[发明专利]一种炼铁高炉渣皮数字孪生系统及方法

权利要求书

1.一种炼铁高炉渣皮数字孪生系统，其特征在于：包括3D建模仿真模块、操作动画模型演示模块、仿真画面检测模块、自动警告反馈模块、互检反馈模块和渣皮数字孪生模块；

所述3D建模仿真模块根据高炉设计CAD图纸并在三维软件中建立全三维渣皮模型，再通过仿真软件系统演示效果；

所述操作动画模型演示模块通过仿真软件系统可以操作各个方向或者各个角度动画模型演示效果；

所述仿真画面检测模块通过仿真软件系统可以对画面各位置进行检测；

所述自动警告反馈模块用于对自动报警信息的可视化展示及反馈；

所述互检反馈模块用于对高炉渣皮上料、冷切壁体、炉内冶炼、出铁、煤气除尘、送风和喷煤业务流程进行互检后将当前设备数据存储至数据库，并将设备数据以三维模型仿真的形式进行展示；

所述渣皮数字孪生模块用于对高炉渣皮监控设备返回的数据进行智能处理、全域感知、运行监测，并整合长久积累的数据进行运算。

2.根据权利要求1所述的炼铁高炉渣皮数字孪生系统，其特征在于：所述3D建模仿真模块包括手动仿真演示模块和自动仿真演示模块；

所述手动仿真演示模块用于操作人员在三维立体空间查看高炉渣皮区域的工作境况；

所述自动仿真演示模块用于操作人员设置的固定路径对高炉上料、布料、炉内冶炼、出铁、煤气除尘、送风、喷煤作业区域进行循环仿真演示。

3.根据权利要求2所述的炼铁高炉渣皮数字孪生系统，其特征在于：所述操作动画模型演示模块包括高炉全景模型动画、上料系统模型动画、炉顶系统模型动画、冷切壁体温度模型动画、渣铁系统模型动画、水温差模型动画和煤气除尘系统模型动画；

所述高炉全景模型动画用于概览整个高炉生产周期的冶炼过程，以达到监控及巡检的目的；

所述上料系统模型动画用于跟踪每批料的料批号、物料名称、颜色和价格信息，同时在仿真场景中可视化的展示出来每批料的上料到下料的工艺过程；

所述炉顶系统模型动画用于展现每批料从皮带运载到炉顶后阀门的运载情况、下料过程和罐子的各项数据；

所述冷切壁体温度模型动画用于展现冷切壁体内部温度发生变化冶炼流程，由冷切壁体变化的温度查看出炉内渣皮发生变化实时数据；

所述渣铁系统模型动画用于展现冶炼完毕后的炉渣以及铁水进行装载的流程，后续通过其它工艺流程进行再次冶炼，将高炉周边的渣铁口以及渣铁实时数据进行动画展示；

所述水温差模型动画用于展现水冷通道内温度发生变化的差异，由水冷通道变化的温度查看出炉内渣皮发生变化实时数据动画展示；

所述煤气除尘系统模型动画用于展现除尘器对能源的高效回收、煤气的流向以及煤气管道中的数据，仿真动画显示重力除尘器对煤气的过滤情况。

4.根据权利要求3所述的炼铁高炉渣皮数字孪生系统，其特征在于：所述互检反馈模块包括目前状态查询和过时状态查询；

所述目前状态查询用于在高炉检修后通过L3级别数据反馈对高炉本体当前状态进行互检并通过二维空间展现；

所述过时状态查询用于在高炉渣皮出现异常后通过数据库对比长久过时数据后对目前异常进行对比。

5.根据权利要求4所述的炼铁高炉渣皮数字孪生系统，其特征在于：所述渣皮数据孪生模块包括渣皮厚度数据诊断、渣皮异常数据仿真和渣皮脱落数据可视化；

所述渣皮厚度数据诊断用于对系统或第三方3D仿真动画系统提供的渣皮厚度数据进行诊断和分析；

所述渣皮异常数据仿真用于对渣皮产生的异常数据进行分析、采样和模拟，预警对可能发生的异常处进行仿真展示；

所述渣皮脱落数据可视化用于渣皮脱落虚实之间双向映射、动态交互和实时数据连接，并通过三维空间中的3D模型和特效，然后根据实时数据进行仿真动画展示。

6.根据权利要求5所述的高炉智能料仓管理系统的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：结合当前高炉外观相关数据设计二维CAD三视图图纸，绘制建立高炉外观全三维物理模型，选择材质，添加颜色，调节立体画面角度，用仿真动画系统进行展示；

步骤2：结合当前高炉上料系统相关数据设计二维CAD三视图图纸，绘制建立上料系统全三维物理模型，选择材质，添加颜色，调节立体画面角度，用仿真动画系统进行展示；

步骤3：结合当前高炉炉顶系统相关数据设计二维CAD三视图图纸，绘制建立炉顶系统全三维物理模型，选择材质，添加颜色，调节立体画面角度，用仿真动画系统进行展示；

步骤4：结合当前高炉冷切壁体相关数据设计二维CAD三视图图纸，绘制建立冷切壁体全三维物理模型，选择材质，添加颜色，调节立体画面角度，用仿真动画系统进行展示；

步骤5：结合当前高炉水温差相关数据设计二维CAD三视图图纸，绘制建立水温差全三维物理模型，选择材质，添加颜色，调节立体画面角度，用仿真动画系统进行展示；

步骤6：结合当前高炉渣铁系统相关数据设计二维CAD三视图图纸，绘制建立渣铁系统全三维物理模型，选择材质，添加颜色，调节立体画面角度，用仿真动画系统进行展示；

步骤7：结合当前煤气除尘系统相关数据设计二维CAD三视图图纸，绘制建立煤气除尘系统全三维物理模型，选择材质，添加颜色，调节立体画面角度，用仿真动画系统进行展示；

步骤8：将上述步骤1至7所建立的各个模型在三维软件中进行总装配，并运用仿真动画展示不同的温度下测试实验所述总装配，可在3D建模仿真动画中直观看出所述总装配内部变化的情况和数据。