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电气智能化实训设备高校科教实训演示装置

简要描述:威泰普核心理念:坚持产教融合、知行合一,将企业一线实战经验与高校理论研究深度融合,以 “虚实结合、理实并重" 模式,打通人才培养与产业需求壁垒,为智慧水务行业持续输送技术人才与技术方案支撑。电气智能化实训设备高校科教实训演示装置

基础信息

产品型号

威泰普

厂商性质

生产厂家

更新时间

2026-08-06

浏览次数

31
详细介绍
品牌威泰普产地国产

智慧水务教学科研演示系统解决方案

 

 

理念:产教融合・虚实结合・赋能新工科水务人才培养

一、项目背景与建设意义

(一)行业背景与现实痛点

1. 新工科人才培养需求迫切 环保产业数字化转型加速,传统教学模式重理论、轻实践,行业急需兼具水务工艺、智能控制、数据分析的复合型人才,产业人才供给出现明显断层。

2. 传统实验教学条件受限 传统实体实验设备采购成本高、后期维护难度大;无法模拟高危工况、设备突发故障,缺少沉浸式应急演练环境,教学内容与真实工程场景脱节。

3. 科研成果转化缺乏载体 高校科研缺少工业级真实数据、算法验证平台,理论研究难以落地,科研成果无法快速转化为产业生产力。

电气智能化实训设备高校科教实训平台演示装置

电气智能化实训设备高校科教实训演示装置


(二)建设目标与核心价值

1. 打造教学科研基地 搭建 虚实结合" 智慧水务实训平台,融合数字孪生、VR/AR/MR 技术,完整还原水务全流程场景,建成集教学、实训、科研一体化示范基地。

2. 培育数智化复合型水务人才 打破学科壁垒,培养掌握水处理工艺、物联网自动控制、大数据分析的复合型技术人才,支撑水务行业数字化转型。

3. 构建产学研用协同创新闭环 搭建校企深度合作桥梁,依托工业真实数据与现场工况,加速科研算法、水处理技术迭代落地,推动环保产业高质量升级。

威泰普核心理念:坚持产教融合、知行合一,将企业一线实战经验与高校理论研究深度融合,以 “虚实结合、理实并重" 模式,打通人才培养与产业需求壁垒,为智慧水务行业持续输送技术人才与技术方案支撑。电气智能化实训设备高校科教实训平台演示装置

电气智能化实训设备高校科教实训演示装置


二、系统总体架构:云 - 边 - 端一体化协同设计

整体架构分为物理实体域数字虚拟域,打通 “感知 - 传输 - 计算 - 应用" 全链路,依托边云协同实现高可靠、低时延智能化教学科研管控。

(一)四层硬件分层架构

1. 物理设备层(底层感知执行) 系统物理基础、数据采集源头、指令执行终端;包含 1:10 微缩污水处理物理模拟装置、水质传感器、变频泵、气动阀门、自动加药、曝气系统等全套实体设施。

2. 现场控制层(精准测控采集) 硬件:智能 PLC 控制柜、IntBoxIO 智能 IO 控制器、IntVueMet 现场采集终端; 功能:底层设备逻辑控制、多源水质 / 设备数据实时采集、本地闭环调控。

3. 边缘计算层(本地算力调度) 硬件:I 系列智联服务器、边缘智能网关; 功能:本地实时控制、数据清洗预处理、协议转换、边云协同调度,断网可独立运行保障控制逻辑不中断。

4. 云端应用层(全局决策平台) 平台:司水云官智慧水务云平台; 功能:数字孪生教学系统、污水虚拟仿真软件、科研算法开发平台、教学考核管理系统,提供全局可视化监控、数据分析与智能决策。

电气智能化实训设备高校科教实训演示装置


(二)数字虚拟域价值

构建物理装置数字化镜像,通过三维建模、流体仿真、大数据分析,实现水务流程实时监控、运行趋势预测、工艺智能优化;弥补实体设备教学局限,支撑无风险工况模拟、算法仿真验证。

三、物理模拟实验平台:1:10 工业级水处理实体装置

1. 设备基础规格

电气智能化实训设备高校科教实训平台演示装置采用 1:10 等比例微缩复刻市政污水处理厂完整工艺流程,全透明有机玻璃池体,开放式不锈钢钢架,可多人同步观摩、现场参数调试,直观展示污水净化全过程。

