CN112347586A - 对液压系统进行数字孪生的系统 - Google Patents

对液压系统进行数字孪生的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112347586A
CN112347586A CN202011262121.5A CN202011262121A CN112347586A CN 112347586 A CN112347586 A CN 112347586A CN 202011262121 A CN202011262121 A CN 202011262121A CN 112347586 A CN112347586 A CN 112347586A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydraulic system
digital
data
edge side
unit
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.)
Pending
Application number
CN202011262121.5A
Other languages
English (en)
Inventor
葛志伟
马琛俊
张晓伟
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.)
Shanghai Electric Hydraulics and Pneumatics Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Electric Hydraulics and Pneumatics 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 Shanghai Electric Hydraulics and Pneumatics Co Ltd filed Critical Shanghai Electric Hydraulics and Pneumatics Co Ltd
Priority to CN202011262121.5A priority Critical patent/CN112347586A/zh
Publication of CN112347586A publication Critical patent/CN112347586A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • 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
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y20/00—Information sensed or collected by the things
    • G16Y20/20—Information sensed or collected by the things relating to the thing itself
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y40/00—IoT characterised by the purpose of the information processing
    • G16Y40/10—Detection; Monitoring
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y40/00—IoT characterised by the purpose of the information processing
    • G16Y40/20—Analytics; Diagnosis
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/10—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/20—Configuration CAD, e.g. designing by assembling or positioning modules selected from libraries of predesigned modules

