城市供水管網(wǎng)綜合模擬實(shí)訓(xùn)裝置

KCKTX-02A型城市供水管網(wǎng)綜合模擬實(shí)訓(xùn)裝置（SCADA監(jiān)控）

一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.城市供水管網(wǎng)綜合模擬實(shí)訓(xùn)裝置由：（1）城市管網(wǎng)系統(tǒng)模塊、（2）用戶供水系統(tǒng)管網(wǎng)、（3）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3個(gè)基礎(chǔ)部分組成。模擬管網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)處安裝壓力傳感器，流量變送器。以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的過(guò)程控制與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)，主要運(yùn)用SCADA系統(tǒng)采集信號(hào)傳輸及控制，通過(guò)信號(hào)傳輸系統(tǒng)的信號(hào)傳輸線，將節(jié)點(diǎn)壓力信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對(duì)模擬管網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集及故障診斷。

2.該實(shí)訓(xùn)室可進(jìn)行市政管網(wǎng)仿真模型展示、管網(wǎng)閉水實(shí)驗(yàn)、管網(wǎng)泄漏檢測(cè)實(shí)訓(xùn)、管網(wǎng)事故評(píng)判及管網(wǎng)運(yùn)行工況監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)等，實(shí)訓(xùn)設(shè)施設(shè)備可供學(xué)生實(shí)訓(xùn)、教師進(jìn)修培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定、社會(huì)培訓(xùn)、企業(yè)員工進(jìn)修等服務(wù)項(xiàng)目。

二、設(shè)備功能

1.本實(shí)驗(yàn)裝置主要用于仿真模擬市政供水管網(wǎng)運(yùn)行工況。該裝置通過(guò)對(duì)家庭用水、管網(wǎng)構(gòu)件、用水壓力的有效模擬，結(jié)合數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)（SCADA）,對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行工況進(jìn)行分析。為模型校核、漏損監(jiān)測(cè)與定位、突發(fā)污染物預(yù)警等研究提供依據(jù)。

2.市政供水管網(wǎng)系統(tǒng)：管徑為DN40。管道材質(zhì)為UPVC，UPVC管材取得飲用水衛(wèi)生許可，均按實(shí)際供水要求模擬，水廠由水箱來(lái)模擬，通過(guò)水泵將水量供給到管網(wǎng)中。通過(guò)對(duì)管網(wǎng)的水泵，閥門(mén)的控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)流向、壓力的控制，管網(wǎng)壓力可以在0~0.6MPa之間調(diào)節(jié)。管道中布設(shè)過(guò)壓力變送器、電磁流量計(jì)、來(lái)監(jiān)測(cè)供水管網(wǎng)流量和壓力的變化。裝置設(shè)置了回水箱、回水泵形成供水回路。、

3.供水系統(tǒng)組網(wǎng)系統(tǒng)：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水廠、管網(wǎng)和居民用戶的模擬，模擬地下管道漏損。管網(wǎng)中布設(shè)了水泵、閥門(mén)、壓力傳感器和流量傳感器等組件。居民用戶通過(guò)9個(gè)出水龍頭來(lái)模擬，通過(guò)對(duì)各個(gè)用戶龍頭開(kāi)度進(jìn)行自動(dòng)控制，可以使每個(gè)用戶用水量按照設(shè)定的模型隨時(shí)間變化。依靠該裝置，可以有效的模擬供水管網(wǎng)中的各種工況，實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)的模型校核、壓力調(diào)控、漏損定位、突發(fā)污染物預(yù)警等的有效模擬，為科研和實(shí)際生產(chǎn)提供依據(jù)。

4.下部為地下管道漏損檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置，用于檢測(cè)地下管道破裂后造成的漏損。采用DN15的UPVC管材質(zhì)。種管材為市政供水常用的材料。管道設(shè)置1個(gè)泄漏點(diǎn)，每個(gè)漏損點(diǎn)設(shè)置窨井，窨井中安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)球閥，用于調(diào)節(jié)泄漏量。窨井由不水箱、水泵調(diào)節(jié)閥、軟件組成。

該裝置通過(guò)布設(shè)光纖傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下管道破損后的泄露情況。同時(shí)，也可以使用探地雷達(dá)、聽(tīng)音棒、相關(guān)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(diào)節(jié)信號(hào)采集進(jìn)入PLC，再傳到數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，根據(jù)數(shù)學(xué)模型需求調(diào)用各個(gè)時(shí)段的數(shù)據(jù)。整個(gè)系統(tǒng)可由PLC控制自動(dòng)運(yùn)行。

三、技術(shù)參數(shù)

1.輸入電源：三相五線220V±10% 50Hz

2.整機(jī)容量：≤4.5kVA

3.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃  相對(duì)濕度＜85%（25℃）  海拔＜4000m

