甲基叔丁基醚裝置虛擬仿真教學軟件的開發(fā)和設計.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，化工生產(chǎn)裝置越來越大型化、連續(xù)化、自動化，高校學生很難進入廠區(qū)實習，但是實習又是化工專業(yè)學生的一項必修課程，所以，本課題針對甲基叔丁基醚(MTBE)裝置設計和開發(fā)了全流程級的虛擬仿真教學軟件，可以滿足學生認識實習和生產(chǎn)實習的要求，并且可以模擬整套裝置的開車、停車、事故處理等流程。本課題的主要研究內容包括MTBE裝置數(shù)學模型搭建、仿DCS系統(tǒng)開發(fā)以及虛擬廠區(qū)的搭建和設置。
　　結合甲基叔丁基醚生產(chǎn)工藝流程，介紹了其中

2、的管網(wǎng)、離心泵、換熱器、反應器、萃取塔以及催化精餾塔等重要單元的數(shù)學模型，為了滿足仿真速度的要求，根據(jù)設備特點對反應器、萃取塔和催化精餾塔的數(shù)學模型進行了合理簡化，數(shù)學模型采用序貫模塊法搭建。仿DCS系統(tǒng)的開發(fā)包括點組態(tài)、流程圖組態(tài)、通訊組態(tài)和標準畫面組態(tài)，模擬中控室的操作，滿足內操人員的培訓需求。對三維虛擬環(huán)境的搭建進行了介紹，三維虛擬環(huán)境與真實廠區(qū)近乎一致，可以使學生產(chǎn)生一種沉浸感，除此之外，本軟件在虛擬環(huán)境中加入了知識點學習與考核

3、環(huán)節(jié)、巡檢環(huán)節(jié)，允許學生在軟件中進行化工認識實習和化工生產(chǎn)實習。
　　本文對甲基叔丁基醚裝置虛擬仿真教學軟件的模擬結果進行了闡述與對比，結果表明:第一，學生能夠快速熟悉虛擬環(huán)境并在其中熟練操作，完成設置的實習任務;第二，穩(wěn)態(tài)模擬數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)誤差較小，在仿真精度范圍內，表明數(shù)學模型的模擬精度較好;第三，動態(tài)模擬結果的數(shù)據(jù)表明數(shù)學模型的響應速度與變化趨勢都很好，滿足仿真速度的要求。因此，本課題所開發(fā)的軟件可以用來培訓在校學生或者操作