对液压系统进行数字孪生的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种对液压系统进行数字孪生的系统，包括液压系统数字孪生管理终端、用于与液压系统连接的边缘侧检测器以及云端,通过液压系统数字孪生管理终端上的管理软件对数字元件的设计、对数字液压系统模型的搭建，并在边缘侧检测器的辅助下对数字元件模型的关键参数进行计算，通过边缘侧检测器根据关键参数计算各数字元件模型的实测数据，通过云端对数字液压系统模型进行存储和管理、对数字液压系统的展示运行以及根据来自边缘侧检测器的实测数据对液压系统进行监测，实现了从设计到报废的全生命周期对液压系统状况的监测。报废的全生命周期对液压系统状况的监测。报废的全生命周期对液压系统状况的监测。

【技术实现步骤摘要】
对液压系统进行数字孪生的系统


[0001]本专利技术涉及液压系统
，尤其涉及一种对液压系统进行数字孪生的系统。

技术介绍

[0002]工程机械也称为移动机械，基本都是在室外和野外施工使用，且很多工作环境是在山区或是较为偏远的地方。液压系统作为工程机械的核心驱动系统，其从设计、使用、检修和报废的全生命周期的情况直接关乎工程机械制作商和终端客户的经济效益。
[0003]目前，对液压系统的监测技术情况如下：
[0004]1、仅仅将液压系统监测点的传感器数据上传给云端，由云端进行存储与分析，这种方式没有通用性，每一个新的系统都需要重新从硬件和软件代码方面重新设计制作，工作量巨大。
[0005]2、将液压系统设计和定义都在云端完成，工作量大而复杂，由云端进行分析和控制，没有考虑到工程机械的现场工况复杂性。
[0006]3、云端仅仅根据数据点进行简单分析，提示监测人员对故障进行提前排查。
[0007]4、国内的工程机械中，设计仿真主要基于国外数学软件，元件选型与设计是分离的，导致仿真系统与实际系统偏差较大；在设计后，现场试验也只是对运行记录进行事后分析，无法对现有设计和后期全生命周期的调整做出贡献。
[0008]可见，在目前的技术中，均无法对液压系统进行真正的数字孪生，无法从设计到报废的全生命周期对液压系统的状况进行监测。