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种对液压系统进行数字孪生的系统，包括液压系统数字孪生管理终端、用于与液压系统连接的边缘侧检测器以及云端,通过液压系统数字孪生管理终端上的管理软件对数字元件的设计、对数字液压系统模型的搭建，并在边缘侧检测器的辅助下对数字元件模型的关键参数进行计算，通过边缘侧检测器根据关键参数计算各数字元件模型的实测数据，通过云端对数字液压系统模型进行存储和管理、对数字液压系统的展示运行以及根据来自边缘侧检测器的实测数据对液压系统进行监测，实现了从设计到报废的全生命周期对液压系统状况的监测。

Description

对液压系统进行数字孪生的系统
技术领域
本发明涉及液压系统技术领域，尤其涉及一种对液压系统进行数字孪生的系统。
背景技术
工程机械也称为移动机械，基本都是在室外和野外施工使用，且很多工作环境是在山区或是较为偏远的地方。液压系统作为工程机械的核心驱动系统，其从设计、使用、检修和报废的全生命周期的情况直接关乎工程机械制作商和终端客户的经济效益。
目前，对液压系统的监测技术情况如下：
1、仅仅将液压系统监测点的传感器数据上传给云端，由云端进行存储与分析，这种方式没有通用性，每一个新的系统都需要重新从硬件和软件代码方面重新设计制作，工作量巨大。
2、将液压系统设计和定义都在云端完成，工作量大而复杂，由云端进行分析和控制，没有考虑到工程机械的现场工况复杂性。
3、云端仅仅根据数据点进行简单分析，提示监测人员对故障进行提前排查。
4、国内的工程机械中，设计仿真主要基于国外数学软件，元件选型与设计是分离的，导致仿真系统与实际系统偏差较大；在设计后，现场试验也只是对运行记录进行事后分析，无法对现有设计和后期全生命周期的调整做出贡献。
可见，在目前的技术中，均无法对液压系统进行真正的数字孪生，无法从设计到报废的全生命周期对液压系统的状况进行监测。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种对液压系统进行数字孪生的系统。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种对液压系统进行数字孪生的系统，包括液压系统数字孪生管理终端、用于与液压系统连接的边缘侧检测器以及液压系统数字孪生云端，所述液压系统数字孪生管理终端与边缘侧检测器连接，所述液压系统数字孪生管理终端以及边缘侧检测器通过网络与液压系统数字孪生云端连接；
所述液压系统数字孪生管理终端安装有液压系统数字孪生管理软件，所述管理软件包括：
数字元件构建单元，用于供用户从预设的元件库选取元件模型，并对该元件模型的属性和参数进行设置，所述元件包括基本液压元件、传感器元件以及智能装置元件；
数字液压系统模型搭建单元，用于通过由所述数字元件构建单元构建的数字元件搭建数字液压系统模型；
映射配置单元，用于供用户配置配置信息，所述配置信息包括实际元件与数字元件的一一对应关系和逻辑、实际元件在液压系统中的位置、传感器信号与实际值的对应关系以及检测信号与所述边缘侧检测器的检测信号接收通道的一一对应关系，所述检测信号包括传感器信号以及总线信号；
第一数据收发单元，用于将搭建的数字液压系统模型和所述配置信息发送给边缘侧检测器、接收来自边缘侧检测器的检测数据、将关键参数发送给边缘侧检测器以及将数字液压系统模型、配置信息和关键参数发送给云端；
关键参数计算单元，用于根据来自边缘侧检测器的检测数据对数字液压系统模型各元件模型的关键参数进行计算；
所述边缘侧检测器安装有边缘侧程序，所述边缘侧程序包括：
第二数据收发单元，用于接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的配置信息、将各检测数据发送给液压系统数字孪生管理终端、接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的关键参数以及实时将各实测数据发送给所述云端；
检测信号采集单元，用于根据所述配置信息通过相应的检测信号接收通道从液压系统实时采集各检测信号；
映射实施单元，用于根据所述配置信息将所述各检测信号与相应的数字元件对应；
边缘侧数据计算单元，用于根据所述配置信息将当前采集到的各检测信号转换为相应的实际值，形成所述检测数据，并根据所述关键参数、各检测数据以及各元件模型实时算出各元件的实测数据；
所述云端安装有云端管理程序，所述云端管理程序包括：
第三数据收发单元，用于接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的数字液压系统模型、配置信息和关键参数以及用于实时接收来自所述边缘侧检测器的各实测数据；
液压数字系统管理单元，用于存储数字液压系统模型、配置信息和关键参数、对相应的液压系统进行云端注册以及动态运行数字液压系统；
评估与预测单元，用于根据各实测数据对相应液压系统的运行状况进行评估以及对相应液压系统的寿命进行预测。
