《水电站机组自动化运行与监控》课程标准

《水电站机组自动化运行与监控》课程标准一、课程属性课程名称：水电站机组自动化运行与监控所属专业：机电设备运行与维护专业（水电站方向）课程类别：专业课课程总学时：128（52+28+44+4）（52学时为讲练一体，28学时在水电站仿真机上训练，44学时在校内水电站综合自动化实训中心完成，4学时为课程结业综合考核）课程教学模式：学中做，做中学，教学做练一体。

二、课程设计思路根据教改试点专业机电设备运行与维护专业的课程体系，《水电站机组自动化运行与监控》课程以培养学生对水电站机组自动化系统运行、分析能力和解决运行实际问题的能力为主线，贯穿水电行业对学生的职业素养的要求，以水电站机组自动化系统的各个控制系统为载体构建项目，围绕水电站发电生产工作过程，瞄准水轮发电机组值班员、水电厂自动装置检修工两个工种职业标准，教学内容按项目进行了有机的整合、序化，形成基于水力发电工作过程的项目式学习领域课程。

整个课程按照项目，由简单到复杂，由局部到整体，先是学中做，后是做中学，分为7 个学习情境。

三、课程的地位与作用《水电站机组自动化运行与监控》是本专业的核心课程，是“双证书课程”，与・・・・・“水轮发电机组值班员”、“水电站自动装置检修工”职业标准所要求的核心知识、技能相对应，与学生毕业后从事的水电站运行值班员、维护工等岗位无缝对接。

是学生对前续课程的综合和专业落脚点之一，是走向本专业岗位学习的必经之路。

本课程的前续课程包括：《水电站》、《PLC控制技术》、《水力机组辅助设备》、《水轮机》、《发电机与电气一次设备》，为后续课程《水电站综合自动化运行与维护》 服务。

本课程除水电站机组自动化系统认知外包括：水轮发电机辅助设备油、水、气 系统的自动化运行，机组现地控制单元的自动化运行，调速系统的自动化运行，励 磁系统的自动化运行，公用设备的自动化运行，上位机监控系统的自动化运行等 6 大部分。

油系统的主要作用主要有机组的润滑、散热及液压操作。

《水电站计算机监控技术》学习领域课程标准本课程标准由《水电站计算机监控技术》课程组与清江隔河岩电厂、漳河水电站及松滋洈水电站等单位相关技术人员联合开发制定。

《水电站计算机监控技术》学习领域课程标准以遵循职业性、开放性、实践性为原则，以“校企合作、工学结合”思想为指导，以通过完成整体化工作任务培养训练学生的“综合职业能力”为核心，以“工作内容”来组织课程内容为着眼点，以学习性工作任务为教学活动载体，使学生在尽量真实的职业情境中“学中做、做中学”。

一、学习领域定位1.本学习领域课程对应的职业典型工作任务本学习领域对应于本专业第九个典型工作任务，即水电机组及电力网自动化运行与调试。

2.本学习领域在课程体系中的地位与作用《水电站计算机监控技术》是小型水电站及电力网等专业的一门主干核心课程，本课程开设符合社会对小型水电站计算机监控岗位的人才需求，是发变电设备及系统综合应用知识的主要课程之一，是推行“多证制”之“水电站电气值班员”、“高级维修电工”等能力考核的必修课程。

在学生职业能力的成长中具有重要的地位。

《水电站计算机监控技术》课程与其他课程关系表二、学习（能力）目标1．专业专项能力：使学生获得必要的水电站计算机监控知识，学会计算机监控原理和流程，理解水电站计算机监控系统的结构组成、通信过程及原理，掌握水电站计算机监控系统的参数设置方法。

2．专业综合能力：学会常见水电站计算机监控的故障分析和排除，能够对监控系统的各个自动化装置进行操作，能够对整个系统进行运行、维护、检修，达到专业所要求的技能培养目标。

