煤矿机电数字孪生系统

WangYu

1.1　供电系统

供电系统目前变电所安装有26台智能型矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置、2台防爆干式变压器、7台防爆低压馈电开关、3台防爆照明综保；本次三维可视化建设应用开发软件必须为正版授权。本次建设需以数字孪生为核心、数据整合为基础，基于统一的数字空间，形成集可视化高度融合的生产指挥调度平台、高可靠安全监测及设备保障平台、高效率信息化管理平台为一体的流程贯通、业务融合、场景监控的三维可视化操作平台。

1.1.1　 实景三维仿真支撑系统要求：

（1） 对高爆、馈电开关进行三维融合处理，达到三维与设备数据无缝融合功能；

（2） 供电设备运行监控数据实时动态显示；

（3）实例化设备数据管理；

（4）动态生产数据显示；

（5）历史运行数据存储、可调用；

（6）子设备数据采集；

（7）设施单体化管理；

（8）设备设施3D模型1：1建立；

（9）必须有快捷菜单，达到快速切换功能。实时动态显示电流流向。

1.1.2　 三维数字化支撑系统三维场景管理及数字化三维模型更新

（1）在三维数字化模型上补充完善缺失的非几何信息，如设备规格型号、材料材质、生产厂商、功能与性能技术参数、以及系统类型、工程逻辑等非几何信息。

（2）需按照供电子系统准确的设备连接情况，确定详细的三维仿真工艺流程模型，需要可细化拆解到各关键模块的独立展现，三维可缩放、可旋转达到活灵活现。

（3）在三维工艺模型中导入相关的仿真计算模型，确保工艺模型的相关仿真计算工具完整。

（4）分线路、分区等维度的模型管理。例如：工艺模型的展现、分析、管理模块。

（5）利用专业三维软件，创建设备高还原度的三维结构模型；

（6）针对场景、各类模型库、模型坐标信息等进行存储，并留有后期更新功能；

1.1.3　 供电系统三维仿真及生产数据处理（OPC/MODBUS)(1) 仿真数据拟合 ，三维生产工艺仿真，包含运行仿真 、报警仿真、 状态仿真、启停仿真 、系统可建立对应的仿真模型参数库，确保生产工艺流程明确的情况下，可以按照仿真算法的参数、对设备操作，计算出模拟仿真结果，最终根据仿真算法等实现仿真数据拟合；

(2) 优化仿真，对操作流程进行优化，对优化后的流程模型结合仿真参数模型进行运行仿真，根据仿真优化结果，不断进行工艺流程的优化，直至达到预期的目标。（3）数据清洗、数据分类、数据编码、数据标记、数据存储；（4）数据分析及三维仿真

1.1.4　 智能化告警监控系统需包括功能

（1）智能报警的可视化场景构建；

（2）可视化区域报警分析；

（3）支持多种报警模式；

（4）智能处理算法；

（5）多级告警体系

1.1.5　 完成测试及部署

（1）部署前必须安装行业标准严格测试；

（2）严格测试数据联通功能；

（3）系统联调测试；

（4）服务器环境部署；

（5）本地安装部署；

1.2　水泵房三维可视化要求：

水泵房三维可视化系统中央泵房和盘区水泵房目前各有有三台主水泵参与矿井排水，已实现自动化。本次三维可视化建设是要形成可视化高度融合、高可靠安全监测及设备保障平台、高效率信息化管理平台为一体的流程贯通、业务融合、场景监控的三维可视化操作平台。

1.2.1　 实景三维仿真支撑系统要求：

（1） 对水泵房环境、所有设备进行三维融合处理，达到三维与设备数据无缝融合功能；设备设施、环境模型1：1建立；

（2）运行监控数据实时动态显示；

（3） 实例化设备数据管理；

（4）水泵房水仓水位、泵和阀门的状态动态显示；

（5）历史生产数据存储、可调用；

（6）子设备数据采集；

（7）设施单体化管理；

（8）设备设施模型需高度还原建立；

（9）必须有快捷菜单，达到快速切换功能。

1.2.2　 三维数字化支撑系统三维场景管理及数字化三维模型更新（3.1）在三维数字化模型上补充完善缺失的非几何信息，如泵房内设备规格型号、材料材质、功能与性能技术参数、以及系统类型、工程逻辑等非几何信息。

