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摘要:毕业实习是学生大学阶段一次重要的实践性教学环节之一。随着电站自动化与信息化技术的发展,以前落后的教学环境和实验平台已不能满足学生毕业实习的要求。出于电厂安全生产和运行的考虑,为期一周的学生生产现场实习也只能达到初步认识和了解电力生产过程、电厂主要设备及运行、电厂控制系统应用等情况的目的。因此,结合在电力生产现场为期一周的实习认识,依托学科实验平台开展本科毕业实习的改革与实践势在必行,不仅使学生理论学习与应用实践充分结合,也可达到培养具有真才实学的应用型人才的目的。
关键词:学科平台;毕业实习;电站自动化;仿真培训
作者简介:彭道刚(1977-),男,重庆人,上海电力学院电力与自动化工程学院,副教授;王志萍(1971-),女,江苏扬州人,上海电力学院电力与自动化工程学院副院长,副教授。(上海 200090)
基金项目:本文系上海电力学院重点教改项目(项目编号:20101303)的研究成果。
中图分类号:G642.44 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)19-0145-02
毕业实习是学生大学期间理论学习后一次重要的实践性教学环节之一,通过毕业实习,使理论与实践充分结合,可以让学生对所学专业知识有一个更加全面、更为深刻的认识和理解。同时,可进一步培养学生分析问题和解决实际问题的能力,并为毕业论文工作的开展打下坚实基础。
随着电站自动化与信息化技术的发展,以前落后的教学环境和实验平台已不能满足学生毕业实习的要求。虽然安排了一周的电厂生产现场实习,但出于电厂安全生产的考虑,学生只能大致走马观花式地参观和了解电厂的设备及运行情况,根本不可能有让学生实践操作的机会。所以,为使学生真正掌握电站综合自动化技术和大型机组集控运行的专业知识与实践技能,依托电站综合自动化学科实验平台开展本科毕业实习的改革与实践势在必行,以达到培养具有真才实学的大型火电站综合自动化应用型人才的目的。
一、专业现状
上海电力学院(以下简称“我校”)是华东地区唯一一所面向电力行业类的高等学校,是全国仅有的三所电力行业类高校之一。“立足电力、立足应用、立足一线”是我校传统优势特色。上海电力学院下属电力与自动化工程学院是具有电力特色的、能够紧密联系电力生产实际、把握电力系统前沿科技的二级学院之一,拥有 “电站自动化技术”上海市重点实验室、上海市“现代电力系统与电站自动化”重点学科、电力及自动化专业实验中心等。学院下设电力工程、信息与控制工程两个系,其中电力工程系有电气工程及其自动化、电力工程与管理两个本科专业,信息与控制工程系有自动化、测控技术与仪器两个本科专业。
本文介绍的毕业实习对象为信息与控制工程系的两个本科专业。其中自动化本科专业1985年开始招生,测控技术与仪器本科专业2003年开始招生。这两个专业主要面向电力生产过程,培养基础扎实、知识面宽,以工程应用为主,具有研究、开发和创新能力的自动化工程与测控技术专业人才。根据专业发展和社会需求,目前按自动化、自动化(电站自动化方向)、自动化(核电运行方向)、测控技术与仪器、测控技术与仪器(电站测控方向)招生,每年大约招生350名左右。我校的自动化专业是教育部批准的第六批高等学校特色专业建设点,也是华东地区高校中仅有的以电站为行业背景的自动化专业。建校以来为国家和地方培养了数千名电站自动化专业人才。
二、电站综合自动化学科平台建设
电力工业是国民经济可持续发展的先行工业,也是全国实施节能降耗和污染减排的主力军。随着电力工业的迅速发展,越来越多的大型机组陆续投入运行,300MW、600MW发电机组已非常成熟并广泛应用,1000MW超超临界燃煤发电机组也得到了迅速发展,目前全国已有30多台1000MW超超临界发电机组投产运行,拟建和在建的1000MW超超临界燃煤发电机组也有100多台。截止到2010年底,全国发电装机容量达到9.62亿千瓦,其中火电机组占总容量74.45%。据预测,到2015年,中国电力装机容量将超过12亿千瓦。我国的能源结构决定了未来以煤为主的火电机组仍将占主导地位,占整个装机容量的70%以上。
