化工工艺系统设计精选(九篇)

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第1篇：化工工艺系统设计范文

关键词：石油化工；安全仪表；系统；设计

中图分类号：TE967 文献标识码：A

随着技术的不断进步，石油化工设备逐渐朝着智能化和一体化的方向发展。新技术和新仪器的应用不仅保证了生产的稳定性和安全性，而且很大程度地提升了生产的效率和精度。由于化工企业的生产工艺复杂，并且里面的气体易燃易爆，如果生产过程得不到有效的控制，将会造成严重的后果，因此就需要φ庑┥璞附行精确控制。本文主要针对石油化工仪表系统的内容以及设计原则，研究了仪表系统的设计，探讨了仪表系统供电方案，为其正常工作奠定了基础。

1.安全仪表系统的综述

所谓的安全仪表系统就是保证仪表安全运行的系统，主要是由逻辑运算器、传感器、执行软件以及配套的软件系统。一旦生产过程中出现报警，仪表的安全系统就会自动响应，自动执行安全保护程序，使得生产人员和装备处于安全的状态。在系统正常检测的时候，不同的参数表示不同安全程度，此时就要用安全度等级来表示，简称SIL。SIL实际上就是根据定额时间内和相同的条件下，安全仪表系统正常运行功能的概率情况，是国际上普遍采用的表征仪表系统可靠度的参数。根据国际电工委员会（IEC）的要求，将安全程度的等级分为4类，分别为SIL1、SIL2、SIL3、SIL4。

石油化工仪表的安全系统就是生产工艺的保护层，如图1所示，其处在第一层中，能够有效地监测和预防危险事件的发生，因此合理的设计仪表系统就显得格外重要。

2.安全仪表系统的设计原则

当对仪表的安全系统进行设计时，必须遵循以下几条基本原则，如下所示。

（1）保证安全仪表系统的可靠性和准确性

在石油化工企业中，仪表工作环境比较复杂，不能够实现经常的更换，因此就需要设计的仪表安全系统能够长期稳定地运行。要实现这个目标，就必须全面的考虑设计情况，如硬件的选取，结构设计以及软件程序的运行等。如果系统出现错误的操作或者失去供电的情况下，都要能够保证系统的自行纠正或者自行学习，确保系统的正常运行。

（2）安全仪表系统的功能键稳定性

当对石油化工的仪表进行设计的时候，要充分考虑所处的环境以及操作人员工作的情况，掌握第一手的现场资料，对工作仪表工作状况应及时地了解，这样才能保证仪表的功能顺利实现。仪表系统功能键的稳定性不仅能够满足对实施工况的检测，而且还能实现对突发状况的预警等。

（3）安全仪表要方便维护和扩展

安全仪表的正常维护和保养可以很好地保证生产工艺的顺利进行。此功能的实现就需要对仪表的安装提出更高的要求。根据设计的简便和实用性原则，对设的仪表要能够满足简单安装、长期维护、稳定性高的特点。

3.安全仪表系统的设计

安全仪表系统是由不同的硬件组装起来的，其能够快速地实现安全仪表所要执行的功能要求。根据功能要求的不同，我们将其分为传感器类的检测元件、逻辑运算器类的处理元件以及执行的元件。

（1）传感器的设计

传感器的精确程度直接影响着系统的安全和灵敏度，因此对其进行设计有着非常重要的意义。为了不受到其他元件的干扰，采用独立设计原则和冗余设置原则，也就是第1级安全仪表传感器采用单一的，并且与DCS公用；第2级的安全仪表传感器采用冗余的，并且与DCS是分开的；第3级的安全仪表传感器采用冗余的，并且与DCS是分开的。对于逻辑结构的选择，我们可以设置为应用性能时，采用或结构；当为安全性能时，采用与结构；当两者的性能都需要保证的时候，就需要采取三取二的格式。

（2）逻辑运算器的设计

常用的逻辑运算器主要是由3种类型组成的，分别是可编程的电子系统、继电器系统以及二者的混合系统。当所选运算器为继电器系统时，整个系统的逻辑计算比较简单；当所选运算器为可编程的电子系统时，其可以很好地实现复杂功能的设计，并且与其他通信系统进行匹配。因此，很多的石油化工企业都配备了SIL3级的冗余或容错可编程控制器。此逻辑运算器常用的结构为二取一的自带诊断性能、三取二结构以及双重化的二取一等。根据上面的设计要求，逻辑运算器的容错性能可以很好的识别和排除故障，保证系统按照正确的程序执行。

4.安全仪表系统供电方案的探讨

在石油化工的供电系统中，经常采用的是交流220V、交流110V、直流24V电源供电。如果不能正确地采用供电方式，就会导致一定的安全事故，影响系统运行。根据设计的要求研究了以下3种方式的供电情况。

（1）DCS系统与PLC系统组成的双回路供电系统

分散的回路供电系统，能够保证整个监测系统的正常运行。除此之外，对关键部位的供电都要采取冗余和容错原则，分别独立的供电来源，不会发生一个出现故障而另外一个就不能工作的情况，使得系统的整体稳定性得到很大的提高。

（2）直流供电的冗余配置

为了保证供电的经济性和安全性，对其设备供应的24V直流电采用不同电源来获得，两者之间是并联形式和相互隔离的，并且加上解耦二极管。两路的电源分别来自不间断的稳压电源和市电。

（3）单相交流220V安全仪表供电方案

在石油化工企业中，所运用的监控仪表大多为分析仪表、位移仪等。对供电要求相对较低，从经济性来考虑的话，可以用市电的单相供电，降低了线路的复杂程度。在供电的时候，采取STS静态开关，其能很好地切换电源，提升了供电的可靠性。

结语

本文介绍了安全仪表系统的内容，并根据安全等级来对仪表系统进行设计。通过对仪表设计原则的阐述，明确了设计方向和重点注意的对象。根据上面介绍，对安全仪表系统的各个部件进行设计，确定了传感器的类型、逻辑结构、执行元件的安装以及其他的接口设计，最后探讨了仪表供电系统的配置方案。通过上述的分析，可以发现合理的安全仪表系统不仅能够降低系统运行的风险，而且能够为企业带来更多的经济效益。

参考文献

[1]方江天.化工企业安全仪表系统设计及应用研究[J].化工管理，2016（9）：196.