本发明提供了一种对液压系统进行数字孪生的系统，通过液压系统数字孪生管理终端上的管理软件对数字元件的设计、对数字液压系统模型的搭建，并在边缘侧检测器的辅助下对数字元件模型的关键参数进行计算，通过边缘侧检测器根据关键参数和数字元件模型计算各数字元件模型的实测数据，通过云端对数字液压系统模型进行存储和管理、对数字液压系统的展示运行以及根据来自边缘侧检测器的实测数据对液压系统进行监测，实现了从设计到报废的全生命周期对液压系统状况的监测，解决了硬件和软件对应不同液压系统的通用性问题。
数字液压系统模型的设计和搭建都在液压系统数字孪生管理终端上进行，在云端只需对液压系统进行注册，就可以自动运行数字液压系统，无需在云端设计和定义。
云端可以根据实测数据对液压系统的运行状况进行评估，对液压系统的寿命进行预测。
此外，元件库基于液压系统设计，可避免目前数字液压系统与实际系统产生较大偏差的问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的边缘侧检测器的内部结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本说明书实施例提供一种对液压系统进行数字孪生的系统，包括液压系统数字孪生管理终端110、边缘侧检测器120以及云端130。
液压系统数字孪生管理终端110与边缘侧检测器120连接，液压系统数字孪生管理终端110以及边缘侧检测器120通过网络与云端130连接，边缘侧检测器120用于与液压系统2连接，从液压系统2获取检测数据，检测数据包括传感器实际值以及总线信号，总线信号是指液压系统中的智能装置的数字信号。
液压系统数字孪生管理终端110可以采用计算机或者平板电脑，其上安装有液压系统数字孪生管理软件，该管理软件包括数字元件构建单元、数字液压系统模型搭建单元、映射配置单元、第一数据收发单元、关键参数计算单元以及离线仿真单元。其中：
数字元件构建单元，用于供用户从预设的元件库选取元件模型，并对该元件模型的属性和参数进行设置，从而设计数字元件，其中，元件包括基本液压元件、传感器元件以及智能装置元件。
元件库基于实际液压系统进行设计，基本液压元件包括电机元件、液压缸元件、液压泵/马达元件、负载元件、液压阀元件、液压辅件元件以及环境变量，环境变量是指液压系统中除液压元件以外的其它元素，如液压油、环境温度等。
每个元件模型均具有属性和参数。
以溢流阀为例，其属性和参数分别为：
属性：最小压力Pmi n，最大流量qmax，开启压力P0，稳定工作最小流量Pk，最大允许背压Pt。
参数：进口压力P2，出口压力P1，进口流量q2，出口流量q1，系数Cd。
数字液压系统模型搭建单元，用于通过由数字元件构建单元构建的数字元件搭建数字液压系统模型。
在本实施例中，管理软件可以提供图形化的界面供用户对数字元件设计和数字液压系统模型的搭建。
映射配置单元，用于供用户配置配置信息，配置信息包括实际元件与数字元件的一一对应关系和逻辑、实际元件在液压系统中的位置、传感器信号与实际值的对应关系以及检测信号与边缘侧检测器120的检测信号接收通道的一一对应关系，检测信号包括传感器信号以及总线信号。
上述配置确定后，也就确定了实际液压系统与数字液压系统的对应关系。
各数字元件在系统中具有各自的位置，上述逻辑就是指一个数字元件是否允许在某个位置出现，如电机与溢流阀不能直接连接。
第一数据收发单元，用于将搭建的数字液压系统模型和上述配置信息发送给边缘侧检测器120、接收来自边缘侧检测器120的检测数据、将关键参数发送给边缘侧检测器120以及将数字液压系统模型、配置信息和关键参数发送给云端130。
关键参数计算单元，用于根据来自边缘侧检测器120的检测数据对数字液压系统模型各元件模型的关键参数进行计算。
以溢流阀为例，根据其元件模型可以确定公式：
Figure BDA0002774964120000051
其中，q1＝q2为两个流量传感器的实际值，在系统测试阶段，可以在溢流阀的进出口分别设置一个流量传感器，在测试阶段结束后再移除。P1和P2为溢流阀中设置的两个压力传感器的实际值，ρ＝0.8kg/m3。
根据上述公式以及三组q1、q2、P1、P2以及ρ(参见表1)，可以计算出溢流阀模型的关键参数Cd的平均值为86.265。
Figure BDA0002774964120000052
Figure BDA0002774964120000061
表1
离线仿真单元，用于对搭建好的数字液压系统模型进行离线仿真以供用户调试元件模型的属性和参数。
如图2所示，边缘侧检测器120的硬件部分包括控制模块121、用于形成多个检测信号接收通道的多个检测信号接收模块122、数据存储模块123、网络模块124以及调试模块125，控制模块121与多个检测信号接收模块122、数据存储模块123、网络模块124以及调试模块125连接，多个检测信号接收模块122以及网络模块124均与数据存储模块123连接。
多个检测信号接收模块122用于从实际液压系统2接收不同的检测信号，数据存储模块123用于对检测数据进行存储，控制模块121对各模块123进行控制，网络模块124用于将存储的数据发送至云端130，调试模块125用于调试边缘侧检测器120各个硬件和软件模块的性能，调试模块125内设置了调试程序，调试程序可以通过控制模块121获取各个硬件和软件模块的数据，并发送给外部调试设备，如计算机。
其中，多个检测信号接收模块采用ADC模块、I O模块、总线模块、RS485模块以及RS232模块。
边缘侧检测器120的软件部分安装有边缘侧程序，边缘侧程序包括第二数据收发单元、检测信号采集单元、映射实施单元、边缘侧数据计算单元、实测数据短期存储单元以及边云协同模块。其中：
第二数据收发单元，用于接收来自液压系统数字孪生管理终端110的配置信息、将各检测数据发送给液压系统数字孪生管理终端110、接收来自液压系统数字孪生管理终端110的关键参数以及实时将各实测数据发送给云端130。
检测信号采集单元，用于根据配置信息通过相应的检测信号接收通道从液压系统2实时采集各检测信号。
映射实施单元，用于根据配置信息将各检测信号与相应的数字元件对应。
边缘侧数据计算单元，用于根据配置信息将当前采集到的各检测信号转换为相应的实际值，形成上述检测数据，并根据关键参数、各检测数据以及各元件模型实时算出各元件的实测数据。
其中，由于传感器信号是电信号，需要根据配置信息中其与实际值的对应关系，将其转换为实际值，如位移传感器电信号为5v，其实际值为5cm。得到各传感器的实际值以及各智能装置的数字信号后，即形成本文中的检测数据。
同样以溢流阀为例，在上一个例子中，已经计算出了溢流阀模型的关键参数Cd的平均值，那么，我们可以根据实时的P1和P2以及上述公式计算出溢流阀进出口的流量值，作为实测值，由于流量传感器价格10倍于压力传感器，所以在实时获得实测值的过程中选择压力传感器来算出流量数据。
较佳地，边缘侧数据计算单元，还用于：
将实测数据与相应的阈值范围进行比对，若超出阈值范围，则通过第二数据收发单元向云端130进行报警。
实测数据短期存储单元，用于对实测数据进行短期存储(48-72小时)。短期存储的目的是现场实时检测，因为采集速率高，存储数据量较大，所以只能短期存储。云端因为存储时间较长，存储数据量更大，所以只能限制采样速率，边缘侧和云端的采样速率不同，例如边缘侧24小时数据存储量为3GB，云端5年的数据存储量为3GB。
边云协同模块，用于与云端130上的边云协同模块配合，对边缘侧程序进行更新。
云端130安装有云端管理程序，云端管理程序包括第三数据收发单元、液压数字系统管理单元、评估与预测单元、集群数据展示单元、数据长期存储单元以及边云协同模块。其中：
第三数据收发单元，用于接收来自液压系统数字孪生管理终端110的数字液压系统模型、配置信息和关键参数以及用于实时接收来自边缘侧检测器120的各实测数据。
液压数字系统管理单元，用于存储数字液压系统模型、配置信息和关键参数、对相应的液压系统进行云端注册以及根据实测数据动态运行数字液压系统。
较佳地，液压数字系统管理单元还可以按照序号对各数字液压系统进行管理。
评估与预测单元，用于根据各实测数据对相应液压系统的运行状况进行评估以及对相应液压系统的寿命进行预测。
数据长期存储单元，用于对从评估与预测单元获得的结果进行长期存储(1-10年)。存储的数据可以作为评估与预测单元进行评估及预测的数据样本，同时对下一代液压系统的设计提供数据基础。
集群数据展示单元，用于根据数据长期存储单元存储的数据进行数据统计、动态展示以及大数据分析。
边云协同模块，用于与边缘侧检测器120上的边云协同模块配合，对边缘侧程序进行更新。
通过本发明系统对液压系统进行数字孪生的过程如下：
一、系统设计阶段：
1、在管理软件中，用户通过液压系统数字孪生管理软件从元件库选取元件模型，并对该元件模型的属性和参数进行设置。
2、通过各数字元件搭建数字液压系统模型。
3、对搭建完成的数字液压系统模型进行离线仿真，对元件模型的属性和参数进行调试，直到系统模型仿真达到理想结果：仿真数据满足设计要求。
4、在系统模型中确定监测点并插入数字传感器。
二、系统测试阶段
1、将实际液压系统上的各传感器和智能装置与边缘侧检测器120连接，将边缘侧检测器120与液压系统数字孪生管理终端110连接，边缘侧检测器120通过配置信息将检测数据接收通道与相应的数字元件一一映射。
2、边缘侧检测器120先从液压系统2采集若干组检测信号，形成检测数据，液压系统数字孪生管理终端110上的液压系统数字孪生管理软件根据来自边缘侧检测器120的检测数据对数字液压系统模型各元件模型的关键参数进行计算。
