CN110119555B - 一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法 - Google Patents

一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110119555B
CN110119555B CN201910358562.6A CN201910358562A CN110119555B CN 110119555 B CN110119555 B CN 110119555B CN 201910358562 A CN201910358562 A CN 201910358562A CN 110119555 B CN110119555 B CN 110119555B
Authority
CN
China
Prior art keywords
maintenance
water turbine
dimensional model
establishing
model
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910358562.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110119555A (zh
Inventor
吕毅松
孔吉宏
罗茜
相飞行
丘恩华
徐斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Peak and Frequency Regulation Power Generation Co of China Southern Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Peak and Frequency Regulation Power Generation Co of China Southern Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peak and Frequency Regulation Power Generation Co of China Southern Power Grid Co Ltd filed Critical Peak and Frequency Regulation Power Generation Co of China Southern Power Grid Co Ltd
Priority to CN201910358562.6A priority Critical patent/CN110119555B/zh
Publication of CN110119555A publication Critical patent/CN110119555A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110119555B publication Critical patent/CN110119555B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06395—Quality analysis or management
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/20—Administration of product repair or maintenance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法，包括建立水轮机的三维模型，建立水轮机的故障检修数据库，根据设定的故障将建立好的三维模型转化为VR场景模型，建立故障检修判定实训基础库；本发明通过建立水轮机的标准、规范化的三维模型，并与VR场景模型进行转化，结合大屏显示技术，实现水轮机的虚拟装配与检修，大大增强了受训者的体验效果，提高培训效果，缩短培训时间；通过在VR场景模型内进行检修指令的操作，操作简单方便，可控性强；通过建立故障检修判定实训基础库，对检修操作进行判定和评价，并生成报告，便于对检修培训进行系统自动测评，实训效率高，同时也便于教学者进行指导。