在火力发电生产过程中,主要包括锅炉、汽轮机和发电机三大主机设备以及水网、灰网、煤网等辅助系统,其工艺过程非常复杂,必须通过先进的分散控制系统(DCS)来实现机组的自动化控制。此外,为提高电力企业的信息化水平,实现电厂的管控一体化,2000年,原国家经贸委颁布的《火力发电厂设计技术规范》(DL5000-2000)明确规定:“当电厂规划容量为1200 MW及以上、单机容量为300 MW及以上时,可设置厂级监控信息系统。”
根据目前我国大型火力发电企业自动化和信息化的应用现状及发展趋势,在科研院所建设具有先进功能的大型火电站综合自动化系统研究平台具有重要意义。因此,依托我校电自学院成功申报了上海市高校高水平特色发展项目(第二期)“大型火电站综合自动化系统平台”项目,通过两年左右时间的建设,目前已建成具有先进水平的电站综合自动化实验中心,可用于科研和教学的实验平台包括基于虚拟DCS的激励式全范围电站仿真机平台(包括300MW循环流化床机组、600MW超临界和1000MW超超临界燃煤发电机组)、分散控制系统DCS平台(包括艾默生Ovation、福克斯波罗I/A Series、上海自仪SupMAX800)、现场总线控制系统FCS平台(包括FF、Profibus、Hart现场总线、EPA工业以太网等)、电厂厂级监控信息系统SIS平台(包括SiPHD、RD6实时数据库)、电厂辅控网集中监控系统平台(施耐德Quantum PLC)、SUEPV发电机组振动数据采集与诊断分析系統平台、艾默生Smart Wireless智能无线传感网络监测系统平台等等。
三、利用学科平台开展本科毕业实习的改革与实践
1.毕业实习现状
毕业实习是学生大学阶段学习的一次重要的实践性教学环节之一,所以,我校每年都安排大四下学期的每位学生到电力生产企业现场开展毕业实习环节,通过在生产现场开展毕业实习,不仅使学生在学校的理论学习与电力生产过程的应用实践充分相结合,也可以让学生对所学专业知识有一个更加全面、更为深刻的认识和理解。但是,考虑电力生产企业的安全生产和运营,且由于专业学生人数众多、实习经费有限等因素,在电力生产现场的毕业实习都要分批进行,且每批实习时间都较为短暂,一般只有一周左右时间。在这一周时间里,除了进行必要的安规教育与考试、企业介绍等,一般将学生分别分组至电厂的热控、电气、集控运行、燃运等部门跟班实习,由于时间很少,每个班组也只能跟班实习半天。这样实习学生根本不可能有实践操作的机会,只能达到初步认识和了解电力生产过程、电厂主要设备及运行、电厂控制系统应用等情况,无法深刻理解和掌握实践要求。因此,结合在电力生产现场的实习认识,回到学校后再在相关学科实验平台上开展实践操作的实习环节就显得很有必要。
2.基于学科平台开展毕业实习实践
根据我校自动化、测控技术与仪器专业的毕业实习需要,毕业实习内容包括了认识实习、电厂生产实习、学科平台实践操作等几个部分。
(1)认识实习。为了有效开展毕业实习,在大三下学期,在学生已学习和了解了电力生产工艺、主要设备等相关基础课程后,在学科平台上通过激励式仿真培训系统开展认识实习,以加深学生对电力生产工艺及系统整体的感性认识。
(2)电厂生产实习。在大三下学期开展认识实习的基础上,大四下学期开展学生下电厂实习,其目的是使学生通过专业课程的学习,使学校期间的理论学习与电力生产过程的应用实践相结合,达到进一步认识和了解电力生产过程、电厂主要设备及运行、电厂控制系统应用等情况。
