供水管网实训装置：智慧水务教学与管网漏损检测综合实训平台

供水管网实训装置

供水管网实训装置是现代职业院校给排水工程、市政工程技术、智慧水务管理等专业不可或缺的核心教学设备。本装置通过高度仿真模拟城市供水管网的真实运行工况，将城市管网系统模块、用户供水系统管网、数据处理系统三大基础部分有机融合，构建了一个完整的市政供水管网仿真教学系统。

在供水管网实训装置中，模拟管网的各个关键节点均安装了高精度压力传感器与流量变送器。这些传感设备通过信号传输线，将实时的节点压力与流量数据源源不断地传送至数据处理系统。整套系统以计算机为核心，构建了一套先进的过程控制与现场监控自动化系统，核心依托SCADA供水管网监控系统进行信号采集、传输与控制，从而实现对模拟管网运行的实时监控、数据采集及故障诊断。

借助这套供水管网实训装置，院校可开展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一系列教学项目。该设备不仅服务于学生的日常实训，还可用于教师进修培训、职业技能鉴定、社会培训以及企业员工进修等多种服务场景，是给排水实训设备中的标杆产品。

一、供水管网实训装置核心功能详解

1. 高仿真市政管网工况模拟

供水管网实训装置的核心价值在于其对真实市政供水管网运行工况的高度仿真。该装置通过对家庭用水模式、管网构件特性、用水压力变化等要素的有效模拟，结合SCADA数据采集与监控系统，对管网运行工况进行深度分析。这为管网模型校核、漏损监测与定位、突发污染物预警等前沿研究提供了坚实的实验依据，是智慧水务实训平台的理想选择。

2. 市政供水管网系统构成

• 管径与材质：主管道采用DN40的UPVC管材，该材质已取得饮用水卫生许可，符合实际供水要求。

• 水厂模拟：由不锈钢水箱模拟水厂水源，通过水泵将水量供给到管网中。

• 压力调控：通过对管网中水泵、阀门的精准控制，可实现对管网流向与压力的灵活调节，管网压力可在0~0.6MPa之间任意调节。

• 监测元件：管道中布设了压力变送器与电磁流量计，用于实时监测供水管网的流量和压力变化。

• 循环系统：装置配备了回水箱与回水泵，形成完整的供水回路，实现水资源循环利用。

3. 供水系统组网与用户模拟

供水管网实训装置的组网系统能够实现对水厂、管网和居民用户的全面模拟，并可模拟地下管道漏损场景。管网中布设了水泵、阀门、压力传感器和流量传感器等关键组件。居民用户端通过9个出水龙头进行模拟，每个龙头的开度均可通过自动控制实现独立调节，使得每个用户的用水量能够按照预设的模型随时间动态变化。依靠这一设计，该装置可以有效模拟供水管网中的各种复杂工况，为管网模型校核、压力调控、漏损定位、突发污染物预警等科研与生产实践提供有力支撑。

4. 地下管道漏损检测实验装置

供水管网实训装置的下部专门设计了地下管道漏损检测实验装置，用于模拟和检测地下管道破裂后造成的漏损情况。该部分采用DN15的UPVC管材，是市政供水常用的材料。管道上设置了一个泄漏点，每个漏损点上方设有窨井，窨井内安装电动调节球阀，用于精确调节泄漏量。窨井由水箱、水泵、调节阀及配套软件组成。

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漏情况。同时，用户也可配合使用探地雷达、听音棒、相关仪等外部设备（需客户自配）来确定漏损的具体位置与漏损量，从而完成一次完整的管网漏损检测实训。

5. PLC自动控制与数据管理

所有压力、流量、调节信号均采集进入PLC控制器，再上传至数据库进行存储。系统可根据数学模型的需求，灵活调用各个时段的历史数据。整个供水管网实训装置可由PLC控制实现全自动运行，极大地提升了教学与科研的效率。

二、供水管网实训装置技术参数

三、供水管网实训装置实训功能

使用本供水管网实训装置，可开展以下丰富的实训项目：

1. 演示水泵供水方式，有效模拟供水管网中的各种工况

2. 演示城市管网供水方式及运行原理

3. 学习管道泄漏判断方法，实时监测地下管道破损后的泄漏情况

4. 演示变频供水方式及其节能效果

5. 演示不同供水系统的设备组成与自动控制系统工作原理

6. 掌握水泵供水系统的配电系统组成与控制方式、原理

7. 学习变频供水控制系统组成与工作原理

8. 演示不同供水系统对管网模型的校核方法

9. 演示不同供水系统的压力调控策略

10. 演示不同供水系统的漏损定位技术

11. 演示不同供水系统突发污染物预警的有效模拟

12. 学习城市管网中各类仪表的使用与维护

13. 掌握减压阀在供水系统中的使用与维护技巧

14. 进行流量计的调校与维护实训

15. 模拟用户抄表流程

四、SCADA监视控制系统详解

供水管网实训装置配备的SCADA监视控制系统由四大基础部分组成：

1. 前端感知层：模拟管网的节点处安装压力传感器、流量变送器及流量调节系统。

2. 监控软件层：以计算机为基础的过程控制与现场监控自动化系统软件，核心运用SCADA系统进行信号采集、传输及控制。

3. 数据传输层：数据采集系统通过信号传输线，将节点压力信号传输到数据处理系统，实现对模拟管网运行的实时监控、数据采集及故障诊断。

4. 执行控制层：包含电气控制、变频调节、恒压给水控制系统。

软件操作内容涵盖：

• 主管网系统动态监控

• 9路分区管网独立操作与监控

• 分区曲线选择与分析

• 9大区分区历史数据库查询

• 分区数据报表自动生成

• 主管网动态流程演示，流程与数据同步显示

• 各分区管网的动态状态与动画流程同步显示

• 变频泵功率、电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率实时监测

• 工频泵功率、电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率实时监测