4.外形尺寸：＞800cm×60cm×180cm

5.模塊1號(hào)：占地240CM*220CM*100CM

6.模塊2號(hào)：占地200CM*220CM*100CM

四、設(shè)備組成

*設(shè)備裝置管線分2個(gè)框架，用戶為1層，都為垂直布置?？蚣苤胁糠胖盟谩⑺?。供水道系統(tǒng)、供水設(shè)備、給水管道、排水管道、控制儀表、工頻水泵、變頻水泵、流量計(jì)、壓力傳感器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和控制軟件組成。

1.模塊1號(hào)：占地250CM*220CM*100CM，模擬實(shí)驗(yàn)室采用主干管DN40mm，實(shí)驗(yàn)室用水泵組來(lái)替代水廠，每組水泵2臺(tái)、1臺(tái)定速泵、1臺(tái)調(diào)速泵），從而每組水泵代表1個(gè)水源。

2.模塊2號(hào)：占地200CM*220CM*100CM，主干管DN40mm，四周環(huán)繞。干管DN32mm與其連接，支管DN20mm。

3.裝置設(shè)計(jì)有儲(chǔ)水箱，以便替代二泵房的清水池，讓水泵從儲(chǔ)水箱經(jīng)連接管抽水，加壓送水至模擬系統(tǒng)的主干管。

*4.自動(dòng)控制終端用戶：輸水干管DN32mm、配水支管DN20mm，9路給水系統(tǒng)送水至實(shí)驗(yàn)室墻上模擬的用戶水龍頭，水龍頭出水主機(jī)自動(dòng)控制，再循環(huán)注入儲(chǔ)水箱。輸水干管DN15mm中都安裝有減壓閥，可有效地控制各個(gè)支管的壓力，從而控制水流、壓力，方便做多種教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

5.主水泵2套：立式不銹鋼多級(jí)離心泵自來(lái)水管道變頻增壓泵高揚(yáng)程380V/DN40

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

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

8.干管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、：8套、信號(hào)4-20MA，接口：DN15帶反饋輸出，電壓DC24V

9.主管電動(dòng)比例調(diào)節(jié)閥、1套、信號(hào)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(hào)4-20MA，接口：DN15，法蘭式、電壓DC24V

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

*12.模塊窨井：220V接口：DN15，調(diào)節(jié)閥、：1套、信號(hào)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(kāi)有40CM清洗孔，方便清理。

14.框架采用4080工業(yè)鋁材和4040鋁材組裝成型，設(shè)備安裝有6個(gè)移動(dòng)輪子，可方便移動(dòng)。

15.減壓閥：現(xiàn)場(chǎng)顯示，接口：DN15

五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

1.演示水泵供水方式，可以有效的模擬供水管網(wǎng)中的各種工況

2.演示城市管網(wǎng)供水方式

3.管道泄漏判斷方法以，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(tǒng)的設(shè)備組成與自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理

7.水泵供水系統(tǒng)的配電系統(tǒng)組成與控制方式、原理

9.變頻供水控制系統(tǒng)組成與工作原理

10.演示不同供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)的模型校核、

11.演示不同供水系統(tǒng)壓力調(diào)控

12.演示不同供水系統(tǒng)漏損定位

13.演示不同供水系統(tǒng)突發(fā)污染物預(yù)警等的有效模擬

14.學(xué)習(xí)城市管網(wǎng)中的各種儀表使用

15.減壓閥在系統(tǒng)中的使用和維護(hù)

16.流量計(jì)的調(diào)效，和維護(hù)

17.用用戶抄表

六、配置清單

SCADA監(jiān)視控制系統(tǒng)

一、概述

1.SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)監(jiān)視控制系統(tǒng)。系統(tǒng)由4個(gè)基礎(chǔ)部分組成。

（1）模擬管網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)處安裝壓力傳感器、流量變送器、調(diào)節(jié)流量系統(tǒng)。

（2）以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的過(guò)程控制與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)軟件，主要運(yùn)用SCADA系統(tǒng)采集信號(hào)傳輸及控制、

（3）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)傳輸系統(tǒng)的信號(hào)傳輸線，將節(jié)點(diǎn)壓力信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對(duì)模擬管網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集及故障診斷。

（4）電氣控制、變頻調(diào)節(jié)、恒壓給水控制系統(tǒng)組成。

2.該實(shí)訓(xùn)室可進(jìn)行市政管網(wǎng)仿真模型展示、實(shí)訓(xùn)設(shè)施設(shè)備可供學(xué)生實(shí)訓(xùn)、教師進(jìn)修培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定、社會(huì)培訓(xùn)、企業(yè)員工進(jìn)修等服務(wù)項(xiàng)目。

（1）管網(wǎng)閉水實(shí)驗(yàn)、

（2）管網(wǎng)泄漏檢測(cè)實(shí)訓(xùn)、

（3）管網(wǎng)事故評(píng)判及管網(wǎng)運(yùn)行工況監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)等，

3.軟件操作內(nèi)容

（1)主管網(wǎng)系統(tǒng)（投標(biāo)提供視頻演示）

（2）9路分區(qū)管網(wǎng)操作（投標(biāo)提供視頻演示）

（3）分區(qū)曲線選擇（投標(biāo)提供視頻演示）

（4）9大區(qū)分區(qū)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)查詢（投標(biāo)提供視頻演示）