Description

一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法
技术领域
本发明涉及机械设备相关领域，具体为一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法。
背景技术
水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。早在公元前100年前后，中国就出现了水轮机的雏形——水轮，用于提灌和驱动粮食加工器械。现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。水轮机及辅机是重要的水电设备是水力发电行业必不可少的组成部分，是充分利用清洁可再生能源实现节能减排、减少环境污染的重要设备，其技术发展与我国水电行业的发展规模相适应。在我国电力需求的强力拉动下，我国水轮机及辅机制造行业进入快速发展期，其经济规模及技术水平都有显著提高，我国水轮机制造技术已达世界先进水平。
为了了解真机的水力性能而制作，通常需要建立与真机的通流部分几何相似的水轮机模型，目前对水轮机运行、安装与检修的虚拟仿真模拟的实例有限，对水轮机进行定量化检修培训的效果不是很好，导致实训这者体验感差，影响实训质量，同时教学指导者缺少良好的辅助措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法，包括如下具体步骤：
S1：建立水轮机的三维模型，具体为：
S11：根据水轮机的装置与工程图提取出水轮机各零部件的相关图纸；
S12：根据工程图上所标注的各零部件的标准尺寸进行三维绘图，构建其三维模型；
S13：根据总的装配工程图上各零部件的相对应关系，对各零部件的三维模型图进行装配，采用由内向外的装配方式，先选择一个中心部件作为基本部件，依次向外逐级装配，直到完成整个装配过程为止；
S2：建立水轮机的故障检修数据库，根据设定的故障将建立好的三维模型转化为VR场景模型，并在VR场景模型的基础上构建各装配零部件的检修模块，搭建检修仿真虚拟平台；
S3：建立故障检修判定实训基础库，对各设定的故障建立检修判定逻辑编程，并与VR场景模型内的检修操作建立监控连接；
S4：根据检修模块在VR场景模型内发送检修指令，在三维模型内进行检修操作；
S5：系统根据检修操作调取实训基础库内的检修判定逻辑编程并进行相应的匹配，对检修操作进行判定和评价，并生成报告。
作为本发明一种优选的技术方案，所述VR场景模型通过VR可穿戴设备进行画面显示。
作为本发明一种优选的技术方案，VR场景模型与大屏显示系统连接，并通过大屏和VR可穿戴设备同步进行画面显示，大屏上设置有触摸式屏显。
作为本发明一种优选的技术方案，所述建立水轮机的三维模型中，使用Solidworks将零部件按照一定的约束关系进行组合，并对装配模型进行间隙分析、重量管理等操作。
作为本发明一种优选的技术方案，所述三维模型的构建是以各零部件断面的函数曲线建立坐标系，并通过各断面及其控制引导线拉伸得到零部件的面，最后参数化零部件断面的厚度，采取均匀过渡，得到水轮机实体。
作为本发明一种优选的技术方案，故障检修判定实训基础库内设置有教学模块，用于提供规范的故障检修操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过建立水轮机的标准、规范化的三维模型，并与VR场景模型进行转化，结合大屏显示技术，实现水轮机的虚拟装配与检修，大大增强了受训者的体验效果，提高培训效果，缩短培训时间；通过在VR场景模型内进行检修指令的操作，操作简单方便，可控性强；通过建立故障检修判定实训基础库，对检修操作进行判定和评价，并生成报告，便于对检修培训进行系统自动测评，实训效率高，同时也便于教学者进行指导。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：本发明提供一种技术方案：一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法，包括如下具体步骤：
S1：建立水轮机的三维模型，具体为：
S11：根据水轮机的装置与工程图提取出水轮机各零部件的相关图纸；
S12：根据工程图上所标注的各零部件的标准尺寸进行三维绘图，构建其三维模型；
S13：根据总的装配工程图上各零部件的相对应关系，对各零部件的三维模型图进行装配，采用由内向外的装配方式，先选择一个中心部件作为基本部件，依次向外逐级装配，直到完成整个装配过程为止；
S2：建立水轮机的故障检修数据库，根据设定的故障将建立好的三维模型转化为VR场景模型，并在VR场景模型的基础上构建各装配零部件的检修模块，搭建检修仿真虚拟平台；
S3：建立故障检修判定实训基础库，对各设定的故障建立检修判定逻辑编程，并与VR场景模型内的检修操作建立监控连接；
S4：根据检修模块在VR场景模型内发送检修指令，在三维模型内进行检修操作；
S5：系统根据检修操作调取实训基础库内的检修判定逻辑编程并进行相应的匹配，对检修操作进行判定和评价，并生成报告。
进一步的，所述VR场景模型通过VR可穿戴设备进行画面显示。
进一步的，VR场景模型与大屏显示系统连接，并通过大屏和VR可穿戴设备同步进行画面显示，大屏上设置有触摸式屏显。
进一步的，所述建立水轮机的三维模型中，使用Solidworks将零部件按照一定的约束关系进行组合，并对装配模型进行间隙分析、重量管理等操作。
进一步的，所述三维模型的构建是以各零部件断面的函数曲线建立坐标系，并通过各断面及其控制引导线拉伸得到零部件的面，最后参数化零部件断面的厚度，采取均匀过渡，得到水轮机实体。
进一步的，故障检修判定实训基础库内设置有教学模块，用于提供规范的故障检修操作。
本发明通过建立水轮机的标准、规范化的三维模型，并与VR场景模型进行转化，结合大屏显示技术，实现水轮机的虚拟装配与检修，大大增强了受训者的体验效果，提高培训效果，缩短培训时间；通过在VR场景模型内进行检修指令的操作，操作简单方便，可控性强；通过建立故障检修判定实训基础库，对检修操作进行判定和评价，并生成报告，便于对检修培训进行系统自动测评，实训效率高，同时也便于教学者进行指导。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1：建立水轮机的三维模型，具体为：
S11：根据水轮机的装置与工程图提取出水轮机各零部件的相关图纸；
S12：根据工程图上所标注的各零部件的标准尺寸进行三维绘图，构建其三维模型；
S13：根据总的装配工程图上各零部件的相对应关系，对各零部件的三维模型图进行装配，采用由内向外的装配方式，先选择一个中心部件作为基本部件，依次向外逐级装配，直到完成整个装配过程为止；
S2：建立水轮机的故障检修数据库，根据设定的故障将建立好的三维模型转化为VR场景模型，并在VR场景模型的基础上构建各装配零部件的检修模块，搭建检修仿真虚拟平台；
S3：建立故障检修判定实训基础库，对各设定的故障建立检修判定逻辑编程，并与VR场景模型内的检修操作建立监控连接；
S4：根据检修模块在VR场景模型内发送检修指令，在三维模型内进行检修操作；
S5：系统根据检修操作调取实训基础库内的检修判定逻辑编程并进行相应的匹配，对检修操作进行判定和评价，并生成报告。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法，其特征在于，所述VR场景模型通过VR可穿戴设备进行画面显示。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法，其特征在于，VR场景模型与大屏显示系统连接，并通过大屏和VR可穿戴设备同步进行画面显示，大屏上设置有触摸式屏显。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法，其特征在于，所述建立水轮机的三维模型中，使用Solidworks将零部件按照一定的约束关系进行组合，并对装配模型进行间隙分析、重量管理操作。
5.根据权利要求1所述的一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法，其特征在于，所述三维模型的构建是以各零部件断面的函数曲线建立坐标系，并通过各断面及其控制引导线拉伸得到零部件的面，最后参数化零部件断面的厚度，采取均匀过渡，得到水轮机实体。
6.根据权利要求1所述的一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法，其特征在于，故障检修判定实训基础库内设置有教学模块，用于提供规范的故障检修操作。
CN201910358562.6A 2019-04-30 2019-04-30 一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法 Active CN110119555B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910358562.6A CN110119555B (zh) 2019-04-30 2019-04-30 一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910358562.6A CN110119555B (zh) 2019-04-30 2019-04-30 一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110119555A CN110119555A (zh) 2019-08-13
CN110119555B true CN110119555B (zh) 2022-12-02

