城市供水管网综合模拟实训装置（SCADA监控）上海硕博公司

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2024年11月3日城市供水管网综合模拟实训装置（SCADA监控）供水管网实训装置,监视控制系统

SB-02C城市供水管网综合模拟实训装置（SCADA监控）

一、系统简介

供水管网实训装置总由：

1）城市管网系统模块

2）用户供水系统管网

3）数据处理系统3个基础部分组成。模拟管网的节点处安装压力传感器，流量变送器。以计算机为基础的过程控制与现场监控自动化系统，主要运用SCADA系统采集信号传输及控制，通过信号传输系统的信号传输线，将节点压力信号传输到数据处理系统，对模拟管网运行进行实时监控、数据采集及故障诊断。

2、城市供水管网综合模拟实训平台可进行市政管网仿真模型展示、管网闭水实验、管网泄漏检测实训、管网事故评判及管网运行工况监测实训等，实训设施设备可供学生实训、教师进修培训、职业技能鉴定、社会培训、企业员工进修等服务项目。

二、城市供水管网综合模拟实训设备功能

1、城市供水管网综合模拟实验实训装置主要用于仿真模拟市政供水管网运行工况。该装置通过对家庭用水、管网构件、用水压力的有效模拟，结合数据采集控制系统（SCADA）,对管网运行工况进行分析。为模型校核、漏损监测与定位、突发污染物预警等研究提供依据。

2、市政供水管网系统：管径为DN40。管道材质为UPVC，UPVC管材取得饮用水卫生许可，均按实际供水要求模拟，水厂由水箱来模拟，通过水泵将水量供给到管网中。通过对管网的水泵，阀门的控制，可以实现对管网流向、压力的控制，管网压力可以在0~0.6MPa之间调节。管道中布设过压力变送器、电磁流量计、来监测供水管网流量和压力的变化。装置设置了回水箱、回水泵形成供水回路。

3、供水系统组网系统：可以实现对水厂、管网和居民用户的模拟，模拟地下管道漏损。管网中布设了水泵、阀门、压力传感器和流量传感器等组件。居民用户通过9个出水龙头来模拟，通过对各个用户龙头开度进行自动控制，可以使每个用户用水量按照设定的模型随时间变化。依靠该装置，可以有效的模拟供水管网中的各种工况，实现对管网的模型校核、压力调控、漏损定位、突发污染物预警等的有效模拟，为科研和实际生产提供依据。

4、下部为地下管道漏损检测实验装置，用于检测地下管道破裂后造成的漏损。采用DN15的UPVC管材质。种管材为市政供水常用的材料。管道设置1个泄漏点，每个漏损点设置窨井，窨井中安装电动调节球阀，用于调节泄漏量。窨井由不水箱、水泵调节阀、软件组成。

该装置通过布设光纤传感器，可以实时监测地下管道破损后的泄露情况。同时，也可以使用探地雷达、听音棒、相关仪等装置确定漏损位置与漏损量。（客户自配仪器）。

5、所有压力、流量、调节信号采集进入PLC，再传到数据库存储，根据数学模型需求调用各个时段的数据。整个系统可由PLC控制自动运行。

三、技术参数

1、输入电源：三相五线220V±10% 50Hz

2、整机容量：≤4.5kVA

3、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m

4、外形尺寸：＞800cm×60cm×180cm

5、模块1号：占地240CM*220CM*100CM

6、模块2号、占地200CM*220CM*100CM

四、供水管网实验设备组成

*设备装置管线分2个框架，用户为1层，都为垂直布置。框架中部放置水泵、水箱。供水道系统、供水设备、给水管道、排水管道、控制仪表、工频水泵、变频水泵、流量计、压力传感器、电动调节阀和控制软件组成。

1、模块1号：占地250CM*220CM*100CM，模拟实验室采用主干管DN40mm，实验室用水泵组来替代水厂，每组水泵2台、1台定速泵、1台调速泵），从而每组水泵代表1个水源。