第2篇：化工工艺系统设计范文

关键词：纯化水 系统 医药

一、纯化水系统概述

纯化水的制备方法目前除蒸馏法外，常结合离子交换、电渗析、电法去离子，反渗透、超过滤、微孔滤膜过滤等方法，大多数属于膜分离法。蒸馏是世界各国公认的制备注射用水的首选方法，而反渗透法（RO）是利用渗透这种物理现象借助于反渗透膜来制备的.其工艺操作简单，除盐效率高，也比较经济，不仅适用于纯化水的制备.而且还可制造出具有注射用水质量的水。

现在纯化水的最高制备工艺技术是电法去离子技术（EDI），尤其是将EDI与RO等结合在一起的膜分离技术更是2l世纪最有前景的制药用水生产技术之一。我们要努力将这种方法投入到现实的使用中。改革开放以来，我们所面临的机遇与挑战给制药用水系统理论的研究及应用技术的采用创造良好的条件，我国制药用水系统及标准得到了长足的发展。随着定义的更趋科学及标准的进一步提升，人们正在把目光从最终检验转移到水系统的设计、运行、监控、验证等各个方面，将终端把关转换为过程控制，力争稳定地生产出符合质量要求的制药用水，以满足药品生产的特殊要求。

二、纯化水系统的设计

由符合一定要求的饮用水到制备出符合药典标准的纯化水，整个制备流程可由预处理、初级除盐系统和深度除盐系统三部分组成。

1.预处理

预处理是制备纯化水的第一步，其主要功能是在保证不同进水情况下，去除水中微生物及化学物质，使两级RO系统获得一个稳定、合格的的进水水质，其主要包括：多介质过滤器、活性炭过滤器和软化器。

1.1多介质过滤器

多介质一般由石英砂或者无烟煤为滤料，二者按粒径大小，由上到下填充于过滤器内，截留水中的大颗粒、悬浮物、胶体及泥沙等，使SDI值

1.2活性炭过滤器

过滤介质通常由颗粒活性炭如椰壳炭、无烟煤等构成的固定层，不仅可以有效吸附水中的部分有机物（吸附率约为60%左右），同时由于大量平均孔径在2mm～5nm的微孔和粒隙，使活性炭吸附表面积能达到500～2000m2/g，对水中的残余余氯离子有很强的脱氯能力，其次还能有效除去水中臭味、色度，以及残留的浊度。综合处理后，应保证出水中余氯

1.3软化器

原水中的硬度主要由Ca2+、Mg2+组成，如在RO膜表面结垢，将堵塞反渗透膜，影响水的通量。因此，为防止钙镁盐的沉积结垢，目前软化器使用钠型阳离子树脂，利用树脂中可交换的Na+。

将水中的Ca2+、Mg2+交换出来，使原水软化成软化水，降低水的硬度，提高后续反渗透膜的使用寿命。生产中，软化器通常用一备一，利用PLC自动控制，完成树脂的转换和吸盐再生。

2.初级除盐系统

两级RO系统作为初级除盐，是整个制备过程的主要脱盐设备，它主要包括膜保安过滤器、高压泵、氢氧化钠加药箱，两级RO装置。

2.1膜保安过滤器

预处理阶段的小颗粒滤料由于泄漏的原因可能会随管路进入反渗透单元，从而阻塞反渗透膜，膜保安过滤器作为原水进入除盐系统的最后一层过滤屏障，能滤除原水中粒径≥5μm的微粒，为后续除盐系统提供可靠水源。因此，膜保安过滤也称精滤。

2.2 高压泵

反渗透需在较高的压力作用下才能使原水从浓溶液侧向稀溶液侧流动，高压泵就为该系统提供了这样的稳定动力源，保证了二级RO系统持续不断的稳定运行。由于高压泵的持续运转，宜配备高低压保护及过热保护，防止泵的损坏。

2.3 氢氧化钠加药箱

溶解于水中的二氧化碳会使纯化水电导率变大，对于两级RO系统，氢氧化钠加药箱放置于一级反渗透之后，用于调节一级出水pH值，使水中CO2气体分子在碱性环境中转换成CO32-离子溶解于水中，增加二级脱盐效果。

2.4 两级 RO 装置

一般一级反渗透产水不能达到纯化水水质要求，这时需用二级反渗透作进一步处理，使其达到要求的水质标准。由于反渗透膜不能脱除溶于水中的二氧化碳气体，当原水中含有较多二氧化碳时，一般在一级反渗透装置后设立脱气装置，用于脱除进水中的二氧化碳气体。常用脱气装置为脱气塔，采用脱气方式为鼓风脱气和真空脱气。采用脱气膜装置虽然脱气效果较好，但由于进口脱气膜成本较大，而国内脱气膜脱气效果与国外脱气膜相比，仍有较大差距，因而脱气膜在用于脱除二氧化碳气体时一般较少采用。

两级反渗透过程是一种物理除盐过程，它利用半透膜的选择透过性，使原水中的水分子在压力作用下由浓溶液侧向稀溶液侧流动，经汇聚后进入后续EDI单元；而原水中的微生物、内毒素、胶体和各种盐类被截留下来，随浓水排放，系统脱盐率可达98%以上，排放的浓水收集后续可用做冷却塔的补水或用于厂区绿化。

3.深度除盐系统

EDI是两级RO之后的深度除盐，它是将电渗析和离子交换相结合的处理技术，利用阴、阳离子的选择性透过膜，在外加电场的作用下，完成阴、阳离子的定向迁移，达到深度除盐目的，制备出的纯化水电阻率可达15MΩ·cm以上。在整个除盐过程中，系统借助持续电解出的H+和OH-进行树脂再生，而不借助酸、碱试剂，保证了制备过程的连续、稳定、无污染。

三、结语

随着纯化水定义的更趋科学及标准的进一步提升，人们正在把目光从最终检验转移到制药水系统的设计、运行、监控、验证等各个方面，将终端把关转换为过程控制，使每个生产纯化水的过程能够达到质量标准的要求，力争稳定地生产出符合质量要求的制药用水，以满足药品生产的特殊要求，为我国的人们能够拥有健康的医药做准备，为我们的健康奉献出更大的力量。

综上，两级RO+EDI的纯化水制备方式为药物生产提供了符合GMP标准的纯化水，并且整个制备过程节能、环保，符合当今药用纯化水制备的发展趋势，为药物生产提供了更好的保障，使我们的医药化工行业能够拥有更好地发展。

参考文献

[1]中华人民共和国卫生部药典委员会，中华人民共和国药典（二部）[S].2010，北京：中国医药科技出版社，2010.

