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摘要:DCS(分散控制系统)操作在现代化工企业生产中具有重要应用,探讨学生在学校获得仿真操作技能的不同途径及其在化工企业生产中的实践运用,有助于高职教育与实际生产相接轨,培养实用型高技能化工人才。
关键词:高职;仿真技能;化工企业;生产;实践
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1672-5727(2010)10-0028-02
随着科技的进步,化工生产逐步向集中化、复杂化、连续化的方向发展,化工生产行业从以前的依靠工人现场操作开始向计算机DCS控制生产过程转变。将DCS操作与化工生产线有机融合,可以实现对过程参数的精确控制与调节,从而提高产品质量,节约人力物力,同时减少现场操作的危险性,大幅度提高经济效益,与单纯的人工操作相比,其优越性是不言而喻的。能够熟练操作DCS,又具有化工专业知识的人必将受到化工生产行业的青睐。由此看来,高职院校化工专业学生掌握计算机控制生产过程的技能尤为重要。化工仿真技术的发展为高职实践教学提供了广阔的空间,化工仿真可使学生得到非常逼真的操作环境;可安全地纠正学生的错误,提高学生的安全意识;可针对实际情况引导学生思考、分析及解决问题等。良好的化工仿真技能培养平台,可以给学生提供一个很好的技能培训平台,为其今后走上工作岗位直接从事工艺DCS操作打下良好的基础。
DCS技术应用于现代化工生产的优势
DCS控制生产可避免工人接触有毒有害物料化工生产使用的原料、半成品和成品种类繁多,有毒物质大量普遍地存在于生产过程之中,绝大部分是易燃、易爆、有毒害、有腐蚀的危险化学品,其种类之多,数量之大,范围之广,超过其他任何行业。许多原料和产品本身即为有毒物质,在生产过程中添加的一些化学物质也多属有毒,在生产过程中因化学反应又会生成一些新的有毒物质。在原材料、燃料、中间产品及成品的贮存和运输过程中,长时间接触这些有毒有害物质,会造成急性中毒,即便是在低浓度(剂量)的条件下,随着时间的增长,也会因多种有害因素对人体的联合作用影响到职工的身体健康,导致各种职业性疾病的发生。DCS控制生产可以避免工人直接接触有毒有害物料,生产过程中的加料、出料、反应都是在密闭的控制室中用DCS控制进行的,这样就为工人的人身安全提供了有利的保障。
DCS控制生产可避免接触易燃易爆物质,改善生产条件现代化工生产具有高度自动化、复杂化、连续化及集成化的特点,加上化工企业产品易燃、易爆的危险性极大,随时随处都有安全隐患存在,因此较其他工业部门有更大的危险性。在生产操作环境和施工作业场所还有一些有害因素,如工业噪声、高温、粉尘、射线等,尤其是在生产过程中,工艺操作条件苛刻,如高温、深冷、高压、真空等,许多产品的加热温度都达到或超过了物质的自燃点,一旦操作失误或因设备失修,极易发生火灾爆炸事故。而掌握了DCS操作技术,只要在密闭的控制室内用鼠标就可以直接控制生产,对工人的身心健康起到了很好的保护作用。
DCS控制生产可减少人力物力成本的投入采用DCS控制生产可以降低人力成本,以前的设备所有操作都需要工人手工完成,一个反应设备需要十几个工人同时操作才能够进行生产,而且工人要时刻守候在设备旁边,以便调节物料或反应条件。运用DCS控制生产,只需要一个人就可以完成几个人的工作,加料、反应、出料、各项生产参数的控制都可以由一个人在计算机上进行控制和调节,可以明显降低单位产品的建设投资和生产成本,提高劳动生产能力,降低能耗,还可以节省设备运行费、物料损耗费等大量经费开支。
DCS控制生产可提高生产效率及产量化工生产已经从过去落后的手工操作、间断生产转变为高度自动化、连续化生产,生产设备已由敞开式变为密闭式,生产装置已从室内走向露天,生产操作已由分散控制变为集中控制、人工手动操作变为DCS控制生产操作。其生产具有高度的连续性,不分昼夜,不分节假日,可以长周期连续倒班作业,产品的生产周期通常从一周到一年不等,以往工人手工操作进行生产需要进行倒班,在所难免地会出现这样或那样的问题,进而影响正常的生产进度,DCS技术控制生产后,设备可以无限期地进行运转,这样就可以提高生产效率及产品产量。
高职化工专业学生仿真技能获得途径
仿真专业综合实训可打下坚实基础学生可以利用计算机对各单元操作的装置及产品生产设备进行不同的仿真操作,产生与实际使用化工实验装置进行现场操作实验相同的结果。另外,仿真软件可提供快门设定、工况冻结、时钟设定、成绩评定、趋势记录、报警记录、参数设定等特殊功能,便于教师实施各种新的教学与培训方法。仿真实习软件中的自动评价功能还能对学生掌握知识的水平随时进行测评。