(3)学科平台实践操作。在学生完成电厂生产实习后,为进一步增强学生掌握专业知识的能力,依托学科实验平台开展电站综合自动化技术和大型机组集控运行的专业知识与实践技能的实习培训和操作实践。主要包括两部分。1)电站过程综合自动化系统实践:主要使学生进一步认识和了解电站分散控制系統、现场总线控制系统、辅控网络化集中监控系统、主辅一体化控制系统、厂级监控信息系统、激励式仿真培训系统等现代火力发电厂自动化与信息化系统的组成和架构,并通过在分散控制系统实验平台上进行一些典型热工过程控制系统的设计、控制策略组态与调试等工作,达到掌握电站综合自动化技术的专业知识与实践技能。2)大型发电机组激励式仿真培训实践:首先使学生进一步认识和了解300MW、600MW和1000MW大型发电机组主设备及工艺流程、电厂热力设备及系统等内容,然后通过在600MW超临界机组的激励式仿真培训系统上进行锅炉给水控制系统、燃烧控制系统、风烟控制系统、磨煤机控制系统、过热汽温控制系统、再热汽温控制系统、汽轮机DEH控制系统等操作实践,达到掌握大型火电机组集控运行专业知识和实践技能。
为保证毕业实习学生的实践操作效果,针对自动化和测控技术与仪器专业,实习时按每组20~25人分组,每组均包含以上两个部分的培训和实践操作内容。
3.实习考核
每个实习学生在电站综合自动化实验平台上进行毕业实习后,每部分的实习工作都根据实习内容由指导教师根据每个学生的实习情况进行现场操作和回答问题方式的实践考核,成绩按优、良、中、及格、不及格五级计分制评定。此外,每个学生还需在此基础上结合一周的电厂实习撰写毕业实习总结报告。最后综合成绩也按优、良、中、及格、不及格五级计分制评定成绩。无实习报告者,成绩按不及格计。由于学生人数较多,所以只针对评优的学生参加申优答辩。
4.应用效果与社会影响
通过学科实验平台开展本科毕业实习的改革与实践,不仅解决了学生到生产现场实习所存在的弊端,还使学生理论与实践充分相结合,让学生对所学专业知识有了一个更加全面、更为深刻的认识、理解和掌握。同时,还进一步培养了学生分析问题和解决实际问题的能力,为走上工作岗位顺利开展工作打下坚实基础。
此外,目前该实验中心已成为华东地区乃至全国高校中都具有领先水平的大型火电站综合自动化系统平台,使我校在大型火电站综合自动化技术相关方面的科学研究和应用型人才培养都发挥了较强作用。2009年12月23日,《上海科技报》以“模拟‘小平台’发挥大作用——记上海电力学院上海市电站自动化技术重点实验室”为题,大篇幅报道了该平台在教学与科研中的作用,极大地提升了我校通过高水平特色发展项目建设成果的影响力。此外,自该实验平台建成以来,先后接待了华东电力设计院、华东电力试验研究院、中国电力企业联合会技能鉴定与培训部、越南河内电力大学、澳大利亚莫道克大学、美国西肯塔基大学、上海电气工程公司、上海市电力行业协会、国家电监会华东监管局、广东电网公司电力科学研究院等数十家单位的领导和专家的参观与考察学习,他们对我校利用该学科实验平台开展的科研工作和应用实践型人才培养给予了很高的评价。
四、结束语
依托上海市高校高水平特色项目建设的电站综合自动化实验平台为开展本科毕业实习的改革和实践提供了良好的实践条件,也为学生开展面向电站自动化与信息技术相关的教学课程、课程设计、毕业设计等提供了良好的应用实验环境,为硕士研究生的学位论文撰写工作提供实践支撑平台,还培养了一批电站综合自动化与信息化方面的优秀教学科研人才和中青年学术骨干,对我校在相关方面的科学研究和应用型人才培养起到了重要作用。同时还强化了我校“立足电力、立足应用、立足一线”的办学方针和建设“高水平、有特色”的电力大学内涵,展现了我校发展现代能源电力学科体系的特色,提高了我校的总体竞争力和综合办学能力。
参考文献:
[1]龚建龙.结合专业进行毕业实习的改革[J].实验室研究与探索,2007,(11):103-105.
[2]高美莲,史庆南,纳海莺.工科实习教学质量评价体系研究[J].中国电力教育,2010,(35):38-40.