3．社会能力：具有良好的职业道德；具有刻苦钻研，好学上进的精神；具有良好的团队精神和协作能力；具有一定的创新能力。

三、学习（工作）内容四、学习领域设计（一）学习领域设计1．坚持工学结合开设课程。

本课程和行业岗位结合紧密，采用工学结合开发课程，内容选择先遵循行业标准，依据行业标准和岗位要求，以项目为导向，设计内容。

目录1 课程定位........................................................................................................................-2 -2 工作任务和课程目标......................................................................................................- 2 -2.1 工作任务及职业能力............................................................................................................ - 2 -2.2 课程目标................................................................................................................................ - 3 -3 教学组织........................................................................................................................- 3 -4 教学内容与能力要求....................................................................................................- 4 -5 教学方法与手段............................................................................................................- 7 -6 考核与评价....................................................................................................................- 8 -7 建议与说明....................................................................................................................- 9 -7.1 教材编写................................................................................................................................ - 9 -7.2 教学资源................................................................................................................................ - 9 -7.3 重点及难点............................................................................................................................ - 9 -7.4 行业标准及规范.................................................................................................................. - 11 -7.5 参考教材.............................................................................................................................. - 11 -7.6 参考网站.............................................................................................................................. - 11 -《配电网自动化》课程标准1 课程定位《配电网自动化》是供用电技术专业的专业必修课，课程的工程应用性与实践操作性较强，教学内容反映供配电系统的新发展、新知识和新技术，具有一定的先进性，对提高学生的配电自动化系统工程实施和操作维护岗位职业能力和职业素养起重要作用，是变配电运行与检修岗位核心课程之一。

《水电站机组自动化运行与监控》课程学习指南一、课程基本情况、性质、研究对象和任务本课程总学时：128学时，其中理论教学：45学时，实践教学等：68学时，阶段考核：11学时，课程结业综合考核：4学时。

本课程是机电设备运行与维护专业（水电站方向）的一门综合实践性较强的专业技术课程，是“双证书课程”，与“水轮发电机组值班员”、“水电站自动装置检修工”职业标准所要求的核心知识、技能相对应，主要内容围绕水力发电的过程，将水轮发电机辅助设备油、水、气系统的自动化运行，机组现地控制单元的自动化运行，调速系统的自动化运行，励磁系统的自动化运行，公用设备的自动化运行，上位机监控系统的自动化运行等六大部分进行有机联合。

学生通过相关知识的学习、相关技能的训练、职业素质的培养，基本上可以达到与毕业后从事的水电站运行值班员、维护工等岗位无缝对接。

该课程是学生对前续课程的综合和专业落脚点之一，是走向本专业岗位学习的必经之路。

二、基本学习方法本课程理实一体，课程教学中一般多采用教学做一体，课堂多设在实训室，因此，学习时要注意理论联系实际，课堂上要学会速记要点，作业要独立完成，实践活动中要多动脑、勤动手，课后则要善于总结，发现问题及时与同学和老师交流，避免因出现盲点和死角，导致对课程失去信心。

三、教材处理及教学资源的使用说明1．教材处理本课程主要教材使用中国电力出版社洪霞主编的《水电站机组自动化运行与监控》；主要参考资料则有黄少敏主编的《水电站微机监控与保护》，郑德龙主编的《水轮发电机组辅助设备》等。

鉴于课程实践性强的特点，课程的学习过程中，“实训指导书”、“任务工作单”等学材的使用，显得尤为重要。

课前浏览网站上对应的资源，主动做好预习准备工作，能很好的帮助同学们尽快的融入课堂，最终实现把握重点，攻克难点。

2．教学资源的使用本课程网站提供了多种类型的教学资源，同学们要合理选择使用。

演示文稿、课件、录像、标准、文献等，都是经过了课程团队的提炼和加工的，基本每一个独立的任务都有完整的系列资料。

精品文档你我共享《水电站自动化及计算机控制课程设计》指导书适用专业:热能与动力工程课程代码: 8513901总学时: 2周总学分: 2编写单位:能源与环境学院编写人:系(部)主任:分管院长:批准时间:年月日一、课程设计的目的本课程为热能与动力工程专业水动方向实践必修课。