2. 七大完整工艺段闭环覆盖

电气智能化实训设备高校科教实训平台演示装置完整集成格栅、初沉池、AO 生化反应池、二沉池、深度过滤、加药系统、污泥回流系统,覆盖物理处理、生化处理全流程,满足环境工程全维度教学、科研实验需求。

3. 三大工业级配套子系统

1)全景式工艺调试平台

电气智能化实训设备高校科教实训平台演示装置透明可视池体,完整覆盖进水、混合絮凝、沉淀、过滤全环节;支持自由调节曝气量、回流比、进水负荷,模拟常规运行、冲击负荷、低负荷等多元工况。

2)工业级流体输送系统

全套国标 UPVC 工业管材、气动调节阀门、变频离心泵组;设备操控逻辑、阀门力矩、泵组运行逻辑对标真实水厂,复刻一线运维实操体验。

3)智能加药与中控集成系统

配置 PAC/PAM 双药剂自动投加箱,支持定量投加、比例联动投加;配套 PLC 触控中控柜,实时监控加药量、DO、曝气、液位等参数,自动存储运行曲线,支持数据回溯分析。

4. 平台核心教学优势

1. 透明工艺可视:池体全通透,絮凝、沉淀、生化反应全过程肉眼可见,直观解析水处理反应机理;

2. 全参数在线监测:集成 pH、溶解氧 DO、浊度、流量、液位工业传感器,数据实时上传中控与云端;

3. 多工况动态模拟:自由切换进水负荷、曝气强度、污泥回流比,模拟各类工程实际工况;

4. 真实运维实操:设备选型、操作逻辑对标市政水厂,支持泵阀启停、滤池反冲洗、故障排查实操训练。

四、威泰普自主工业智能控制硬件体系

1. 智能 PLC 控制柜(系统联动中枢)

· 搭载高性能 PLC,实现多设备联动、时序逻辑、PID 闭环精准调节;

· 内置过载、漏电、过压多重安全防护,设备异常毫秒级报警响应;

· 模块化扩展 IO 点位,兼容 4G/5G、以太网远程在线编程调试;

· 适配高温、潮湿、电磁干扰等复杂实验室 / 工业环境。

电气智能化实训设备高校科教实训演示装置


2. I 系列智联服务器(边缘本地算力核心)

· 集成数据采集、边缘计算、多协议转换功能,打通不同品牌设备通讯壁垒;

· 断网离线自治运行,本地保存控制逻辑,不会因网络中断停止工艺调控;

· 本地清洗过滤无效数据,降低云端传输带宽压力,控制指令毫秒级响应。

3. IntVueMet 现场采集终端(就地可视化交互)

· 3.2 寸防尘防水 LED 显示屏,抗电磁干扰;

· 支持就地查看实时数据、本地参数组态、声光故障报警;

· 触控 + 物理按键双操作模式,适配各类实训、工业现场环境。

4. IntBoxIO 工业控制器(端侧感知执行核心)

系统底层采集控制终端,负责水质、设备开关量、模拟量数据采集,本地逻辑运算、执行设备启停指令;具备离线自治能力,是整套平台感知与执行核心硬件。

五、边雾云协同计算架构

1. 本地边缘控制(端侧)

依托 IntBoxIO 智能 IO 控制器实现毫秒级实时调控,断网独立运行保障实验、模拟流程不中断;本地过滤冗余数据,搭载曝气优化、精准加药内置算法,完成本地闭环控制。

2. 边云数据同步(传输层)

4G / 以太网双链路冗余传输,国密加密、断点续传;设备状态、水质参数、工艺数据实时同步云端;支持远程 OTA 升级、云端一键下发参数、在线远程调试,大幅降低运维工作量。

3. 云端智能优化(平台大脑)

自研司水云官平台搭载水务 AI 大模型,基于全国上万真实站点数据迭代训练;支持 72 小时设备故障提前预警、多站点数据对比、全局工艺智能优化调度。

六、司水云官智慧水务云平台(教学科研统一底座)

