一种流程工业数字孪生平台系统及使用方法技术方案

技术编号:46416280 阅读:4 留言:0更新日期:2025-09-16 20:05
本发明专利技术涉及数字孪生技术领域,且公开了一种流程工业数字孪生平台系统,包括:工艺机理建模模块,用于依据流程工业的物理化学规律构建多尺度第一性原理模型体系;动态耦合引擎,用于实时采集工艺数据,联立第一性原理模型体系与设备运行状态模型进行耦合求解;闭环优化控制接口,用于与分布式控制系统进行双向通信,基于求解结果生成优化设定值并执行控制;可视化诊断模块,用于进行工艺参数偏差的多维度分析、故障根因溯源及预警响应。通过工艺机理建模模块在虚拟模型中直接嵌入反应动力学、传热学等第一性原理方程,使模型具备对复杂化学反应及能量传递的物理与化学解释能力,从而在复杂工况下仍保持高精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字孪生,具体为一种流程工业数字孪生平台系统及使用方法


技术介绍

1、在当今的工业领域,流程工业占据着极为重要的地位,涵盖了化工、石油、制药、食品、能源等多个关键行业,这些流程工业的生产过程往往具有复杂性、连续性和高度的自动化要求,其涉及众多的生产设备、工艺流程以及物料流转等环节,对于生产效率、产品质量、资源利用率以及安全保障等方面都有着极高的标准。

2、经检索,中国专利号为cn118014285a的专利,公开了一种可视化的工业互联网数字孪生平台,包括物理模型构建模块、数据采集模块、数据处理模块、中央处理模块、可视化模块、交互与控制模块和权限管理模块,通过建立三维可视化数字孪生工业设备模型和工厂生产过程模型进行模拟生产,使得生产管理更加透明化,并通过vr/ar设备实现对企业资产的实时模拟监测,以可视化的方式实现流程工艺的管理。该专利技术能实现对工业设备和工厂生产过程做出实时全景监测,当出现工业设备运行的故障和工厂生产过程的差错时可以缩短排查时间,有效节省运营成本。

3、上述数字孪生平台虽能实现工业设备与生产场景的三维本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种流程工业数字孪生平台系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种流程工业数字孪生平台系统,其特征在于,所述工艺机理建模模块包括:

3.根据权利要求2所述的一种流程工业数字孪生平台系统,其特征在于:所述动态耦合引擎通过工业物联网接口实时采集来自分布式控制系统的多维工艺参数;建立基于设备几何参数、材料属性及边界条件的设备运行状态有限元模型;联立所述第一性原理模型体系与所述设备运行状态有限元模型,应用微分-代数方程组求解器进行求解,所述求解器支持刚性方程组隐式积分算法。

4.根据权利要求1所述的一种流程工业数字孪生平台系统,其特征在于:所述...

【技术特征摘要】

1.一种流程工业数字孪生平台系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种流程工业数字孪生平台系统,其特征在于,所述工艺机理建模模块包括:

3.根据权利要求2所述的一种流程工业数字孪生平台系统,其特征在于:所述动态耦合引擎通过工业物联网接口实时采集来自分布式控制系统的多维工艺参数;建立基于设备几何参数、材料属性及边界条件的设备运行状态有限元模型;联立所述第一性原理模型体系与所述设备运行状态有限元模型,应用微分-代数方程组求解器进行求解,所述求解器支持刚性方程组隐式积分算法。

4.根据权利要求1所述的一种流程工业数字孪生平台系统,其特征在于:所述闭环优化控制接口依据工业实时通信协议建立与分布式控制系统的双向通信通道;应用模型预测控制算法生成优化设定值;执行控制指令平滑过渡算法,限制设定值变化速率;执行控制指令优先级调度算法,基于工艺安全等级动态调整控制指令执行顺序。

5.根据权利要求1所述的一种流程工业数字孪生平台系统,其特征在于:所述可视化诊断模...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁宏翔卢琼薛梁
申请(专利权)人:苏州方兴信息技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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