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SB-02C供水管網實訓裝置

一、系統簡介

供水管網實訓裝置總由：

1）城市管網系統模塊

2）用戶供水系統管網

3）數據處理系統3個基礎部分組成。模擬管網的節點處安裝壓力傳感器，流量變送器。以計算機為基礎的過程控制與現場監控自動化系統，主要運用SCADA系統采集信號傳輸及控制，通過信號傳輸系統的信號傳輸線，將節點壓力信號傳輸到數據處理系統，對模擬管網運行進行實時監控、數據采集及故障診斷。

2、城市供水管網綜合模擬實訓平臺可進行市政管網仿真模型展示、管網閉水實驗、管網泄漏檢測實訓、管網事故評判及管網運行工況監測實訓等，實訓設施設備可供學生實訓、教師進修培訓、職業技能鑒定、社會培訓、企業員工進修等服務項目。

二、城市供水管網綜合模擬實訓設備功能

1、城市供水管網綜合模擬實驗實訓裝置主要用于仿真模擬市政供水管網運行工況。該裝置通過對家庭用水、管網構件、用水壓力的有效模擬，結合數據采集控制系統（SCADA）,對管網運行工況進行分析。為模型校核、漏損監測與定位、突發污染物預警等研究提供依據。

2、市政供水管網系統：管徑為DN40。管道材質為UPVC，UPVC管材取得飲用水衛生許可，均按實際供水要求模擬，水廠由水箱來模擬，通過水泵將水量供給到管網中。通過對管網的水泵，閥門的控制，可以實現對管網流向、壓力的控制，管網壓力可以在0~0.6MPa之間調節。管道中布設過壓力變送器、電磁流量計、來監測供水管網流量和壓力的變化。裝置設置了回水箱、回水泵形成供水回路。、

3、供水系統組網系統：可以實現對水廠、管網和居民用戶的模擬，模擬地下管道漏損。管網中布設了水泵、閥門、壓力傳感器和流量傳感器等組件。居民用戶通過9個出水龍頭來模擬，通過對各個用戶龍頭開度進行自動控制，可以使每個用戶用水量按照設定的模型隨時間變化。依靠該裝置，可以有效的模擬供水管網中的各種工況，實現對管網的模型校核、壓力調控、漏損定位、突發污染物預警等的有效模擬，為科研和實際生產提供依據。

4、下部為地下管道漏損檢測實驗裝置，用于檢測地下管道破裂后造成的漏損。采用DN15的UPVC管材質。種管材為市政供水常用的材料。管道設置1個泄漏點，每個漏損點設置窨井，窨井中安裝電動調節球閥，用于調節泄漏量。窨井由不水箱、水泵調節閥、軟件組成。

該裝置通過布設光纖傳感器，可以實時監測地下管道破損后的泄露情況。同時，也可以使用探地雷達、聽音棒、相關儀等裝置確定漏損位置與漏損量。（客戶自配儀器）。

5、所有壓力、流量、調節信號采集進入PLC，再傳到數據庫存儲，根據數學模型需求調用各個時段的數據。整個系統可由PLC控制自動運行。

三、技術參數

1、輸入電源：三相五線220V±10% 50Hz

2、整機容量：≤4.5kVA

3、工作環境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度＜85%（25℃）  海拔＜4000m

4、外形尺寸：＞800cm×60cm×180cm

5、模塊1號：占地240CM*220CM*100CM

6、模塊2號、占地200CM*220CM*100CM

四、供水管網實驗設備組成

*設備裝置管線分2個框架，用戶為1層，都為垂直布置。框架中部放置水泵、水箱。供水道系統、供水設備、給水管道、排水管道、控制儀表、工頻水泵、變頻水泵、流量計、壓力傳感器、電動調節閥和控制軟件組成。

1、模塊1號：占地250CM*220CM*100CM，模擬實驗室采用主干管DN40mm，實驗室用水泵組來替代水廠，每組水泵2臺、1臺定速泵、1臺調速泵），從而每組水泵代表1個水源。

2、模塊2號：占地200CM*220CM*100CM，主干管DN40mm，四周環繞。干管DN32mm與其連接，支管DN20mm。

3、裝置設計有儲水箱，以便替代二泵房的清水池，讓水泵從儲水箱經連接管抽水，加壓送水至模擬系統的主干管。

*4、自動控制終端用戶：輸水干管DN32mm、配水支管DN20mm，9路給水系統送水至實驗室墻上模擬的用戶水龍頭，水龍頭出水主機自動控制，再循環注入儲水箱。輸水干管DN15mm中都安裝有減壓閥，可有效地控制各個支管的壓力，從而控制水流、壓力，方便做多種教學實驗。

5、主水泵2套：立式不銹鋼多級離心泵自來水管道變頻增壓泵高揚程380V/DN40

6、干管流量計：8套、信號4-20MA，接口：DN15，法蘭式、電壓DC24V

7、干管壓力變送器：8套、信號4-20MA，接口：DN15，法蘭式、電壓DC24V

8、干管電動調節閥、：8套、信號4-20MA，接口：DN15帶反饋輸出，電壓DC24V

9、主管電動比例調節閥、1套、信號4-20MA，接口：DN40帶反饋輸出，電壓AC24V

10、干管壓力變送器：1套、信號4-20MA，接口：DN15，法蘭式、電壓DC24V

11、主管電磁流量計：1套、信號4-20MA，接口：DN32，法蘭式、電壓DC24V

*12、模塊窨井：220V接口：DN15，調節閥、：1套、信號4-20MA，接口：DN15帶反饋輸出，電壓DC24V，

*13、水箱：采用防腐不銹板制成：120CM*700CM*100CM，上開有40CM清洗孔，方便清理。

14、框架采用4080工業鋁材和4040鋁材組裝成型，設備安裝有6個移動輪子，可方便移動。

15、減壓閥：現場顯示，接口：DN15

16、配套的給排水仿真軟件，可有效地．演示給排水功能（詳見附件，（具有軟件著作權，網絡版））

（1）演示功能所包含的教學內容

操作程序（順序、步驟）演示--這種演示具有嚴格的順序關系及操作標準；

操作方式方法演示--這種演示具有一定的選擇性、邏輯性；

偶發事件演示--這種演示一般用于安全教育、故障處理內容，具有強烈的震撼作用；

錯誤操作結果演示--這種演示具有強烈的刺激作用，使學生產生深刻的記憶。

（2）演示功能所能實現的教學目標

示范性標準操作演示教學；

現場安全教育教學；

降低誤操作頻率教學。

（3）演示功能所能實現的教學效果

通過演示使操作者熟悉操作程序（順序、步驟）；

通過演示使操作者了解操作過程邏輯關系；

通過演示使操作者高度重視安全操作與安全生產；

通過演示使操作者牢記現場誤操作所帶來的嚴重后果。

2．互動功能

五、實訓功能

1）演示水泵供水方式，可以有效的模擬供水管網中的各種工況

2）演示城市管網供水方式

3）管道泄漏判斷方法以，可以實時監測地下管道破損后的泄露情況

4）演示變頻供水方式

6）演示不同供水系統的設備組成與自動控制系統的工作原理

7）水泵供水系統的配電系統組成與控制方式、原理

9）變頻供水控制系統組成與工作原理

10）演示不同供水系統實現對管網的模型校核、

11）演示不同供水系統壓力調控

12）演示不同供水系統漏損定位

13）演示不同供水系統突發污染物預警等的有效模擬

14）學習城市管網中的各種儀表使用

15）減壓閥在系統中的使用和維護

16）流量計的調效，和維護

17)用用戶抄表

六、城市供水管網綜合模擬實訓平臺配置方案

二、軟件特點

1. 情景性：全部訓練在三維場景下進行，學生猶如進入真實的施工現場，真實感極強，彌補了下現場難的困難。

2. 過程性：軟件以真實工程項目為例，以施工工藝為主線，以技術規范為指導，以設備與工具的使用為基礎，重視養成性訓練，具有很強的實用性。

3．交互性：軟件貫徹以學生為主體的思想，設有項目進程、操作提示、工具準備、技術分析等，不僅可以供教師采用大場景環境演示教學，更可以在網絡環境下由學生自主地按照進程與提示操作，突出了技能訓練。

4. 完備性：軟件重視教學設計，不同的知識單元含有諸如教學資源、技術規范、安全交底、技術交底、工程圖紙等多種情境和技能訓練教學模塊。

5. 智能性：軟件采用了數據庫技術，設有操作記錄，可隨時記錄學生的操作過程，以便學生自檢與教師考核。

總之，本軟件為國內首部以真實施工現場為職場環境的，以三維可視化虛擬仿真技術為主要特征的、完全基于交互性、過程性和智能化的土建施工類專業大型建筑施工仿真實訓軟件。

三、軟件功能

1．演示功能

（1）演示功能所包含的教學內容

操作程序（順序、步驟）演示--這種演示具有嚴格的順序關系及操作標準；

操作方式方法演示--這種演示具有一定的選擇性、邏輯性；

偶發事件演示--這種演示一般用于安全教育、故障處理內容，具有強烈的震撼作用；

錯誤操作結果演示--這種演示具有強烈的刺激作用，使學生產生深刻的記憶。

（2）演示功能所能實現的教學目標

示范性標準操作演示教學；

現場安全教育教學；

降低誤操作頻率教學。

（3）演示功能所能實現的教學效果

通過演示使操作者熟悉操作程序（順序、步驟）；

通過演示使操作者了解操作過程邏輯關系；

通過演示使操作者高度重視安全操作與安全生產；

通過演示使操作者牢記現場誤操作所帶來的嚴重后果。

2．互動功能

（1）互動功能所包含的教學內容

利用多媒體手段，生動再現課堂教學內容；

利用鼠標、鍵盤的操作，對屏幕畫面仿真實物實施理想的自主操作，實現實操實訓前的計算機仿真導訓教學，其教學內容與實操實訓一致。

（2）互動功能所能實現的教學目標

鞏固課堂教學內容；

實現計算機仿真導訓。

（3）實現計算機仿真導訓的重要意義

實現個性化教學；

選擇最佳實訓教學方案；

全面提高實操實訓效果；

縮短實操實訓時間；

提高實操實訓安全性；

減少實操實訓投入；

降低實操實訓污染。

（4）互動功能所能實現的教學效果

通過完整生動再現課堂教學內容 ，使學生對課堂教學內容加深理解，并充分記憶；

通過教學設計中各個"實訓點"的再現，實現導訓教學效果。

四、技術參數和性能指標

性能指標是指響應時間、事務處理速率和其他與時間相關的技術要求：

1.單件事務或單個用戶：無故障成功完成事務處理，處理結果的時間不多于1秒。

2. 多個事務或多個用戶：在設計空量的多個用戶并行訪問的條件下，故障成功完成事務處理，處理結果的時間不多于3秒。

3. Web頁面(帶寬1M/秒)的平均響應時間不能多于5秒，響應時間以頁面顯示完成為準；局域網頁面平均響應時間不能多于2秒，音頻、圖像、視頻、動畫從下載到顯示的時間不得多于30秒(不考慮網絡因素)。

4. 系統自動下載運行環境所使用到的插件，系統給出所用到的插件網絡連接地址，提供給不能正常顯示的用戶系統。

5. 客戶端通過IE瀏覽器運行本程序時，單個二維進程CPU占用率不超過10%。單個三維進程CPU占用率不超過20%。

SCADA監視控制系統

一、概述

1、SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)監視控制系統由4個基礎部分組成。

1）模擬管網的節點處安裝壓力傳感器、流量變送器、調節流量系統。

2）以計算機為基礎的過程控制與現場監控自動化系統軟件，主要運用SCADA系統采集信號傳輸及控制。

3）數據采集系統通過信號傳輸系統的信號傳輸線，將節點壓力信號傳輸到數據處理系統，對模擬管網運行進行實時監控、數據采集及故障診斷。

4）電氣控制、變頻調節、恒壓給水控制系統組成。

2、該實訓室可進行市政管網仿真模型展示、實訓設施設備可供學生實訓、教師進修培訓、職業技能鑒定、社會培訓、企業員工進修等服務項目。

1）管網閉水實驗、

2）管網泄漏檢測實訓、

3）管網事故評判及管網運行工況監測實訓等，

3、軟件操作內容

1)主管網系統（投標提供視頻演示）

2）9路分區管網操作（投標提供視頻演示）

