[發明專利]一種基于數字孿生的高爐鼓風與TRT啟停機仿真控制方法

在審

• 申請號: 202011268444.5
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112415914A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 吳平;樓嗣威;柴秋子;龔亦昕;李創;劉唐丁;沈新榮;楊春節
• 申請（專利權）人: 杭州哲達科技股份有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G06F17/11;C21B5/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種基于數字孿生的高爐鼓風與TRT啟停機仿真控制方法，在建模階段，使用基于正常工況下采集到的輸入和輸出數據，通過偏最小二乘回歸(PLSR)建立模型；根據實際現場的控制策略和控制范圍，構建基于PID的控制算法和策略；根據實際設備的外觀和內部運行狀態，基于Unity3D進行三維建模；最后，根據現場使用人員的需求與顯示效果，設計相應的前端顯示頁面。在在線部分使用部分，現場人員通過在web頁面輸入控制器參數，隨后由PLSR模型和基于PID的控制算法共同確定相應啟、停機控制方法；其后根據PLSR模型得出的仿真數據，三維模型進行相應動作并且web端也對其中的運行狀態和關鍵數據進行顯示。

技術領域

本發明涉及數字孿生與過程控制技術領域，具體涉及一種基于數字孿生的高爐鼓風與TRT啟停機仿真控制方法。

背景技術

如今，數字化的概念已經進入了每一個企業，這不僅要求企業自身數字化，還要求企業在未來需要更多地開發與設計具有數字化的產品。對于企業的數字化轉型，其中的基礎就是，便是數字孿生技術。

目前，國際范圍中國際標準化組織(ISO)的相關標準ISO_DIS_23247，已經提出了數字孿生制造的參考性框架。國內，《數字孿生體技術白皮書》也于2019年發布。其中，數字孿生體的定義為：數字孿生體是現有或將有的物理實體對象的數字模型，通過實測、仿真和數據分析來實時感知、診斷、預測物理實體對象的狀態，通過性能和狀態優化和指令發送來調控物理實體對象的行為，通過相關數字模型間的相互學習來進化自身，同時改進相關方在物理實體對象生命周期內的決策。

在基于數據孿生體的工業過程監測系統中，其主要框架可包括：數字建模、測量與控制、模擬仿真、數據分析、數字資產和人機交互。數字建模是指將實際的物理對象轉換為計算機能夠識別的數字模型。目前，通常采用一些三維建模軟件，譬如：CAD、Uinty3D、建筑信息模型等。測量與控制，其可通過傳感器等實現數字體與物理對象之間的數據的傳遞和信息的交互，包括：停止，加速，關閉和開啟等動作。這使得我們可以更加充分的對物理世界進行感知，還能對物理世界傳遞信息，并且更高地驅動物理世界。模擬仿真可通過完整的信息預測未來的。數據分析過程是基于當前的信息推測設備的運行狀態。數據資產，指對數據的積累、管理、追溯和共享的特性，數字孿生可從中得到持續地增長。人機交互是操作人員和數字模型的直觀可視化頁面，這里可以展示了數字孿生體的數據、狀態，此外我們也可對其進行操作，并對物理對象進行干預。

如今，現在流程工業，往往具有流程長、工序復雜和規模巨大等特點，這使得現場操作人員往往無法對整個流程有整體的了解，這對于人員的培訓，工程師的設備診斷帶來極大的困難。此外，如今大多數基于數字孿生的技術中，大部分只關注實時的數據顯示，并且其建立的三維模型往往無法對不同情況進行動作，這也對三維模型資源造成了浪費。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明提供了一種基于數字孿生的高爐鼓風與TRT啟停機仿真控制方法。該方法將數字孿生技術與高爐鼓風與TRT啟停機仿真控制相結合，專注于高爐煉鐵流程中各個工業流程的仿真控制和數字孿生體的構造。

為了實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案為：

一種基于數字孿生的高爐鼓風與TRT啟停機仿真控制方法，包括以下步驟：