化工单元操作实训可实现在线仿真化工单元操作实训是进行系统化DCS控制单元实际操作训练,是在校内实训室中进行精馏、吸收等典型化工单元装置的实训项目。化工单元操作实训装置是实际生产装置的缩影,装置与DCS在线控制配套,建有DCS在线检测控制系统,学生在单元实训中可以运用在仿真训练中学习到的操作技能控制化工单元操作装置。化工仿真与单元操作实训可以穿插进行,学生人人可以有亲自动手操作的机会,而且先仿真、后实践可大大提高DCS操作的熟练程度和对工艺条件的控制能力。
专业技能考证可提供良好的技能训练平台随着经济结构和产业结构的调整,技能型人才越来越受到社会的青睐。在职业资格考核培训中,将仿真操作作为技能鉴定的一部分,利用化工仿真实训平台对学生的计算机DCS控制生产过程的能力加以培训,让学生充分掌握计算机DCS的操作,利用化工仿真技能鉴定软件,针对化工生产装置进行强化训练,可以使学生真正达到职业标准的能力要求,提高学生的职业素质。
全国化工技能大赛可使仿真技能得到提升全国化工技能大赛是在全国石油与化工职业院校开展的学生技能竞赛,属于国家二级赛事,其目的在于鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,培养学生的创新能力及协作精神,增强学生的职业能力,提高学生的综合素质,进而推动全国石油与化工职业院校加快专业改革建设。其中化工仿真操作是大赛的竞赛项目之一,通过大赛的培训与选拔,可以对学生学习仿真操作技能产生一定的督促作用。
化工生产企业实习可实现现场操作学习化工专业的认识实习、生产实习、定岗实习等都能够接触到化工实际生产的DCS控制室,这样通过现场控制的生产实习,可与在学校的化工仿真专业实训相结合,使学生了解实际的生产装置、生产工艺、生产条件,亲自动手操作生产过程,可为学生进行真实职业环境下的定岗或随岗实践打下基础,从而使学生完成仿真技能向DCS操作生产技能的转变。
仿真技能实践在化工企业生产中的作用
可增强学生的岗位操作能力大多数化工企业的生产是由计算机DCS控制生产过程,学生毕业后到工作岗位上往往对计算机DCS控制生产过程比较陌生,必须接受严格的培训后方能上岗。在学校开设仿真实训课程,可极大地提高学生由手工操作到计算机控制生产操作的能力,进入企業后无需进行岗位培训,就可以直接在计算机上控制生产岗位工作,增强岗位操作能力。
可增强学生的岗位适应能力学生在仿真过程中可深刻体验所学设备的结构、性能、作用等,以达到对所学设备的驾驭和掌握,达到对常见化工设备胸有成竹的熟悉程度,并能举一反三,提升学生继续学习和就业的自信心。这种自信和技能能够形成强大的动力,促使学生更好地适应岗位工作。
可增强学生的岗位控制能力学生在企业上岗之后,可以根据生产需要通过DCS操作调节生产的工艺条件及其各类参数,还可以根据所学的仿真知识自行设计试验不同的开车、停车方案,试验复杂的控制方案及优化的操作方案等,掌握利用物料衡算、能量衡算的方法对工业过程进行评估与优化的能力。
可增强学生的岗位应变能力仿真软件中可以设定各种故障、极限运行状态等,以此增加学生排除故障的练习机会,锻炼学生处理复杂问题的能力和识别事故、排除事故的能力,从而提高学生的分析能力和在复杂情况下的决策能力。仿真操作实训涉及单元操作生产的所有事故,学生可以学会应对并处理生产中各类事故的方法,以便使损失降低到最小限度。
与化工企业实际生产接轨,培养实用型高技能化工人才
搭建仿真与实操有机结合的化工实训平台学校中的仿真实训毕竟与企业实际生产的DCS有所区别,同时仿真技能培训本身也存在一些局限性,缺乏现场感,无法产生真实的临境感受,由此可见,仿真操作不能完全代替实操。在培养学生技能的同时要注意仿真与实操的有机结合,仿真训练与真实操练的有机结合,既可为学院节省办学成本,又可提高学生职业能力训练的有效性。
突出各类实习中的DCS操作环节在学生的各类校外企业实习中,一定要突出实习中的DCS操作环节,争取每次实习都能够进入企业的DCS控制室进行观摩学习,并要与学校中的仿真操作及化工单元操作的不同加以比较,从而完成由仿真向真实的转变。
引进企业“生产级”仿真培训师资队伍培养DCS技能人才的关键在于要有一支理论知识扎实、实践经验丰富的教师队伍,学校要尽量在企业中引进一线“生产级”的专业人员到学校开展仿真教学,要定期派教师进行下厂锻炼、定岗实习,让教师深入到生产一线,了解企业的最新生产工艺,以此有针对性地指导学生进行仿真训练,让学生看得懂,学得会,用得明白,这样才能真正提高化工仿真训练的教学质量。仿真实训指导教师队伍的建设是学生掌握DCS操作技能的有力保障。
鉴于计算机DCS控制生产过程在现代化工行业中的重要地位,高职院校应将培养化工专业学生的DCS操作技能充分重视起来,建立完善的、高标准的仿真实训基地,引进企业一线师资力量,并与技能鉴定和全国竞赛接轨,为企业培养出更多的现代化DCS控制生产高技能人才。
参考文献:
[1]胡孝贵,等.关于化工仿真与实际操作结合的实训模式研究[J].职业教育研究,2009,(5):107-108.