第3篇：化工工艺系统设计范文

关键词：石油化工；仪表防雷；控制系统；接地设计

21世纪以来，DCS在石油化工行业的应用和技术都得到较大程度的突破，因此仪表系统接地的问题也受到相关人员较高程度的重视。虽然，我国早在多年以前就仪表系统接地问题进行研究和规范，并通过明文对仪表以及控制系统的等电位接地问题进行了统一的规范和详细说明，但仍有许多项目在实际执行的过程中存在许多问题未能按照标准执行，尤其是项目单独设置仪表接地极的问题，不但给项目的具体实施造成了不必要的麻烦，也不符合我国在仪表系统等电位接地问题上所制定的规范和原则。

1仪表系统接地分类

1.1保护接地

保护接地主要目标是为了保障人身的安全和设备的稳定运行。因为通常状况下，仪表和控制系统都会存在外露的导电部分，而这一部分会因为故障或是不正常运行导致高危电压的形成，给工程现场埋下了极大的安全隐患。因此，这类设备需要进行保护接地。除此之外，由于现场环境的复杂性和变化性，有时甚至会出现仪表导线附带高于36V的电压的情况，因此，处于安全性的考虑也会给仪表外壳进行保护接地。

1.2工作接地

工作接地作为保障仪表数据的精确度和可靠度的重要工程，其主要内容包括了信号回路接地、本质安全系统接地和屏蔽接地三种情况。信号回路的接地处理需要分情况进行处理，当信号系统处于非隔离情况时，通常将直流电源的负极进行接地处理；反之，若是隔离的情况，则会由于信号本身就处于绝缘状态，因此，可不实施接地。而屏蔽接地主要是为了防电磁干扰，因此大多数会在控制室进行接地处理。本质安全仪表系统由于安全栅类型的区别而划分为隔离式和齐纳式两大类。隔离式安全栅由于自身的特性无需接地，而齐纳式安全栅电路则需要在控制室采用同一接地体。

1.3防静电接地

防静电接地处理需要在没有保护接地和工作接地时进行。而且接地的标准需要根据建筑物的特性来划分，每一类建筑物都有特定规格的保护器。

2仪表及系统接地的设置

2.1接地系统的主要组成部分

接地系统包含了导线、铜板、电极。导线起连接功能，贯通各处。然而，接地导线需要根据使用途径、连接部位、数量和长度的区别选择合适截面积的接地导线。通常状态下，需要设置三块接地铜板：第一块是工作地的汇总铜板；第二块是保护地的汇总铜板；第三块是总接地的铜板。这三块铜板都需要进行绝缘固定，而且这些铜板厚度都存在严格的要求（不小于6mm），而尺寸则需要根据需求情况进行确定。

2.2接地系统的设计原则

我国现阶段的主要接地设计原则是防电位差，因为保护接地和工作接地选择多个接地点时，接地点会产生电位差，从而影响仪表系统正常运行。正常状况下，仪表盘、控制柜内因为同时存在保护接地和工作接地两种接地类型，因此需要分别接入两种接地装置专属的汇总铜板。而其中的本安仪表接地、屏蔽接地、信号回路接地需要先接入到各汇流条后再接入工作接地的汇总铜板。接地电阻值作为关乎评价接地情况符合标准与否的重要指数之一，对接地效果的反映非常直观和准确。设计师在进行接地方案的设计时，不但要对接地电阻值进行考虑，还要对接地连接电阻值进行充分的考虑。连接电阻值指从接地端到总接地板这两者之间的电阻值大小，而且需要保证这一电阻的数值始终保持在0～1Ω以内，除此之外，还需要将仪表接地系统的电阻控制在4Ω以内。因此，对接地电极、接地导线截面积、连接方式的选择等方面都会对接地电阻值产生直观的影响，会直接影响接地电阻值。因此，各线路之间连接与导线和铜板的连接都需要采用铜接线片和镀锌钢质螺栓的方式，或者采用焊接。除此之外，接地总干线和接地电极连接还需要进行热镀锌的处理。

3结束语

第4篇：化工工艺系统设计范文

摘 要：为满足甲方提出的生产要求，部分工程会在合同中约定需由施工单位在设计院蓝图的基础上（或无设计院图纸）完成对项目低压供配电系统的优化设计，此文在机电暖通安装工程的基础上来详细介绍了有关低压抽屉柜、配电箱的数量及回路修改、桥架的选型及施工方案设计、电缆优化选择等过程中应注意的事项及采用的规范。

关键词：低压抽屉柜；配电箱；桥架；电缆优化选型

1 配电箱电气元器件选型及回路优化设计

1.1 热继电器（FR）的选型及整定原则：

当热继电器用以保护长期工作制或间断长期工作制的电动机时，一般按电动机的额定电流来选用；当热继电器用以保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。如果每小时操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器；对于正反转相通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，而应使用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。

1.1.1 热继电器额定电流的选择：

在正常起动的起动电流和起动时间、非频繁起动的场合，必须保证电动机的起动不致使热继电器误动。当电动机起动电流为额定电流的6倍、起动时间不超过6s、很少连续起动的条件下，一般可按电动机的额定电流来选择热继电器。

1.1.2 热元件整定电流选择：

根据热继电器型号和热元件额定电流，即可查出热元件整定电流的调节范围。通常将热继电器的整定电流调整到接近电动机的额定电流；对过载能力差的电动机，可将热元件整定值调整到电动机额定电流的0.6-0.8倍；当电动机起动时间较长、拖动冲击负载或不允许停车时，可将热元件整定电流调节到电动机额定电流的1.1-1.15倍。

1.2配电箱带动力回路的常用控制方式选择：

原设计图纸中一些设备（如AHU、MAU、排风扇、水泵、冷冻机组等）的回路仅有一个断路器，设备的远程启动、停止、运行状态反馈、保护均无法实现，因此在优化过程中经与业主方确认其需要的控制及监测方式，重新增加了交流接触器及热继电器等来完成控制回路。

2桥架设计

2.1桥架形式及种类的x择

在有雷屏障电气搅扰的电缆网路或有防护外部（如侵蚀液体、易燃粉尘等）影响的要求时，应选用（FB）槽式复合型防腐屏障电缆桥架（带盖板）；强侵蚀性情况应采用（F）类复合环氧树脂防腐阻燃型电缆桥架，且桥架最上层还应增加实体盖板，支架也需要具备相应防腐性能，此类桥架在水站建设时药品区比较常见。

2.2桥架规格的选择

桥架内的电缆真充率不得超越有关规范标准的规则值，电缆在托盘和梯架内敷设时，电缆总截面积与托盘和梯架横断面面积之比，电力电缆不应大于40%，控制电缆不应大于50%。

2.3桥架安装规范

（1）电缆托盘和梯架水平敷设时，宜按荷载曲线选取最佳跨距进行支撑，且支撑点间距宜为1.5m～3m。垂直敷设时，其固定间距不宜大于2m；当桥架宽度

（2）桥架的安装，应做至安装牢固，横平竖直。电缆桥架与工艺管道共架安装时，电缆桥架应在具有腐蚀性液体管道上方，热力管道下方；易燃易爆气体比空气重时，电缆桥架应在管道上方，易燃易爆气体比空气轻时.电缆桥架应在管道下方。电缆托盘和梯架与管道的最小净距详见表1.

