基于自制集散控制实训装置实训项目开发

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DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2019.05.097

基于自制集散控制实训装置实训项目开发①

王景芝

(吉林工业职业技术学院 吉林吉林 132013)

摘 要：该文依托专业研发的自制集散控制实训装置这个平台，分析了归纳中高级仪表维修工技能要求，整理分析实训装

置能完成的实训任务，开发、设计了典型实训项目，由简单到复杂，突出实践技能训练，通过实训项目的实施，丰富了实践教

学内容，推动了专业理实一体教学模式的开展，提高了教学质量。

关键词：实训装置 实训项目 开发

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2019)02(b)-0097-02

①基金项目：吉林省高等教育学会2016年度高教科研课题“工业过程自动化技术专业生产性集散控制实训装置研究”

（课题编号：JGJX2016D232）阶段性成果。

作者简介：王景芝（1969—），女，山东寿光人，硕士研究生，副教授，研究方向：工业仪表及自动化方面的教学和研究。为培养适应自动化仪表、控制系统安装与调试、运行

与维护等岗位要求、具有良好发展潜力的高素质技能型人

才，学院鼓励专业教师利用自身专业知识优势，深入企业

调研，综合考虑企业仪表维修工岗位实际工作任务所需要

的知识、能力、素质，自制了一套集散控制实训装置，既节

约了成本，又弥补原有实训设备不足。为充分发挥自制实训

装置的功用，设计好实训项目十分必要。

1 岗位技能分析

此实训装置选择乙醇精馏典型工艺，污染小，操作安

全，有流体输送、精馏、换热等工艺流程，设备主要由静音

高温泵、精馏塔、换热器、储罐、吸收塔、加热装置、循环

水罐等组成，仪表有各参数检测仪表、智能变送器、执行

器（调节阀及阀门定位器）等。工业过程自动化技术专业

服务的岗位有仪表维修工（主要岗位）、仪表安装工（次要

岗位）、仪表校验工（次要岗位）。对应仪表维修工职业标

准，归纳整理中高级仪表维修工技能要求、相关知识内容

如下。1.1 仪表维修工（中级）

（1）技能要求：能识读仪表及自控系统原理图；能识

读仪表管件接头等零件加工图；能使用和维护智能仪表；

能使用和维护单回路控制系统；能对单回路控制系统进行

检修和投入运行；能进行信号报警联锁系统的解除与投

入运行；能判断和排除正在运行的压力、温度、流量、液位

等仪表的故障；能根据仪表记录数据或曲线等信息判断

事故的原因；能排除仪表供电、供气故障；能处理生产过

程中单回路控制系统出现的故障。（2）知识要求：自动控

制系统的组成及功能；机械加工基本知识；智能仪表基本

知识；仪表及自动控制系统的使用注意事项和防护措施；

单回路控制系统仪表的检修规程；信号报警联锁系统基

本知识；压力、温度、流量、液位等仪表的工作原理；仪表

故障原因的分析方法；仪表电源、气源要求；单回路控制系

统知识。1.2 仪表维修工（高级）

（1）技能要求：能识读自动化仪表工程施工图；能识

读与仪表有关的机械设备装配图；能根据仪表维护需要自

制安装检修用的专用工具；能根据仪表维护需要选用适用

的材料及配件；能对串级、比值、均匀、分程、选择、前馈等

复杂控制系统进行维护；能对计算机控制系统的各类卡

件进行维护；能对智能仪表进行参数设置与维护；能对串

级、比值、均匀、分程、选择、前馈等控制系统进行检修和

投入运行；能对信号报警联锁系统进行调试；能判断和排

除串级、比值、均匀、分程、选择、前馈等复杂控制系统出

现时故障；能利用计算机控制系统操作站上的相关信息

分析事故原因并进行故障处理。（2）相关知识：自动化仪

表施工及验收技术规范；与仪表有关的机械设备装配知

识；检修工具的制作方法；材料、配件的性能及使用知识；

串级、比值、均匀、分程、选择、前馈等复杂控制系统的维

护知识；计算机控制系统卡件知识；智能仪表操作方法；

串级、比值、均匀、分程、选择、前馈等控制系统仪表的检

修规程；信号报警联锁系统的逻辑控制知识；串级、比值、

均匀、分程、选择、前馈等复杂控制系统的故障判断与处

理方法；计算机控制系统的基本知识。

2 实训装置实训任务分析

专业教师结合学生、实训装置实际情况，确定此实训

装置对应能完成的仪表维修工岗位对应的技能要求及相

关知识，分析实训装置能训练的实训任务、职业能力整理

内容如下。2.1 实训装置工艺设备

任务:熟悉实训装置工艺、读懂装置流程图。职业能

力：了解实训装置环境，能够认识实训装置各部分工艺设

备；能走通工艺流程；能了解装置工艺参数；能识别仪表

工程图例符号；能识读实训室平面布置图。2.2 实训装置现场仪表部分

（1）任务1：熟识检测仪表。职业能力：能认识实训装98科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯2019 NO.05SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 业 技 术