[2]姜春扬,等.高职化工仿真实训教学的探讨[J].科技教育,2008,(36):157.
[3]包巨南,等.论化工仿真教学在高等职业教育中的应用[J].山东化工,2009,(38):4.
[4]李士雨.化工仿真实习教学改革的研究与实践[J].化工高等教育,2003,(2):49-52.
[5]宿高明.浅论高职院校化工仿真实训平台之建设[J].职业教育研究,2008,(12):113-115.
[6]苗顺玲.化工单元仿真实训[M].北京:石油工业出版社,2008.
作者简介:
宿高明(1987—),男,山东临沂人,技师,武汉软件工程职业学院环境与生化工程系实习实训教研室主任,中国化工学会会员,研究方向为高职化工实习实训基地建设与管理。
张桃先(1961—),女,湖北黄冈人,武汉软件工程职业学院副教授,环境与生化工程系基础化学教研室主任,研究方向为高职高专课程教学方法、課程设置及化学工程等。
洪亮(1968—),男,湖北麻城人,武汉软件工程职业学院副教授,环境与生化工程系主任,研究方向为精细化工专业教学及现代高职教学规律。
关键词:高职;仿真技能;化工企业;生产;实践
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1672-5727(2010)10-0028-02
随着科技的进步,化工生产逐步向集中化、复杂化、连续化的方向发展,化工生产行业从以前的依靠工人现场操作开始向计算机DCS控制生产过程转变。将DCS操作与化工生产线有机融合,可以实现对过程参数的精确控制与调节,从而提高产品质量,节约人力物力,同时减少现场操作的危险性,大幅度提高经济效益,与单纯的人工操作相比,其优越性是不言而喻的。能够熟练操作DCS,又具有化工专业知识的人必将受到化工生产行业的青睐。由此看来,高职院校化工专业学生掌握计算机控制生产过程的技能尤为重要。化工仿真技术的发展为高职实践教学提供了广阔的空间,化工仿真可使学生得到非常逼真的操作环境;可安全地纠正学生的错误,提高学生的安全意识;可针对实际情况引导学生思考、分析及解决问题等。良好的化工仿真技能培养平台,可以给学生提供一个很好的技能培训平台,为其今后走上工作岗位直接从事工艺DCS操作打下良好的基础。
DCS技术应用于现代化工生产的优势
DCS控制生产可避免工人接触有毒有害物料化工生产使用的原料、半成品和成品种类繁多,有毒物质大量普遍地存在于生产过程之中,绝大部分是易燃、易爆、有毒害、有腐蚀的危险化学品,其种类之多,数量之大,范围之广,超过其他任何行业。许多原料和产品本身即为有毒物质,在生产过程中添加的一些化学物质也多属有毒,在生产过程中因化学反应又会生成一些新的有毒物质。在原材料、燃料、中间产品及成品的贮存和运输过程中,长时间接触这些有毒有害物质,会造成急性中毒,即便是在低浓度(剂量)的条件下,随着时间的增长,也会因多种有害因素对人体的联合作用影响到职工的身体健康,导致各种职业性疾病的发生。DCS控制生产可以避免工人直接接触有毒有害物料,生产过程中的加料、出料、反应都是在密闭的控制室中用DCS控制进行的,这样就为工人的人身安全提供了有利的保障。
DCS控制生产可避免接触易燃易爆物质,改善生产条件现代化工生产具有高度自动化、复杂化、连续化及集成化的特点,加上化工企业产品易燃、易爆的危险性极大,随时随处都有安全隐患存在,因此较其他工业部门有更大的危险性。在生产操作环境和施工作业场所还有一些有害因素,如工业噪声、高温、粉尘、射线等,尤其是在生产过程中,工艺操作条件苛刻,如高温、深冷、高压、真空等,许多产品的加热温度都达到或超过了物质的自燃点,一旦操作失误或因设备失修,极易发生火灾爆炸事故。而掌握了DCS操作技术,只要在密闭的控制室内用鼠标就可以直接控制生产,对工人的身心健康起到了很好的保护作用。
