内蒙古科技大学供水管网实训装置

内蒙古科技大学坐落在首批全国文明城市、美丽的草原钢城、稀土之都——包头市，创建于1956年，在“齐心协力建包钢”的火红年代应运而生，始为包头钢铁工业学校和包头建筑工程学校，隶属原冶金工业部；1958年两校合并组建包头工学院，1960年更名为包头钢铁学院（原冶金部直属的八大钢铁学院之一），1998年划归内蒙古自治区管理，实行中央与地方共建，2000年内蒙古煤炭工业学校并入，2003年更名为内蒙古科技大学。

学校1997年通过教育部本科教学合格评价，2008年以优秀等次通过本科教学工作水平评估，2016年顺利通过本科教学工作审核评估，2023年作为内蒙古唯一试点高校接受教育部新一轮本科教育教学审核评估，并总结形成评估范式。学校于1986年联合培养硕士研究生，1991年成为硕士学位授予单位，2013年成为博士学位授予单位，2017年成为新增硕士研究生推免资格高校，2024年作为内蒙古唯一高校入选中组部工程硕博士培养改革专项试点单位。经过近70年的建设和发展，学校已成为以稀土、冶金、矿业、煤炭等为特色，以工为主，工、理、文、管、经、法、艺术、教育等学科协调发展，集研究生教育、本科教育、继续教育、留学生教育为一体的多科性大学。

学校坚守为党育人、为国育才的初心和使命，坚持社会主义办学方向，以铸牢中华民族共同体意识为各项工作主线，落实立德树人根本任务，扎根地方、服务产业，突出办学特色和优势，深度融入新时代西部大开发、东北振兴、黄河流域生态保护和高质量发展、“三北工程”等国家战略，积极在“五大任务”“两个稀土基地”建设中找位置、找作为，努力建设“区域一流、国内知名、国际有特色的高水平应用研究型大学”，为地方经济社会高质量发展作出了应有贡献。

立德树人，坚持不懈用习近平新时代中国特色社会主义思想铸魂育人

学校紧扣铸牢中华民族共同体意识主线，广泛深入宣传“六句话的事实和道理”，扎实推进“感党恩、听党话、跟党走”群众教育实践活动，有形有感有效推动铸牢中华民族共同体意识融入办学治校全过程各环节。学校以“红色科大”校园文化建设为牵引，完善学校新时期思想政治教育工作体系，不断强化思想政治理论课建设，通过沉浸式、互动式、体验式教学改革，进一步增强思政课的思想性、理论性和亲和力、针对性。强化实践育人，打造“百炼成钢”实践育人体系，将属地红色文化资源有效融入思政课内容，建设校外“大思政课”实践教学基地9个。学校获评自治区民族团结进步示范单位、自治区铸牢中华民族共同体意识研究基地。学校牢记钢筋铁骨的殷切嘱托、践行钢铁报国的使命召唤，与北京科技大学等75家行业高校、企业和科研院所共同成立新时代高校“钢筋铁骨”育人共同体，并成为副理事长单位和华北片组召集单位。

强基固本，全面育人新格局逐步拓展

学校现有各类全日制在校生30000余人，其中本科生26000余人，研究生4700余人。建校以来，为国家和相关行业输送了17万余名优秀人才，毕业生就业率连续多年位居内蒙古高校领先水平，是“全国就业先进工作单位”，2022年成为教育部“宏志助航”就业能力培训基地。学校大学生科技创新工作成效突出，在全国高校大学生竞赛榜单（2024）和中国国际大学生创新大赛（2024）TOP100高校榜单中分别排名全国162位、14位，均为内蒙古高校第一。学生近五年获得省部级以上各类学生课外科技作品竞赛奖励2286项，其中国家级奖励749项，省级奖励1537项，发表学术论文106篇，获批专利262项。大学生创业孵化基地被科技部授予“国家级众创空间”，被团中央授予“全国大学生创业示范园”。学生竞技体育走在全国高校前列，学校运动员在国内外体育竞赛中获省部级及以上奖牌679枚，其中国际体育竞赛金牌10枚，国家级体育竞赛金牌40枚。我校学生杨家玉先后夺得2017年伦敦世界田径锦标赛、2018年雅加达亚运会、2024年巴黎奥运会女子20公里竞走金牌。

