除事故的能力，從而提高學(xué)生的分析能力和在復(fù)雜情況下的決策能力。仿真操作實訓(xùn)涉及單元操作生產(chǎn)的所有事故，學(xué)生可以學(xué)會應(yīng)對并處理生產(chǎn)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(yè)實際生產(chǎn)接軌，培養(yǎng)實用型高技能化工人才

搭建仿真與實操有機結(jié)合的化工實訓(xùn)平臺 學(xué)校中的仿真實訓(xùn)畢竟與企業(yè)實際生產(chǎn)的DCS有所區(qū)別，同時仿真技能培訓(xùn)本身也存在一些局限性，缺乏現(xiàn)場感，無法產(chǎn)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(yǎng)學(xué)生技能的同時要注意仿真與實操的有機結(jié)合，仿真訓(xùn)練與真實操練的有機結(jié)合，既可為學(xué)院節(jié)省辦學(xué)成本，又可提高學(xué)生職業(yè)能力訓(xùn)練的有效性。

突出各類實習(xí)中的DCS操作環(huán)節(jié) 在學(xué)生的各類校外企業(yè)實習(xí)中，一定要突出實習(xí)中的DCS操作環(huán)節(jié)，爭取每次實習(xí)都能夠進入企業(yè)的DCS控制室進行觀摩學(xué)習(xí)，并要與學(xué)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(zhuǎn)變。

引進企業(yè)“生產(chǎn)級”仿真培訓(xùn)師資隊伍 培養(yǎng)DCS技能人才的關(guān)鍵在于要有一支理論知識扎實、實踐經(jīng)驗豐富的教師隊伍，學(xué)校要盡量在企業(yè)中引進一線“生產(chǎn)級”的專業(yè)人員到學(xué)校開展仿真教學(xué)，要定期派教師進行下廠鍛煉、定崗實習(xí)，讓教師深入到生產(chǎn)一線，了解企業(yè)的最新生產(chǎn)工藝，以此有針對性地指導(dǎo)學(xué)生進行仿真訓(xùn)練，讓學(xué)生看得懂，學(xué)得會，用得明白，這樣才能真正提高化工仿真訓(xùn)練的教學(xué)質(zhì)量。仿真實訓(xùn)指導(dǎo)教師隊伍的建設(shè)是學(xué)生掌握DCS操作技能的有力保障。

鑒于計算機DCS控制生產(chǎn)過程在現(xiàn)代化工行業(yè)中的重要地位，高職院校應(yīng)將培養(yǎng)化工專業(yè)學(xué)生的DCS操作技能充分重視起來，建立完善的、高標(biāo)準(zhǔn)的仿真實訓(xùn)基地，引進企業(yè)一線師資力量，并與技能鑒定和全國競賽接軌，為企業(yè)培養(yǎng)出更多的現(xiàn)代化DCS控制生產(chǎn)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?？蒲辛㈨椪n題《武漢1+8城市圈化工類企業(yè)現(xiàn)狀調(diào)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(yè)學(xué)院環(huán)境與生化工程系實習(xí)實訓(xùn)教研室主任，中國化工學(xué)會會員，研究方向為高職化工實習(xí)實訓(xùn)基地建設(shè)與管理。

張?zhí)蚁龋?961—），女，湖北黃岡人，武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院副教授，環(huán)境與生化工程系基礎(chǔ)化學(xué)教研室主任，研究方向為高職高專課程教學(xué)方法、課程設(shè)置及化學(xué)工程等。

洪亮（1968—），男，湖北麻城人，武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院副教授，環(huán)境與生化工程系主任，研究方向為精細(xì)化工專業(yè)教學(xué)及現(xiàn)代高職教學(xué)規(guī)律。