三、系统使用阶段：
1、液压系统数字孪生管理终端110将数字液压系统模型、配置信息和关键参数发送给云端130。
2、云端130对数字液压系统模型、配置信息和关键参数进行存储，对相应的液压系统进行云端注册，并动态运行数字液压系统。
3、边缘侧检测器120实时采集检测信号，形成检测数据，并根据关键参数、各检测数据以及各元件模型实时算出各元件的实测数据，将实测数据实时发送给云端130。
4、云端130根据得到的实测数据对相应液压系统的运行状况进行评估、对相应液压系统的寿命进行预测，并可结合集群数据进行数据统计、动态展示以及大数据分析。
四、系统报废阶段：
云端130对某液压系统的运行状况进行评估，确定为报废系统后，会对该报废系统进行标记并封存，停止相应的评估和预测，这些数据作为下一代液压系统设计的数据基础。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种对液压系统进行数字孪生的系统，其特征在于，包括液压系统数字孪生管理终端、用于与液压系统连接的边缘侧检测器以及液压系统数字孪生云端，所述液压系统数字孪生管理终端与边缘侧检测器连接，所述液压系统数字孪生管理终端以及边缘侧检测器通过网络与液压系统数字孪生云端连接；
所述液压系统数字孪生管理终端安装有液压系统数字孪生管理软件，所述管理软件包括：
数字元件构建单元，用于供用户从预设的元件库选取元件模型，并对该元件模型的属性和参数进行设置，所述元件包括基本液压元件、传感器元件以及智能装置元件；
数字液压系统模型搭建单元，用于通过由所述数字元件构建单元构建的数字元件搭建数字液压系统模型；
映射配置单元，用于供用户配置配置信息，所述配置信息包括实际元件与数字元件的一一对应关系和逻辑、实际元件在液压系统中的位置、传感器信号与实际值的对应关系以及检测信号与所述边缘侧检测器的检测信号接收通道的一一对应关系，所述检测信号包括传感器信号以及总线信号；
第一数据收发单元，用于将搭建的数字液压系统模型和所述配置信息发送给边缘侧检测器、接收来自边缘侧检测器的检测数据、将关键参数发送给边缘侧检测器以及将数字液压系统模型、配置信息和关键参数发送给云端；
关键参数计算单元，用于根据来自边缘侧检测器的检测数据对数字液压系统模型各元件模型的关键参数进行计算；
所述边缘侧检测器安装有边缘侧程序，所述边缘侧程序包括：
第二数据收发单元，用于接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的配置信息、将各检测数据发送给液压系统数字孪生管理终端、接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的关键参数以及实时将各实测数据发送给所述云端；
检测信号采集单元，用于根据所述配置信息通过相应的检测信号接收通道从液压系统实时采集各检测信号；
映射实施单元，用于根据所述配置信息将所述各检测信号与相应的数字元件对应；
边缘侧数据计算单元，用于根据所述配置信息将当前采集到的各检测信号转换为相应的实际值，形成所述检测数据，并根据所述关键参数、各检测数据以及各元件模型实时算出各元件的实测数据；
所述云端安装有云端管理程序，所述云端管理程序包括：
第三数据收发单元，用于接收来自所述液压系统数字孪生管理终端的数字液压系统模型、配置信息和关键参数以及用于实时接收来自所述边缘侧检测器的各实测数据；
液压数字系统管理单元，用于存储数字液压系统模型、配置信息和关键参数、对相应的液压系统进行云端注册以及动态运行数字液压系统；
评估与预测单元，用于根据各实测数据对相应液压系统的运行状况进行评估以及对相应液压系统的寿命进行预测。
2.根据权利要求1所述的一种对液压系统进行数字孪生的系统，其特征在于，所述管理软件还包括离线仿真单元，用于对数字液压系统模型进行离线仿真以供用户调试元件模型的属性和参数。
3.根据权利要求2所述的一种对液压系统进行数字孪生的系统，其特征在于，所述边缘侧检测器包括控制模块、用于形成多个检测信号接收通道的多个检测信号接收模块、数据存储模块、网络模块以及调试模块，所述控制模块与所述多个检测信号接收模块、数据存储模块、网络模块以及调试模块连接，所述多个检测信号接收模块以及网络模块均与所述数据存储模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种对液压系统进行数字孪生的系统，其特征在于，所述多个检测信号接收模块采用ADC模块、I O模块、总线模块、RS485模块以及RS232模块。
5.根据权利要求4所述的一种对液压系统进行数字孪生的系统，其特征在于，所述边缘侧数据计算单元，还用于：
将所述实测数据与相应的阈值范围进行比对，若超出所述阈值范围，则通过所述第二数据收发单元向所述云端进行报警。