Family

ID=67521672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910358562.6A Active CN110119555B (zh) 2019-04-30 2019-04-30 一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110119555B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110826737A (zh) * 2019-11-06 2020-02-21 中水三立数据技术股份有限公司 一种基于虚拟现实技术的泵站检修管理方法及系统
CN114638865A (zh) * 2020-12-15 2022-06-17 华能北京热电有限责任公司 一种基于三维建模模拟燃机检修的培训方法
CN115188258B (zh) * 2022-05-31 2024-09-13 南方电网调峰调频发电有限公司 一种用于检修培训评价的水轮机导水机构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106339543A (zh) * 2016-08-26 2017-01-18 云南能投水电新能源技术工程有限公司 水轮机过流部件形貌修复模型构建方法
CN107035602A (zh) * 2017-06-14 2017-08-11 衢州市江氏电子科技有限公司 一种水轮机状态监测及故障诊断系统
CN108412659A (zh) * 2018-01-31 2018-08-17 贵州乌江水电开发有限责任公司东风发电厂 一种用于检修水轮机组的处理系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106339543A (zh) * 2016-08-26 2017-01-18 云南能投水电新能源技术工程有限公司 水轮机过流部件形貌修复模型构建方法
CN107035602A (zh) * 2017-06-14 2017-08-11 衢州市江氏电子科技有限公司 一种水轮机状态监测及故障诊断系统
CN108412659A (zh) * 2018-01-31 2018-08-17 贵州乌江水电开发有限责任公司东风发电厂 一种用于检修水轮机组的处理系统

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于eDrawings的三维虚拟可移动实验室研究与实现;丘恩华 等;《科技与创新》;20190105;第148-149页 *
基于SolidWorks开发水轮发电机组虚拟样机;陈涛 等;《水利电力》;20190125;第172-173页 *
基于SolidWorks的水轮发电机组虚拟培训系统开发;楚清河等;《吉林水利》;20150115(第01期);第44-47页 *
水电机组虚拟检修培训系统软件平台开发;岳青松等;《水电与新能源》;20160130(第01期);第7-11页 *
水轮发电机组检修的计算机仿真系统开发;陈晓山等;《西南交通大学学报》;20040428(第02期);第234-238页 *
水轮机调速器检修培训平台研究与开发;袁东成;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》;20171115;第1-67页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110119555A (zh) 2019-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110119555B (zh) 一种基于三维模型指导水轮机定量化检修实现方法
CN104281737B (zh) 一种海上风电场集电系统拓扑结构选型方法
CN102360535A (zh) 三维可视化仿真培训系统及其方法
CN106886839B (zh) 基于混合整数规划的水火电机组组合优化调度方法
CN106374832A (zh) 基于rtds的光伏机组仿真测试平台
CN105205244A (zh) 基于机电-电磁混合仿真技术的合环操作仿真系统
CN103337208A (zh) 基于电力电子技术的风力发电机组模拟系统及模拟方法
CN102904254A (zh) 电气化铁路注入电力系统谐波的仿真方法
CN105093042A (zh) 基于远动系统cid的智能变电站远动系统测试装置
CN111090241A (zh) 一种能源系统可视化方法
CN106855692A (zh) 源网联合实时仿真系统
Fang et al. Modeling and simulation of hydraulic transients for hydropower plants
CN104377818B (zh) 一种过载连切装置与自切装置配合的n‑1开断扫描系统
CN105909321A (zh) 风光浪（三能一储）互补压缩空气重力稳压大型空气透平发电机组
CN104361170B (zh) 适于大规模风电并网暂态稳定分析的风电场等值建模方法
CN102383407A (zh) 江河水利大坝逐级重复发电综合水电站
CN106326540B (zh) 水电站水能动态模拟算法
CN102779450A (zh) 一种风力发电综合实验平台
CN206450987U (zh) 源网联合实时仿真系统
Guo et al. The construction of running data analysis platform for pumped storage power station
CN206115481U (zh) 基于场景分析的水库水位控制系统
Feng et al. Analysis and application of hydropower real-time performance calculation
CN109066791A (zh) 一种风电模拟弃风序列的确定方法和装置
CN112196716B (zh) 一种高水头混流式水轮机节能装置及其工作方法
CN209265800U (zh) 一种浮式海上风电机组的混合模型实验装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Lv Yisong

Inventor after: Kong Jihong

Inventor after: Luo Qian

Inventor after: Xiang Feixing

Inventor after: Qiu Enhua

Inventor after: Xu Bin

Inventor before: Chen Tao

Inventor before: Sun Tingchang

Inventor before: Qiu Enhua

Inventor before: Zhou Gang

Inventor before: Xu Bin

Inventor before: Yi Chenggong

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20190813

Assignee: China Southern power grid peak shaving and frequency modulation (Guangdong) energy storage technology Co.,Ltd.

Assignor: China Southern Power Grid Energy Storage Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980042321

Denomination of invention: A Implementation Method for Quantitative Maintenance of Hydraulic Turbines Guided by 3D Models

Granted publication date: 20221202

License type: Common License

Record date: 20230922

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract