水泥工藝虛擬仿真實驗是華北理工大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：水泥工藝虛擬仿真實驗
- 建設院校： 華北理工大學
- 課程負責人： 王靜
- 授課教師：趙英娜、張學麗、王春梅、楊立榮
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
水泥生產工藝是無機非金屬領域中最大、最成熟的產業之一，唐山市又是水泥的北方基地，中國第一桶機制水泥、第一座機械化採煤礦井、第一條標準軌距鐵路、第一台蒸汽機車皆誕生於這座城市。位於唐山地區的華北理工大學材料科學與工程學院作為培養無機非金屬材料人才的地方院校，承擔著培養具有工程設計、工程實踐和工程創新能力的專業技術人才的重要任務。
我學院的材料化學、無機非金屬材料專業，水泥方向為主於支撐方向。經過近幾十年的建設，教學體系逐步改善，但是作為實踐教學重點內容一-水泥生產工藝實習實踐教學一直處於尷尬地位。雖然學院與金隅冀東水泥有限公司、唐山北極熊建材有限公司、恆潤集團有限公司等企業合作，建立了實習基地，為學生提供了入廠實習的機會，但是相對於學生來說依舊處於走馬觀花的階段。實習過程中，由於常見故障的高危險與難再現，學生無法針對事故處理進行實地操作;而正常運轉中.的設備，學生不能動工藝流程及其參數設定，從而造成缺乏動手能力，因此希望通過現代化的教學手段改善以上問題。
隨著計算機、網際網路和工業自動化技術的發展，計算機仿真技術、3D技術以及“網際網路+”形式的教學手段已經融入到現代化教學當中。我們由此設計了“虛擬仿真實訓”平台，虛擬仿真教學系統是在真實完整體現實際工業流程的基礎上，全方位模擬現場實際生產環境，使受訓人員有“身臨其境”般的強大體驗。以3D技術模擬水泥廠的生產工藝流程與詳細的生產設備;針對水泥企業的DCS (分散式控制系統Distributed Control System)進行生產控制仿真，將3D仿真系統、VR ( VirtualReality，虛擬現實)系統與DCS仿真系統相結合，形成一套能夠全面展現水泥廠生產工藝流程、生產設備工作原理、生產控制邏輯、生產運行參數的生產仿真實訓系統。
教學目標
水泥生產工藝流程複雜，設備連鎖眾多，各種檢測信號相互影響，課程本著“能實不虛、以虛補實、虛實結合”總原則，通過虛擬仿真實訓達到如下目的:
(1)通過水泥生產全流程虛擬仿真訓練，對生料粉磨、熟料燒成、水泥粉磨車間在水泥工廠布局、工藝流程、生產設備、生產場景等方面有一個全方位直觀、系統的了解和認知，理解生產的全局性和整體性;
(2)通過模擬水泥生產過程中的開車、運行、停車及事故處理等操作過程，深入了解水泥生產工藝和控制系統的動態特性，提高對複雜水泥相關工程動態運行的分析和協調控制能力。
(3)各種設備通過3D互動展示逼真地模擬工作原理自動演示模式結構自動拆解模式、互動組裝模式。有機地將設備的工作原理、工作過程、性能特徵、使用方式等一系列工序以互動體驗的形式體現出來。實現了學生在實際實習場景過程中無法達到的直觀、生動的視覺效果。
(4)通過對虛擬系統的模擬實驗、反覆練習，教師對學生操作結果的及時反饋，有助於學生深刻了解水泥熟料生產工藝過程，熟練掌握基本原理和技術參數控制，為今後實際工藝設計和工作奠定堅實基礎。
(5)通過虛擬系統的模擬實驗，使學生具有強烈的責任心和使命感，繼承前輩的工匠精神，有效的提升學生的學習興趣，增強學生未來的職業道德以及社會責任感。