通过本课程设计，要求达到的目的：加深理论知识，培养学生理论联系实际的设计思想；通过本次课程设计，培养学生针对特定系统，拟定合理的系统方案和正确的控制逻辑的能力；通过本次课程设计，将培养学生以基础理论、专业知识分析和解决工程实际问题的能力，为学生今后走上工作岗位打下必要的方法和实践基础。

二、课程设计组织形式每位学生应参加指导教师的每次集中讲解或答疑，及时通过提问等方式掌握讲解内容，按时完成进度规定的设计内容。

三、课程设计步骤1、油压装置继电器控制（包括补气装置）（1）电气控制原理图设计；（2）说明自动、备用手动和报警的工作过程；2、油压装置继电器控制（包括补气装置）PLC控制（1）I/O点数统计；（2）选择PLC型号；（3）分配I/O地址；（4）绘制PLC外部接线图；（5）编制梯形图程序。

3、编写设计说明书，说明书应准确严谨，符合规范。

四、课程设计要点1、掌握水电站辅助设备自动控制系统的工作原理；2、掌握PLC控制器的原理及应用；3、学会水电站辅助设备自动控制系统的设计方法。

五、课程设计进度安排油压装置继电器控制（包括补气装置） 3天油压装置继电器控制（包括补气装置）PLC控制 5天编写设计说明书 2天六、主要技术的案例分析1、针对所做系统，分析系统的功能，熟悉系统原理。

2、采用继电控制方案，绘制实现该系统功能的电气原理图。

3、统计I/O点数，选择合适的PLC型号。

4、绘制PLC外部接线图，编制梯形图程序。

5、完成设计说明书，字数不少于3000字。

七、成绩评定标准八、推荐参考资料1、刘忠源等．水电站自动化（第三版）．北京：中国水利水电出版社，20012、廖常初．S7-300/400PLC应用技术．北京：机械工业出版社，20053、李道霖等．电气控制与PLC原理及应用．北京：电子工业出版社，2004九、其他出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。

水电厂自动运行课程设计1. 前言随着现代科技的不断发展和应用，许多传统行业也在不断更新和改进。

水电厂作为当代重要的电力供应来源，运行的自动化程度也越来越高。

本文将介绍水电厂自动运行课程设计，主要包括课程背景、课程目标、课程内容和课程评估等方面的内容。

2. 课程背景水电厂自动化控制技术是水电工业自动化控制技术的一个重要领域，是当前自动化技术发展的重点。

为了提高水电站的运行效率和安全性，水电厂运行智能化逐渐成为水电厂的发展趋势。

3. 课程目标本课程将教授以下几个方面的知识：1.水电站自动化控制系统的基本组成和结构；2.水电站各个环节的控制原理和运行规律；3.水电站自动化设备的维护和保养；4.水电站故障诊断和排除。

通过本课程的学习，学生将建立起完整的水电站自动化控制技术知识结构，掌握水电站自动化控制技术的基本框架和实际应用，能够灵活运用各种技术手段配合自动化设备实施水电站运行自动化控制。