威泰普自研全栈水务 SaaS 平台,已落地万级水务站点,打破水务数据孤岛,为高校提供统一数据采集、存储、分析底座,融合教学实训、科研数据验证、工程模拟功能。

核心功能模块

1. 数字孪生 3D 可视化 构建污水处理全流程数字映射,实时同步水流、水质、设备运行状态;支持 3D 缩放、旋转交互,点击设备查看参数、运行原理,沉浸式还原水厂完整场景。

2. 实验数据全维度管理 自动采集、结构化存储所有实训数据,支持多维度历史查询、趋势曲线对比、Excel/CSV 数据导出;为课程案例、科研论文、毕业设计提供真实可追溯一手工业数据。

3. 多端远程实训管控 PC、平板、手机三端互通,远程启停实验设备、调节工艺参数、模拟故障工况;突破教室时空限制,降低实体设备损耗,实现线上线下一体化实训。

4. 开放智能算法中台 内置曝气优化、精准加药、故障诊断、水质预测水务算法库;开放 API 接口,兼容 PythonMatlab 等主流开发工具,支持师生二次开发、算法仿真、真机部署验证。

七、虚实融合沉浸式教学实训体系

(一)碧水新生污水处理虚拟仿真系统

配套实体物理装置的软件实训平台,融合中控调度、数字孪生、智能仿真功能,1:1 还原污水厂完整生产流程。

1. 全工况场景覆盖 可模拟水质突变、设备停机、管道泄漏、暴雨冲击等高风险、高成本工况,补齐实体实验无法开展的实训内容。

2. 零安全风险实训 学生在虚拟环境反复演练故障排查、应急处置,不会造成设备损坏、药剂浪费,保障实训安全、降低设备维护成本。

3. VR/AR/MR 沉浸式交互 兼容混合现实设备,脱离屏幕限制,沉浸式完成设备拆装、工艺全流程调控、故障处理实操。

4. 智能自动考核系统 全程记录学生操作步骤,实时提示操作错误,自动生成标准化实训考核报告,减轻教师考评工作量,考核结果客观量化。

(二)MR 混合现实智慧仿真沙盘

实体沙盘 + MR 眼镜虚实融合教学方案,解决传统教学 “设备内部结构看不见、工艺流程难理解" 痛点。

1. 虚实精准叠加映射 虚拟水厂模型与实体沙盘 1:1 匹配,真实装置与数字孪生模型无缝重合;

2. 设备透视解构教学 佩戴 MR 眼镜可穿透设备外壳,直观展示内部管路、曝气结构、流体动态,具象化讲解设备运行机理;

3. 多模态交互操控 支持手势、语音指令,模拟阀门调节、泵组启停、故障维修等操作;

4. 多人协同实训 多名学生可同步接入虚拟场景,分组完成工艺调试、联合应急演练,培养团队工程协作能力。

八、全维度教学实践能力培养体系

构建基础认知→工艺实操→故障演练→智能考评一体化教学闭环

1. 基础认知模块 依托透明实验装置 + 数字孪生三维动画,直观讲解污水处理工艺流程、设备构造,建立系统化专业知识框架。

2. 工艺实操模块 学生独立完成泵阀启停、参数调节、工况切换、药剂投加全流程操作,熟练掌握水厂日常精细化运维技能。

3. 故障应急演练模块 内置 30 + 行业典型故障场景:水泵停机、曝气不足、水质超标、管道堵塞等;模拟突发事故处置流程,强化风险防控、故障排查实战能力。

4. 智能数字化考评模块 系统自动记录全部操作轨迹,教师可自定义考核题库、评分标准,自动生成实训报告,实现过程性评价与期末考核结合。

九、科研创新支撑体系:产学研成果转化平台

1. 开放全量工业数据平台

开放平台 API 接口,提供秒级高频水质、设备运行原始数据,支持多格式导出;为水处理工艺优化、智能控制算法、水质预测研究提供真实工程数据源。

2. 真机算法验证环境

兼容 Python、Matlab 等主流科研框架,控制策略、故障诊断、AI 预测算法可直接部署至实体装置验证;相比纯软件仿真,实验结果具备工程落地价值,缩短科研成果转化周期。

