仿真機在火電廠集控運行專業(yè)教學中的應用分析

摘要：指出目前仿真機在火電廠集控運行專業(yè)教學中的作用和存在的問題，根據(jù)該專業(yè)的特點，結(jié)合教學實際，提出以仿真機為中心開發(fā)教學平臺，把仿真機應用于專業(yè)理論課程的教學過程中，總結(jié)了利用仿真機提高專業(yè)教學水平的方法和途徑。

關(guān)鍵詞：仿真機；集控運行；教學

作者簡介：楊宏民（1968-），男，河南偃師人，鄭州電力高等專科學校動力系，副教授；孫為民（1966-），男，河南登封人，鄭州電力高等專科學校動力系，副教授。（河南 鄭州 450004）

基金項目：本文系河南省教育科學規(guī)劃課題“仿真機在火電廠集控運行專業(yè)教學中的應用與實踐”的研究成果。

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）36-0128-01

火電廠集控運行專業(yè)是為火力發(fā)電廠培養(yǎng)具有火電機組集控運行、控制、調(diào)節(jié)能力的人才，對應的是電力生產(chǎn)的一線核心崗位，對技術(shù)要求極高。由于火電企業(yè)的特殊性，很小的差錯都有可能會給企業(yè)和社會帶來很大的影響和嚴重的經(jīng)濟損失，因此剛從業(yè)的職工要經(jīng)過幾年的鍛煉才能勝任集控運行崗位，在校學生更不可能得到現(xiàn)場動手操作實習的機會，現(xiàn)場實習也只是體驗現(xiàn)場工作過程，相對效果較差。

仿真機組的出現(xiàn)給集控運行專業(yè)學生學習提供了較好的實踐機會，它通過數(shù)學模型提供實時運行數(shù)據(jù)，計算機屏幕顯示和現(xiàn)場一樣的操作系統(tǒng)畫面，并能和現(xiàn)場一樣進行操作，演示與真實情況相同的各種運行狀態(tài)，可滿足各種的教學培訓要求。為此，以仿真機組為中心建立實訓教學體系成為火電廠集控運行專業(yè)實現(xiàn)理論與實踐一體化的教學的必然。

一、仿真機在火電廠集控運行專業(yè)教學中存在的問題

仿真機組可演示火力發(fā)電廠運行過程中的各種工況，包括啟動、正常運行、停機和事故情況下的狀態(tài)。對電廠職工來說通常有兩個主要作用，即啟動運行過程中每一個環(huán)節(jié)的操作訓練和機組各種事故處理訓練。在教學中對學生來說，除以上作用外，通過仿真機還可解決理論教學問題，使理論和實踐結(jié)合起來實現(xiàn)理實一體化教學。

近年來火電廠集控運行專業(yè)從教學過程看，仿真實訓可以通過逼真的現(xiàn)場操作環(huán)境模擬，理論聯(lián)系實際，使學生可以在比較短的時間內(nèi)全面掌握電廠生產(chǎn)流程、各系統(tǒng)的工作特性、規(guī)范的操作過程等，學習效率高，學習效果好。接受過仿真機系統(tǒng)學習的學生對專業(yè)知識的理解明顯加深，能比較全面地掌握機、爐、控等運行知識。但還存在一定的問題，使得仿真機組的作用沒能充分發(fā)揮，主要有：學生多，機位少，上機時間段；理論教學與仿真機結(jié)合較少，理論與實踐融合不夠；仿真機運行工況不能滿足教學要求；仿真機與電廠實際運行結(jié)合不夠；教師專業(yè)實踐能力和仿真機能力有待進一步提高等。

二、火電廠集控運行專業(yè)仿真機教學平臺開發(fā)

1.仿真機及軟硬件的開發(fā)

