《化工仿真技术》课程教学大纲

《化工仿真技术》课程教学大纲课程名称：化工仿真技术英文名称：SimulationTechniqueofChemicalEngineering课程代码：01213030一、课程基本情况1．学分：1.5学时：24（理论学时：24实验学时：0）2．课程类别：专业方向选修课3．适用专业：化学工程与工艺专业4．适用对象：本科5．先修课程：化工原理、化工自动化仪表、化工工艺6．教材与参考书目：教材：《化工仿真实训指导》，赵刚编编，化学工业出版社，1999年。参考书：《自动控制原理》，张旺编著，北京理工大学出版社，1994年；《化工仪表及自动化》，厉玉鸣编著，化学工业出版社，2003年；《集散控制系统选型与应用》，王常力编著，清华大学出版社，1999年。二、课程介绍1．化工仿真教学是一种新型的教学方式，它针对真实的装置和流程建立数学模型，在仿真机上实现，以为教学和科研服务的技术。模拟真实的化工生产过程，并将其实际工业现场通过计算机再现于学生面前，既可带给学生真实的化工生产环境，调动学生的学习积极性，使他们的学习过程和学习方式更具个性化，提高学习效率，又优化了化工类实验与实践性环节的教学过程，有助于对学生综合能力以及化工实际操作技能的培养。2．本课程是与实习环节相结合能有效提高对学生在实践环节的教学效果。其先修课程为化工原理、化工自动化仪表、化工工艺。3．通过本课程的学习，使学生进一步认识和掌握工艺以及自动控制中的有关概念和原理，并且能够熟练完成对DCS仿真单元以及典型工段的操作，进一步验证了化工原理、自动化仪表、化工工艺学等理论知识，体会工厂的实践环节。学生在正确理解相关的概念和理论基础上，对工厂的工艺运行规律有正确的和身临其境现场操作的感受。同时也培养学生应用计算机解决化工过程问题的兴趣和能力。三、课程内容、学时分配及教学基本要求第一章绪论（共2学时）（一）教学内容：第一节系统仿真基本概念知识要点：物理仿真及系统仿真。第二节数学模型在仿真中重要性知识要点：仿真中的数学建模。第三节仿真技术的特殊作用知识要点：仿真中不同与其他技术的作用。第四节过程系统仿真技术应用知识要点：在辅助设计、辅助生产、辅助训练和辅助研究方面的应用。第五节集散控制系统知识要点：控制的分类和集散系统的分类。教学重点：仿真与集散系统的概念。教学难点：集散系统的概念。（二）教学基本要求：本章要求掌握化工仿真的基本概念，为后续知识的学习打下基础。了解仿真系统、DCS系统及相关过程控制系统的基本概念。第二章单元操作部分（共14学时）（一）教学内容：第一节DCS仿真系统的操作简介知识要点：DCS仿真系统的操作方法。第二节离心泵单元操作知识要点：压力的分程控制方法及离心泵单元的冷态开车步骤。第三节液位控制系统单元知识要点：串级控制方法及液位控制单元的冷态开车步骤。第四节换热器单元知识要点：温度的分程控制方法及换热器单元的冷态开车步骤。第五节DCS仿真系统的高级操作知识要点：工作组画面、单元画面及仿真键盘的操作。第六节脱丁烷塔单元知识要点：灵敏板温度的控制及脱丁烷塔单元。第七节固定床反应器知识要点：固定床反应器单元的冷态开车步骤。教学重点：集散系统中各种复杂控制的控制方法，以及各单元的操作方法。教学难点：复杂控制的操作方法及对操作质量的控制。（二）教学基本要求：本章要求掌握DCS仿真系统软件的操作方法，并对各单元进行熟练操作。学生在课堂上要完成各单元等包括控制系统的一系列可独立运行的单元操作如：单元的开车、停车、运行及常见的事故处理等生产工艺全过程。重点讲解如何使用仿真软件、强调各单元操作中的分程控制系统、比例控制系统、液位连锁控制等，并进行反复操作练习，使学生熟练掌握并在工艺流程操作评分系统达标为准。第三章合成氨工段（共8学时）（一）教学内容：第一节合成氨系统合成工段知识要点：氨合成塔的温度控制以及合成氨系统合成工段的操作步骤。第二节冷冻系统知识要点：液氨储罐的液位控制及冷冻系统的操作步骤。教学重点：合成氨系统的开车过程及指标的控制。教学难点：系统开车的操作质量的控制。（二）教学基本要求：本章要求掌握合成氨系统的合成工段，包括合成氨的合成系统和冷却系统两部分。重点和难点在于各控制节点参数的控制，如：温度控制、压力控制、流量的控制、阀门开度大小的控制、液位高度的控制等。四、课内实验、实践环节及要求无五、考核办法1．考核方式：考查2．考核形式：其它3．成绩核定：课程成绩=各单元操作成绩的平均分大纲制订人：荆涛大纲审批人：贾丽华大纲批准人：张树军