3. 完整二次开发支撑

配套 SDK 开发包、全套技术文档,支持师生自定义实验模块、控制程序、数据分析工具;支撑课程设计、毕业设计、学科竞赛、前沿课题研发。

4. 产学研协同创新闭环

搭建 “理论研究 - 算法仿真 - 实体装置验证 - 产业落地" 完整链路,打通高校实验室与水务产业,联合申报科研课题,实现技术成果产业化落地。

十、环境工程综合实训拓展模块

整套平台覆盖水务行业全岗位实操训练,包含 6 大实训方向:

1. 阀门维修维护实训:阀门拆装、故障诊断、跑冒滴漏修复保养;

2. 机泵维修维护实训:水泵拆解、轴承 / 密封件更换、联轴器校正;

3. PLC 自动化综合实训:硬件接线、逻辑编程、模拟量采集、PID 闭环控制;

4. 水质在线监测实训COD、氨氮、溶解氧监测仪表校准、运维、数据研判;

5. 3D/VR 沉浸式水厂漫游实训:虚拟厂区全流程交互、设备认知;

6. 数字孪生智慧调度实训:工艺参数优化调度、多故障联合应急指挥演练。

十一、校企产教融合配套服务体系

(一)特色教学资源共建

1. 联合开发专业课程 合作编写《污水处理技术实操》《智慧水务应用》核心教材、课件、标准化实验指导书,搭建完整课程体系;

2. 千项一线工程案例库 沉淀全国上万市政污水、农村供水、智慧泵站真实项目案例,教学内容贴合产业一线需求;

3. 一站式实训教学包 配套虚拟仿真软件、故障教学视频、标准化考核题库,设备开箱即可开展教学,降低高校建设运维成本。

(二)师资赋能与技术保障

1. 教师专项技能培训 定期开展智能水务、PLC 控制、数字孪生平台操作专项培训;组织教师前往企业真实项目现场观摩学习,补齐工程实践经验短板。

2. 7×24 小时全周期技术服务 专属技术团队快速响应设备、平台故障;定期上门巡检维护,持续迭代软件功能,保障日常教学、科研稳定运行。

3. 学科竞赛全程支持  互联网 +"、挑战杯、节能减排等赛事提供硬件设备、技术指导、真实项目案例,以赛促学提升学生创新实践能力。

(三)产学研协同创新合作

1. 校企联合申报水处理、智能水务相关科研课题,企业提供硬件、数据、技术支撑;

2. 共建校内实训基地、校外产业实习基地,打通学生实习、就业通道;

3. 师生科研成果优先落地威泰普全国水务项目,加速技术产业化转化。

十二、企业简介:威泰普科技有限公司

企业资质与定位

高新技术企业,专注环保水务自动化、数字化、智能化整体解决方案服务商;自主研发司水云官智慧水务管理系统,融合大数据、云计算、AI、物联网技术,覆盖农村供水、智慧管网、智慧泵站、污水处理、智慧园区、智慧农业全场景。

核心业务

面向高校环境工程、给排水、水利、自动化专业,提供智慧水务教学科研实训平台全套数字化产品与一站式服务,包含设备研发、技术咨询、安装交付、人才培养全流程配套。

企业核心优势

1. 落地规模:全国水务落地站点超 10000+,政企合作客户 1000 余家;

2. 全栈自研PLC 控制柜、IntBoxIO 智能 IO 控制器、边缘服务器、云平台、仿真软件全链路自主研发,自主知识产权全覆盖;

3. 行业实战积淀:十余年水务自动化项目实施经验,深度掌握行业真实工况与人才需求;

4. 成熟产教生态:打造 碧水新生" 系列教学实训体系,与多所本科、高职院校共建智慧水务实验室,形成标准化校企合作模式。

十三、项目价值与未来展望

项目建设价值

1. 院校层面:建成区域智慧水务实验室,补齐新工科数字化实训短板,提升专业办学实力、学科竞赛、科研申报硬实力;

2. 师生层面:学生掌握贴合行业需求的复合型实操技能,教师获得工业级科研平台与工程实践培训渠道;

3. 产业层面:持续向水务行业输送数字化技术人才,提供算法、工艺创新验证载体,推动环保水务产业智能化升级。

合作模式展望

可采用实验室共建、课程联合开发、科研项目合作、师资定向培训、学生实习就业、学科竞赛联合承办等多元校企合作模式,持续迭代虚实结合智慧水务教学科研体系,拓展智慧水利、水环境治理、工业废水等延伸实训场景,持续产学研用长效协同创新生态。


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