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(shí)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(shí)踐運(yùn)用,有助于高職教育與實(shí)際生產(chǎn)相接軌,培養(yǎng)實(shí)用型高技能化工人才。
高職;仿真技能;化工企業(yè);生產(chǎn);實(shí)踐
隨著科技的進(jìn)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(jì)算機(jī)DCS控制生產(chǎn)過程轉(zhuǎn)變。將DCS操作與化工生產(chǎn)線有機(jī)融合,可以實(shí)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(shí)減少現(xiàn)場操作的危險(xiǎn)性,大幅度提高經(jīng)濟(jì)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?;I(yè)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)過程的技能尤為重要?;し抡婕夹g(shù)的發(fā)展為高職實(shí)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(cuò)誤,提高學(xué)生的安全意識;可針對實(shí)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(gè)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(xiǎn)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(yùn)輸過程中,長時(shí)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(shí)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(jìn)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(diǎn),加上化工企業(yè)產(chǎn)品易燃、易爆的危險(xiǎn)性極大,隨時(shí)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(xiǎn)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(dá)到或超過了物質(zhì)的自燃點(diǎn),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(hù)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(gè)反應(yīng)設(shè)備需要十幾個(gè)工人同時(shí)操作才能夠進(jìn)行生產(chǎn),而且工人要時(shí)刻守候在設(shè)備旁邊,以便調(diào)節(jié)物料或反應(yīng)條件。運(yùn)用DCS控制生產(chǎn),只需要一個(gè)人就可以完成幾個(gè)人的工作,加料、反應(yīng)、出料、各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)的控制都可以由一個(gè)人在計(jì)算機(jī)上進(jìn)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(yùn)行費(fèi)、物料損耗費(fèi)等大量經(jīng)費(fèi)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?、人工手動操作變?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(jìn)行生產(chǎn)需要進(jìn)行倒班,在所難免地會出現(xiàn)這樣或那樣的問題,進(jìn)而影響正常的生產(chǎn)進(jìn)度,DCS技術(shù)控制生產(chǎn)后,設(shè)備可以無限期地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),這樣就可以提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品產(chǎn)量。
仿真專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)可打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ) 學(xué)生可以利用計(jì)算機(jī)對各單元操作的裝置及產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行不同的仿真操作,產(chǎn)生與實(shí)際使用化工實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行現(xiàn)場操作實(shí)驗(yàn)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(shí)鐘設(shè)定、成績評定、趨勢記錄、報(bào)警記錄、參數(shù)設(shè)定等特殊功能,便于教師實(shí)施各種新的教學(xué)與培訓(xùn)方法。仿真實(shí)習(xí)軟件中的自動評價(jià)功能還能對學(xué)生掌握知識的水平隨時(shí)進(jìn)行測評。
化工單元操作實(shí)訓(xùn)可實(shí)現(xiàn)在線仿真 化工單元操作實(shí)訓(xùn)是進(jìn)行系統(tǒng)化DCS控制單元實(shí)際操作訓(xùn)練,是在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室中進(jìn)行精餾、吸收等典型化工單元裝置的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?;卧僮鲗?shí)訓(xùn)裝置是實(shí)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(shí)訓(xùn)中可以運(yùn)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(shí)訓(xùn)可以穿插進(jìn)行,學(xué)生人人可以有親自動手操作的機(jī)會,而且先仿真、后實(shí)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(jì)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(shí)訓(xùn)平臺對學(xué)生的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,可以使學(xué)生真正達(dá)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(qiáng)學(xué)生的職業(yè)能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì),進(jìn)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(xiàng)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(shí)習(xí)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場操作學(xué)習(xí) 化工專業(yè)的認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、定崗實(shí)習(xí)等都能夠接觸到化工實(shí)際生產(chǎn)的DCS控制室,這樣通過現(xiàn)場控制的生產(chǎn)實(shí)習(xí),可與在學(xué)校的化工仿真專業(yè)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合,使學(xué)生了解實(shí)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(jìn)行真實(shí)職業(yè)環(huán)境下的定崗或隨崗實(shí)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。
可增強(qiáng)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(shí)訓(xùn)課程,可極大地提高學(xué)生由手工操作到計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)操作的能力,進(jìn)入企業(yè)后無需進(jìn)行崗位培訓(xùn),就可以直接在計(jì)算機(jī)上控制生產(chǎn)崗位工作,增強(qiáng)崗位操作能力。
可增強(qiáng)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(yàn)所學(xué)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能、作用等,以達(dá)到對所學(xué)設(shè)備的駕馭和掌握,達(dá)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(qiáng)大的動力,促使學(xué)生更好地適應(yīng)崗位工作。
可增強(qiáng)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(jì)試驗(yàn)不同的開車、停車方案,試驗(yàn)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(jìn)行評估與優(yōu)化的能力。
可增強(qiáng)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(yùn)行狀態(tài)等,以此增加學(xué)生排除故障的練習(xí)機(jī)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(shí)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。
搭建仿真與實(shí)操有機(jī)結(jié)合的化工實(shí)訓(xùn)平臺 學(xué)校中的仿真實(shí)訓(xùn)畢竟與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的DCS有所區(qū)別,同時(shí)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(shí)的臨境感受,由此可見,仿真操作不能完全代替實(shí)操。在培養(yǎng)學(xué)生技能的同時(shí)要注意仿真與實(shí)操的有機(jī)結(jié)合,仿真訓(xùn)練與真實(shí)操練的有機(jī)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(shí)習(xí)中的DCS操作環(huán)節(jié) 在學(xué)生的各類校外企業(yè)實(shí)習(xí)中,一定要突出實(shí)習(xí)中的DCS操作環(huán)節(jié),爭取每次實(shí)習(xí)都能夠進(jìn)入企業(yè)的DCS控制室進(jìn)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(shí)的轉(zhuǎn)變。
引進(jìn)企業(yè)“生產(chǎn)級”仿真培訓(xùn)師資隊(duì)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(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師隊(duì)伍,學(xué)校要盡量在企業(yè)中引進(jìn)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(jìn)行下廠鍛煉、定崗實(shí)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(jìn)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(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍的建設(shè)是學(xué)生掌握DCS操作技能的有力保障。
鑒于計(jì)算機(jī)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(shí)訓(xùn)基地,引進(jìn)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。
[1]胡孝貴,等.關(guān)于化工仿真與實(shí)際操作結(jié)合的實(shí)訓(xùn)模式研究[J].職業(yè)教育研究,2009,(5):107-108.
[2]姜春揚(yáng),等.高職化工仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)的探討[J].科技教育,2008,(36):157.
[3]包巨南,等.論化工仿真教學(xué)在高等職業(yè)教育中的應(yīng)用[J].山東化工,2009,(38):4.
[4]李士雨.化工仿真實(shí)習(xí)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J].化工高等教育,2003,(2):49-52.
[5]宿高明.淺論高職院?;し抡鎸?shí)訓(xùn)平臺之建設(shè)[J].職業(yè)教育研究,2008,(12):113-115.
[6]苗順玲.化工單元仿真實(shí)訓(xùn)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2008.
G712
A
1672-5727(2010)10-0028-02
*本文系2009年武漢市屬高校科研立項(xiàng)課題《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(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教研室主任,中國化工學(xué)會會員,研究方向?yàn)楦呗毣?shí)習(xí)實(shí)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?yàn)楦呗毟邔Un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?yàn)榫?xì)化工專業(yè)教學(xué)及現(xiàn)代高職教學(xué)規(guī)律。