虛擬仿真實訓在現代化工行業的重要性
由於現代化學化工以複雜的設備和高度密集的聯合體為基礎,呈現出生產規模日益增大、投資消耗日益增長、自動化程度日益提高的趨勢,生產中存在危險性。因此為展現化工生產的智能化以及預警安全生產與管理風險,利用虛擬仿真三維成像技術可以給學生提供更真實、更先進的模擬企業場景進行各種操作實驗訓練,為師生提供一個具有過程可重複性、原料無風險性、實驗成本低等特點的虛擬仿真實驗平台。
選擇虛擬仿真實訓技術平台的優勢
隨著工程教育體係的不斷發展,以及“化工大工程觀”現代化學工程師教育理念和虛擬三維仿真試驗技術的引人,構建“產品設計——結構重視——單元操作——工藝設計——虛擬工廠”體現“化工大工程觀”理念的實踐教學平台,可對學生進行全麵、係統的工程實踐訓練,著力培養學生的工程實踐能力、專業設計能力和科技創新能力,使培養的學生具備現代化學工程師實踐能力所需的全部素質和能力。
同時,實現教學資源的零消耗、實驗過程的零汙染、實驗容量的無限化,豐富實踐教學的內容與模式,消除實踐教學的危險性,增加學生動手操作的機會,增強對化工生產連續性、高強度、自動化、緊迫性的真實體驗,為提高應用型本科人才培養質量提供了可靠保障。
萃取實驗虛擬仿真裝置功能:
一、學習轉盤萃取塔的結構、流程及工作原理;
二、測定轉速對傳值單元高度的影響,了解外加能量對萃取效果的影響;
三、分別測定固定轉速下,原料和萃取劑進料比例改變對結果的影響;
四、觀察萃取的液泛現象,分析極限轉速對萃取的影響;
五、全觸摸集成化控製,高穩定數據傳輸,硬件加密;
六、HMI:投射式觸控技術,5000萬次觸摸點,內存2G;
七、額定電壓:220V,總功率:1kW,質量:約140 kg;
八、外形尺寸:1480×580×1700mm(長×寬×高),高品質鋁合金型材框架,水平調節支撐型腳輪;
九、設備認知學習;
十、模擬實驗操作;
十一、在線考試。
萃取實驗虛擬仿真裝置解析
1. 認識設備:
設備使用虛擬仿真方式將所需操作設備1:1還原,學生可以逐步並反複熟練設備,解決學校實訓室內設備緊張、學生課堂學習印象不深刻現狀。
2. 模擬實驗:
現實實驗室中,學生眾多、設備缺乏,學生們缺乏實操和反複實驗經驗,而萃取實驗虛擬仿真裝置可以讓學員們在虛擬仿真場景中,完成模擬實驗,左上角有操作提示,場景中也會有光標提示,幫助學生進一步熟悉實驗流程。
3. 實驗考試:
實驗考試——場景中不在有操作提示和光標提示,學生需要憑借自己學習成果進行真實考核,按照先前所掌握流程,進行實驗,實驗完成後,提交成績。
萃取實驗虛擬仿真操作步驟:
1) 檢查電源是否供電正常,檢測閥門是否處於關閉狀態
2) 打開主機電源,打開控製電源,打開觸摸電腦
3) 點擊電腦屏幕,啟動控件軟件
4) 萃取劑循環罐中倒入適量蒸餾水,在原料罐中配置濃度約0.03mol/L苯甲酸煤油溶液
5) 打開水泵P02,打開進塔水流量計Fl02,向塔內灌水至塔內液麵在第一個固定盤與法蘭之間
6) 開啟原料液泵P01、閥VA09,排出管內氣體
7) 開啟轉盤電機,調節轉速約為200rpm左右
8) 調節VA10轉子流量計Fl02為10L/h,調節VA11轉子流量計Fl02為11L/h
9) 開啟塔底出水閥VA03,觀察塔頂油—水分界麵,並維持分界麵在第一個固定盤與法蘭約中間位置
10) 傳質穩定10分鍾左右,打開VA06,取萃餘相品,關閉VA06,分析其苯甲酸的濃度
11) 調節攪拌電機轉速至300rpm,等待傳質穩定
12) 傳質穩定10分鍾左右,打開VA06,取萃餘相品,關閉VA06,分析其苯甲酸的濃度
13) 調節攪拌電機轉速至400rpm,等待傳質穩定
14) 傳質穩定10分鍾左右,打開VA06,取萃餘相品,關閉VA06,分析其苯甲酸的濃度
15) 調節攪拌點機轉速至600rpm,等待傳質穩定
16) 傳質穩定10分鍾左右,打開VA06,取萃餘相品,關閉VA06,分析其苯甲酸的濃度
17) 停止原料液泵、水泵,停止攪拌電機,關閉觸摸電腦、控製電源、主機電源
18) 實驗結束
4. 考核權重:
學生實驗每一步流程分值設置處。當學生實驗考試完成後,提交成績,所得成績即是每一步流程分值累加所得。
5. 提交成績:
完成實驗,提交成績。係統根據學生流程操作進行分數評比。
6. 重新開始:
如學生對操作流程不熟練,可點擊重新開始,反複進行實驗操作訓練,增添自身實驗熟練度。
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