CN104636862B - 一种电熔镁炉生产过程实时数据发布系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电熔镁炉生产过程实时数据发布系统及方法，该系统包括现场计算机、云端服务器和本地计算机，在电熔镁炉生产过程中，现场计算机实时获取电熔镁炉生产过程生产数据，发送至云端服务器；云端服务器将电熔镁炉生产过程生产数据发送至本地计算机；本地计算机将接收的数据进行解析，解析出实时电熔镁炉生产数据，建立虚拟电熔镁炉生产工况库，将实时电熔镁炉生产数据数据库中的实时电熔镁炉生产数据与虚拟电熔镁炉生产工况库进行匹配，根据匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的实时电熔镁炉生产数据，通过UDP通信协议与Unity3d的异步通信方式，将实时电熔镁炉生产数据显示在虚拟交互场景中，还原电熔镁炉工业生产场景。

Description

一种电熔镁炉生产过程实时数据发布系统及方法
技术领域
本发明属于虚拟现实技术领域，具体涉及一种电熔镁炉生产过程实时数据发布系统及方法。
背景技术
三维虚拟交互展示设计是伴随着虚拟现实技术和相关计算机应用技术的产生而形成，它利用计算机虚拟现实技术并整合图像、声音、动画、视频等多媒体手段，通过创建和表现虚拟物体与虚拟空间，使信息的展示方式有了新的途径和形式，使信息更直观、高效的传递。三维虚拟交互展示设计技术国外较为成熟，国内处于起步阶段，普通虚拟展示只能完成虚拟漫游功能和摄像机动画漫游功能。多用于产品展示、景区导览、楼盘样板间演示、网上展厅等，在工业领域特别是电熔镁炉领域并没有得到重视。随着耐高温、耐腐蚀的电熔镁耐火材料逐渐得到社会的认可，电熔镁被广泛地应用于冶金行业、玻璃工业、水泥工业、家电加热器和高温化学工业等诸多领域，在高技术支撑下的工业现代化和信息化进程中，虚拟交互展示设计在工业领域中有着广阔的发展前景。
电熔镁砂的质量与三相电流设定值、电熔镁炉设施运行、半成品冷却过程密切相关。将虚拟现实技术应用于电熔镁炉生产过程表现中，对电熔镁炉生产数据进行可视化表达，把传统的通过视听获取电熔镁炉生产信息转化为通过视觉获取。
现有的虚拟交互展示技术只能解决电熔镁炉电压电流数值的展示功能，对于真实电熔镁炉生产场景的变化，特别是随着不同的工况导致的场景变化，真实电熔镁炉炉内的生产状况等无法进行同步表达和展示。
发明内容
针对现有技术的不足，提供一种电熔镁炉生产过程实时数据发布系统及方法。
本发明的技术方案是：
一种电熔镁炉生产过程实时数据发布系统，包括现场计算机、云服务器和本地计算机；
所述的现场计算机设置有实时生产数据模块，用于在电熔镁炉生产过程中，实时获取电熔镁炉生产过程生产数据，发送至云端服务器；电熔镁炉生产过程生产数据包括：电熔镁炉的三相电极电压、电熔镁炉的三相电极电流、电熔镁炉的单吨能耗和电熔镁炉的用电需量；
所述的云端服务器，用于将电熔镁炉生产过程生产数据发送至本地数据库服务模块；
所述的本地计算机设置有本地数据库服务模块、虚拟工况模块、交互式三维场景模块和人机交互模块；
所述的本地数据库服务模块，用于将接收的数据进行解析，解析出真实现场实时电熔镁炉生产数据，并建立实时电熔镁炉生产数据数据库；
所述的虚拟工况模块，用于建立虚拟电熔镁炉生产工况库，包括正常熔炼工况、起炉工况、打料工况、排气工况、停止熔炼工况；将实时电熔镁炉生产数据数据库中的真实现场实时电熔镁炉生产数据与虚拟电熔镁炉生产工况库进行匹配，得到匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据；
所述的交互式三维场景模块，用于根据匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据，通过UDP通信协议与Unity3d的异步通信方式，将真实现场实时电熔镁炉生产数据实时显示在虚拟交互场景中，还原电熔镁炉工业生产场景；
所述的人机交互模块，用于根据工作人员的操作，在虚拟交互场景中显示出不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据。
采用电熔镁炉生产过程实时数据发布系统进行电熔镁炉生产过程实时数据发布的方法，包括以下步骤：
步骤1：在电熔镁炉生产过程中，现场计算机实时获取电熔镁炉生产过程生产数据，发送至云端服务器；电熔镁炉生产过程生产数据包括：电熔镁炉的三相电极电压、电熔镁炉的三相电极电流、电熔镁炉的单吨能耗和电熔镁炉的用电需量；
步骤2：云端服务器将电熔镁炉生产过程生产数据发送至本地计算机；