3）分區曲線選擇（投標提供視頻演示）

4）9大區分區歷史數據庫查詢（投標提供視頻演示）

5）分區數據報表功能（投標提供視頻演示）

6）主管網動態流程演示，流程同步顯示

7）各分區管網的動態狀態與動畫流程同步顯示

8）變頻泵功率、電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率

9）工頻泵功率、電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率

二、技術參數

1、輸入電源：三相五線220V±10% 50Hz

2、整機容量：≤4.5kVA

3、工作環境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度＜85%（25℃）  海拔＜4000m

4. 外形尺寸：＞800cm×60cm×180cm

三、設備組成

*1、網絡式機柜：1800*700*700MM,采用藍色框架結構，白色為搭配色，前后開門，方便實訓操作，前門采用玻璃裝飾，美觀大方

2、面板控制屏采用鐵質雙層亞光密紋噴塑結構框架，鋁質面板

3、儀表系統：主要有交流電壓表、交流電流表以及各種溫度檢測儀表。

4、動力變速部分：0.75kW變頻器工作電壓：AC220；采用變頻器控制電機的運轉速度，從而使電機有不同的運轉速度。

5、軟件控制系統：可以控制自動調整運行工況，自動進行數據的處理，并且實現數據的存儲，自動繪制曲線

*6、配電設施及控制臺與調度室控制臺相鄰用來測量：水泵轉速、電耗，功率、電壓、水泵出口流量、壓力，水位、管網中各管段流量、壓力、水位、用水戶用水量等參數。

7、控制手段：水泵開關、轉速，水泵出口閥門開度，管網中各閥門的開關及開度。

*8、自動控制：流量控制閥、泄水閥、變頻水泵、工頻水泵、變頻器

9、軟件采用現場總線通信，通過儀表信號傳送、計量儀表計數、壓力傳感器、通過電纜、傳送給控制臺，控制臺采集所有的壓力流量信號，給出控制信號，PID控制水泵，流量變頻器。

10、網絡版三菱PLC與變頻器仿真教學軟件（具有軟件著作權，網絡版）

11、觸摸一體工業控制器：尺寸：17英寸

四、實驗臺控制智能模塊

本模塊可控制整機工作環境，確定 系統的工作穩定，可保護學生的實訓時的穩定和安全，關鍵時可切斷總電源。：

1)智能模塊模塊可檢測、監控裝置系統的交流電源的電壓，在測量過壓時，設備過載保護、能夠采集被監控設備交流電源的電流值，在測量過流值時，設備過載保護、能夠采集被監控設備交流用功功率溫度、在測量過溫時，設備過載保護

2）軟件平臺：

電流、電壓溫度、并通過CAN /GSM通訊上傳到監控主機或監控云平臺，監控主機或云平臺可以判斷被監控電源的運行狀態，如電壓，電流，電流和溫度。

3）工作電源 額定電壓AC220V、功耗  正常監視狀態≤2W 報警狀態≤2.5W、

4）監控報警過壓（115%）、欠壓（80%）過流、電流（50~1000mA）。

5）溫度：50-120度、漏電報警：50-1000MA連續可調、漏電報警通道：1路、溫度報警：4路。

6）電流檢測通道：1路、電壓檢測通道：3路。

7）報警方式：APP遠程報警觸點容量AC 220V/3A ，DC 30V/3A、

8）通訊接口   通訊/GPRS通訊(選配)有效通訊距離≤1km.

9)通過手機可下載APP軟件控制系統，或者電腦通過軟件監控，

10)傳感器:電流互感器及電流互感器：使用2000:1。如果實際使用互感器和產品配,置不同，多咯溫度傳感器使用的是100K特性的熱敏電阻.

11）功能顯示：可顯示電壓、電流、功率

12）界軟件面

13）無線傳感器:電壓：3.6V。待機電流：20MA.報警電流產250MA、低壓報警：30天、通信方式：GSM、接收靈敏度：-129dBm、無線標準

14）內置無線網絡信號發射，可連接4G網絡，不再需要另外增加通信成本

五、控制柜配置表