数字孪生调节阀智能实时监控系统的制作方法

1.本发明涉及数字孪生调节阀技术领域，具体为数字孪生调节阀智能实时监控系统。


背景技术：

2.数字孪生(digital thread)是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程，是一个物理产品的数字化表达，以便于我们能够在这个数字化产品上看到实际物理产品可能发生的情况，与此相关的技术包括增强现实和虚拟现实。数字孪生在设计与生产的过程中，仿真分析模型的参数，可以传递到产品定义的全三维几何模型，再传递到数字化生产线加工成真实的物理产品，再通过在线的数字化检测/测量系统反映到产品定义模型中，进而又反馈到仿真分析模型中，依靠数字孪生，所有数据模型都能够双向沟通，因此真实物理产品的状态和参数将通过与智能生产系统集成的赛博物理系统cps向数字化模型反馈，致使生命周期各个环节的数字化模型保持一致，从而能够实现动态、实时评估系统的当前及未来的功能和性能。
3.调节阀是一种常用于气体或液体流量调节的阀体，传统的调节阀都是根据流量设计要求，由人工进行手动操作调节，随着科技的不断发展，尤其是一些中大型设备多阀体运转，都需要进行智能监控与控制，传统的手动调节阀已经逐渐无法满足中大型多阀体设备的运转要求；
4.为此，我们研发出了新的数字孪生调节阀智能实时监控系统。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了数字孪生调节阀智能实时监控系统，解决了传统的调节阀都是根据流量设计要求，由人工进行手动操作调节，随着科技的不断发展，尤其是一些中大型设备多阀体运转，都需要进行智能监控与控制，传统的手动调节阀已经逐渐无法满足中大型多阀体设备的运转要求的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：数字孪生调节阀智能实时监控系统，包括分布查询模块、智能控制模块、数据存储模块、实时监控模块、自动报警模块以及智能预测模块；
9.所述分布查询模块包括调节阀1
‑
n的具体工作位置；
10.所述智能控制模块包括人工控制单元、自动控制单元以及预设控制单元；
11.所述数据存储模块包括实时数据查询单元、既往数据查询单元以及故障检修数据查询单元；
12.所述自动报警模块包括系统报警单元、单阀体报警单元以及故障报警自检信息提
示，自动报警模块的系统报警单元、单阀体报警单元以及故障报警自检信息提示可以对整个系统的故障进行报警，也可以对单个阀体的故障进行报警，并通过故障报警自检信息提示进行故障智能提示；
13.所述智能预测模块包括调节阀工作状态预测单元、调节阀使用寿命预测单元以及调节阀故障预测单元。
14.优选的，所述调节阀1
‑
n均包括阀体、流量传感器、自动开关以及故障自检装置四个部分，阀体用于管道的连接，流量传感器可进行管道内的流量实时监测，自动开关由智能控制模块进行控制，可控制阀体的开关以及流量的调节，故障自检装置可以对阀体、流量传感器以及自动开关进行自动故障检查。
15.优选的，所述调节阀1
‑
n中自动开关由智能控制模块中人工控制单元、自动控制单元以及预设控制单元进行联控，人工控制单元、自动控制单元以及预设控制单元均可以对调节阀1
‑
n进行控制，人工控制单元可进行人工操控，自动控制单元可利用设备进行智能自动控制，预设控制单元可进行参数的预设，后续调节阀可以根据预设数值进行自动控制。
16.优选的，所述人工控制单元、自动控制单元以及预设控制单元均能控制调节阀1
‑
n中自动开关的开合状态以及开合大小。
17.优选的，所述实时监控模块以数据存储模块的实时监测数据为依托，对整个调节阀系统的运行进行实时监控，并将实时监测数据传输至自动报警模块进行比对。
18.优选的，所述智能预测模块中调节阀工作状态预测单元、调节阀使用寿命预测单元以及调节阀故障预测单元的智能预测均以数据存储模块中的实时数据、既往数据以及故障检修数据为数据基础。
19.数字孪生调节阀智能实时监控系统的运行程序，包括以下具体内容：
20.s1.分布查询模块可查询所有调节阀的具体工作位置，调节阀1至调节阀n均由阀体、流量传感器、自动开关以及故障自检装置四部分组成，流量传感器可实时监测阀体通过的流量，自动开关可调节阀门的开关状态和大小，控制流量，故障自检装置可对阀体的状态进行故障检测；
21.s2.智能控制模块可对分布查询模块中的调节阀1至调节阀n进行人工控制、自动控制以及预设控制三种模式的智能控制；
22.s3.数据存储模块可实时查看和记录调节阀1至调节阀n的所有实时数据、既往数据以及故障检修数据；
