计算机技术在“过控”专业教学中的应用

【摘 要】本文以过程装备与控制工程专业为视角,介绍了计算机技术在专业教学过程中的应用,包括多媒体教学、模拟仿真等应用技术.

【关 键 词】多媒体教学；模拟仿真；数值分析

随着科学技术的迅猛发展,计算机技术已逐渐渗透到了高校教学的各个环节,本文站在过程装备与控制工程专业的视角,介绍了计算机技术在专业教学中的应用情况.

1多媒体教学

多媒体教学是指教学过程中,根据授课目的和授课目标以计算机为平台,运用文字、图片、视频等多种媒体信息,并与传统的教学手段相结合,合理优化教学过程,从而使教学效果得到极大地提高.

1.1直观性

由于过控专业在教学中要介绍各种动设备和静设备的结构,依靠多媒体教学可以很清晰地展示各种设备的结构及零部件之间的相对运动关系.

1.2可重复性

通过多媒体,对于重点、难点或是没讲透彻的地方可以循环播放.

1.3大容量性

相对于传统教学,多媒体教学节省了写板书的时间,可以增大课程的信息量.

1.4激发学生的学习兴趣

通过文字、图片、动画的有机的结合来增加授课过程的生动性,以激发学生学习的主动性、积极性.

2模拟仿真

模拟仿真是指通过计算机系统来模拟机器设备的结构、运行或对其零部件进行受力分析.过控专业常用的仿真技术有绘图、数值分析、工艺流程仿真.

2.1绘图

绘图技术,通常意义上来讲称为CAD（ComputerAidedDesign）,是通过计算机将设备以二维或三维图的形式表达出来,从而避免了手工画图的不可修改性,过控专业所接触到的典型零部件有封头、法兰、圆筒等,采用CAD技术,可已将这些零部件参数化,减少简单的重复劳动,缩短设计周期,极大地提高设计效率.但这类软件仅仅表达的是设备的基本尺寸,而不能做相关的分析,属于初级仿真软件.

目前,全国高校的机械类专业都开设了相关的CAD课程,例如,河北联合大学开设的CAD/CAM/CAPP,除此外还要求学生在毕业设计环节通过CAD技术完成相关设计工作.

2.2数值分析

数值分析技术指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品结构的力学性能.首先对所分析零部件或整体设备进行建模,然后根据实际受力状况,完成相应的受力分析,为设备的生产制造提供技术支持,最终实现优化结构性能的目的.

常用的数值分析软件有ANSYS,ADINA、ABAQUS等,这些软件的分析功能非常强大,可以进行流体、结构、电场、磁场、声场等的分析,另外还有一些专门应用于过控专业某个领域的仿真软件,例如CAESAR软件专门用于设备配管的受力分析.

目前,这类数值分析软件大多应用于研究生阶段,很多高校的研究生通过数值分析软件完成毕业课题.

2.3工艺流程仿真

作为过控专业的学生,不但要了解诸如泵、风机、离心机、塔器、换热器、储罐等单个设备的结构、性能,还要了解这些设备为满足生产要求而组合到一起的工艺流程.而对于现代化的工艺流程,其自动化程度越来越高,各类化工厂中均有控制中心,通过控制中心的实时监测系统可以可以随时掌握各个生产环节的运行情况,从而避免了人工检测不能及时发现运行不正常的缺点,这正是得益于计算机技术的迅速发展.

高校中对学生的工艺流程实践训练也应该是集硬件和软件于一体的训练,硬件就是工艺流程设备,软件即为控制系统.目前,河北联合大学购置的过程装备与控制工程专业综合实验系统,就是基于计算机平台,通过软件编程来实时在线监测工艺流程的运行,这仅仅是比较简单的工艺,为了全面训练学生的实践能力,同时作为毕业实习的重要组成部分,最好模拟建造接近实际的生产工艺流程系统.

[责任编辑：王迎迎]