技术实现思路

[0009]基于此，针对上述技术问题，提供一种对液压系统进行数字孪生的系统。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]一种对液压系统进行数字孪生的系统，包括液压系统数字孪生管理终端、用于与液压系统连接的边缘侧检测器以及液压系统数字孪生云端，所述液压系统数字孪生管理终端与边缘侧检测器连接，所述液压系统数字孪生管理终端以及边缘侧检测器通过网络与液压系统数字孪生云端连接；
[0012]所述液压系统数字孪生管理终端安装有液压系统数字孪生管理软件，所述管理软件包括：
[0013]数字元件构建单元，用于供用户从预设的元件库选取元件模型，并对该元件模型的属性和参数进行设置，所述元件包括基本液压元件、传感器元件以及智能装置元件；
[0014]数字液压系统模型搭建单元，用于通过由所述数字元件构建单元构建的数字元件搭建数字液压系统模型；
[0015]映射配置单元，用于供用户配置配置信息，所述配置信息包括实际元件与数字元件的一一对应关系和逻辑、实际元件在液压系统中的位置、传感器信号与实际值的对应关系以及检测信号与所述边缘侧检测器的检测信号接收通道的一一对应关系，所述检测信号
包括传感器信号以及总线信号；
[0016]第一数据收发单元，用于将搭建的数字液压系统模型和所述配置信息发送给边缘侧检测器、接收来自边缘侧检测器的检测数据、将关键参数发送给边缘侧检测器以及将数字液压系统模型、配置信息和关键参数发送给云端；
[0017]关键参数计算单元，用于根据来自边缘侧检测器的检测数据对数字液压系统模型各元件模型的关键参数进行计算；
[0018]所述边缘侧检测器安装有边缘侧程序，所述边缘侧程序包括：
[0019]第二数据收发单元，用于接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的配置信息、将各检测数据发送给液压系统数字孪生管理终端、接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的关键参数以及实时将各实测数据发送给所述云端；
[0020]检测信号采集单元，用于根据所述配置信息通过相应的检测信号接收通道从液压系统实时采集各检测信号；
[0021]映射实施单元，用于根据所述配置信息将所述各检测信号与相应的数字元件对应；
[0022]边缘侧数据计算单元，用于根据所述配置信息将当前采集到的各检测信号转换为相应的实际值，形成所述检测数据，并根据所述关键参数、各检测数据以及各元件模型实时算出各元件的实测数据；
[0023]所述云端安装有云端管理程序，所述云端管理程序包括：
[0024]第三数据收发单元，用于接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的数字液压系统模型、配置信息和关键参数以及用于实时接收来自所述边缘侧检测器的各实测数据；
[0025]液压数字系统管理单元，用于存储数字液压系统模型、配置信息和关键参数、对相应的液压系统进行云端注册以及动态运行数字液压系统；
[0026]评估与预测单元，用于根据各实测数据对相应液压系统的运行状况进行评估以及对相应液压系统的寿命进行预测。
[0027]本专利技术提供了一种对液压系统进行数字孪生的系统，通过液压系统数字孪生管理终端上的管理软件对数字元件的设计、对数字液压系统模型的搭建，并在边缘侧检测器的辅助下对数字元件模型的关键参数进行计算，通过边缘侧检测器根据关键参数和数字元件模型计算各数字元件模型的实测数据，通过云端对数字液压系统模型进行存储和管理、对数字液压系统的展示运行以及根据来自边缘侧检测器的实测数据对液压系统进行监测，实现了从设计到报废的全生命周期对液压系统状况的监测，解决了硬件和软件对应不同液压系统的通用性问题。
[0028]数字液压系统模型的设计和搭建都在液压系统数字孪生管理终端上进行，在云端只需对液压系统进行注册，就可以自动运行数字液压系统，无需在云端设计和定义。
[0029]云端可以根据实测数据对液压系统的运行状况进行评估，对液压系统的寿命进行预测。
[0030]此外，元件库基于液压系统设计，可避免目前数字液压系统与实际系统产生较大偏差的问题。
附图说明
[0031]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明：
[0032]图1为本专利技术的系统结构示意图；
[0033]图2为本专利技术的边缘侧检测器的内部结构示意图。
具体实施方式
[0034]如图1所示，本说明书实施例提供一种对液压系统进行数字孪生的系统，包括液压系统数字孪生管理终端110、边缘侧检测器120以及云端130。
[0035]液压系统数字孪生管理终端110与边缘侧检测器120连接，液压系统数字孪生管理终端110以及边缘侧检测器120通过网络与云端130连接，边缘侧检测器120用于与液压系统2连接，从液压系统2获取检测数据，检测数据包括传感器实际值以及总线信号，总线信号是指液压系统中的智能装置的数字信号。
[0036]液压系统数字孪生管理终端110可以采用计算机或者平板电脑，其上安装有液压系统数字孪生管理软件，该管理软件包括数字元件构建单元、数字液压系统模型搭建单元、映射配置单元、第一数据收发单元、关键参数计算单元以及离线仿真单元。其中：
[0037]数字元件构建单元，用于供用户从预设的元件库选取元件模型，并对该元件模型的属性和参数进行设置，从而设计数字元件，其中，元件包括基本液压元件、传感器元件以及智能装置元件。
[0038]元件库基于实际液压系统进行设计，基本液压元件包括电机元件、液压缸元件、液压泵/马达元件、负载元件、液压阀元件、液压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对液压系统进行数字孪生的系统，其特征在于，包括液压系统数字孪生管理终端、用于与液压系统连接的边缘侧检测器以及液压系统数字孪生云端，所述液压系统数字孪生管理终端与边缘侧检测器连接，所述液压系统数字孪生管理终端以及边缘侧检测器通过网络与液压系统数字孪生云端连接；所述液压系统数字孪生管理终端安装有液压系统数字孪生管理软件，所述管理软件包括：数字元件构建单元，用于供用户从预设的元件库选取元件模型，并对该元件模型的属性和参数进行设置，所述元件包括基本液压元件、传感器元件以及智能装置元件；数字液压系统模型搭建单元，用于通过由所述数字元件构建单元构建的数字元件搭建数字液压系统模型；映射配置单元，用于供用户配置配置信息，所述配置信息包括实际元件与数字元件的一一对应关系和逻辑、实际元件在液压系统中的位置、传感器信号与实际值的对应关系以及检测信号与所述边缘侧检测器的检测信号接收通道的一一对应关系，所述检测信号包括传感器信号以及总线信号；第一数据收发单元，用于将搭建的数字液压系统模型和所述配置信息发送给边缘侧检测器、接收来自边缘侧检测器的检测数据、将关键参数发送给边缘侧检测器以及将数字液压系统模型、配置信息和关键参数发送给云端；关键参数计算单元，用于根据来自边缘侧检测器的检测数据对数字液压系统模型各元件模型的关键参数进行计算；所述边缘侧检测器安装有边缘侧程序，所述边缘侧程序包括：第二数据收发单元，用于接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的配置信息、将各检测数据发送给液压系统数字孪生管理终端、接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的关键参数以及实时将各实测数据发送给所述云端；检测信号采集单元，用于根据所述配置信息通过相应的检测信号接收通道从液压系统实时采集各检测信号；映射实施单元，用于根据所述配置信息将所述各检测信号与相应的数字元件对应；边缘侧数据计算单元，用于根据所述配置信息将当前采集到的各检测信号转换为相应的实际值，形成所述检测数据，并根据所述关键参数、各检测数据以及各元件模型实时算出各元件的实测数据；所述云端安装有云端管理程序，所述云端管理程序包括：第三数据收发单元，用于接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的数字液压系统模型、配置信息和关键参数以及用于实时接收来自所述边缘侧检测器的各实测数据；液压数字系统管理单元，用于存储数字液压...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛志伟，马琛俊，张晓伟，
申请(专利权)人：上海电气液压气动有限公司，
类型：发明
国别省市：