23.s4.实时监控模块以数据存储模块的实时监测数据为依托，对整个调节阀系统的运行进行实时监控，并将实时监测数据传输至自动报警模块进行比对，当监测数据值超出或低于极值后，自动报警模块会自动进行报警；
24.s5.智能预测模块以数据存储模块中的实时数据、既往数据以及故障检修数据为数据基础，可根据数据智能预测调节阀工作状态、调节阀使用寿命以及调节阀故障。
25.(三)有益效果
26.本发明提供了数字孪生调节阀智能实时监控系统。具备以下有益效果：
27.1、该数字孪生调节阀智能实时监控系统，通过设计智能监控系统，可以对设备阀体进行集中监控和智能调节控制，无需人工操作，既保证了设备运行的稳定性和可靠性，同时也节省了大量的人力物力。
28.2、该数字孪生调节阀智能实时监控系统，通过设计分布查询模块、智能控制模块、数据存储模块、实时监控模块、自动报警模块以及智能预测模块，可以对中大型多阀体设备的运转进行集中控制，并利用计算机系统精确显示阀体的当前状态，从而使其整体的工作效率大大提高。
附图说明
29.图1为本发明数字孪生调节阀智能实时监控系统的示意图；
30.图2为本发明调节阀的组成示意图；
31.图3为本发明智能控制模块的结构示意图；
32.图4为本发明数据存储模块的结构示意图；
33.图5为本发明自动报警模块的结构示意图；
34.图6为本发明智能预测模块的结构示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施例：
37.如图1
‑
6所示，本发明实施例提供数字孪生调节阀智能实时监控系统，包括分布查询模块、智能控制模块、数据存储模块、实时监控模块、自动报警模块以及智能预测模块；
38.如图2所示，分布查询模块包括调节阀1
‑
n的具体工作位置；调节阀1
‑
n均包括阀体、流量传感器、自动开关以及故障自检装置四个部分，阀体用于管道的连接，流量传感器可进行管道内的流量实时监测，自动开关由智能控制模块进行控制，可控制阀体的开关以及流量的调节，故障自检装置可以对阀体、流量传感器以及自动开关进行自动故障检查；调节阀1
‑
n中自动开关由智能控制模块中人工控制单元、自动控制单元以及预设控制单元进行联控，人工控制单元、自动控制单元以及预设控制单元均可以对调节阀1
‑
n进行控制，人工控制单元可进行人工操控，自动控制单元可利用设备进行智能自动控制，预设控制单元可进行参数的预设，后续调节阀可以根据预设数值进行自动控制；
39.如图3所示，智能控制模块包括人工控制单元、自动控制单元以及预设控制单元；人工控制单元、自动控制单元以及预设控制单元均能控制调节阀1
‑
n中自动开关的开合状态以及开合大小。
40.如图4所示，数据存储模块包括实时数据查询单元、既往数据查询单元以及故障检修数据查询单元；
41.如图5所示，自动报警模块包括系统报警单元、单阀体报警单元以及故障报警自检信息提示，自动报警模块的系统报警单元、单阀体报警单元以及故障报警自检信息提示可以对整个系统的故障进行报警，也可以对单个阀体的故障进行报警，并通过故障报警自检信息提示进行故障智能提示；
42.如图6所示，智能预测模块包括调节阀工作状态预测单元、调节阀使用寿命预测单
元以及调节阀故障预测单元；智能预测模块中调节阀工作状态预测单元、调节阀使用寿命预测单元以及调节阀故障预测单元的智能预测均以数据存储模块中的实时数据、既往数据以及故障检修数据为数据基础。
43.实时监控模块以数据存储模块的实时监测数据为依托，对整个调节阀系统的运行进行实时监控，并将实时监测数据传输至自动报警模块进行比对。
44.数字孪生调节阀智能实时监控系统的运行程序，包括以下具体内容：
45.s1.分布查询模块可查询所有调节阀的具体工作位置，调节阀1至调节阀n均由阀体、流量传感器、自动开关以及故障自检装置四部分组成，流量传感器可实时监测阀体通过的流量，自动开关可调节阀门的开关状态和大小，控制流量，故障自检装置可对阀体的状态进行故障检测；
46.s2.智能控制模块可对分布查询模块中的调节阀1至调节阀n进行人工控制、自动控制以及预设控制三种模式的智能控制；
47.s3.数据存储模块可实时查看和记录调节阀1至调节阀n的所有实时数据、既往数据以及故障检修数据；
48.s4.实时监控模块以数据存储模块的实时监测数据为依托，对整个调节阀系统的运行进行实时监控，并将实时监测数据传输至自动报警模块进行比对，当监测数据值超出或低于极值后，自动报警模块会自动进行报警；
49.s5.智能预测模块以数据存储模块中的实时数据、既往数据以及故障检修数据为数据基础，可根据数据智能预测调节阀工作状态、调节阀使用寿命以及调节阀故障。
50.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。