浅谈化工单元仿真技术在职业教育中的利与弊

刘亚群

摘 要：本文首先讲述了什么是化工单元仿真，然后从化工单元仿真技术对职业教育中的优势和弊端两方面进行了分析，最后得出结论，化工单元仿真技术的应用在职业教育中的优势是非常明显的，但是只有将化工单元仿真与化工单元操作结合起来，才能使化工单元仿真发挥更好的作用，为学生走向工作岗位奠定良好的知识基础。

关键词：化工单元仿真 DCS控制系统 职业教育

真实的化工生产装置包括现场设备以及DCS控制系统（系统通过计算机和控制中转装置建立与现场设备的联系）。化工单元仿真实质上就是化工生产装置的DCS控制系统。化工单元仿真在教学中有着广泛的应用，对于学生进入化工企业奠定了良好的基础。但是，化工单元仿真技术在职业教育中有优势也有其弊端，现分析如下。

一、化工单元仿真技术在职业教育中的优势

1.投资节省、能耗低，无原料消耗

相对于建立化工实训装置来说，建立化工单元仿真系统投资要节省很多。例如，如果建立精馏塔的实训装置，每套需要20万元左右，并且单套装置最多只能提供5个工位，并且设备的占地面积大。同时，进行精馏操作需要原料（实训室常用水和酒精），设备运作需要消耗电能和水能。但设备（如各种泵）运作几年后，需要更换配件或更换泵，是一笔很大的投入。而建立带单元仿真软件的机房（按60台电脑计算），总共花费40多万元，就能提供60个工位。仿真系统通常是以软件的形式在计算机上运行，能源消耗就是电能，几乎没有设备的维修，只需要定期维护电脑即可。

2.利于学生学习积极性的提高

化工单元仿真软件的操作过程中都有相应的评分软件，评分软件有详细的操作步骤，同时进行评分。学生操作练习时，如果步骤操作错误就扣分。学生可以根据自己的得分，分析错误的原因，利于学生及时纠正错误操作。由于学生水平不一样，出现的错误也不一样，每人一台设备最有利于学生分析自己存在的问题，然后解决问题。教师在教学过程中，对于集中出现的问题集中讲解，个别问题分别辅导即可。

由于每次操作结束都能看到自己的分数，学生会对自己和别人进行比较，有利于激发他们的学习积极性。同时，进行考试时，可以把操作步骤去掉，这样就迫使学生在练习熟练后要及时记住操作步骤，无形中促进了学生主动学习，提高了他们的学习积极性。

3.单元仿真软件涵盖面广，应用广泛

学校的单元仿真软件包括化工单元操作的仿真（离心泵单元仿真、液位控制单元仿真、换热器单元仿真、压缩机单元仿真、CO2压缩机单元仿真、精馏塔单元仿真、吸收解吸单元仿真等），化工单元反应的仿真，还有管式加热炉和锅炉单元仿真系统。这些软件几乎涵盖了化工企业的所有单体设备，具有极强的推广性。

化工单元仿真教学在在校学生实训、企业员工培训中都有广泛应用，同时，它是化工职业学校学生及化工企业员工的总控工（高级工）技能鉴定的重要组成部分。

由于化工单元仿真有很好的评价系统，便于对操作过程进行公正的评价。化工单元仿真在全国职业院校技能大賽中是技能操作的重要组成部分，也是全省化工行业技能大赛中技能操作的重要组成部分。

二、化工单元仿真技术运用于职业教育的弊端

1.无法体会真实的化工生产环境

在化工单元仿真系统中，学生无法了解阀门、各种泵、反应器、各种仪表的结构及调节方法，无法观察现场设备在操作过程中的状态。所以，学生通过化工单元仿真系统无法体会真实的化工生产过程。也就是说，学生会操作仿真系统，不等于会操作真实的设备。这些操作知识的获得必须依靠化工单元实训装置。

2.容易造成安全生产意识薄弱

由于有完善的自动评分系统，在练习时，仿真中系统会对误操作给出扣分和警告。如果步骤出错，这一步就打错号；温度、压力、流量等控制不好相应的质量评分就低。然而，在实际生产中哪怕一个很小的失误，都可能造成很严重的后果。

化工企业又是危险行业，对安全的要求很高，安全生产意识要特别强。例如，2005年11月，吉林石化双苯厂苯胺装置发生特大爆炸火灾事故，就是操作人员在停车时疏忽大意，未将应关闭的阀门及时关闭，误操作导致进料系统温度超高最终酿成大事故。所以，企业生产中的误操作会引起大的事故，而仿真操作中，误操作只会扣分，学生不能真正从思想上重视，容易导致安全生产意识薄弱。

三、小结

从以上分析可见，化工单元仿真操作具有一定的局限性。采用仿真教学可以缩短学生化工装置操作的时间，并且为化工装置操作奠定良好的基础，但决不能替代学生进行的实际化工装置操作这个重要教学环节。只有将化工单元仿真与化工单元操作结合起来，才能使化工单元仿真发挥更好的作用，从而为学生走向工作岗位奠定良好的知识基础。

（作者单位：山东化工技师学院）