2.4施工方案的制定

由于施工现场主体为钢结构建筑，在桥架安装过程中就不能再采用以往的通丝反吊安装，因此经过协商讨论后决定采用地面立H型钢，中间用方钢串联起来的方式搭设桥架支架，此种方式不仅可以满足桥架的安装，也方便蒸汽、压缩空气管道的安装。且在施工前特意采用了Tfax软件进行了三维模拟，以确保在施工过程中不会出现打架现象。

3电缆选型

在满足载流量要求的情况下，电缆的规格越小经济成本越低，施工难度也会相应降低，因此如何选择合适的电缆型号无论是对于建设方还是施工方均具有重要意义。

3.1确定满足要求的最小截面

3.1.1按发热条件选择电缆的截面

按发热条件选择电缆的截面就是要求计算电流不超过电缆正常运行的允许载流量：Ijs≤IN。

3.1.2按允许电压损失校验电缆截面

为了保证用电设备的正常工作，有关规范规定了用电设备端子处电压偏移的允许范围，应按照此允许范围确定线路电压损失U%的允许值。

电动机：±5%

照明灯：在一般工作场所为±5%额定电压；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为+5%，-10%额定电压；应急照明、道路照明和警卫照明等+5%，-10%额定电压。

其他用电设备：无特殊规定时为±5%.

3.2从性价比角度考虑，选择电缆种类

低压供配电干线中，常用的电缆有聚氯乙烯绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆。随着交联聚乙烯绝缘电缆生产工艺的提高和改进，其价格也进一步降低，在电缆用量颇为巨大的低压供配电系统中，性价比优势越来越明显。同聚氯乙烯绝缘电缆相比，交联聚乙烯绝缘电缆有以下主要优点：

（1）耐热能力强，工作温度高。且交联聚乙烯为热固性材料，在电缆运行中收缩很均匀，电缆使用寿命长。

（2）电气性能优越。交联聚乙烯绝缘电缆体积电阻率大，绝缘性高；介电常数、介质损耗角正切值小，电缆线损小。

（3）普通的交联聚乙烯材料不含卤素，不具备阻燃性能，但燃烧时不会产生大量毒气及烟雾；而聚氯乙烯绝缘电缆含有铅、汞等，自然条件下不宜分解，污染环境，且含有卤素，燃烧时散放有毒气体。所以在明确需要与环境保护相协调时，就不得采用聚氯乙烯绝缘电缆及外护层。

（4）价格与聚氯乙烯绝缘电缆相差有限，但载流量优势很显著。VV-0.6/1KV电缆和YJV-0.6/1KV电缆在环境温度30℃条件下在空气中敷设的载流量，对比后可以看出，在相线截面相同的情况下，但载流量却高出26%。

第5篇：化工工艺系统设计范文

【关键词】氧化铝 输送 堆存 储仓

一、前言

氧化铝作为铝工业的中间产品，在铝工业整个产业链中，位置非常重要。，我国氧化铝工业正处速发展之中，年平均增长速度超过11%，2006 年我国氧化铝产量1370 万吨，进口量689 万吨[1]。近2年平均增长率为14.20%。目前世界氧化铝工业的发展趋势主要表现为在尽可能降低生产成本的同时，最大限度地解决由氧化铝生产所带来的环境保护问题。采用先进技术，扩大生产规模，节能降耗是实现上述目标的主要手段[2]。目前氧化铝工业所采用的设备向大型化、自动化、高效化及节能化方向发展。伴随着单线产能不断增大，对产品氧化铝堆存和输送的要求也越来越高，储量大、投资低、占地少、操作便捷的氧化铝堆存设施和工艺系统的开发设计已迫在眉睫。

二、背景技术

传统生产工艺中采用的氧化铝仓多为平底仓或通过抬高仓体高度设置锥角来保证出料效果的小直径筒仓。普通平底仓在卸料过程中由于仓的结构特性，使得仓内物料不能完全卸净，仓内存在大面积死料区。在死料区内，大量物料长期堆存无法出料，不仅造成产品的浪费影响到企业经济效益，同时增加了对仓体压力，影响到仓的使用寿命并造成安全隐患，为消除死料区而对仓底进行填料而设置大锥角的氧化铝储仓，不可避免的抬高了仓体高度，对仓体的稳定性提出了更高的要求。同时，因结构原因，传统的氧化铝筒仓都无法实现大直径的建设，仓体容量多在1～2万吨之间，单仓无法满足越来越大的氧化铝工艺生产线产能要求，因而一个氧化铝项目往往需要建设多座储仓以满足大产能氧化铝生产线的堆存要求，增加了项目的建设用地和建设投资。因而，传统的氧化铝输送、堆存方式等所存在的储量小、造价高、占地面积大等问题，不可避免的成为制约氧化铝生产发展的一个因素。

三、工艺设计

主要工艺流程

工艺流程图

本套工艺系统的主要设备包括：胶带输送机、风动溜槽、斗式提升机、袋包装缓冲仓、散装缓冲仓、大型储仓、包装机。其中核心装置大型储仓包括仓体、风动溜槽进料系统、仓内下料管道、仓底出料系统、供风系统等。

焙烧完成的氧化铝物料通过胶带输送机输送至1号斗提机。从1号斗提机出料根据生产需要可以采取不同的路线流程：一路通过风力输送溜槽进入袋包装缓冲仓后经包装机包装出料堆存，另一路流程为经过风动溜槽输送至大型氧化铝储仓仓顶，经放射状下料系统采用多点下料方式进入大型储仓内堆存。大型氧化铝储仓的出料同样包含双路出料系统：一路经气力输送系统输送至袋包装缓冲仓，另一路经气力输送系统进入散装缓冲仓。传统的生产工艺流程只有输送系统进仓后再由仓体出料的单一工艺生产流程，当输送设备或仓体出现故障或需要维修时必须将整个进出料系统停止运转，影响到生产运行。而本套工艺针对这种缺陷，设计有多路进出料流程，可以根据设备检修或生产运行的需要切换操作流程，不影响到整个系统的运行，增加了生产的稳定性、连续性和操作的便捷性。

本工艺中的核心设施大型氧化铝储仓为大直径落地仓，仓顶进料利用流态化原理采取放射状多点下料方式，仓内设置多条下料管道，下料管道上在不同高度设置多个下料出口，氧化铝物料通过下料口流入仓内并向周边扩散可以有效减少因下料不均引起的仓内物料因粒度不同产生离析现象和物料堆积不均而造成的仓体侧壁不均匀受力，增强仓体稳定性。仓底中心设有锥形密闭卸料室，并以此为中心沿储仓半径呈环装设置充气板，并向出料点中心倾斜，各个环装充气板被分成若干个独立的区域，下部配备流化风系统，将物料以流化状态输送至锥形卸料室。锥形卸料室四周设置进料口，仓内物料通过自身重力和卸料室内外压差进入卸料室。仓底中心锥体卸料室直径和供风系统取决于仓的直径及出料量要求。卸料室内同样设置气体分布板并配备供风系统，形成小型流化床。

大型储仓：1――仓体，2――上料系统，3――仓内下料管道，4――仓底气体分布板及流化风供风系统

该仓的结构形式和进出料系统的配备可以满足生产的不同需求，增加了运行的灵活性和便捷性，可以实现在减少占地和投资前提下增加储量的目的。仓体进料系统可以有效控制物料在仓内堆存状态，控制离析现象和仓内堆存不均。仓底设置布风板可以形成流化床系统，避免仓内出现死料区，使出仓率达到99%以上，并能对出仓物料起到混合均化作用，同时降低对输送距离的要求，提高土地利用率。该仓的另一个显著优势在于可以建设成大直径储仓，显著增加仓的容积，单仓储量可以达到3-5万吨，是原有储仓的2倍以上，占地节省20%，极大减少了占地，同时该仓为落地仓，降低仓底高度和对基础的要求，节省了基建的投资。

