城市供水管網(wǎng)綜合模擬實訓裝置

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

一、系統(tǒng)簡介

1.城市供水管網(wǎng)綜合模擬實訓裝置由：（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個基礎(chǔ)部分組成。模擬管網(wǎng)的節(jié)點處安裝壓力傳感器，流量變送器。以計算機為基礎(chǔ)的過程控制與現(xiàn)場監(jiān)控自動化系統(tǒng)，主要運用SCADA系統(tǒng)采集信號傳輸及控制，通過信號傳輸系統(tǒng)的信號傳輸線，將節(jié)點壓力信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對模擬管網(wǎng)運行進行實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集及故障診斷。

2.該實訓室可進行市政管網(wǎng)仿真模型展示、管網(wǎng)閉水實驗、管網(wǎng)泄漏檢測實訓、管網(wǎng)事故評判及管網(wǎng)運行工況監(jiān)測實訓等，實訓設(shè)施設(shè)備可供學生實訓、教師進修培訓、職業(yè)技能鑒定、社會培訓、企業(yè)員工進修等服務(wù)項目。

二、設(shè)備功能

1.本實驗裝置主要用于仿真模擬市政供水管網(wǎng)運行工況。該裝置通過對家庭用水、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）,對管網(wǎng)運行工況進行分析。為模型校核、漏損監(jiān)測與定位、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(wǎng)中。通過對管網(wǎng)的水泵，閥門的控制，可以實現(xiàn)對管網(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)過壓力變送器、電磁流量計、來監(jiān)測供水管網(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)：可以實現(xiàn)對水廠、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、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(shè)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(wǎng)中的各種工況，實現(xiàn)對管網(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，為科研和實際生產(chǎn)提供依據(jù)。

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(zhì)。種管材為市政供水常用的材料。管道設(shè)置1個泄漏點，每個漏損點設(shè)置窨井，窨井中安裝電動調(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。

該裝置通過布設(shè)光纖傳感器，可以實時監(jiān)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(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)信號采集進入PLC，再傳到數(shù)據(jù)庫存儲，根據(jù)數(shù)學模型需求調(diào)用各個時段的數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)可由PLC控制自動運行。

三、技術(shù)參數(shù)

1.輸入電源：三相五線220V±10% 50Hz

2.整機容量：≤4.5kVA

3.工作環(huán)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、設(shè)備組成

*設(shè)備裝置管線分2個框架，用戶為1層，都為垂直布置?？蚣苤胁糠胖盟?、水箱。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、壓力傳感器、電動調(diào)節(jié)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(diào)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(huán)繞。干管DN32mm與其連接，支管DN20mm。

3.裝置設(shè)計有儲水箱，以便替代二泵房的清水池，讓水泵從儲水箱經(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(huán)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)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(yè)鋁材和4040鋁材組裝成型，設(shè)備安裝有6個移動輪子，可方便移動。

15.減壓閥：現(xiàn)場顯示，接口：DN15

五、實訓項目

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，可以實時監(jiān)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(tǒng)的設(shè)備組成與自動控制系統(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)實現(xiàn)對管網(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.學習城市管網(wǎng)中的各種儀表使用

15.減壓閥在系統(tǒng)中的使用和維護

16.流量計的調(diào)效，和維護

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個基礎(chǔ)部分組成。

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

（2）以計算機為基礎(chǔ)的過程控制與現(xiàn)場監(jiān)控自動化系統(tǒng)軟件，主要運用SCADA系統(tǒng)采集信號傳輸及控制、

（3）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過信號傳輸系統(tǒng)的信號傳輸線，將節(jié)點壓力信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對模擬管網(wǎng)運行進行實時監(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.該實訓室可進行市政管網(wǎng)仿真模型展示、實訓設(shè)施設(shè)備可供學生實訓、教師進修培訓、職業(yè)技能鑒定、社會培訓、企業(yè)員工進修等服務(wù)項目。

（1）管網(wǎng)閉水實驗、

（2）管網(wǎng)泄漏檢測實訓、

（3）管網(wǎng)事故評判及管網(wǎng)運行工況監(jiān)測實訓等，

3.軟件操作內(nèi)容

（1)主管網(wǎng)系統(tǒng)（投標提供視頻演示）

（2）9路分區(qū)管網(wǎng)操作（投標提供視頻演示）

（3）分區(qū)曲線選擇（投標提供視頻演示）

（4）9大區(qū)分區(qū)歷史數(shù)據(jù)庫查詢（投標提供視頻演示）

（5）分區(qū)數(shù)據(jù)報表功能（投標提供視頻演示）

（6）主管網(wǎng)動態(tài)流程演示，流程同步顯示

（7）各分區(qū)管網(wǎng)的動態(tài)狀態(tài)與動畫流程同步顯示（投標提供視頻演示）

（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(shù)參數(shù)

1.輸入電源：三相五線220V±10% 50Hz

2.整機容量：≤4.5kVA

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

4.外形尺寸：＞800cm×60cm×180cm

三、設(shè)備組成

*1.網(wǎng)絡(luò)式機柜：1800*700*700MM,采用藍色框架結(jié)構(gòu)，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(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(zhuǎn)速度，從而使電機有不同的運轉(zhuǎn)速度。

5.軟件控制系統(tǒng)：可以控制自動調(diào)整運行工況，自動進行數(shù)據(jù)的處理，并且實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，自動繪制曲線

*6.配電設(shè)施及控制臺與調(diào)度室控制臺相鄰用來測量：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：水泵開關(guān)、轉(zhuǎn)速，水泵出口閥門開度，管網(wǎng)中各閥門的開關(guān)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(xiàn)場總線通信，通過儀表信號傳送、計量儀表計數(shù)、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(wǎng)絡(luò)版三菱PLC與變頻器仿真教學軟件

11.觸摸一體工業(yè)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(huán)境，確定 系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，可保護學生的實訓時的穩(wěn)定和安全，關(guān)鍵時可切斷總電源。：

1.智能模塊模塊可檢測、監(jiān)控裝置系統(tǒng)的交流電源的電壓，在測量過壓時，設(shè)備過載保護、能夠采集被監(jiān)控設(shè)備交流電源的電流值，在測量過流值時，設(shè)備過載保護、能夠采集被監(jiān)控設(shè)備交流用功功率溫度、在測量過溫時，設(shè)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(jiān)控主機或監(jiān)控云平臺，監(jiān)控主機或云平臺可以判斷被監(jiān)控電源的運行狀態(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 報警狀態(tài)≤2.5W、

4）監(jiān)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(xù)可調(diào)、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(tǒng)，或者電腦通過軟件監(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.無線傳感器:電壓：3.6V。待機電流：20MA.報警電流產(chǎn)250MA、低壓報警：30天、通信方式：GSM、接收靈敏度：-129dBm、無線標準

   14.內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)信號發(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