2、模块2号：占地200CM*220CM*100CM，主干管DN40mm，四周环绕。干管DN32mm与其连接，支管DN20mm。

3、装置设计有储水箱，以便替代二泵房的清水池，让水泵从储水箱经连接管抽水，加压送水至模拟系统的主干管。

*4、自动控制终端用户：输水干管DN32mm、配水支管DN20mm，9路给水系统送水至实验室墙上模拟的用户水龙头，水龙头出水主机自动控制，再循环注入储水箱。输水干管DN15mm中都安装有减压阀，可有效地控制各个支管的压力，从而控制水流、压力，方便做多种教学实验。

5、主水泵2套：立式不锈钢多级离心泵自来水管道变频增压泵高扬程380V/DN40

6、干管流量计：8套、信号4-20MA，接口：DN15，法兰式、电压DC24V

7、干管压力变送器：8套、信号4-20MA，接口：DN15，法兰式、电压DC24V

8、干管电动调节阀、：8套、信号4-20MA，接口：DN15带反馈输出，电压DC24V

9、主管电动比例调节阀、1套、信号4-20MA，接口：DN40带反馈输出，电压AC24V

10、干管压力变送器：1套、信号4-20MA，接口：DN15，法兰式、电压DC24V

11、主管电磁流量计：1套、信号4-20MA，接口：DN32，法兰式、电压DC24V

*12、模块窨井：220V接口：DN15，调节阀、：1套、信号4-20MA，接口：DN15带反馈输出，电压DC24V，

*13、水箱：采用防腐不锈板制成：120CM*700CM*100CM，上开有40CM清洗孔，方便清理。

14、框架采用4080工业铝材和4040铝材组装成型，设备安装有6个移动轮子，可方便移动。

15、减压阀：现场显示，接口：DN15

16、配套的给排水仿真软件，可有效地．演示给排水功能（详见附件，（具有软件著作权，网络版））

（1）演示功能所包含的教学内容

操作程序（顺序、步骤）演示--这种演示具有严格的顺序关系及操作标准；

操作方式方法演示--这种演示具有一定的选择性、逻辑性；

偶发事件演示--这种演示一般用于安全教育、故障处理内容，具有强烈的震撼作用；

错误操作结果演示--这种演示具有强烈的刺激作用，使学生产生深刻的记忆。

（2）演示功能所能实现的教学目标

示范性标准操作演示教学；

现场安全教育教学；

降低误操作频率教学。

（3）演示功能所能实现的教学效果

通过演示使操作者熟悉操作程序（顺序、步骤）；

通过演示使操作者了解操作过程逻辑关系；

通过演示使操作者高度重视安全操作与安全生产；

通过演示使操作者牢记现场误操作所带来的严重后果。

2．互动功能

五、实训功能

1）演示水泵供水方式，可以有效的模拟供水管网中的各种工况

2）演示城市管网供水方式

3）管道泄漏判断方法以，可以实时监测地下管道破损后的泄露情况

4）演示变频供水方式

6）演示不同供水系统的设备组成与自动控制系统的工作原理

7）水泵供水系统的配电系统组成与控制方式、原理

9）变频供水控制系统组成与工作原理

10）演示不同供水系统实现对管网的模型校核、

11）演示不同供水系统压力调控

12）演示不同供水系统漏损定位

13）演示不同供水系统突发污染物预警等的有效模拟

14）学习城市管网中的各种仪表使用

15）减压阀在系统中的使用和维护

16）流量计的调效，和维护

17)用用户抄表

六、城市供水管网综合模拟实训平台配置方案

序号	设备名称	数量
1	立式不锈钢多级离心泵	2套	自来水管道变频增压泵高扬程380V/DN40
2	水箱	1套
3	供水模块架子	2套	200700220CMM，4080工业铝材和4040铝材组装成型
4	室内供水模块架子	1套	200700220CMM，4080工业铝材和4040铝材组装成型
5	干管电流量计	8套	信号4-20MA，接口：DN15，法兰式、电压DC24V
