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科研支持 | 基于动态三维交互模型设计开发二级热网仿真系统

科研支持 | 基于动态三维交互模型设计开发二级热网仿真系统 汇智众享
2021-10-20
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导读:国内高校、研究机构、热力公司共同合作开发二级热网仿真系统。

项目简介


基于动态三维交互模型设计开发二级热网仿真系统,动态三维虚拟仿真模型的人机交互是实现二级热网智慧运维数据可视化的有力手段。
 
国内高校、研究机构、热力公司及相关单位对热网的仿真模拟进行了大量研究和尝试。在天津汇智众享的技术支持下,为智慧供热二次网领域相关技术的推广提供了成熟的解决方案,为二次热网的智能调度研究积累了丰富经验,在高校科研事业单位工程实践领域起到了良好的示范作用。
 
研制的仿真系统包括指导二级热网调控、模拟仿真实训(为运维人员提供模拟操作平台,解决运维实训问题)两项功能。对仿真系统的架构、软件设计、运行界面、模拟仿真实训平台硬件进行分析,为相关技术人员提供了良好的智能控制技术验证环境和工程实训环境。

汇智众享聚力于物联网系统的行业拓展应用,融合智能物联核心技术与行业应用实践,通过定制化的控制方案和物联网中间件软件平台,实现楼宇、能源、物流等行业的物联网应用落地。   


项目背景


随着中国城镇化进程快速推进、清洁供暖以及信息化、智能化技术的不断发展,城市供热系统调度控制逐渐采用智慧供热的理念,依靠信息系统的智能辅助,进行大数据分析与调度控制决策优化。
 
智慧供热是以供热信息化、自动化为基础,以信息系统与物理系统深度融合为技术路径,运用物联网、空间定位、云计算、信息安全等 “互联网+” 技术感知连接供热系统 “源-网-荷-储” 全过程中的各种要素,运用大数据、人工智能、建模仿真等技术统筹分析优化各种资源,运用模型预测等先进控制技术按需精准调控供热系统中各层级、各环节对象,从而构建具有自感知、自分析、自诊断、自优化、自调节、自适应特征,能够支撑供热系统运行过程中人思考决策的新一代供热系统。
 
随着三维仿真模型技术的不断进步,动态3D交互模型为实现智慧供热的数据可视化提供了手段。3D可视化技术提高了数据的可读性,可实现动态的数据高价值提取,有利于数据的空间定位表达,从而提高效率。

 

功能设计


功能1

★指导二级热网调控。

基于二级热网的实时运行数据与统计数据,利用热网特性模型与热网阻抗辨识方法、热网动态水力特性高效仿真技术完成二级热网水力工况的仿真模拟,结果用于指导二级热网的调控。

功能2

★建设模拟仿真实训平台,为运维人员提供模拟操作平台,解决运维实训问题。


采用物联网数据信息集成技术、计算机控制技术、模拟屏显示技术以及PLC控制系统技术,集成多种电气元器件与设备,模拟典型的二级热网工艺流程和主要设备的运行数据,实现集控数据的电气化、数字化模拟。

基于3Dmax建模,利用AE创建动画实现三维的实训数据可视化。

采用嵌入式的硬件设备植入技术,实现无需搭建真实管网,即可实现真实工艺及设备的运行数据模拟。

利用物联网通信集成技术,实现二级热网PLC控制系统的数据输入输出模拟以及控制数据的集成,实现数字化实训。



系统架构



仿真系统硬件主要有:应用服务器、模拟仿真实训主机、模拟仿真实训:显示屏、调度中心主机、调度中心显示屏、人机交互触控一体机、热力站监控摄像头、热力站数据服务器、模拟仿真实训平台等。

 

软件设计



软件有5个功能块:动态3D可视化系统、数据集成与仿真系统、知识库与测试系统、热网运维实训系统、用户管理。供热公司运维人员、软件后台管理人员、软件开发人员可通过Web浏览器依据授权对软件进行访问和操作。

 

系统界面



3D可视化界面见上图。可以直观感受二级热网布置、热力站内管道设备布置、楼内热力小室供暖管道布置、室内地面辐射供暖系统等。



水力工况仿真模拟界面见上图。界面包含小区布局及二级热网拓扑结构、仿真模拟后的结果输出区域、仿真结果输出曲线设定对话框等。



知识库与测试界面见上图。显示了基本理论知识界面和知识测试界面等。



模拟仿真实训系统软件界面见上图。包含二级热网工艺流程人机交互界面、泵控制电路图人机交互界面,可用于热网运维实训。

 

模拟仿真实训平台硬件



模拟仿真硬件实训平台主要由两部分构成。一部分是典型换热站智能控制柜(内含多种PLC控制器等)。另一部分是以模拟屏为中心,以多种电气元件(用于电子化模拟仿真管网运行数据)为辅助的模拟操作平台。

END


《基于动态三维交互的二级热网仿真系统》

本篇论文发布在《煤气与热力》2021年9月刊
http://www.gasheat.cn/Periodical/202109.html


【声明】内容源于网络
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物联网平台建设、运维,物联网培训、教学
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