四、结语

本套工艺设计的实施，能够改变传统氧化铝堆存及输送系统长期存在的输送距离长、储量小、占地多、投资高、施工复杂的缺陷，能够满足单线产能和生产技术飞速发展的氧化铝生产工艺要求，符合氧化铝生产设备大型化的发展趋势，是氧化铝堆存和输送技术中具有重要意义的技术革新。

参考文献：

第6篇：化工工艺系统设计范文

第一、要抓认识，将教育系统民主评议工作坚定不移地开展下去。实践证明，民主评议行风工作是我们实践“三个代表”重要思想，坚持立党为公、执政为民的有效载体，是优化环境、加快发展的重要手段，也是各级党委、政府联系群众，改进作风、树立形象的桥梁和纽带。所以我们要进一步提高思想认识，找准工作着力点，下功夫把民主评议工作抓紧抓好，抓出实效。

第二、要抓导向，突出教育系统行风建设工作的主题。要紧紧抓住教育系统行风建设方面存在的突出问题，把人民群众关注的热点、难点问题作为工作重点，积极主动为人民群众排忧解难。要突出工作导向，适应形势变化的需要，紧紧围绕优化环境和执政为民两大主题，进一步突出树立行业新风，优化发展环境的工作导向，继续在全市教育系统开展教育乱收费专项治理年活动，在巩固04年治理工作成果的基础上，力争今年取得新的成效，以此带动和推动教育系统行风建设工作取得新的突破。

第三，要抓深化，巩固和扩大教育系统行风建设工作的成果。几年来，全市教育系统在行风建设工作中探索了一些有效的做法，积累了一定的经验，这些做法和经验要注意很好的总结、完善和推广，今年要在抓巩固、抓深入、抓落实上下功夫。在总结中巩固，在总结中提高，在总结中推进，在总结中深化。一要巩固现有成果。我们在行风建设中推行的一些便民、利民措施和改进工作作风、密切干群关系的举措，要继续坚持并不断完善创新，逐步形成长效机制；二要扩大工作成果。不断丰富民主评议的内涵和形式，改进工作方法，创新工作机制，以持之以恒、求真务实的实际行动，让老百姓看到党和政府抓作风建设的坚强决心和部门、行业真心实意改进作风的实际成效；三要延伸工作成果。今年我们把开展创建“教育收费规范学校”活动，作为治理教育乱收费工作的一项重要举措，作为规范教育收费管理的一种长效机制，作为抓好今年教育系统行风建设的重要突破口。要完善“创建收费规范学校校”考评奖惩机制，注意研究创建“教育收费规范学校”活动中出现的新情况和新问题，积极探索新思路、新方法，使创建“教育收费规范学校”活动更加富有生机与活力，成为一项社会关注、群众拥护的民心工程，成为提升教育系统良好社会形象的重要载体，推动和促进教育事业的健康、快速、协调发展。

第7篇：化工工艺系统设计范文

关键词：数据库；Web；系统设计；IDC

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）35-0043-03

1研究背景

近年来随着长株潭经济不断地发展，人口不断的增多越来越多的人们开始选择公交出行，长株潭互通的公交系统也给人们的出行带来了方便，但是随着公交的不断增加人们对公交的运行状况的查询显得越来越困难，迫切的需要建立一套完整的公交线路查询系统来方便人们的公交信息查询，以方便人们出行。

2 系统主要功能

1）有关电子地图的绘制与操作功能

长株潭公交一体化查询系统中对电子地图的绘制可基于Arc GIS9.1所提供的Arc Map功能实现。在Arc Map中，能够支持对地图绘制、显示、编辑和输出功能，为系统用户提供集成环境，同时也可支持具有动态性、复杂性特点的功能，可实现多方式且智能化的地图标注以及强大的地图组合、页面布局功能。同时，在长株潭公交一体化查询系统中还实现了对电子地图的显示、区域性放大、缩小以及地图漫游功能，通过应用Java Bean技术进行封装，并通过Java Applet功能实现显示。

2）有关公交线路的查询功能

在长株潭公交一体化查询系统中，针对公交线路查询，其是以相关系统提示的公交线路具体数据信息为出发点，采用公交线路自动演示方式，为用户提供相关的具体标志。相较而言，长株潭公交一体化查询系统不仅可达到文字显示公交线路目的，还将公交线路在电子地图上显示出来。在电子地图中，用红线标志公交线路，方便用户进行查询与浏览。本功能的技术实现方式是引入矢量数据组织方式中的层概念，在数据源中查找所需要分享的层，获得在公交线路所在层中存放的线，即公交线路的空间路线。

用户选择的线路是开展线路检索的主要途径，例如，367路，在用户提供的“129路”基础上，查询相关信息，得到与之相对应的矢量数据。在此基础上，用户选择所需线路，突出显示被选对象，一般突出显示为字体颜色发生变化。例如，若1路公交路线被用户选中，电子地图在显示该路线的同时，将显示出129路公交车沿途所经过的站点，且以文本形式显现。相较于其他显示方式，该方式利用图形，具有直观性特点，更易被用户接受，为用户查询提供便利。

3）有关乘车线路方案的查询功能

长株潭公交一体化查询系统的核心功能在于查询乘车线路。本功能的实现主要是指，用户在输入起始站点相关信息的前提下，通过该系统，采用相关的计算方法，开展数据处理工作，以匹配线路最优、交通状态最优以及价格最优的乘车线路方案。若用户不熟悉起始公交站点，长株潭公交一体化查询系统中采取如下措施，可方便用户通过标记关键建筑物的方式查询方案：将输入的标志建筑视为圆心，20米为圆的半径，在此基础上搜索建筑物周围公交站。一般而言，针对半径，以20米为基准，采用逐次增加方式，直至搜索到公交站点。若多个站点出现在搜索范围内，用户可选择少乘换的公交线路，若乘换次数相同则选择用时较短的线路。在此情况下，将所选的公交站点的起始点在地图上显示，以供用户进行选择。

3 数据库查询设计

ASP支持元数据管理，元数据可以理解为最初的数据类型，是一种抽象的数据管理方式，并不是单单的指的某一类的数据指的是数据的统称。

元数据的管理是可以实现数据的快速访问以及快速的管理，在数据的管理以及数据的分配中实现时实现数据的分类以及数据的全程管理。对多种数据同一接口属性等进行定义，在程序设计的时候实现数据的嵌入以及数据的导出和导入等原则可以使用元数据管理来进行，大大地提升了数据访问的速度以及数据管理方式的改变[9]。