6	干管压力变送器	8套	信号4-20MA，接口：DN15，法兰式、电压DC24V
7	干管电动调节阀	8套	信号4-20MA，接口：DN15带反馈输出，电压DC24V
8	主管电动比例调节阀	1套	主管电动比例调节阀、信号4-20MA，接口：DN40带反馈输出，电压AC24V
9	主管压力变送器：1套	1套	信号4-20MA，接口：DN15，法兰式、电压DC24V
	主管电流量计	8套	信号4-20MA，接口：DN15，法兰式、电压DC24V
10	模块窨井	1套	220V接口：DN15，调节阀、：1套、信号接口：D，电压DC24V，
11	压力表	2套
12	阀门	若干	4套
13	各种水管	若干	4套
14	水箱	1套	采用防腐不锈板制成：120CM700CM800CM，上开在清洗孔，
15	减压阀	9	现场显示，接口：DN15
16	给排水系统工程仿真教学软件	1套

SCADA监视控制系统

一、概述

1、SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)监视控制系统由4个基础部分组成。

1）模拟管网的节点处安装压力传感器、流量变送器、调节流量系统。

2）以计算机为基础的过程控制与现场监控自动化系统软件，主要运用SCADA系统采集信号传输及控制。

3）数据采集系统通过信号传输系统的信号传输线，将节点压力信号传输到数据处理系统，对模拟管网运行进行实时监控、数据采集及故障诊断。

4）电气控制、变频调节、恒压给水控制系统组成。

2、该实训室可进行市政管网仿真模型展示、实训设施设备可供学生实训、教师进修培训、职业技能鉴定、社会培训、企业员工进修等服务项目。

1）管网闭水实验、

2）管网泄漏检测实训、

3）管网事故评判及管网运行工况监测实训等，

3、软件操作内容

1)主管网系统（投标提供视频演示）

2）9路分区管网操作（投标提供视频演示）

3）分区曲线选择（投标提供视频演示）

4）9大区分区历史数据库查询（投标提供视频演示）

5）分区数据报表功能（投标提供视频演示）

6）主管网动态流程演示，流程同步显示

7）各分区管网的动态状态与动画流程同步显示

8）变频泵功率、电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率

9）工频泵功率、电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率

二、技术参数

1、输入电源：三相五线220V±10% 50Hz

2、整机容量：≤4.5kVA

3、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m

4. 外形尺寸：＞800cm×60cm×180cm

三、设备组成

*1、网络式机柜：1800*700*700MM,采用蓝色框架结构，白色为搭配色，前后开门，方便实训操作，前门采用玻璃装饰，美观大方

2、面板控制屏采用铁质双层亚光密纹喷塑结构框架，铝质面板

3、仪表系统：主要有交流电压表、交流电流表以及各种温度检测仪表。

4、动力变速部分：0.75kW变频器工作电压：AC220；采用变频器控制电机的运转速度，从而使电机有不同的运转速度。

5、软件控制系统：可以控制自动调整运行工况，自动进行数据的处理，并且实现数据的存储，自动绘制曲线

*6、配电设施及控制台与调度室控制台相邻用来测量：水泵转速、电耗，功率、电压、水泵出口流量、压力，水位、管网中各管段流量、压力、水位、用水户用水量等参数。

7、控制手段：水泵开关、转速，水泵出口阀门开度，管网中各阀门的开关及开度。

*8、自动控制：流量控制阀、泄水阀、变频水泵、工频水泵、变频器

9、软件采用现场总线通信，通过仪表信号传送、计量仪表计数、压力传感器、通过电缆、传送给控制台，控制台采集所有的压力流量信号，给出控制信号，PID控制水泵，流量变频器。