（5）分區(qū)數(shù)據(jù)報(bào)表功能（投標(biāo)提供視頻演示）

（6）主管網(wǎng)動(dòng)態(tài)流程演示，流程同步顯示

（7）各分區(qū)管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)狀態(tài)與動(dòng)畫(huà)流程同步顯示（投標(biāo)提供視頻演示）

（8）變頻泵功率、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率

（9）工頻泵功率、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率

二、技術(shù)參數(shù)

1.輸入電源：三相五線220V±10% 50Hz

2.整機(jī)容量：≤4.5kVA

3.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃  相對(duì)濕度＜85%（25℃）  海拔＜4000m

4.外形尺寸：＞800cm×60cm×180cm

三、設(shè)備組成

*1.網(wǎng)絡(luò)式機(jī)柜：1800*700*700MM,采用藍(lán)色框架結(jié)構(gòu)，白色為搭配色，前后開(kāi)門(mén)，方便實(shí)訓(xùn)操作，前門(mén)采用玻璃裝飾，美觀大方。

2.面板控制屏采用鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)框架，鋁質(zhì)面板。

3.儀表系統(tǒng)：主要有交流電壓表、交流電流表以及各種溫度檢測(cè)儀表。

4.動(dòng)力變速部分：0.75kW變頻器工作電壓：AC220；采用變頻器控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從而使電機(jī)有不同的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。

5.軟件控制系統(tǒng)：可以控制自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行工況，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，自動(dòng)繪制曲線

*6.配電設(shè)施及控制臺(tái)與調(diào)度室控制臺(tái)相鄰用來(lái)測(cè)量：水泵轉(zhuǎn)速、電耗，功率、電壓、水泵出口流量、壓力，水位、管網(wǎng)中各管段流量、壓力、水位、用水戶用水量等參數(shù)。

7.控制手段：水泵開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)速，水泵出口閥門(mén)開(kāi)度，管網(wǎng)中各閥門(mén)的開(kāi)關(guān)及開(kāi)度。

*8.自動(dòng)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(xiàn)場(chǎng)總線通信，通過(guò)儀表信號(hào)傳送、計(jì)量?jī)x表計(jì)數(shù)、壓力傳感器、通過(guò)電纜、傳送給控制臺(tái)，控制臺(tái)采集所有的壓力流量信號(hào)，給出控制信號(hào)，PID控制水泵，流量變頻器。

10.網(wǎng)絡(luò)版三菱PLC與變頻器仿真教學(xué)軟件

11.觸摸一體工業(yè)控制器：尺寸：17英寸

四、實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制智能模塊

本模塊可控制整機(jī)工作環(huán)境，確定 系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，可保護(hù)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)時(shí)的穩(wěn)定和安全，關(guān)鍵時(shí)可切斷總電源。：

1.智能模塊模塊可檢測(cè)、監(jiān)控裝置系統(tǒng)的交流電源的電壓，在測(cè)量過(guò)壓時(shí)，設(shè)備過(guò)載保護(hù)、能夠采集被監(jiān)控設(shè)備交流電源的電流值，在測(cè)量過(guò)流值時(shí)，設(shè)備過(guò)載保護(hù)、能夠采集被監(jiān)控設(shè)備交流用功功率溫度、在測(cè)量過(guò)溫時(shí)，設(shè)備過(guò)載保護(hù)

2.軟件平臺(tái)：

電流、電壓溫度、并通過(guò)CAN /GSM通訊上傳到監(jiān)控主機(jī)或監(jiān)控云平臺(tái)，監(jiān)控主機(jī)或云平臺(tái)可以判斷被監(jiān)控電源的運(yùn)行狀態(tài)，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(jiān)視狀態(tài)≤2W 報(bào)警狀態(tài)≤2.5W、

4）監(jiān)控報(bào)警過(guò)壓（115%）、欠壓（80%）過(guò)流、電流（50~1000mA）。

5.溫度：50-120度、漏電報(bào)警：50-1000MA連續(xù)可調(diào)、漏電報(bào)警通道：1路、溫度報(bào)警：4路。

6.電流檢測(cè)通道：1路、電壓檢測(cè)通道：3路。

7.報(bào)警方式：APP遠(yuǎn)程報(bào)警觸點(diǎn)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(guò)手機(jī)可下載APP軟件控制系統(tǒng)，或者電腦通過(guò)軟件監(jiān)控，

10.傳感器:電流互感器及電流互感器：使用2000:1。如果實(shí)際使用互感器和產(chǎn)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(wú)線傳感器:電壓：3.6V。待機(jī)電流：20MA.報(bào)警電流產(chǎn)250MA、低壓報(bào)警：30天、通信方式：GSM、接收靈敏度：-129dBm、無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)

   14.內(nèi)置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)發(fā)射，可連接4G網(wǎng)絡(luò)，不再需要另外增加通信成本

五、控制柜配置表