[3]刘慧卿,宋永嘉.高等工科院校本科毕业实习改革[J].华北水利水电学院学报(社科版),2010,(2):125-127.
[4]张松,张春华,刘坤,等.提高地方院校工科学生“三个能力”的研究与实践[J].中国电力教育,2010,(35):111-112.
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:学科平台;毕业实习;电站自动化;仿真培训
作者简介:彭道刚(1977-),男,重庆人,上海电力学院电力与自动化工程学院,副教授;王志萍(1971-),女,江苏扬州人,上海电力学院电力与自动化工程学院副院长,副教授。(上海 200090)
基金项目:本文系上海电力学院重点教改项目(项目编号:20101303)的研究成果。
中图分类号:G642.44 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)19-0145-02
毕业实习是学生大学期间理论学习后一次重要的实践性教学环节之一,通过毕业实习,使理论与实践充分结合,可以让学生对所学专业知识有一个更加全面、更为深刻的认识和理解。同时,可进一步培养学生分析问题和解决实际问题的能力,并为毕业论文工作的开展打下坚实基础。
随着电站自动化与信息化技术的发展,以前落后的教学环境和实验平台已不能满足学生毕业实习的要求。虽然安排了一周的电厂生产现场实习,但出于电厂安全生产的考虑,学生只能大致走马观花式地参观和了解电厂的设备及运行情况,根本不可能有让学生实践操作的机会。所以,为使学生真正掌握电站综合自动化技术和大型机组集控运行的专业知识与实践技能,依托电站综合自动化学科实验平台开展本科毕业实习的改革与实践势在必行,以达到培养具有真才实学的大型火电站综合自动化应用型人才的目的。
一、专业现状
上海电力学院(以下简称“我校”)是华东地区唯一一所面向电力行业类的高等学校,是全国仅有的三所电力行业类高校之一。“立足电力、立足应用、立足一线”是我校传统优势特色。上海电力学院下属电力与自动化工程学院是具有电力特色的、能够紧密联系电力生产实际、把握电力系统前沿科技的二级学院之一,拥有 “电站自动化技术”上海市重点实验室、上海市“现代电力系统与电站自动化”重点学科、电力及自动化专业实验中心等。学院下设电力工程、信息与控制工程两个系,其中电力工程系有电气工程及其自动化、电力工程与管理两个本科专业,信息与控制工程系有自动化、测控技术与仪器两个本科专业。
本文介绍的毕业实习对象为信息与控制工程系的两个本科专业。其中自动化本科专业1985年开始招生,测控技术与仪器本科专业2003年开始招生。这两个专业主要面向电力生产过程,培养基础扎实、知识面宽,以工程应用为主,具有研究、开发和创新能力的自动化工程与测控技术专业人才。根据专业发展和社会需求,目前按自动化、自动化(电站自动化方向)、自动化(核电运行方向)、测控技术与仪器、测控技术与仪器(电站测控方向)招生,每年大约招生350名左右。我校的自动化专业是教育部批准的第六批高等学校特色专业建设点,也是华东地区高校中仅有的以电站为行业背景的自动化专业。建校以来为国家和地方培养了数千名电站自动化专业人才。
二、电站综合自动化学科平台建设
电力工业是国民经济可持续发展的先行工业,也是全国实施节能降耗和污染减排的主力军。随着电力工业的迅速发展,越来越多的大型机组陆续投入运行,300MW、600MW发电机组已非常成熟并广泛应用,1000MW超超临界燃煤发电机组也得到了迅速发展,目前全国已有30多台1000MW超超临界发电机组投产运行,拟建和在建的1000MW超超临界燃煤发电机组也有100多台。截止到2010年底,全国发电装机容量达到9.62亿千瓦,其中火电机组占总容量74.45%。据预测,到2015年,中国电力装机容量将超过12亿千瓦。我国的能源结构决定了未来以煤为主的火电机组仍将占主导地位,占整个装机容量的70%以上。