仿真機僅僅是一種硬件平臺，要發(fā)揮它的作用應經(jīng)過用戶充分開發(fā)。目前鄭州電力高等專科學校（以下簡稱“我校”）已建成135MW、200MW、300MW、600MW四套仿真機組，1000MW機組仿真機組正在建設(shè)中。仿真機為集控運行專業(yè)教學提供了非常好的硬件平臺，但教學中發(fā)現(xiàn)仿真機組運行平臺僅能夠滿足單純實訓課程實踐教學的需要，很難滿足理實一體化教學要求。教學過程中需要的仿真運行狀態(tài)沒有，教師只能通過系統(tǒng)圖講解，仿真機當系統(tǒng)圖用，并沒有發(fā)揮它真正的作用。為了充分發(fā)揮仿真機組的作用，在現(xiàn)有火電機組仿真機組軟硬件基礎(chǔ)上進一步開發(fā)出了可供教學、技能鑒定、技能比賽的軟件平臺，為企業(yè)集控值班員及集控專業(yè)理實一體化教學服務。具體完成項目有：根據(jù)仿真機具體情況編寫了300MW及600MW主要運行操作步驟；開發(fā)了300MW及600MW火電機組各種運行工況形成標準工況，做到隨時調(diào)用，隨時操作，隨時運行，滿足理論課程融合實際操作的要求；開發(fā)火電機組重要操作形成標準鑒定題庫，供考評考核用；結(jié)合仿真機開發(fā)火電機組事故處理題庫，形成標準，滿足機、爐、電、控各專業(yè)課程事故處理部分教學要求，也可用于考評及競賽。

以仿真機為中心建立理實一體化教室，結(jié)合仿真機及開發(fā)設(shè)計出的滿足教學要求的各種仿真運行狀態(tài)，在教學時學生可以隨時操作，隨時看到狀態(tài)參數(shù)的實際變化過程，可以練習操作，也可以幫助理解課本知識。實現(xiàn)教學過程真正和實際結(jié)合，教學過程就是機組運行過程，每一個重要的現(xiàn)場操作過程都可以在課堂上實現(xiàn)，極大提高了課堂教學效果。

2.建立仿真機輔助學習網(wǎng)站系統(tǒng)

火電機組仿真軟件價格較高，且一套軟件最多僅支持20個左右的客戶端。學生人數(shù)多，用于實習訓練的仿真機數(shù)量偏少，上機時間較短，教學中往往2～3個學生同時使用一臺客戶機，教學資源遠遠無法滿足教學要求。為此設(shè)計一個仿真實訓的輔助學習網(wǎng)站，在網(wǎng)站中提供發(fā)電廠的相關(guān)管理制度，設(shè)備的真實圖片、視頻和動畫，機組的運行規(guī)程和操作票，火電機組仿真操作畫面和部分操作流程的動畫演示。網(wǎng)站的建立可以方便學生熟悉發(fā)電廠的生產(chǎn)過程、制度標準，通過網(wǎng)絡學習機組冷態(tài)啟動過程中主要操作步驟的方法、主要設(shè)備相關(guān)知識，并可以進行模擬操作練習。

三、仿真機在火電廠集控運行專業(yè)教學中的應用

1.仿真機與專業(yè)核心課程結(jié)合實現(xiàn)理實一體化教學

通過仿真機平臺的建設(shè)使火電廠集控運行專業(yè)主要核心課程實現(xiàn)一體化教學成為可能，原有的理論課程泵與風機、發(fā)電廠電氣設(shè)備及運行、汽輪機設(shè)備及運行、鍋爐設(shè)備及運行、熱力發(fā)電廠、單元機組集控運行的系統(tǒng)與運行部分內(nèi)容均可與仿真機結(jié)合進行，取消利用仿真機的單獨實訓課程電氣運行實訓、電站汽輪機運行實訓、電站鍋爐運行實訓，把實訓和相應理論課程融合，利用仿真機可把原來仿真實訓課程分為單元機組冷態(tài)啟動實訓、單元機組運行調(diào)節(jié)實訓及事故處理實訓，這樣更有針對性。