10、网络版三菱PLC与变频器仿真教学软件（具有软件著作权，网络版）

11、触摸一体工业控制器：尺寸：17英寸

主板参数		显卡参数
处理器	N2840	尺寸	10/12/15/17/19
主板	MINI-IT工业主板	比例	4:3
芯片组	INTEL N2840	面板类型	工控A规屏
硬盘	32G sSD(可选64G/128G/256G/512GssD 50OG/1T HDD机械硬盘)	响应时间	3MS
内存	2G/DDR3(可支持升级4G/8G DDR3	对比度	1000: 1
蓝牙	可加装高速蓝牙4.0模块	点距	0.264MMM
显卡	集成显卡	背光类型	LED
音频	集成音频芯片	背光寿命	50000H
网络	集成千兆网卡	亮度	400CD/m2
		可视角度	水平16O/垂直160（可定制178*全2角）
触摸参数		接口参数
触摸屏	进口原装鲑摸屏(可选电阻/电容)	USB接口	uSB2.02USB3.02
单点寿命	>3500万次（电阻）>5000万次(电容)	串行接口	cOM"2(可选RS232/RS485)
触摸力度	45G/25G	扩展显示	VGA*1
表面硬度	≥3H	高清接口	HDMI*1
触摸方式	75G压力感应（电阻)	网卡接口	LAN千兆网口*1
线性误差	<1.59%	电源接口	DC电源*1
玻璃种类	化学强化有机玻璃	音频接口	AUDIO输出
		无线接口	可加装内置无线WIFI

四、实验台控制智能模块

本模块可控制整机工作环境，确定系统的工作稳定，可保护学生的实训时的稳定和安全，关键时可切断总电源。：

1)智能模块模块可检测、监控装置系统的交流电源的电压，在测量过压时，设备过载保护、能够采集被监控设备交流电源的电流值，在测量过流值时，设备过载保护、能够采集被监控设备交流用功功率温度、在测量过温时，设备过载保护

2）软件平台：

电流、电压温度、并通过CAN /GSM通讯上传到监控主机或监控云平台，监控主机或云平台可以判断被监控电源的运行状态，如电压，电流，电流和温度。

3）工作电源额定电压AC220V、功耗正常监视状态≤2W 报警状态≤2.5W、

4）监控报警过压（115%）、欠压（80%）过流、电流（50~1000mA）。

5）温度：50-120度、漏电报警：50-1000MA连续可调、漏电报警通道：1路、温度报警：4路。

6）电流检测通道：1路、电压检测通道：3路。

7）报警方式：APP远程报警触点容量AC 220V/3A ，DC 30V/3A、

8）通讯接口通讯/GPRS通讯(选配)有效通讯距离≤1km.

9)通过手机可下载APP软件控制系统，或者电脑通过软件监控，

10)传感器:电流互感器及电流互感器：使用2000:1。如果实际使用互感器和产品配,置不同，多咯温度传感器使用的是100K特性的热敏电阻.

11）功能显示：可显示电压、电流、功率

12）界软件面

13）无线传感器:电压：3.6V。待机电流：20MA.报警电流产250MA、低压报警：30天、通信方式：GSM、接收灵敏度：-129dBm、无线标准

编号	名称	单位	数量
1	配电控制柜，网络式机柜	套	1	1800700700MM,采用蓝色框架结构，白色为搭配色，前后开门，方便实训操作，前门采用玻璃装饰，美观大方
2	三相4P带漏电开关	只	1	32A
3	三相保险	台	1	32A
4	450V电流表，30A电流表	个	1	电子式
5	按钮	套	6	自锁不带灯
6	开关电源:为控制系统提供电源	套	1	Q100.:提供+24V.+12V
7	中间继电器	套	10	24V
8	交流接触器	套	3	220V
9	60位接线端子	套	2
11	本地/远控动旋钮开关	只	1	一组常开，一组常闭
12	通信线模块	只	2
14	实训软件	套	1
15	实验操作指导书	套	1
16	PLC控制器	套	1	西门子
17	三菱变频器	套	1	220V/0.75KW
18	模拟数据采集器	套	2	18路
19	触摸一体工业控制器	套	1	：尺寸：17英寸
20	配套教学资源	套	1
21	电压电流变送器	套	1	4路

2024年11月3日 城市供水管网综合模拟实训装置（SCADA监控）供水管网实训装置,监视控制系统

2024年11月3日城市供水管网综合模拟实训装置（SCADA监控）供水管网实训装置,监视控制系统