4. 课程内容本课程的教学内容主要分为以下几个部分：4.1 水电站自动化控制系统的基本组成和结构介绍水电站自动化控制系统的基本概念、组成、结构和运行原理。

包括对水电站机组组成、水轮机及发电机的结构原理、水库的切换、调度等运行模式的自动化控制原理进行分析。

4.2 水电站各个环节的控制原理和运行规律介绍水电站各个系统和环节的控制原理和运行规律。

主要包括自动化控制系统、水轮机调速系统、励磁系统、水导系统、发电机保护及监控系统、水库出力调节与水文模型控制系统等。

4.3 水电站自动化设备的维护和保养介绍水电站自动化设备的维护和保养。

主要包括自动化控制系统的维护、清洁、保养及检修，设备故障诊断与排除，设备使用注意事项等。

4.4 水电站故障诊断和排除介绍水电站故障诊断和排除的方法和步骤。

主要包括故障识别、故障定位、故障分析、故障排除等方面，全面提高学生对水电站自动化设备的故障处理能力。

5. 课程评估针对课程设计的教学目标和教学内容，我们将开展评估工作。

高等职业学校水电站机电设备与自动化专业教学标准一、专业名称（专业代码）水电站机电设备与自动化（430102）。

二、入学要求普通高级中学毕业、中等职业学校毕业或具备同等学力。

三、基本修业年限三年。

四、职业面向本专业职业面向如表1所示。

五、培养目标本专业培养理想信念坚定，德、智、体、美、劳全面发展，具有一定的科学文化水平，良好的人文素养、职业道德和创新意识，精益求精的工匠精神，较强的就业能力和可持续发展的能力，掌握本专业知识和技术技能，面向电力、热力生产和供应业的电气工程技术人员、电力热力生产和供应人员、建筑安装施工人员、机械设备修理人员等职业群，能够从事电工、变配电运行、水轮发电机组安装与检修、工程机械维修等工作的高素质技术技能人才。

六、培养规格本专业毕业生应在素质、知识和能力等方面达到以下要求：（一）素质1.坚定拥护中国共产党领导和我国社会主义制度，在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下，践行社会主义核心价值观，具有深厚的爱国情感和中华民族自豪感。

2.崇尚宪法、遵法守纪、崇德向善、诚实守信、尊重生命、热爱劳动，履行道德准则和行为规范，具有社会责任感和社会参与意识。

3.具有质量意识、环保意识、安全意识、信息素养、工匠精神、创新思维黄4.勇于奋斗、乐观向上，具有自我管理能力、职业生涯规划的意识，有较强的集体意识和团队合作精神。

