钢铁厂数字孪生系统
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钢铁厂数字孪生系统

钢铁原料厂数字孪生系统,虚拟现实、数据采集以及数字孪生技术,对实体钢厂进行1:1三维可视化建模,重建“钢厂数字孪生体”,再接入现场实际建设的各类监控系统内容,实现虚拟场景的关键指标、生产状态与真实场景的孪生映射,达到信息管理集中化,监控内容可视化,信息获取及时化以及提高管理效率的目的。

钢铁厂数字孪生系统

钢铁原料厂数字孪生系统,虚拟现实、数据采集以及数字孪生技术,对实体钢厂进行1:1三维可视化建模,重建“钢厂数字孪生体”,再接入现场实际建设的各类监控系统内容,实现虚拟场景的关键指标、生产状态与真实场景的孪生映射,达到信息管理集中化,监控内容可视化,信息获取及时化以及提高管理效率的目的。

钢铁厂数字孪生系统
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系统架构

  • 物理实体层

    物理实体层是钢铁原料厂的主体,主要包括室外料仓、储煤料场、储矿料场、球团料场、料场堆取料机、人员、材料车以及各辅助处理单元等功能部件。它们有机结合,实现了对钢铁原料厂的原料仓储、原料处理以及原料运输等生产活动。

  • 孪生数据层

    数据是赋予各类设备数字孪生体生命的核心。孪生数据由信息管理系统、生产实时数据和数字模型构成,其中数字模型是钢铁原料厂对象实体的三维模型制作,是钢铁原料厂实体几何等物理特征的真实写照,生产数据由生产设备实体产生,将生产数据与数字模型有机结合形成孪生数据。孪生数据是对生产现场的数字化重建,旨在虚拟的数字空间内联动实体空间的生产活动,包括实体形状、位置、动作以及其相互关系。孪生模型层主要实现钢铁原料厂生产活动在数字空间内的虚拟再现、分析、优化以及决策等功能。

  • 引擎开发层

    通过数据采集、分析和处理后得到的有效数据,与钢铁原料厂三维孪生场景进行结合,实现生产过程孪生、生产数据孪生、管理数据汇总和实时同步报警的联动。

  • 应用功能层

    应用功能层面向用户,通过孪生数据在虚拟空间内进行生产实时联动,实现多角度的三维实时监控,同时利用虚实交互过程中的大量孪生数据实现生产过程优化决策。根据上述构建的钢铁原料厂数字孪生系统体系构架,为实现功能层的功能,孪生数据的获取、孪生模型的构建以及生产运行实时联动是整个系统的关键,应用功能主要包括报警中心、虚实映射、库存盘点、设备监控、视频监控、环境监测、质量监测和安全监控八大模块。

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系统功能

  • 1
    报警中心

    根据实时获取的报警数据,在三维孪生场景中实时同态显示出报警情况,并对不同预/报警的对象进行橙色、红色的高亮提示,辅以悬浮窗的形式展示报警的详细信息。二维信息面板显示整体统计库存盘点、设备监控、环境监测、质量监测和安全监控五个模块的报警数量,并统计近一周内各模块的报警趋势图。

  • 2
    虚实映射

    虚实映射模块1:1还原三维实景、设备动态组件,接入后台生产数据,将实际生产过程中设备的位置、角度、动作;物料的生成的类别、位置以及外形信息同态孪生,实时显示在场景中。

  • 3
    库存盘点

    库存盘点模块结合现场各类原材料的储量数据,在二维界面进行储量统计,按照场站的室外分区以及料棚分区,分别统计各区域原料的总量信息;选择场站区域菜单,查看对应区域内各类原材料的存储情况。在三维场景上进行储量监控以及预报警提醒。

  • 4
    设备监控

    用户在场景浏览过程中通过点击或靠近设备可实时查看设备的名称、当前的基本运行参数(角度、速度、电流、电压等)、设备运行状态(运行、空闲)、设备故障预测(故障状态、维保情况、健康状态)等信息。二维信息面板中可通过选择设备区域名称、选择对应设备,实时调取设备信息、运行状态、故障与维保信息、健康状态。

  • 5
    视频监控

    三维场景中,将实际摄像头点位同步还原,用户可结合三维场景的摄像头点位总览,以选择监控点位的方式查监控画面。二维信息面板中可通过选择摄像头区域名称,调取当前摄像头画面的形式来选择查看监控内容。

  • 6
    环境检测

    环境是正常生产的红线,数字孪生系统中对环境五大系统数据进行同步展示,分别是温度监测、湿度监测、粉尘监测、噪音监测、气体监测。三维场景中,将现场五大环境监测的传感器点位同步还原,根据实时获取的环境监测数据,在三维孪生场景中实时同态显示出温度、湿度、粉尘、噪音以及各类气体的监测数值,并对超出环境监测要求的点位进行预报警提示,辅以悬浮窗的形式展示环境监控点位的报警内容。

  • 7
    质量监测

    质量监控模块主要提供料场堆放的各类原材料的正确性,检测值以及工作性能等数据,便于实时监测当前原材料程的品质管控。三维场景中,根据用户浏览的区域,可通过点选的方式查看当前料场料堆的类型,正确性,质量监测以及工作性能监测数据。

  • 8
    安全监控

    安全监控模块针对现场门禁出入统计数据,车辆及人员的定位数据,结合预警区域监控装置,实时在三维场景中反馈门禁、人员和车辆的报警情况。通过接入门禁预警以及车辆、人员的坐标点位信息,在三维场景中显示场内车辆及人员的实时位置以及基本信息。二维信息面板中实时统计车辆及人员在各门禁区域出入的流动数据,实时跟进车辆及人员的所在位置以及报警状态。

04

功能展示

用数字化手段结合现场实际建设的各类监控系统内容,实现虚拟场景的关键指标、生产状态与真实场景的孪生映射,达到信息管理集中化,监控内容可视化,信息获取及时化以及提高管理效率的目的。

  • 安全监控

    安全监控

  • 虚实映射

    虚实映射

  • 设备监控

    设备监控

  • 视频监控

    视频监控

  • 库存盘点

    库存盘点

  • 质量监控

    质量监控

  • 环境监测

    环境监测

  • 1
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