1）身份验证：身份信息需要通过MD5（Message-Digest Algorithm 5）算法加密。有自己完善的加密与解密登录认证机制，不经系统认证身份的用户无法登录服务器。以确保具有足够的安全性保证系统安全。

2）数据加密、防止篡改：为防止数据被篡改，保证数据的安全性以及数据的稳定性，本系统采用数据加密的原则对数据进行加密，系统后台只能看到加密后的数据，在系统前台不能对对数据进行导出操作，只能进行查询操作保证数据的安全性和稳定性。有足够的强度保证发送信息的来源、内容、时间都可以认为是通过认证的用户发送的。

3）采用程序页面加密函数算法，把输出到用户的每一个页面源码加密，保证了程序源代码不会被窃取，防止了程序的被篡改，保证程序的稳定安全性。

4）系统数据采用Server中转交换模式、支持LDAP技术，尽可能达到数据安全可和管理要求。

易用性、实用性和安全性等方面都是除系统功能需要以外，公交公司的用户关系管理信息系统需要满足的性能需求。需求分析中的系统性能需求是十分重要的一部分，公交公司业始终在不断地发展着，网点分布也随之增加，这就决定了用户经理的工作不能受到时间和地点的限制，应该具有较大的机动性。而且，此系统的完整性能和安全性能必须达到很高的标准，才能够对私有的用户信息与保密的公交公司数据形成保护。不仅如此，因为使用该系统的用户大多都不是计算机或者相关行业的从业人员，所以此系统对界面的要求也要合理，一定能够提供简便。快捷的系统操作，这样使用者才能在分析数据和录入数据时操作顺利。

4 系统的数据库设计

bus_route，即线路名，指线路经过的站点、费用。显而易见，若直接将bus_route应用至数据库中，以达到保存公交车线路信息的目的。此方法在应用语句查询乘车线路过程中效果并不显著。因此，必须在线路信息处理的基础上，将相关信息保存至数据库中。在此，笔者采用站点―线路关系表stop_route的方式以达到存储公交车线路的目的。例如，若存在R1、R2、R3三条线路，将其进行如下表示：

系统的三层模式设计方式对数据的处理以及数据的响应都提供了良好的传输渠道，三层架构模式其中中间层和数据库层对用户来说都是透明的，用户可以不去管中间层和数据库层的工作方式以及数据响应和数据传输的机制，只是在数据展现层来进行数据的访问以及数据结果的展示，不用去考虑中间层的响应机制以及数据库层的数据处理方式，三层架构中各层的功能如下：

1）第一次为用户交互层，为用户和系统交互的第一层，通过用户界面层用户可以对系统提出数据请求，完成业务功能。用户界面层的主要功能是进行数据请求的访问以及对数据库层对数据处理响应后的数据展现也是通过用户界面层来进行数据展现的。

2）应用服务器主要是处理系统的逻辑信息，是本文的最为复杂的模块。在本文系统中，所有与系统业务有关的处理工作都是在应用服务器层处理的，包括信息的处理，监控视频信息的处理等业务处理。处理用户请求的数据和底层的数据库进行数据的通信，完成用户请求的传输，在底层数据库将数据处理完毕后实时的响应用户的数据请求，起到系统中间桥梁的作用。

3）数据库层主要是对系统数据进行处理，对数据的操作都是在底层的数据库系统中完成的，包括对数据的基本操作和数据的高级处理等都是在底层的数据库进行处理，反馈到中间层然后展示到用户界面层。

5 查询系统设计与实现

系统中三种权限的人员各自有各自的管理权限以及使用范围，通过不同的权限登陆的系统可以展现不同的界面。

1）乘客的登陆模块：乘客在公交查询系统中能了解系统的基本资料，找到所有线路的路线图并进行实时查询。

2）普通工作人员功能模块：公交信息查询系统中的普通工作人员权限只是进行信息的浏览和查看，不能进行修改和删除操作。

3）数据分析员管理功能模块：信息审核员可以对平台工作人员的提交的数据进行审核但是不能继续随意地修改。

4）管理员模块：对公交信息查询系统的后台数据库进行管理，对后台的数据以及权限信息进行管理，通过管理员模块对数据的稳定性以及数据的时效性进行统一的管理，保证系统数据权限稳定以及对整个后台的数据情况进行管理保证系统数据的稳定以及数据的安全进行分析管理是该模块的主要任务。

在系统总体结构中，将城市智能交通管理系统划分为数据称表现管理层、数据响应层以及数据处理层。通过流程加工处理子系统、数据入库存储管理子系统、数据共享服务子系统等的协同工作实现数据的管理和共享服务；系统管理子系统的协同工作实现项目的稳定、可靠运行及可扩展性。

根据实际需求，总结出公交信息查询系统的顶层功能。包括：

用户管理功能：对系统内的用户信息进行管理。

查询管理功能：对公交信息进行查询。

高级查询功能：对公交信息进行高级查询。

帮助查询功能：对公交的查询信息进行管理以及帮助。

在系统顶层功能图中可以识别出以下两个活动者：系统管理员、用户。可以确定公交查询系统的流程如图2所示，查询的界面具体如图3所示。

6 结论

公交一体化信息查询实现自动化智能化奠定了集成，总结系统建设的过程，有如下几点的工作：在先进系统框架的指导下，借鉴、吸收国内外成功经验，促使系统运行实现高效性、稳定性、安全性效果，迫使系统具有实用、灵活便捷、维护便利等特点，同时其展现的扩展性较好，能达到集成相关应用系统的目的。

在设计系统过程中，必须以后续完善工作为基础，确保系统设计合理性，为丰富系统功能埋下伏笔，充分掌握系统单位间的差异，为扩展系统功能打下坚实坚实基础。

参考文献：

[1] Mckenna E. Beech N. Human Resource Management[M].北京：中国人民大学出版社，2013： 116-127.

[2] Meyer H H， Kay E， Jr French J R P. Split Roles in Performance Appraisal. Harvard Business Review， 2013（43）：123-129.

[3] 张大江.基于B/S架构的运输信息管理系统的研究[D]. 武汉：武汉大学，2013.

[4] 周伟斌.基于.NET框架的信息查询管理关键技术研究[D]. 上海：上海大学，2013.

[5] 余小童.ERP系统中的人资管控应用管理[D]. 南昌：南昌大学，2013.

[6] 刘版恒.公交信息查询系统的研究与实现[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014.