置各检测仪表；能清楚实训装置检测仪表的结构、原理

及应用；能读懂装置仪表的英文名牌、说明。（2）任务2：

熟识执行器。职业能力：认识气动、电动执行器；清楚实训

装置气动、电动执行器的结构、原理及应用；能读懂实训

装置执行器的名牌、说明。（3）任务3：现场仪表检修。职

业能力：正确拆卸现场仪表；能正确拆装、维护调节阀；能

恢复安装仪表；能进行系统联校。（4）任务4：检测仪表安

装。职业能力：了解石化企业安全规程；了解实训装置生产

工艺；能识别实训装置中的工艺设备；熟悉仪表所安装位

置的工艺流程、工艺介质、压力和温度等工况；能正确使

用各种安装工机具；能正确安装实训装置流量、压力、温

度、物位及测量管路。（5）任务5：执行器安装。职业能力：

了解石化企业安全规程；了解实训装置生产工艺；能识别

实训装置中的工艺设备；熟悉执行器所安装位置的工艺

流程、工艺介质、压力和温度等工况；能正确使用各种安

装工机具；能正确安装电动、气动执行器。（6）任务6：现场

仪表维护。职业能力：了解现场仪表安全规程；了解实训装

置生产工艺；能清洁现场仪表卫生；能对现场仪表进行保

养。（7）任务7：现场仪表的故障分析与处理。职业能力：了

解现场仪表安全规程；了解实训装置生产工艺；能够正确

分析和处理现场仪表故障。2.3 实训装置DCS控制部分

（1）任务1：了解DCS。职业能力：认识DCS硬件；了解

DCS安全规程；清楚DCS各卡件的作用、结构及应用；能读

懂DCS资料。（2）任务2：DCS安装。职业能力：了解DCS安全

规程；能正确安装DCS卡件；能正确接线；能正确使用各种

安装工具。（3）任务3：DCS系统检查。职业能力：能检查接

地系统；能检查控制系统通信；能检修打印机、人机接口、

卡件、继电器设备等。（4）任务4：DCS逻辑的修改。职业能

力：DCS组态、能为DCS检点、加点、删点；能逻辑修改、调

试；用DCS实现过程控制。（5）任务5：DCS故障分析与处

理。职业能力：能够清洁DCS卫生、硬件设备卫生清扫；能够

对DCS进行保养；能够正确分析和处理DCS故障。

3 实训装置实训项目设计

该实训装置在设计时就考虑要贴近生产实际，具有工

厂情景化、故障模拟真实化等特点，能满足专业仪表、DCS

系统单项技能、综合技能训练、职业素质养成的需要，提

高学生现场仪表维护、自动控制系统安装、调试、维护能

力。将仪表工岗位技能要求与实训装置可完成的实训项目

相融合比较，分析装置能够完成的实训任务，突出职业能

力培养，设计、开发了以下几类典型的实训项目。3.1 检测仪表（压力、流量、物位、温度仪表）安装、维护

让学生了解四大参数（压力、流量、物位、温度）检测仪

表的结构与工作原理、了解四大参数（压力、流量、物位、

温度）检测仪表选型与应用、掌握四大参数（压力、流量、

物位、温度）测量仪表的安装方法、会使用手操器，检测仪

表的维护、故障处理。3.2 调节阀及阀门辅助装置的安装、校验与维护

使学生了解气动、电动调节阀及阀门定位器的结构与

工作原理；会气动、电动调节阀选型、掌握气动调节阀的

拆装及调校、会正确填写调节阀校验单，能对气动、电动

调节阀维护。3.3 单回路（压力、液位、温度、流量）控制系统的构成、调试

掌握单回路（压力、液位、温度、流量）控制系统控制

原理、各部分组成（检测元件和变送器、控制器、执行器、

被控对象）及作用，理解常用仪表的图形符号表示方法、

能识读带控制点工艺流程图，能正确设置调节器正、反作

用，能熟练操作软件，会单回路（压力、液位、温度、流量）

控制系统参数整定、调试。3.4 复杂控制系统（串级、比值）的构成、调试

掌握复杂控制系统（串级、比值）控制原理、各部分组

成（检测元件和变送器、控制器、执行器、被控对象）及作

用，理解常用仪表的图形符号表示方法、能识读带控制点

工艺流程图，能正确设置调节器正、反作用，能熟练操作

软件，会复杂控制系统（串级、比值）调试。3.5 DCS系统组态操作

掌握DCS系统硬件组成和各部分作用、熟悉DCS组态

软件、熟悉组态的基本操作，DCS系统安装、维护、检修、

故障分析与处理。3.6 实训装置工程设计

理解仪表回路设计、控制室设计、仪表柜布置图设计、

仪表柜接线图设计及仪表供电和供气系统的设计原则和

规范，能绘制仪表流程图、仪表回路图，能设计控制方案、

识读各设计图能力。

各实训项目教学中，主要实施任务驱动、学做一体化

教学模式，以“提出任务—任务分析—知识准备—计划决

策—任务实施”六步组织教学，小组学习相关知识，讲练

结合，在实训装置上认识仪表、工艺设备、控制系统等，练

习仪表、执行器的安装、维护，DCS系统安装、调试、维护技

能。

4 结语

实训教学在高职院校学生技能培养中发挥着极为重

要的作用，自制实训设备具有针对性、实用性特点，且接近

生产实际，学生有一定的兴趣，更加主动地学习知识与掌

握技能，非常利于培养学生的职业素质和职业技能，合理

地设置与实训装置相适应的循序渐进的实训项目，既充分

利用了实训资源，又能更好地培养学生实践技能，使学生

就业后能很快地胜任自动化仪表相关岗位需求，为企业输

送自动化仪表方面实用型技能人才。

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