DCS控制生产可减少人力物力成本的投入采用DCS控制生产可以降低人力成本,以前的设备所有操作都需要工人手工完成,一个反应设备需要十几个工人同时操作才能够进行生产,而且工人要时刻守候在设备旁边,以便调节物料或反应条件。运用DCS控制生产,只需要一个人就可以完成几个人的工作,加料、反应、出料、各项生产参数的控制都可以由一个人在计算机上进行控制和调节,可以明显降低单位产品的建设投资和生产成本,提高劳动生产能力,降低能耗,还可以节省设备运行费、物料损耗费等大量经费开支。
DCS控制生产可提高生产效率及产量化工生产已经从过去落后的手工操作、间断生产转变为高度自动化、连续化生产,生产设备已由敞开式变为密闭式,生产装置已从室内走向露天,生产操作已由分散控制变为集中控制、人工手动操作变为DCS控制生产操作。其生产具有高度的连续性,不分昼夜,不分节假日,可以长周期连续倒班作业,产品的生产周期通常从一周到一年不等,以往工人手工操作进行生产需要进行倒班,在所难免地会出现这样或那样的问题,进而影响正常的生产进度,DCS技术控制生产后,设备可以无限期地进行运转,这样就可以提高生产效率及产品产量。
高职化工专业学生仿真技能获得途径
仿真专业综合实训可打下坚实基础学生可以利用计算机对各单元操作的装置及产品生产设备进行不同的仿真操作,产生与实际使用化工实验装置进行现场操作实验相同的结果。另外,仿真软件可提供快门设定、工况冻结、时钟设定、成绩评定、趋势记录、报警记录、参数设定等特殊功能,便于教师实施各种新的教学与培训方法。仿真实习软件中的自动评价功能还能对学生掌握知识的水平随时进行测评。
化工单元操作实训可实现在线仿真化工单元操作实训是进行系统化DCS控制单元实际操作训练,是在校内实训室中进行精馏、吸收等典型化工单元装置的实训项目。化工单元操作实训装置是实际生产装置的缩影,装置与DCS在线控制配套,建有DCS在线检测控制系统,学生在单元实训中可以运用在仿真训练中学习到的操作技能控制化工单元操作装置。化工仿真与单元操作实训可以穿插进行,学生人人可以有亲自动手操作的机会,而且先仿真、后实践可大大提高DCS操作的熟练程度和对工艺条件的控制能力。
专业技能考证可提供良好的技能训练平台随着经济结构和产业结构的调整,技能型人才越来越受到社会的青睐。在职业资格考核培训中,将仿真操作作为技能鉴定的一部分,利用化工仿真实训平台对学生的计算机DCS控制生产过程的能力加以培训,让学生充分掌握计算机DCS的操作,利用化工仿真技能鉴定软件,针对化工生产装置进行强化训练,可以使学生真正达到职业标准的能力要求,提高学生的职业素质。
全国化工技能大赛可使仿真技能得到提升全国化工技能大赛是在全国石油与化工职业院校开展的学生技能竞赛,属于国家二级赛事,其目的在于鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,培养学生的创新能力及协作精神,增强学生的职业能力,提高学生的综合素质,进而推动全国石油与化工职业院校加快专业改革建设。其中化工仿真操作是大赛的竞赛项目之一,通过大赛的培训与选拔,可以对学生学习仿真操作技能产生一定的督促作用。
化工生产企业实习可实现现场操作学习化工专业的认识实习、生产实习、定岗实习等都能够接触到化工实际生产的DCS控制室,这样通过现场控制的生产实习,可与在学校的化工仿真专业实训相结合,使学生了解实际的生产装置、生产工艺、生产条件,亲自动手操作生产过程,可为学生进行真实职业环境下的定岗或随岗实践打下基础,从而使学生完成仿真技能向DCS操作生产技能的转变。
仿真技能实践在化工企业生产中的作用
可增强学生的岗位操作能力大多数化工企业的生产是由计算机DCS控制生产过程,学生毕业后到工作岗位上往往对计算机DCS控制生产过程比较陌生,必须接受严格的培训后方能上岗。在学校开设仿真实训课程,可极大地提高学生由手工操作到计算机控制生产操作的能力,进入企業后无需进行岗位培训,就可以直接在计算机上控制生产岗位工作,增强岗位操作能力。