在火力发电生产过程中,主要包括锅炉、汽轮机和发电机三大主机设备以及水网、灰网、煤网等辅助系统,其工艺过程非常复杂,必须通过先进的分散控制系统(DCS)来实现机组的自动化控制。此外,为提高电力企业的信息化水平,实现电厂的管控一体化,2000年,原国家经贸委颁布的《火力发电厂设计技术规范》(DL5000-2000)明确规定:“当电厂规划容量为1200 MW及以上、单机容量为300 MW及以上时,可设置厂级监控信息系统。”
根据目前我国大型火力发电企业自动化和信息化的应用现状及发展趋势,在科研院所建设具有先进功能的大型火电站综合自动化系统研究平台具有重要意义。因此,依托我校电自学院成功申报了上海市高校高水平特色发展项目(第二期)“大型火电站综合自动化系统平台”项目,通过两年左右时间的建设,目前已建成具有先进水平的电站综合自动化实验中心,可用于科研和教学的实验平台包括基于虚拟DCS的激励式全范围电站仿真机平台(包括300MW循环流化床机组、600MW超临界和1000MW超超临界燃煤发电机组)、分散控制系统DCS平台(包括艾默生Ovation、福克斯波罗I/A Series、上海自仪SupMAX800)、现场总线控制系统FCS平台(包括FF、Profibus、Hart现场总线、EPA工业以太网等)、电厂厂级监控信息系统SIS平台(包括SiPHD、RD6实时数据库)、电厂辅控网集中监控系统平台(施耐德Quantum PLC)、SUEPV发电机组振动数据采集与诊断分析系統平台、艾默生Smart Wireless智能无线传感网络监测系统平台等等。
三、利用学科平台开展本科毕业实习的改革与实践
1.毕业实习现状
毕业实习是学生大学阶段学习的一次重要的实践性教学环节之一,所以,我校每年都安排大四下学期的每位学生到电力生产企业现场开展毕业实习环节,通过在生产现场开展毕业实习,不仅使学生在学校的理论学习与电力生产过程的应用实践充分相结合,也可以让学生对所学专业知识有一个更加全面、更为深刻的认识和理解。但是,考虑电力生产企业的安全生产和运营,且由于专业学生人数众多、实习经费有限等因素,在电力生产现场的毕业实习都要分批进行,且每批实习时间都较为短暂,一般只有一周左右时间。在这一周时间里,除了进行必要的安规教育与考试、企业介绍等,一般将学生分别分组至电厂的热控、电气、集控运行、燃运等部门跟班实习,由于时间很少,每个班组也只能跟班实习半天。这样实习学生根本不可能有实践操作的机会,只能达到初步认识和了解电力生产过程、电厂主要设备及运行、电厂控制系统应用等情况,无法深刻理解和掌握实践要求。因此,结合在电力生产现场的实习认识,回到学校后再在相关学科实验平台上开展实践操作的实习环节就显得很有必要。
2.基于学科平台开展毕业实习实践
根据我校自动化、测控技术与仪器专业的毕业实习需要,毕业实习内容包括了认识实习、电厂生产实习、学科平台实践操作等几个部分。
(1)认识实习。为了有效开展毕业实习,在大三下学期,在学生已学习和了解了电力生产工艺、主要设备等相关基础课程后,在学科平台上通过激励式仿真培训系统开展认识实习,以加深学生对电力生产工艺及系统整体的感性认识。
(2)电厂生产实习。在大三下学期开展认识实习的基础上,大四下学期开展学生下电厂实习,其目的是使学生通过专业课程的学习,使学校期间的理论学习与电力生产过程的应用实践相结合,达到进一步认识和了解电力生产过程、电厂主要设备及运行、电厂控制系统应用等情况。