步骤3：本地计算机将接收的数据进行解析，解析出真实现场实时电熔镁炉生产数据，并建立实时电熔镁炉生产数据数据库；
步骤4：建立虚拟电熔镁炉生产工况库，包括正常熔炼工况、起炉工况、打料工况、排气工况、停止熔炼工况；
步骤5：将实时电熔镁炉生产数据数据库中的真实现场实时电熔镁炉生产数据与虚拟电熔镁炉生产工况库进行匹配，得到匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据；
步骤6：根据匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据，通过UDP通信协议与Unity3d的异步通信方式，将真实现场实时电熔镁炉生产数据实时显示在虚拟交互场景中，还原电熔镁炉工业生产场景；
步骤7：根据工作人员的操作，在虚拟交互场景中显示出不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种电熔镁炉生产过程实时数据发布系统及方法，通过采集真实现场实时电熔镁炉生产数据建立虚拟工况库，并利用变送器采集并解析真实现场实时电熔镁炉生产数据，根据解析后的真实现场实时电熔镁炉生产数据，Unity3D脚本驱动虚拟工况库将解析后的真实现场实时电熔镁炉生产数据对应的虚拟工况在虚拟交互场景中进行显示，实现了虚拟交互场景实时生产工况的同步虚拟可视化。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中的电熔镁炉生产过程实时数据发布系统的结构框图；
图2为本发明具体实施方式中的电熔镁炉生产过程实时数据发布方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式加以详细的说明。
一种电熔镁炉生产过程实时数据发布系统，如图1所示，包括现场计算机、云服务器和本地计算机。
本实施方式中，选用的现场计算机为戴尔T420，选用的本地计算机为戴尔T7610。
现场计算机设置有实时生产数据模块，用于在电熔镁炉生产过程中，实时获取电熔镁炉生产过程生产数据，发送至云端服务器；电熔镁炉生产过程生产数据包括：电熔镁炉的三相电极电压、电熔镁炉的三相电极电流、电熔镁炉的单吨能耗和电熔镁炉的用电需量。
本实施方式中，获取的电熔镁炉的三相电极电压：起炉电压220V，正常熔炼170V；
电熔镁炉的三相电极电流：电流起炉5000A，正常熔炼1.5WA；
电熔镁炉的单吨能耗：单吨能耗150Kwh/t；
电熔镁炉的用电需量：60KW。
本地计算机设置有本地数据库服务模块、虚拟工况模块、交互式三维场景模块和人机交互模块。
本地数据库服务模块，用于将接收的数据进行解析，解析出真实现场实时电熔镁炉生产数据，并建立实时电熔镁炉生产数据数据库。
虚拟工况模块，用于建立虚拟电熔镁炉生产工况库，包括正常熔炼工况、起炉工况、打料工况、排气工况、停止熔炼工况；将实时电熔镁炉生产数据数据库中的真实现场实时电熔镁炉生产数据与虚拟电熔镁炉生产工况库进行匹配，得到匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据。
本实施方式中，得到匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据为：
当电压在200V-220V，电流低于8000A，判定为起炉工况；
当电压在160V-200V，电流急速下降且低于8000A，判定为排气工况；
当电压在160V-200V，电流缓慢下降且在8000A-12000A，判定为打料工况；
当电压在160V-200V，电流在12000A-16000A，判定为正常熔炼；
当电压为0V，电流为0A，判定停止熔炼。
交互式三维场景模块，用于根据匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据，通过UDP通信协议与Unity3d的异步通信方式，将真实现场实时电熔镁炉生产数据实时显示在虚拟交互场景中，还原电熔镁炉工业生产场景。本实施方式中，还实现对生产场景的渲染，并设置摄像机动画、自主漫游、碰撞和视点切换的交互功能。
人机交互模块，用于根据工作人员的操作，在虚拟交互场景中显示出不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据。
采用电熔镁炉生产过程实时数据发布系统进行电熔镁炉生产过程实时数据发布的方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤1：在电熔镁炉生产过程中，现场计算机实时获取电熔镁炉生产过程生产数据，发送至云端服务器；电熔镁炉生产过程生产数据包括：电熔镁炉的三相电极电压、电熔镁炉的三相电极电流、电熔镁炉的单吨能耗和电熔镁炉的用电需量。