特色鲜明，学科专业建设成绩显著

学校以“+稀土”为核心构建学科高峰，完善以优势特色学科为引领、多学科协调发展的学科专业体系，并在稀土、冶金、矿业、机械、材料等领域形成显著特色。学校现有一级学科博士学位授权点4个，一级学科硕士学位授权点19个，专业硕士学位授权类别14个。拥有自治区一流学科4个，自治区特色优势学科2个，提质培育学科11个。正在深度参与内蒙古高等研究院建设。学校设有教学单位20个，招生专业67个，国家级和自治区级一流专业建设点21个，国家特色专业建设点4个，教育部卓越工程师教育培养计划专业3个，教育部专业综合改革试点1个，通过工程教育认证（评估）专业13个。“稀土材料科学与工程”专业填补了国内稀土领域本科专业布点空白。自治区专业综合改革试点1个，自治区级品牌专业22个，自治区级重点建设专业4个；国家级一流课程2门，自治区级一流课程39门，自治区级精品课程53门，《冶金原理》等9部教材被中国冶金教育学会认定为2025年冶金类优秀教材。学校着力打造产教融合、科教融汇、多学科交叉的拔尖创新人才培养模式，稀土、能源、应急管理、硅业、数智、绿色基建等6个产业学院全部获批自治区级现代产业学院。成立内蒙古首个通航技术现代产业学院，探索订单式培养低空飞行服务等专业人才。

精研创新，科技智力资源优势充分发挥

学校现有白云鄂博共伴生矿资源高效综合利用省部共建协同创新中心（教育部）、白云鄂博共伴生矿废弃物资源综合利用国家地方联合工程研究中心（国家发改委）、轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室（教育部）等部委级科研平台，参与共建“工贸行业安全风险防控联合创新应急管理部重点实验室”（应急管理部）。拥有自治区高校集成攻关大平台2个、自治区级（高等学校）重点实验室11个、工程（技术）研究中心18个、协同创新中心4个、高校人文社科重点研究基地3个及其他自治区级平台6个。现有博士后科研流动站2个，自治区院士专家工作站1个。学校近五年获得省部级科技奖项46项，科研经费6.5亿元；获批2024年度自治区科学技术进步奖一等奖1项，技术发明奖一等奖2项；获批2025年度自治区自然科学基金资助项目197项，较2024年增长69.8%，项目立项数量、经费规模连续两年创历史新高。作为第一单位发表高水平论文4500余篇，获授权专利1500余项，开展横向课题1039项，科技成果转化项目42项，其中2项单笔转让经费超500万元。硅业学院牵头成立内蒙古自治区硅业学会、内蒙古硅业技术创新中心。深度参与包头“鹿城实验室”建设，依托稀土储氢合金等团队成立“内蒙古科技大学-包头新型储能研究中心”。学校2008 年被内蒙古自治区政府评为“科技创新先导型大学”，2010年被国家知识产权局评为全国知识产权试点单位。

深耕厚植，师资队伍发展成果丰硕

学校坚持党管人才原则，坚持“引育并举”的人才工作方针，以“科炬计划”“151 工程” “青苗计划”为引领，以学科建设布局为依据，强师风、铸师魂、育名师，全力打造“北疆工程师摇篮”品牌。全校在职教职工近1900 人，专任教师1400余人，其中教授235人、副教授541人，具有博士学位616人，博士生导师73人、硕士生导师1049人。教师队伍汇聚了众多优秀人才与高水平团队，现有国家和自治区级各类人才近500人，其中，国家“万人计划”领军人才、国家杰出青年基金获得者、国家特支计划的科技创新领军人才、国家教学名师、青年拔尖人才、中国科协青年人才托举工程人才等国家级人才8名，内蒙古自治区“英才兴蒙”五类及以上自治区级人才101名。