第8篇：化工工艺系统设计范文

【关键词】医院工程 洁净手术部 净化空调系统 自动化设计

引 言

手术感染一直都是临床治疗中的难点，医院洁净手术部在净化室内空气方面的作用尤为显著，可有效防止各类污染的发生且避免病菌的扩散。这不仅有助于医院创造良好的手术条件，也为病人和医务人员提供的健康的环境。高空气洁净度对于洁净手术室而言是很重点的要求，空气净化处理有助于达到手术室洁净标准的要求。因此，洁净手术室对空调自动控制技术要求远远高于一般的舒适性空调。必须有完善的自动控制系统，才能保证空调系统的正常运行，使洁净手术室可以达到技术指标要求。

1、实例概况

某医院病房大楼洁净工程处在5层手术部及6层重症监护室(ICU)。具体情况为，百级、千级洁净手术室净化空调系统选择一拖一形式，一台洁净空调循环机组供应一间手术室。万级洁净手术室选择一拖三形式，新风集中预处理。4台洁净空调循环机组运用于洁净走廊、污物走廊、辅助用房等。在重症监护室、辅助用房之间建立独立的系统，选择1台洁净空调循环机组，新风自取，空调系统选择一次回风方式。大楼洁净工程设计的中央空调系统为独立运行，选择4台风冷热泵式冷水机组，冷水机组(内置冷冻水泵)集中布置于6层裙房屋面。

2、空调控制系统的监控设计

2.1空调循环机组

2.1.1配置构成：空调循环机组结构中要设计多个功能段，包括：风管、送风、表冷、电加热、电极加湿等，选择的是二管制。机组把冷热盘管分布在正压段，这对冷凝水的排出有促进作用，避免机内积水而造成滋生细菌，防止空调系统出现新的污染。考虑到实现空气净化的效果，对循环机组布置初效、中效2级过滤，同时对静压箱处布置高效过滤器。

2.1.2 DDC监控：采取空调循环机组监控的最终目的是为了创造良好的运行环境，如：温度调节、湿度调节、压差调节、空气处理等。采取的监控方法包括：(1)状态监视方面。主要是检查初效、中效、高效过滤器等元器件的具体状态，也包括风机变频器、过滤器等方面的情况。(2)温度湿度方面。主要是对温度、湿度进行调节，包括：①送风温度自动控制。冬季时对热水阀开度自动调节，维持回风温度的科学性；夏季对冷水阀开度自动调节，维持回风温度的科学性。②回风湿度自动控制。按照湿度标准要求对加湿阀有效调整，确保湿度能达到洁净手术部要求。除湿控制一般包括：自动调节冷水阀开度、冷冻除湿机等。另外，结合温度的要求应该对电加热给予调整，通过加热处理保证湿度满足设定值要求。(3)压差调节。对空调循环机组的新风支管需添加相应的装置，通常都要安装电动双位定风量器，以持续把新风传送到各个循环系统中，确保了新风量及正压的条件。(4)空气洁净度。对空气洁净度的控制主要是设计过滤网，通常是利用3级过滤，即：初效、中效、高效等，保证室内空气满足标准的洁净度。(5)风机控制。风机控制箱需添加手动/自动选择开关，日常运行期间要保持在自动状态。护士站则根据自动控制系统中的远程控制对风机起/停进行操作。(6)联锁控制。电磁调节阀新风风门、风机起动之间的联锁反应。送风机开启之后，开冷水阀和新风风门，调节冷水阀。风机中断之后，新回风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭。通过这样的控制流程来实现空调机组的有效监控。

2.2新风系统

2.2.1配置组成：此次案例工程里提到的手术室新风选择集中预处理方法，一共布置了2台新风机组。新风机组的功能段较多，如：风机、均流、中效、亚高效过滤、表冷、抽湿再热、出风等，也选择二管制。机组把冷热盘管布置在正压段，这对冷凝水的有效排除有促进作用，可避免机内积水造成的滋生细菌，放置空调系统出现二次污染。考虑到这增强系统的净化空气效果，对新风处理机组同样设计了3级过滤，包括：初效、中效、亚高效等级别。另外，机组内配置特定波长的紫外线灯，有助于过滤网及盘管的杀菌处理。

2.2.2DDC监控：新风机组监控涉及到温度调节、湿度调节、空气洁净度处理。新风系统的各类模拟量输入(AI)、输出点(AO)与数字量输入(DI)、输出点(DO)等。

采取新风机组监控能发挥出多方面的作用，但在控制时要严格按照标准操作，具体情况为：(1)状态监视。对初效、中效、亚高效过滤器的具体状况详细检查分析，同时观察风机变频器、故障报警、过滤器堵塞等方面的情况。(2)实现温度、湿度的有效调控。①送风温度。冬季对热水阀开度自动调节，维持送风温度处于标准范围；夏季对冷水阀开度自动调节，维持送风温度在标准范围内。②送风湿度。考虑大医院建筑内无蒸汽，且该区域冬季湿度偏大，手术室空调净化系统冬季加湿选择新风集中加湿后送入各循环机组的方式。要想达到Ⅰ级手术室、ICU的湿度标准，循环机组内要添加相应的电极式加湿器。 (3)空气洁净度控制。利用所分布的3级过滤网，保证空气的洁净度处于标准范围。(4)风机控制。风机控制箱一般设计了手动/自动选择开关，正常情况下都属于自动状态。由护士站利用自动控制系统远程控制对风机起/停进行操控。(5)联锁控制。主要是电磁调节阀、新风风门与风机起动联锁。在送风机起动状态下，开冷水阀和新风风门，调节冷水阀；当风机中断运行后，新回风风门、电动调节阀、电磁阀则会自行关闭。通过新风机组与空调机组之间的相互连接，可以发挥出更好的调节作用，保证空调机组的正常运行。如果院内某一件手术室正在使用，则新风系统便会开启运行；而当手术部关闭后，新风机组才会随之中断工作。

2.3风冷热泵式冷水机组

此次研究的工程中，建立了一套风冷热泵式冷水机组系统，由于该系统是独立运行操控，可以给空调系统输送必要的冷热源。从现有的设计方案看，设计冷水机组的监控集中在以下两种方式：（1）经过RS-232或RS-485/422串口通信，将其和冷水机组构成全部开放式的数据通信。通过净化自控系统的协助运行下，中央站可随意收集冷水机组内部数据，最后得到系统具体的参数指标，从而改善了冷冻系统内部的控制性能，减小了机组故障的发生率。（2）干接点的方式。这种方案是在冷水机组的控制箱内传输干接点信号，且与控制器的I/O点之间相互连接。

风冷热泵、冷水机组的具体情况为：(1)冷负荷需求量。计算这一指标时要参照空调供水、回水温度、供水流量等三方面的具体情况，对建筑空调需要的冷冻负荷量自动计算。(2)冷水机组台数。控制台数是要按照建筑所需冷负荷、差压旁通阀开度等方面的情况自动调整，以保证系统运行后的能耗最小。(3)机组联锁控制。实现空调水蝶阀、起动循环水泵和开热泵机组的开启，以及停热泵机组和关闭循环水泵及空调水蝶阀。(4)空调水压差控制。根据空调供水与回水压差，自动调节旁通调节阀，维持供水压差恒定。(5)水泵保护。当开启水泵之后，水流开关则会对水流的状态进行检测，在发生故障之后则会自行中断系统。(6)机组定时起/停。按照之前安排的工作时间、休息时间，对机组的起/停定时操作。(7)机组参数。主要指的是系统的运行参数，监测系统会完成多个参数的检测，如：温度、压差等，根据参数指标情况判断系统是否存在故障。(8)水箱补水。对进水电磁阀的开起与关闭进行自动控制，让膨胀水箱水位处于标准状态，出现异常情况后可及时报警。