（3.2）按照供电子系统准确的设备连接情况和生产工艺流程，确定详细的三维仿真工艺流程模型，需要可细化拆解到各关键模块的独立展现。

（3.3） 在三维工艺模型中导入相关的仿真计算模型，确保工艺模型的相关仿真计算工具完整。

（3.4）分线路、分区等维度的模型管理。

（3.5）对现有水泵房内设备设施及现场勘查，确定管理目标，利用专业三维软件，创建设备和工艺管线等高还原度的三维结构模型1.2.3　 水泵运行工艺的三维仿真及生产数据处理（OPC/PLC/MODBUS)仿真数据拟合 ，运用三维生产工艺仿真库实现包含配电柜、泵、阀的运行仿真 、报警仿真，系统可建立对应的仿真模型参数库，确保生产工艺流程明确的情况下，可以按照仿真算法的参数、对设备操作，计算出模拟仿真结果，最终根据仿真算法等实现仿真数据拟合；

1.2.4　 智能化告警监控系统

（1）智能报警的可视化场景构建；

（2）可视化区域报警分析；

（3）支持多种报警模式；

（4）智能处理算法；

（5）多级告警体系

1.2.5　 完成测试及部署

（1）部署前严格测试；

（2）数据联通测试；

（3）系统联调测试

（4）服务器环境部署；

（5）本地安装部署

1.3　胶带运输机三维可视化要求：胶带运输机三维可视化系统以数字孪生为核心、数据整合为基础，基于统一的数字空间，形成集可视化高度融合的生产指挥调度平台、高可靠安全监测及设备保障平台、高效率信息化管理平台为一体的流程贯通、业务融合、场景监控的三维可视化操作平台，东二胶带需集成光纤无线测温、皮带纵撕识别、钢丝绳无损在线检测系统等系统。

1.3.1　 实景三维仿真支撑系统要求：

（1）对皮带三维融合处理，达到三维与设备数据无缝融合功能；

（2）生产运行监控数据实时动态显示；

（3）实例化设备数据管理；

（4）动态生产数据展示；

（5）历史生产数据展示；

（6）子设备数据采集；

（7）设施单体化管理；

（8）设备设施模型1：1建立；

（9）必须有快捷菜单，达到快速切换功能。

1.3.2　 三维数字化支撑系统三维场景管理及数字化三维模型更新

（1）建设中所使用的软件必须为正版授权。

（2）按照运输子系统准确的设备连接情况和生产工艺流程，确定详细的三维仿真工艺流程模型，需要可细化拆解到各关键模块的独立展现。

（3）在三维工艺模型中导入相关的仿真计算模型，确保工艺模型的相关仿真计算工具完整。（4）分线路、分区等维度的模型管理。例如：运输设备的工艺模型的展现、分析、管理模块。（5）对东二胶带机等设施及现场勘查，确定管理目标，利用专业三维软件，创建设备和工艺管线等高还原度的三维结构模型；

(6) 针对场景、各类模型库、模型坐标信息等进行存储，并实现后期更新功能；

1.3.3　 智能化告警监控系统

（1）智能报警的可视化场景构建；

（2）可视化区域报警分析；

（3）支持多种报警模式；

（4）智能处理算法；

（5）多级告警体系

1.4　主通风系统及压风机三维可视化要求：

主通风及压风机三维可视化系统使用的各类软件必须为正版授权。主通风机和压风机建设以数字孪生为核心、数据整合为基础，基于统一的数字空间，形成集可视化高度融合的生产指挥调度平台、高可靠安全监测及设备保障平台、高效率信息化管理平台为一体的流程贯通、业务融合、场景监控的三维可视化操作平台。