互利共赢，对外交流合作持续深化

学校坚持开放办学理念，积极开展国内外交流与合作。以城校融合为牵引，深入推进与呼和浩特、包头、鄂尔多斯等区内城市的合作，深度融入京津冀蒙、沪蒙、陕蒙、粤蒙、东北三省一区等区域合作，构建了新时期校地、校企、校校、校友、校厅（局）五校合作新格局，取得积极成效。主动服务“建设向北开放重要桥头堡”战略部署，推进与蒙古、俄罗斯等“一带一路”沿线国家的教育合作。成功入选“中阿高校10+10合作计划”“中非大学联盟”、丝绸之路大学联盟等；成为中德应用技术大学联盟副理事长单位，与蒙古国立大学联合建立中蒙国际科技合作基地，在白俄罗斯戈梅利国立技术大学建立我校首个“中华语言文化基地”。目前已与36个国家和地区的114所高校、科研院所建立合作关系。

党建保障，为学校事业高质量发展保驾护航

2024年学校胜利召开第三次党代会，全面系统总结了过去五年事业发展取得的主要成绩，明确了今后五年工作的主要目标，传承百炼成钢的精神意志，发扬斩钢截铁的务实作风，提出着力建设红色科大、创新科大、开放科大、美丽科大、幸福科大的美好愿景，擘画了美好发展蓝图。学校党委聚焦提升核心竞争力，实施学科、科技、人才三大攻坚战，明确了重点任务和举措路径；打造“百炼成钢跟党走”党建工作品牌，坚持大抓基层，聚焦提质量、促融合，推动基层基础扎实过硬，形成示范引领，赋能事业发展。

面向新时期赋予的新使命，学校将坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入学习贯彻党的二十大和二十届二中、三中全会精神，全面贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述，贯彻落实全国教育大会精神，以铸牢中华民族共同体意识为各项工作的主线，围绕自治区两件大事和“五大任务”“六个工程”“六个行动”，继续发扬“百炼成钢”的坚韧精神和“钢筋铁骨”的坚强意志，以更加坚定的信念、更加饱满的热情、更加昂扬的斗志、更加务实的作风，在奋力书写中国式现代化内蒙古新篇章历史进程中作出更大贡献！

案例产品：

DBLY-97 供水管网实训装置

一、　系统简介
1、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、供水管网实训装置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、设备功能
1、供水管网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380V±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：≥550cm×80cm×180cm
四、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：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：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、配置方案

序号	设备名称
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	4080工业铝材和4040铝材组装成型
4	室内供水模块架子	1套	24080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
10	主管电流量计	8套	信号4-20MA，接口：DN15，法兰式、电压DC24V
11	模块窨井	1套	220V接口：DN15，调节阀、：1套、信号接口：D，电压DC24V，
12	压力表	2套
13	阀门	若干	4套
14	各种水管	若干	4套
15	水箱	1套	采用防腐不锈板制成：120CM70CM80CM，上开在清洗孔，
16	减压阀	9套	现场显示，接口：DN15
17	给排水系统工程仿真教学软件	1套

2、SCADA监视控制系统

一、概述
1、SCADA(监视控制系统。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（投标提供视频演示）
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380V±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

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、触摸一体工业控制器：尺寸：17英寸

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）、软件界面

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
14）、内置无线网络信号发射，可连接4G网络，不再需要另外增加通信成本

五、控制柜配置表

编号	名称	单位	数量
1	配电控制柜，网络式机柜	套	1	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	电压电流变送器	套	1	4路
21	配套教学资源	套	1

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