5.具有健康的体魄、心理和健全的人格，掌握基本运动知识和1~2项运动技能，养成良好的健身与卫生习惯，以及良好的行为习惯。

6.具有一定的审美和人文素养，能够形成1~2项艺术特长或爱好。

（二）知识1.掌握必备的思想政治理论、科学文化基础知识和中华优秀传统文化知识。

2.熟悉与本专业相关的法律法规以及环境保护、安全消防等知识。

3.掌握与本专业相关的机械图和电气图的识图、绘图知识。

4.掌握电工技术基础、电子技术基础、力学机械基础、机械制造基础和机械设计基础的知识。

5.掌握水力机组、调速器及其辅助设备的运行维护的基本方法。

水电厂自动运行课程设计背景随着社会的不断发展，水电站成为一个国家必须产业。

目前中国的发电能源中，水电发电占比巨大。

而水电厂的自动化运行，则是让水电站实现高效、节能、安全运行的重要手段。

目标本课程旨在培养学生对水电厂自动化运行的控制策略、环境监控、安全保护等知识，具备水电厂自动运行系统的设计、调试、维护和故障处理能力。

课程设置1. 水电厂自动运行概述本课程将首先介绍水电厂自动化运行的概念和意义，对水电厂系统组成和自动化运行模式进行简单介绍，为后续课程内容的学习奠定基础。

2. 控制策略设计本课程将详细介绍水电厂自动化运行的控制策略设计。

从控制策略的基本原理出发，详细介绍PID控制、模糊控制、神经网络控制等各种控制方法，同时结合实际案例进行讲解。

3. 环境监控系统设计本课程将介绍环境监控的基本原理，分析水电厂环境监控系统的必要性。

学习环境监控系统的设计，如气象监测、水质检测、噪音监测等，对环境异常信息进行采集和处理。

4. 安全保护系统设计本课程将介绍水电厂安全保护的基本原理，分析安全保护系统的必要性。

学习安全保护系统的设计，如火灾监测、紧急停电、压力监测、水位监测等重要参数的检测和控制。

5. 自动运行系统调试和维护本课程将带领学生进入水电厂现场，学习自动运行系统的调试和现场操作，了解水电厂自动运行系统的维护方法和故障处理。

教学方法本课程将以课堂讲授和实验操作相结合的方式进行授课，采用PBL教学模式，组织学生进行课程设计实践和案例分析。

同时，引入在线学习工具，供学生进行在线课程学习和交流。

教学资源支撑本课程具备完善的教学资源支撑，包括在线学习平台、实验设备、教材资料、案例分析等，确保学生掌握课程知识和技能。

考核方式本课程将采用多种考核方式，包括个人、小组设计报告、实验操作、课堂表现和期末考试等。

通过多元化考核方式，全面评价学生的知识储备、实验技能、团队协作和综合素养。

计算机监控系统运行规程13.1 系统结构组成本水电站采用“无人值班”（少人值守）的运行值班方式，计算机监控系统采用全计算机监控的模式，开放性的分层分布式系统结构。

13.1.1 系统结构配置系统分层结构自下而上，为现地单元监控层和电站中控层。

本水电站上位机系统设置在中控室，对全厂进行计算机监控。

上位机与机组LCU间采用光纤以太网通信，与开关站、全厂公用采用双绞线以太网通信，LCU与现地智能设备采用Modbus RTU现场总线通信。

13.1.2 集中制控层结构1、厂控制室主要设备有：2台操作员工作站，1台工程师工作站，1台套语音报警及短信寻呼装置，2台通信服务器，2台网络交换机，2台激光打印机，1套卫星同步时钟系统，1套电力专用UPS电源，1套中控室计算机控制台等。

13.1.3 现地级控制层结构1、现地级监控层主要包括机组4套LCU、2套开关站LCU和1套公用LCU。

2、LCU屏主要由PLC数据采集控制单元，微机准同期装置组成，多功能电表等组成，配置双以太网口。

3、每套机组现地控制单元配有一套微机自动准同期装置，同期对象为发电机断路器。

开关站有多个同期对象，配置一套微机多点自动准同期装置。

同期装置具备自动识别并网对象类别及并网性质的功能。

13.2 数据采集与报警功能13.2.1电气量采集各LCU将相关的PT、CT接入多功能电表，电量参数（例如功、无功、频率、功率因素、有功电度、无功电度等电量）直接从多功能电表中读取。

直流电量及非电量性模拟量如：转子电流及电压、导叶前压力、机组的工作水头等信号。

这些信号由变送器转换为4~20mA信号供PLC采集。

13.2.2状态量采集各LCU按周期采集全部开入量，进行状态检查，更新数据库，在开关量发生变位时，产生事件记录。

各LCU具有对本身的硬件及各控制单元进行全面的保护性自我检验功能，对各辅助设备的运行状况进行检测，并根据检验结果采取相应的保护性措施。

LCU同时向主机报告诊断的结果，根据自诊断记录，值班维护人员可以了解LCU装置工作是否良好，指导处理异常情况。

要求说明
参考资料参考教材：
《水电站微机监控与保护》黄少敏主编黄河水利出版社
《水电站计算机监控技术与应用》徐金寿主编浙江大学出版社
《水轮发电机组辅助设备》郑德龙主编中国电力出版社
《水电站》洪霞主编自编特色教材
《可编程序控制器应用技术》汤晓华主编湖北科技出版社
参考网站：
《水电站机组自动化运行与监控》精品课程网站
对任课教师要求能够把握教学内容能够主导教学课堂能够紧跟行业发展能够启发学生自学
对授课场地要求
60%的时间要求有多媒体+ 白板或黑板
40%的时间能实时进入水电站综合实训中心
考核方式平时阶段考核（占70%）+ 综合选题考核（占30%）平时：
每一情境占10%
兼顾作业完成情况、平时考勤、讨论、交流表现综合：
自由分组
收集资料、成果汇报PPT
答辩
其它：
本课程后接水电厂综合实训，其中校内3周，校外3周。

