应用于化工专业课程教学的化工实验仿真平台研究与探索

彭弗楠++孙怀宇

摘要：化工实验仿真平台的研究，能适应经济与行业发展需求，为在常伴有高温、高压、易燃、易爆等不安全因素环境下工作的操作人员和学生等，提供安全、稳定的操作环境；提升化工专业学生的理论知识水平与实际操作能力，满足教育教学改革的需要。

关键词：仿真平台；化工实验；课程教学

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）25-0088-02

Chemical Experiment Simulation Platform Used in Professional Course Research and Exploration

PENG Fu-nan， SUN Huai-yu

（Shenyang university of chemical technology， Shenyang 110142， China）

Abstract： Research on chemical experiment simulation platform， which suit for economy development. The system can provide a safe and stable environment without high temperature and high pressure， inflammable， and explosion. Chemical simulation platform improved chemical professional students' theoretical knowledge and practical ability， meet the needs of the education teaching reform.

Key words： simulation platform； chemical experiment； education teaching

随着化工生产技术的飞速发展，生产装置的大型化、生产过程的连续化和自动化程度不断提高，对从事化工行业的生产操作人员进行的实际操作能力的提高显得尤为重要。化工实验仿真平台的研究，能适应经济与行业发展需求，为在常伴有高温、高压、易燃、易爆等不安全因素环境下工作的操作人员和学生等，提供安全、稳定的操作环境；提升化工专业学生的理论知识水平与实际操作能力，满足教育教学改革的需要。

化工实验仿真平台的研究，注重培养学生规范操作、团结合作、安全生产、节能环保等职业素质是，深层次地揭示教学内容的新方法，为受训人员提供安全、经济的离线培训条件，已经越来越受到人们的重视，是化工专业的学生必须掌握的操作技能。随着计算机仿真技术在教育领域的应用研究的进一步深入，以及硬件设备价格的不断降低，化工实验仿真平台作为一个新型的教学媒体和技术，以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到教育工作者的重视和青睐，最终在科学教育领域中被加以广泛应用。

最初应用于化工专业教学的仿真系统软件主要是化工单元操作的简单模拟，显示画面简单，仅仅是有关教材知识的另一表现形式。[1]近年来，化工专业教学仿真培训软件正由单纯的单元操作向典型工艺流程过渡。[2]

现针对以往的化工仿真平台只搭建静态的化工流程画面，不能动态显示的问题，以及以往的平台只能应用已创建的实验内容进行展示和应用的问题，我们开发了一款针对化工专业课程的化工实验仿真平台。

化工实验仿真平台的研究，得到的是一种可组态的软件系统，可以根据实验需求定义组态多种不同的实验项目（实验单元），在各实验单元中都编有实验说明，主要设备、显示仪表和现场阀说明，开车操作规程，正常操作规程，停车操作规程及事故处理，并配有带控制点的工艺流程图、趋势图，仪表和设备参数设定，具有考核功能等。化工实验仿真平台的用例图如图1所示。

化工实验仿真平台实现的主要功能有：

1）系统组态，根据实验需求定义组态多种不同的实验项目（实验单元），对主要设备、显示仪表和现场阀进行参数属性说明，开车操作规程，正常操作规程，停车操作规程及事故处理等说明。

2）启动实验，通过加载已有的实验项目，启动实验项目，开始实验练习。

3）参数配置，在仪表菜单下，可以通过编辑仪表对仪表参数进行设置，同样，对于设备也可以进行类似的参数配置。

4）考核评分，根据已经设置的考核点，针对已完成的实验项目给出评分。

5）实验指导，开始实验练习之前，认真阅读实验指导，以正确安全的完成实验项目。

6）报警列表，在实验项目进行过程中，当设备或仪表的工作状态超出预先设定的上、下限时，系统会自动报警。

7）趋势曲线，根据实验项目的加载运行情况，实时地显示当前实验项目中各个设备及仪表工作的趋势曲线。

8）远程指导，系统提供一个教师端，实现对学生在线的远程指导。

9）系统监控，系统提供一个监控端，多所有实验客户端进行实时的监控，并可以收集实验考核成绩。

10）权限管理共有三个级别的操作权限，分别是：工程师、技术员和操作工。在实验的进程中，对参数的操作权限有不同的级别。

该平台为化工原理的实验教学提供经典实验的组态项目。化工过程的开车、停车步骤及设备操作调节控制方法，了解事故产生与原因和造成的后果，学习排除事故的方法，将完成经典化工实验项目组态的平台应用到化工实验教学中，不断的听取学生和教师的反馈意见，积极的改进平台，完善平台。

参考文献：

[1] 方芳， 彭三军， 李朝晖. 化工原理实验教学环境改革初探[J]. 广东化工， 2012（2）： 213-214.

[2] 李明宇， 刘建辉. 基于web的化工仿真系统研究[J]. 计算机仿真， 2009（12）： 286-289.