[發明專利]基于信息物理系統的循環冷卻水節能運行系統及方法

在審

• 申請號: 202010562853.X
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111595090A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 陳池
• 申請（專利權）人: 上海寶鋼節能環保技術有限公司
• 主分類號: F25D17/02
• 分類號: F25D17/02;F25D29/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種基于信息物理系統的循環冷卻水節能運行系統，其特征在于，包括：

物理層，設有監測儀表及執行機構，所述監測儀表用于對循環冷卻水系統的物理量信息進行檢測，得到物理量信息的信號，所述執行機構用于循環冷卻水系統的運行參數調節；

網絡層，用于傳輸所述信號；

信息層，設有循環冷卻水系統的數字孿生模型，該信息層用于處理來自網絡層的所述信號，并通過所述數字孿生模型根據處理后的物理量信息進行模擬優化得到所述循環冷卻水系統的最優控制參數；

及控制層，用于根據所述最優控制參數進行邏輯判斷，并根據邏輯判斷結果向所述執行機構發出執行指令，以完成所述循環冷卻水系統的運行參數優化調節。

2.根據權利要求1所述的基于信息物理系統的循環冷卻水節能運行系統，其特征在于，所述監測儀表包括：壓力、溫度、濕度、流量、液位、電流、電壓、功率因數、振動及轉速監測儀表；對應地，所述物理量信息包括：壓力、溫度、濕度、流量、液位、電流、電壓、功率因數、振動及轉速。

3.根據權利要求1所述的基于信息物理系統的循環冷卻水節能運行系統，其特征在于，所述網絡層包括有線傳輸網絡及/或無線傳輸網絡。

4.根據權利要求1所述的基于信息物理系統的循環冷卻水節能運行系統，其特征在于，所述數字孿生模型包括組件及連接組件的管網結構，所述組件的性能由鏡像的所述循環冷卻水系統的對應組件額定性能和所接收的處理信息共同確定，所述管網結構與鏡像的所述循環冷卻水系統的管網結構相同。

5.根據權利要求1所述的基于信息物理系統的循環冷卻水節能運行系統，其特征在于，所述執行機構包括循環冷卻水系統的閥門開度調節機構、泵和風機的啟停和轉速調節裝置。

6.根據權利要求1所述的基于信息物理系統的循環冷卻水節能運行系統，其特征在于，所述信息層包括信息處理模塊及數字孿生模型模擬優化模塊，所述信息處理模塊用于對所述信號進行過濾、清洗及映射處理；所述數字孿生模型模擬優化模塊用于根據所述信息處理模塊處理后的數據進行模擬優化得到所述循環冷卻水系統的最優控制參數。

7.一種基于信息物理系統的循環冷卻水節能運行方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：通過物理層中的監測儀表對循環冷卻水系統的物理量信息進行檢測，得到的信號經網絡層傳輸至信息層；

S2：所述信號在信息層中經處理后輸送至信息層中循環冷卻水系統的數字孿生模型；

S3：通過所述數字孿生模型根據處理后的物理量信息進行運行模擬優化，得到所述循環冷卻水系統的最優控制參數并傳遞給控制層；

S4：所述控制層根據所述最優控制參數進行邏輯判斷，并根據邏輯判斷結果向所述物理層中的執行機構發出執行指令，以完成所述循環冷卻水系統的運行參數優化調節。

8.根據權利要求7所述的基于信息物理系統的循環冷卻水節能運行方法，其特征在于，所述物理量信息包括：壓力、溫度、濕度、流量、液位、電流、電壓、功率因數、振動及轉速。

9.根據權利要求7所述的基于信息物理系統的循環冷卻水節能運行方法，其特征在于，所述數字孿生模型包括預設的組件及連接組件的管網結構，所述組件的性能由鏡像的所述循環冷卻水系統的對應組件額定性能和所接收的信息共同確定，所述管網結構與鏡像的所述循環冷卻水系統的管網結構相同。

10.根據權利要求7所述的基于信息物理系統的循環冷卻水節能運行方法，其特征在于，所述數字孿生模型的模擬優化目標為：所述循環冷卻水系統的運行耗費最小化；所述數字孿生模型的優化參數為：所述循環冷卻水系統的閥門開度，以及泵和風機的投用情況和運行轉速。