《水电站电脑监控技术》学习领域课程标准本课程标准由《水电站电脑监控技术》课程组与清江隔河岩电厂、漳河水电站及松滋洈水电站等单位相关技术人员联合开发制定。

《水电站电脑监控技术》学习领域课程标准以遵循职业性、开放性、实践性为原则，以“校企合作、工学结合”思想为指导，以通过完成整体化工作任务培养训练学生的“综合职业能力”为核心，以“工作内容”来组织课程内容为着眼点，以学习性工作任务为教学活动载体，使学生在尽量真实的职业情境中“学中做、做中学”。

一、学习领域定位1.本学习领域课程对应的职业典型工作任务本学习领域对应于本专业第九个典型工作任务，即水电机组及电力网自动化运行与调试。

2.本学习领域在课程体系中的地位与作用《水电站电脑监控技术》是小型水电站及电力网等专业的一门主干核心课程，本课程开设符合社会对小型水电站电脑监控岗位的人才需求，是发变电设备及系统综合应用知识的主要课程之一，是推行“多证制”之“水电站电气值班员”、“高级维修电工”等能力考核的必修课程。

在学生职业能力的成长中具有重要的地位。

《水电站电脑监控技术》课程与其他课程关系表二、学习〔能力〕目标1．专业专项能力：使学生获得必要的水电站电脑监控知识，学会电脑监控原理和流程，理解水电站电脑监控系统的结构组成、通信过程及原理，掌握水电站电脑监控系统的参数设置方法。

2．专业综合能力：学会常见水电站电脑监控的故障分析和排除，能够对监控系统的各个自动化装置进行操作，能够对整个系统进行运行、维护、检修，到达专业所要求的技能培养目标。

3．社会能力：具有良好的职业道德；具有刻苦钻研，好学上进的精神；具有良好的团队精神和协作能力；具有一定的创新能力。

三、学习〔工作〕内容四、学习领域设计〔一〕学习领域设计1．坚持工学结合开设课程。

本课程和行业岗位结合紧密，采用工学结合开发课程，内容选择先遵循行业标准，依据行业标准和岗位要求，以项目为导向，设计内容。

2．采用“四段渐进”的设计方法。

《水电站计算机监控技术与应用》教学大纲《水电站计算机监控技术与应用》教学大纲课程名称：水电站计算机监控技术与应用；Computer Supervisory Control Technology and Application for Hydropower Stations学时数： 60学分：3.5课程类别：限定选修课先修课程：《计算机文化基础》、《发电厂电气部分》、《PLC 原理及应用》一、课程的性质与任务《水电站计算机监控技术与应用》是发电厂及电力系统专业的一门主要专业课，是一门理论性和实践性都很强的专业课，学生通过本课程的学习掌握水电站计算机监控系统的基本概念、结构、工作原理、功能、考虑和解决问题的基本方法以及基本的操作技能。

为学生毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定基础。

二、课程的教学基本要求1. 掌握水电站计算机监控方式的演变过程及各种监控方式的特点；2. 掌握适用于水电站监控系统的各种计算机类型及其特点；3. 掌握水电站计算机监控系统的基本结构形式及其特点；4. 掌握分层分布式水电站计算机监控系统中的电站主控层和现地控制单元的结构及原理；5.掌握实时数据库和历史数据库的概念和作用及两者之间的区别；6. 掌握构成水电站计算机监控系统数据通信系统构成及原理；7. 掌握水电站计算机监控综合自动化系统的含义与组成；8. 掌握水电站计算机监控系统基本的操作、调试与调度运行技能。

三、教学基本内容和教学要求第1章概论1. 基本内容1) 水电站计算机监控系统的发展过程和国内外现状；2) 水电站计算机监控的目的和意义；3) 小型水电站计算机监控系统的特点；4) 水电站综合自动化。

2. 基本要求1) 了解水电站计算机监控系统的发展概况；2) 掌握水电站计算机监控方式的演变过程及各种监控方式的特点；3) 理解在水电站采用计算机监控技术的目的和意义；4) 理解小型水电站计算机监控系统的特点；5) 了解水电站综合自动化的内涵。