(3)学科平台实践操作。在学生完成电厂生产实习后,为进一步增强学生掌握专业知识的能力,依托学科实验平台开展电站综合自动化技术和大型机组集控运行的专业知识与实践技能的实习培训和操作实践。主要包括两部分。1)电站过程综合自动化系统实践:主要使学生进一步认识和了解电站分散控制系統、现场总线控制系统、辅控网络化集中监控系统、主辅一体化控制系统、厂级监控信息系统、激励式仿真培训系统等现代火力发电厂自动化与信息化系统的组成和架构,并通过在分散控制系统实验平台上进行一些典型热工过程控制系统的设计、控制策略组态与调试等工作,达到掌握电站综合自动化技术的专业知识与实践技能。2)大型发电机组激励式仿真培训实践:首先使学生进一步认识和了解300MW、600MW和1000MW大型发电机组主设备及工艺流程、电厂热力设备及系统等内容,然后通过在600MW超临界机组的激励式仿真培训系统上进行锅炉给水控制系统、燃烧控制系统、风烟控制系统、磨煤机控制系统、过热汽温控制系统、再热汽温控制系统、汽轮机DEH控制系统等操作实践,达到掌握大型火电机组集控运行专业知识和实践技能。
为保证毕业实习学生的实践操作效果,针对自动化和测控技术与仪器专业,实习时按每组20~25人分组,每组均包含以上两个部分的培训和实践操作内容。
3.实习考核
每个实习学生在电站综合自动化实验平台上进行毕业实习后,每部分的实习工作都根据实习内容由指导教师根据每个学生的实习情况进行现场操作和回答问题方式的实践考核,成绩按优、良、中、及格、不及格五级计分制评定。此外,每个学生还需在此基础上结合一周的电厂实习撰写毕业实习总结报告。最后综合成绩也按优、良、中、及格、不及格五级计分制评定成绩。无实习报告者,成绩按不及格计。由于学生人数较多,所以只针对评优的学生参加申优答辩。
4.应用效果与社会影响
通过学科实验平台开展本科毕业实习的改革与实践,不仅解决了学生到生产现场实习所存在的弊端,还使学生理论与实践充分相结合,让学生对所学专业知识有了一个更加全面、更为深刻的认识、理解和掌握。同时,还进一步培养了学生分析问题和解决实际问题的能力,为走上工作岗位顺利开展工作打下坚实基础。
此外,目前该实验中心已成为华东地区乃至全国高校中都具有领先水平的大型火电站综合自动化系统平台,使我校在大型火电站综合自动化技术相关方面的科学研究和应用型人才培养都发挥了较强作用。2009年12月23日,《上海科技报》以“模拟‘小平台’发挥大作用——记上海电力学院上海市电站自动化技术重点实验室”为题,大篇幅报道了该平台在教学与科研中的作用,极大地提升了我校通过高水平特色发展项目建设成果的影响力。此外,自该实验平台建成以来,先后接待了华东电力设计院、华东电力试验研究院、中国电力企业联合会技能鉴定与培训部、越南河内电力大学、澳大利亚莫道克大学、美国西肯塔基大学、上海电气工程公司、上海市电力行业协会、国家电监会华东监管局、广东电网公司电力科学研究院等数十家单位的领导和专家的参观与考察学习,他们对我校利用该学科实验平台开展的科研工作和应用实践型人才培养给予了很高的评价。
四、结束语
依托上海市高校高水平特色项目建设的电站综合自动化实验平台为开展本科毕业实习的改革和实践提供了良好的实践条件,也为学生开展面向电站自动化与信息技术相关的教学课程、课程设计、毕业设计等提供了良好的应用实验环境,为硕士研究生的学位论文撰写工作提供实践支撑平台,还培养了一批电站综合自动化与信息化方面的优秀教学科研人才和中青年学术骨干,对我校在相关方面的科学研究和应用型人才培养起到了重要作用。同时还强化了我校“立足电力、立足应用、立足一线”的办学方针和建设“高水平、有特色”的电力大学内涵,展现了我校发展现代能源电力学科体系的特色,提高了我校的总体竞争力和综合办学能力。
参考文献:
[1]龚建龙.结合专业进行毕业实习的改革[J].实验室研究与探索,2007,(11):103-105.
[2]高美莲,史庆南,纳海莺.工科实习教学质量评价体系研究[J].中国电力教育,2010,(35):38-40.
[3]刘慧卿,宋永嘉.高等工科院校本科毕业实习改革[J].华北水利水电学院学报(社科版),2010,(2):125-127.
[4]张松,张春华,刘坤,等.提高地方院校工科学生“三个能力”的研究与实践[J].中国电力教育,2010,(35):111-112.
(责任编辑:麻剑飞)