[發明專利]一種基于數字孿生技術應用到煤礦采掘設備的監控系統

有效

• 申請號: 202110876807.1
• 申請日: 2021-07-31
• 公開（公告）號: CN113610290B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 陳龍;付翔;王宏偉;耿毅德;閆志蕊;李永安;王浩然
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G06F30/27;G06Q50/02;G06F16/28;G16Y10/20;G16Y20/10;G16Y20/20;G16Y40/10;G16Y40/20;G16Y40/40;G06F111/18;G06F111/06
• 代理公司: 沈陽一諾君科知識產權代理事務所(普通合伙) 21266
• 代理人: 王建男

1.一種基于數字孿生技術應用到煤礦采掘設備的監控系統，其特征在于：包括傳感器群、煤礦采掘設備信息模塊、信息編譯執行模塊、建模計算模塊和人機交互判斷模塊，

煤礦采掘設備信息模塊：用于構建和存儲煤礦采掘設備中所涉及部件的信息模型；

傳感器群：分布固定安裝在煤礦采掘設備物理本體上，負責實時采集煤礦采掘設備物理本體運動的相關數據并即時反饋數據；

信息編譯執行模塊：獲取煤礦采掘設備物理本體運動的相關數據，將煤礦采掘設備物理本體運動的相關數據進行預處理，具體為，將煤礦采掘設備物理本體運動的相關數據進行分類，根據分類中預設的處理標準，消除煤礦采掘設備物理本體運動的相關數據中的噪聲信號，將降噪后的煤礦采掘設備物理本體運動的相關數據進行保存；

建模計算模塊：通過煤礦采掘設備的三維圖紙模型構建監控所涉及的煤礦采掘設備監控模型，將煤礦采掘設備信息模塊儲存的存儲煤礦采掘設備中所涉及部件的信息模型附加到所涉及的煤礦采掘設備監控模型中，共同形成煤礦采掘設備的數字孿生體，該數字孿生體存在于煤礦采掘設備的整個生命產品周期，并可以實時地反映物理層中煤礦采掘設備的真實狀態；所述建模計算模塊還用于將信息編譯執行模塊降噪后的煤礦采掘設備物理本體運動的相關數據附加在數字孿生體上，通過孿生體性能退化虛擬的方式，得到虛擬運行狀態監控數據，根據虛擬行狀態監控數據控制幾何模型完成仿真動作，實現對礦采掘設備運行狀態監控系統的動態仿真，獲取煤礦采掘設備物理體的實際運行狀態和孿生體退化模擬狀態的狀態偏差值，最終獲得煤礦采掘設備的當前工作狀態，以及煤礦采掘設備的故障預期；

人機交互判斷模塊：通過仿真模擬產生相應的狀態偏差值和故障預期，對煤礦采掘設備進行監控，最終實現煤礦采掘設備的物理信息與虛擬信息融合及智能化監控。

2.根據權利要求1所述的基于數字孿生技術應用到煤礦采掘設備的監控系統，其特征在于：所述煤礦采掘設備信息模塊包括幾何模型、功能信息模型、規則模型、行為模型和控制邏輯模型。

3.根據權利要求1所述的基于數字孿生技術應用到煤礦采掘設備的監控系統，其特征在于：所述煤礦采掘設備包括采煤機、液壓支架、刮板輸送機和轉載機。

4.根據權利要求1所述的基于數字孿生技術應用到煤礦采掘設備的監控系統，其特征在于：所述傳感器群包括溫度傳感器、霍爾傳感器、壓力傳感器、線速度傳感器和角度傳感器。

5.根據權利要求1-4任一項所述的基于數字孿生技術應用到煤礦采掘設備的監控系統，其特征在于：所述監控系統還包括

維護建議數據庫：針對仿真模擬深度學習之后所生成的自動調優參數值并生成維護建議數據的存儲庫。

6.根據權利要求1-4任一項所述的基于數字孿生技術應用到煤礦采掘設備的監控系統，其特征在于：所述監控系統還包括

日常維護基本信息庫：在性能退化虛擬時，使用Predictive?Maintenance?Toolbox提供的提取訓練數據的各種選項，優選預測算法。