步骤2：云端服务器将电熔镁炉生产过程生产数据发送至本地计算机。
步骤3：本地计算机将接收的数据进行解析，解析出真实现场实时电熔镁炉生产数据，并建立实时电熔镁炉生产数据数据库。
步骤4：建立虚拟电熔镁炉生产工况库，包括正常熔炼工况、起炉工况、打料工况、排气工况、停止熔炼工况。
步骤5：将实时电熔镁炉生产数据数据库中的真实现场实时电熔镁炉生产数据与虚拟电熔镁炉生产工况库进行匹配，得到匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据。
步骤6：根据匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据，通过UDP通信协议与Unity3d的异步通信方式，将真实现场实时电熔镁炉生产数据实时显示在虚拟交互场景中，还原电熔镁炉工业生产场景。
步骤7：根据工作人员的操作，在虚拟交互场景中显示出不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的真实现场实时电熔镁炉生产数据。

Claims (2)

1.一种电熔镁炉生产过程实时数据发布系统，包括现场计算机、云端服务器和本地计算机；
其特征在于：
所述的现场计算机设置有实时生产数据模块，用于在电熔镁炉生产过程中，实时获取电熔镁炉生产过程生产数据，发送至云端服务器；电熔镁炉生产过程生产数据包括：电熔镁炉的三相电极电压、电熔镁炉的三相电极电流、电熔镁炉的单吨能耗和电熔镁炉的用电需量；
所述的云端服务器，用于将电熔镁炉生产过程生产数据发送至本地计算机的本地数据库服务模块；
所述的本地计算机设置有本地数据库服务模块、虚拟工况模块、交互式三维场景模块和人机交互模块；
所述的本地数据库服务模块，用于将接收的数据进行解析，解析出电熔镁炉生产过程中的实时电熔镁炉生产数据，并建立实时电熔镁炉生产数据数据库；
所述的虚拟工况模块，用于建立虚拟电熔镁炉生产工况库，包括正常熔炼工况、起炉工况、打料工况、排气工况、停止熔炼工况；将实时电熔镁炉生产数据数据库中的实时电熔镁炉生产数据与虚拟电熔镁炉生产工况库进行匹配，得到匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的实时电熔镁炉生产数据；
所述的交互式三维场景模块，用于根据匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的实时电熔镁炉生产数据，通过UDP通信协议与Unity3d的异步通信方式，将实时电熔镁炉生产数据实时显示在虚拟交互场景中，还原电熔镁炉工业生产场景；
所述的人机交互模块，用于根据工作人员的操作，在虚拟交互场景中显示出不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的实时电熔镁炉生产数据。
2.采用权利要求1所述的电熔镁炉生产过程实时数据发布系统进行电熔镁炉生产过程实时数据发布的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在电熔镁炉生产过程中，现场计算机实时获取电熔镁炉生产过程生产数据，发送至云端服务器；电熔镁炉生产过程生产数据包括：电熔镁炉的三相电极电压、电熔镁炉的三相电极电流、电熔镁炉的单吨能耗和电熔镁炉的用电需量；
步骤2：云端服务器将电熔镁炉生产过程生产数据发送至本地计算机；
步骤3：本地计算机将接收的数据进行解析，解析出实时电熔镁炉生产数据，并建立实时电熔镁炉生产数据数据库；
步骤4：建立虚拟电熔镁炉生产工况库，包括正常熔炼工况、起炉工况、打料工况、排气工况、停止熔炼工况；
步骤5：将实时电熔镁炉生产数据数据库中的实时电熔镁炉生产数据与虚拟电熔镁炉生产工况库进行匹配，得到匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的实时电熔镁炉生产数据；
步骤6：根据匹配后的不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的实时电熔镁炉生产数据，通过UDP通信协议与Unity3d的异步通信方式，将实时电熔镁炉生产数据实时显示在虚拟交互场景中，还原电熔镁炉工业生产场景；
步骤7：根据工作人员的操作，在虚拟交互场景中显示出不同虚拟电熔镁炉生产工况条件下的实时电熔镁炉生产数据。
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