2.仿真機引入課堂教學，加強學生對設(shè)備及設(shè)備原理的理解

火電廠集控運行專業(yè)是對有很多設(shè)備組成的火力發(fā)電廠系統(tǒng)運行過程的控制和調(diào)節(jié)，對從業(yè)人員的基本理論及判斷分析能力要求很高，要有足夠的理論水平，才能完成調(diào)節(jié)操作，教學重點在于學生對系統(tǒng)流程、設(shè)備配置及設(shè)備特點的熟悉程度，和對機組運行過程中操作步驟原理的理解，解決為什么的問題，操作熟練工還遠遠滿足不了現(xiàn)場的需要。因此火電廠集控運行專業(yè)教學中利用仿真機從基本原理出發(fā)模擬某類型、某容量機組的主要設(shè)備和系統(tǒng)，并配置簡化的供學員學習和掌握基本原理的臺屏或可以進行操作和顯示操作結(jié)果參數(shù)的CRT畫面，或兼有臺屏和CRT畫面，用以培訓在校學生，使其從直觀上學習和掌握電廠設(shè)備和系統(tǒng)特性、物理過程、介質(zhì)流程及故障的原因和結(jié)果，加深學生對設(shè)備及設(shè)備原理的理解。

3.利用仿真機對學生進行考核

為了達到火電廠集控運行專業(yè)學生教學目的，在熟悉火電廠運行操作步驟的基礎(chǔ)上，強調(diào)火力發(fā)電廠機組的運行調(diào)節(jié)。因此教學評價重點在于學生對火力發(fā)電廠系統(tǒng)流程、設(shè)備配置及設(shè)備特點的熟悉程度，和對機組運行中操作步驟原理的理解。這些都可以利用仿真機對學生進行考核。

4.利用仿真機進行技能鑒定

利用仿真機我校已經(jīng)建立了火電廠集控運行專業(yè)對應的多個職業(yè)資格技能鑒定站和職業(yè)技能培訓基地，主要有鍋爐運行值班員、汽輪機運行值班員、集控運行值班員等，一方面可使充分發(fā)揮自身的專業(yè)優(yōu)勢，開展對在崗職工的職業(yè)技能培訓；同時也可以為本專業(yè)畢業(yè)生實現(xiàn)持多證走向就業(yè)崗位創(chuàng)造條件。

5.利用仿真機提高教師水平

結(jié)合火力發(fā)電廠集控運行專業(yè)特點，加強仿真培訓是快速提高教師實踐水平的捷徑。學校要定期安排教師仿真培訓，提高教師對現(xiàn)場運行參數(shù)變化的感覺，增強操作熟練程度，積累對機組調(diào)節(jié)控制經(jīng)驗，訓練對機組事故的判斷分析及處理能力，以彌補現(xiàn)場機組運行時間不足的問題。現(xiàn)在各大型火力發(fā)電廠也都有相應的仿真機組，可安排教師到企業(yè)進行仿真培訓，了解企業(yè)的培訓重點，完善提高教學水平。

6.利用仿真機與現(xiàn)場實際結(jié)合，提高專業(yè)實習效果

學校與企業(yè)合作，建立校外實習實訓基地，為了提高集控專業(yè)學生現(xiàn)場實習效果，在企業(yè)實訓基地安裝建設(shè)仿真機教室，學生在實習期間看到的機組運行工況，可以到仿真機進行操作練習，也可以通過仿真機實現(xiàn)與現(xiàn)場同步運行過程。

四、結(jié)束語

仿真機為火電廠集控運行專業(yè)提供了重要的實踐實訓教學平臺，對增加學生現(xiàn)場設(shè)備的熟悉程度，提高學生操作技能，加深學生機組運行理論的理解能力都有不可替代的作用。仿真機只是一種硬件平臺，要經(jīng)過用戶充分開發(fā)并與集控運行專業(yè)課程緊密結(jié)合才能充分發(fā)揮其作用。

參考文獻：

[1]楊宏民，杜雅琴.集控專業(yè)理實一體化人才培養(yǎng)模式改革與實踐[J].中國電力教育，2013，（7）.

[2]楊小琨，侯俊鳳.工作過程導向的集控專業(yè)人才培養(yǎng)方案的開發(fā)[J].中國電力教育，2010，（9）.