2.4排风机的控制

设计排风系统时都要对结构上添加手动风量调节阀、止回阀。而手术室排风口要添加F8中效过滤器，别的洁净区排风口带F5中效过滤器。排风系统具备的相关功能与操控方法：

(1)风机控制。通常控制风机可借助于两种开关方式，即：手动开关、自动开关。正常工作中的开关位属于自动状态，经过护士站利用自动控制系统远程控制风机的起停。(2)联锁保护。这种保护分布的地方较多，如：洁净手术室、洁净走廊、污物走廊、重症监护室等，都属于机械定风量排风系统。室内排风机中添加了相应的延迟设备，能发挥出瞬间开门、快速调控的效果。 (3)过滤器堵塞报警。通常报警系统动作都是在中效空气过滤网两端压差偏大时，以告知医院人员尽快清理。

3、空调自动控制系统组成

根据现有的空调系统技术看，自动控制系统主要包括集散式控制、分布式现场总线控制等两大方式，集散式控制系统则是运用最广泛的。其主要包括：中央管理站、DDC控制器、传感器、阀门等部分构成，从而实现了多个方面的控制管理效果。

中央控制系统主机分布在手术部的监控室里，DDC控制器则涉及在技术夹层，护士站设置了监控分站。与常规基本配置的空调机组相比，手术部的净化空调机组工艺系统具有自己的特殊性，其在管理方面相对独立写，协调主要服务于手术部内医护人员。因而必须在手术部单独建立一个置监控室，这样才能更好地服务于医务人员对手术部的净化空调自动控制系统，保证更加全面、可靠的净化效果，在遇到异常情况时可对相关参数进行调整。

第9篇：化工工艺系统设计范文

关键词 工程教育；专业认证；机电一体化系统设计；教学改革

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）03-0080-02

1 前言

为了促进机械专业的跨越式发展和国际化进程，进一步提升机械设计制造及其自动化专业的教学质量、社会声誉和国际视野，促进本科毕业生的国际交流，为工程师执业资格认证奠定基础[1]，从2013年下半年开始，贵州大学机械工程学院机械制造及其自动化专业开始着手准备进行工程教育认证，于2014年顺利通过该认证。在以“认证”为目标，不断促进教学改革的过程中，全院教师始终坚持以能力为导向，重在加强学生的培养质量和利用学科知识分析解决工程实际问题的能力[2]；同时以学生为中心，以不断优化和改进的培养目标和毕业要求，建立、建设优质的课程体系和师资队伍，配备必要的教研设备。

在“迎接认证”、不断改进的过程中发现一些专业课程存在的问题，以培养目标和毕业要求的工程性不强为代表，主要体现有教学内容缺乏实际工程拓展，课程教学方法有待拓宽，特别是工程实践能力的培养还需要进一步加强。机电一体化系统设计作为机械电子工程方向一门重要的专业课，亟待相关教学改革，以适应工程教育认证的要求。

2 现状与问题

基本现状 机电一体化系统设计是机械制造及其自动化专业机械电子工程方向的一门重要的R悼纬蹋目的是培养学生对机电一体化系统的应用和设计能力，掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法，培养机电结合的专门人才。本课程的基本任务是使学生掌握对机电一体化系统的分析应用和设计基本方法。该课程涉及的机械传动部件、电机、微机接口技术和机电一体化设计思路等，可以说是对本专业前期所学专业课程进行融合、需要实践深入消化和提高认识的一个重要环节。并且贵州大学机械工程学院不仅是机械电子工程方向开设本课程，机械制造和农业机械化专业方向也开设了本课程，学生普遍反映教学枯燥，工程实践性不强，部分知识无法理解。

为了使机电一体化系统设计课程与“工程教育认证”要求相适应，更好地帮助学生掌握本门课程知识内容和加强工程实践能力培养，达到学以致用的目的，需要对机电一体化系统设计课程的教学内容和方法进行改革研究。

主要存在的问题 贵州大学机械工程学院于21世纪初开始在机械电子工程专业方向的本科班开设机电一体化系统设计，随着十多年教学经验的积累，已形成一套较为完善的教学方案和体系。但是随着技术的不断革新，社会和工作岗位对学生要求的不断提升，越发觉得本课程的传统教学中存在一些问题，主要表现在以下几个方面。

1）教学内容陈旧，过于侧重机械结构的讲解。通过工程教育认证评估，充分和企业沟通后，发现一些课程所教授的内容和技术已经在当下机电产品中被新技术所取代。另外，由于在教授本课程前有单片机原理、接口技术和机械控制工程等课程，在机电一体化系统设计的教学中都会以典型机电系统的传动结构为主，使“机”和“电”在教学过程中不能充分结合。

2）实验教学设施不足，实验内容受到限制。本专业拥有的机电一体化教学设备较少，有的仅仅停留在十字工作台、单片机和传感器方面，对于机电系统的稳定性和优化部分的实验暂时空缺，这不利于学生提高感官认识。

3）教学方法单一，缺乏与工程实际的联系。现有教学基本上是以课堂教学为主，辅以少量实验，大多采用讲授法通过多媒体教学平台进行授课，而且大多是纸上谈兵，课程教学与实验教学同工程实践联系甚少，与“工程教育认证”的要求存在差距。

4）学生反映学习难度大，应用能力不强。在教学过程中，一些学生反映部分知识点难以理解，不清楚这些知识能“干什么”，能解决什么问题。另外，从考试反馈来看，学生对综合应用机电技术的能力还有待提高，特别是不能将一些来自工程实际的问题和书本知识结合起来分析。

3 教学改革

教学内容的改革

1）树立“机电结合”的系统教学思路。机电一体化的目的是提高产品或系统的附加价值，实现多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源，并使产品结构向轻、薄、短、小化方向发展。因此，机电一体化的研究方法不能只是简单拼凑，应该从系统设计方案开始到各元部件选择到系统最终成形的全过程，都要贯彻系统设计的思想 [3]。机电一体化系统设计课程的教学也是如此。在课程讲述过程中，如果只是根据教材的章节顺序进行讲解，会在学生脑海中形成一个个的知识孤岛。因此需要将整个课程用几个典型案例把所有章节贯穿起来，做到前后呼应。如在教学“机械结构”中的“机架和支撑稳定性”时，可以和“元部件特性分析”中的“静、动态特性分析”结合起来，在讲机械结构时就引入控制工程中的一些知识点。

另外，教材的最后一章有很多案例，可以根据这些案例的特点，将其穿前面的章节讲解，在讲授每一部分内容时都结合案例，并将系统设计方法融于其中，不仅利于学生对知识的掌握，还可以举一反三、加深理解。