[發明專利]一種煉鐵高爐渣皮數字孿生系統及方法

在審

• 申請號: 202310280518.4
• 申請日: 2023-03-22
• 公開（公告）號: CN116310121A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 李鳳豹;蘭玉明;姜誠;王兵
• 申請（專利權）人: 青島恒拓環保科技有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06F30/20;G06Q50/04;G06Q10/20
• 代理公司: 北京鼎德寶專利代理事務所(特殊普通合伙) 11823
• 代理人: 石延雪

本發明涉及高爐煉鐵三維可視化技術領域，尤其涉及一種煉鐵高爐渣皮數字孿生系統及方法，包括3D建模仿真模塊、操作動畫模型演示模塊、仿真畫面檢測模塊、自動警告反饋模塊、互檢反饋模塊和渣皮數字孿生模塊。本發明可以結合3D建模仿真系統顯示的數據采集、大數據的處理和人工智能的3D建模分析，實現對當前狀態的評估、對過去發生問題的診斷，以及對未來趨勢的預測，并給予分析的結果，仿真展示各種可能性，提供更全面的決策支持。本發明可以通過數字化的手段，將原先無法保存的專家經驗進行數字化，并提供了保存、復制、修改和轉移的能力，適合廣泛推廣。

技術領域

本發明涉及高爐煉鐵三維可視化技術領域，尤其涉及一種煉鐵高爐渣皮數字孿生系統及方法。

背景技術

高爐煉鐵是目前鋼鐵企業生產生鐵的主要方式，高爐體積巨大，存在很多輔助系統，一座大型高爐每分鐘監測的數據量多達上千條，而且高爐生產過程是一個多變量、時變的復雜工業過程，爐體封閉，利用常規的檢查設備和檢測方法獲得高爐內部物理和化學變化比較困難，所以，目前對于高爐爐況渣皮數字變化的判斷與操作方式主要依靠的是操作人員的經驗，通過有經驗的操作人員現場對爐況渣皮數字變化進行判斷，并給出對應的處理方案。對于大型高爐，操作人員一旦判斷失誤，就會造成渣皮數字變化的影響，而面對渣皮數字變化異常若沒有及時采用有效的處理措施，就會造成巨大的經濟損失。所以現有技術難以按時間先后形象化的展示過時操作高爐渣皮數字的變化形狀和趨勢，不能在線自動對過時操作高爐渣皮數字進行分析，不能在線進行數據自動采集、聚類分析、經濟指標、操作方針的計算和保存，導致不能及時提取某種操作高爐渣皮數字的歷史操作方針，以及由操作方針引起的操作高爐渣皮數字變化情況，不能適應在線控制操作高爐渣皮數字的需要，不能在線對當前操作高爐渣皮數字進行分類，因而無法以操作高爐渣皮數字的類別為基礎，借鑒同類別操作高爐渣皮數字的歷史操作對對當前操作提供指導。

發明內容

本發明提出的一種煉鐵高爐渣皮數字孿生系統及方法，解決了上述問題。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：一種煉鐵高爐渣皮數字孿生系統，包括3D建模仿真模塊、操作動畫模型演示模塊、仿真畫面檢測模塊、自動警告反饋模塊、互檢反饋模塊和渣皮數字孿生模塊；

所述3D建模仿真模塊根據高爐設計CAD圖紙并在三維軟件中建立全三維渣皮模型，再通過仿真軟件系統演示效果；

所述操作動畫模型演示模塊通過仿真軟件系統可以操作各個方向或者各個角度動畫模型演示效果；

所述仿真畫面檢測模塊通過仿真軟件系統可以對畫面各位置進行檢測；

所述自動警告反饋模塊用于對自動報警信息的可視化展示及反饋；

所述互檢反饋模塊用于對高爐渣皮上料、冷切壁體、爐內冶煉、出鐵、煤氣除塵、送風和噴煤業務流程進行互檢后將當前設備數據存儲至數據庫，并將設備數據以三維模型仿真的形式進行展示；

所述渣皮數字孿生模塊用于對高爐渣皮監控設備返回的數據進行智能處理、全域感知、運行監測，并整合長久積累的數據進行運算。

優選的，所述3D建模仿真模塊包括手動仿真演示模塊和自動仿真演示模塊；

所述手動仿真演示模塊用于操作人員在三維立體空間查看高爐渣皮區域的工作境況；

所述自動仿真演示模塊用于操作人員設置的固定路徑對高爐上料、布料、爐內冶煉、出鐵、煤氣除塵、送風、噴煤作業區域進行循環仿真演示。

優選的，所述操作動畫模型演示模塊包括高爐全景模型動畫、上料系統模型動畫、爐頂系統模型動畫、冷切壁體溫度模型動畫、渣鐵系統模型動畫、水溫差模型動畫和煤氣除塵系統模型動畫；

所述高爐全景模型動畫用于概覽整個高爐生產周期的冶煉過程，以達到監控及巡檢的目的；