可增强学生的岗位适应能力学生在仿真过程中可深刻体验所学设备的结构、性能、作用等,以达到对所学设备的驾驭和掌握,达到对常见化工设备胸有成竹的熟悉程度,并能举一反三,提升学生继续学习和就业的自信心。这种自信和技能能够形成强大的动力,促使学生更好地适应岗位工作。
可增强学生的岗位控制能力学生在企业上岗之后,可以根据生产需要通过DCS操作调节生产的工艺条件及其各类参数,还可以根据所学的仿真知识自行设计试验不同的开车、停车方案,试验复杂的控制方案及优化的操作方案等,掌握利用物料衡算、能量衡算的方法对工业过程进行评估与优化的能力。
可增强学生的岗位应变能力仿真软件中可以设定各种故障、极限运行状态等,以此增加学生排除故障的练习机会,锻炼学生处理复杂问题的能力和识别事故、排除事故的能力,从而提高学生的分析能力和在复杂情况下的决策能力。仿真操作实训涉及单元操作生产的所有事故,学生可以学会应对并处理生产中各类事故的方法,以便使损失降低到最小限度。
与化工企业实际生产接轨,培养实用型高技能化工人才
搭建仿真与实操有机结合的化工实训平台学校中的仿真实训毕竟与企业实际生产的DCS有所区别,同时仿真技能培训本身也存在一些局限性,缺乏现场感,无法产生真实的临境感受,由此可见,仿真操作不能完全代替实操。在培养学生技能的同时要注意仿真与实操的有机结合,仿真训练与真实操练的有机结合,既可为学院节省办学成本,又可提高学生职业能力训练的有效性。
突出各类实习中的DCS操作环节在学生的各类校外企业实习中,一定要突出实习中的DCS操作环节,争取每次实习都能够进入企业的DCS控制室进行观摩学习,并要与学校中的仿真操作及化工单元操作的不同加以比较,从而完成由仿真向真实的转变。
引进企业“生产级”仿真培训师资队伍培养DCS技能人才的关键在于要有一支理论知识扎实、实践经验丰富的教师队伍,学校要尽量在企业中引进一线“生产级”的专业人员到学校开展仿真教学,要定期派教师进行下厂锻炼、定岗实习,让教师深入到生产一线,了解企业的最新生产工艺,以此有针对性地指导学生进行仿真训练,让学生看得懂,学得会,用得明白,这样才能真正提高化工仿真训练的教学质量。仿真实训指导教师队伍的建设是学生掌握DCS操作技能的有力保障。
鉴于计算机DCS控制生产过程在现代化工行业中的重要地位,高职院校应将培养化工专业学生的DCS操作技能充分重视起来,建立完善的、高标准的仿真实训基地,引进企业一线师资力量,并与技能鉴定和全国竞赛接轨,为企业培养出更多的现代化DCS控制生产高技能人才。
参考文献:
[1]胡孝贵,等.关于化工仿真与实际操作结合的实训模式研究[J].职业教育研究,2009,(5):107-108.
[2]姜春扬,等.高职化工仿真实训教学的探讨[J].科技教育,2008,(36):157.
[3]包巨南,等.论化工仿真教学在高等职业教育中的应用[J].山东化工,2009,(38):4.
[4]李士雨.化工仿真实习教学改革的研究与实践[J].化工高等教育,2003,(2):49-52.
[5]宿高明.浅论高职院校化工仿真实训平台之建设[J].职业教育研究,2008,(12):113-115.
[6]苗顺玲.化工单元仿真实训[M].北京:石油工业出版社,2008.
作者简介:
宿高明(1987—),男,山东临沂人,技师,武汉软件工程职业学院环境与生化工程系实习实训教研室主任,中国化工学会会员,研究方向为高职化工实习实训基地建设与管理。
张桃先(1961—),女,湖北黄冈人,武汉软件工程职业学院副教授,环境与生化工程系基础化学教研室主任,研究方向为高职高专课程教学方法、課程设置及化学工程等。
洪亮(1968—),男,湖北麻城人,武汉软件工程职业学院副教授,环境与生化工程系主任,研究方向为精细化工专业教学及现代高职教学规律。