6.根据权利要求5所述的一种对液压系统进行数字孪生的系统，其特征在于,所述边缘侧程序还包括实测数据短期存储单元，用于对实测数据进行短期存储。
7.根据权利要求6所述的一种对液压系统进行数字孪生的系统，其特征在于,所述云端管理程序还包括：
数据长期存储单元，用于对从所述评估与预测单元获得的结果进行长期存储；
集群数据展示单元，用于根据数据长期存储单元存储的数据进行数据统计、动态展示以及大数据分析。
8.根据权利要求7所述的一种对液压系统进行数字孪生的系统，其特征在于，所述液压数字系统管理单元还用于按照序号对各数字液压系统进行管理。
9.根据权利要求8所述的一种对液压系统进行数字孪生的系统，其特征在于，所述边缘侧程序以及云端管理程序均还包括边云协同模块，用于对边缘侧程序进行更新。
10.根据权利要求9所述的一种对液压系统进行数字孪生的系统，其特征在于，所述基本液压元件包括电机元件、液压缸元件、液压泵/马达元件、负载元件、液压阀元件、液压辅件元件、传感器元件以及环境变量。
CN202011262121.5A 2020-11-12 2020-11-12 对液压系统进行数字孪生的系统 Pending CN112347586A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011262121.5A CN112347586A (zh) 2020-11-12 2020-11-12 对液压系统进行数字孪生的系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011262121.5A CN112347586A (zh) 2020-11-12 2020-11-12 对液压系统进行数字孪生的系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112347586A true CN112347586A (zh) 2021-02-09

Family

ID=74362699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011262121.5A Pending CN112347586A (zh) 2020-11-12 2020-11-12 对液压系统进行数字孪生的系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112347586A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113759753A (zh) * 2021-08-31 2021-12-07 广东利元亨智能装备股份有限公司 一种基于数字孪生平台的仿真调试系统
CN115408892A (zh) * 2022-11-03 2022-11-29 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种液压泵虚实交互方法及系统
CN116950957A (zh) * 2023-06-02 2023-10-27 上海电气液压气动有限公司 一种智慧液压云仿真系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108107841A (zh) * 2017-12-26 2018-06-01 山东大学 一种数控机床数字孪生建模方法
CN109116751A (zh) * 2018-07-24 2019-01-01 西安西电电气研究院有限责任公司 基于数字孪生技术的数字化系统及其构建方法
CN110414033A (zh) * 2019-05-31 2019-11-05 太原理工大学 结合边缘计算和数字孪生的机械设备预测性维护方法
CN111027165A (zh) * 2019-07-19 2020-04-17 北京航空航天大学 一种基于数字孪生的动力电池组管理系统及方法
CN111818120A (zh) * 2020-05-20 2020-10-23 北京元心科技有限公司 端云用户交互方法、系统及相应设备、存储介质
CN111911483A (zh) * 2020-07-16 2020-11-10 山东大学 基于数字孪生的液压系统融合型故障诊断预测方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108107841A (zh) * 2017-12-26 2018-06-01 山东大学 一种数控机床数字孪生建模方法
CN109116751A (zh) * 2018-07-24 2019-01-01 西安西电电气研究院有限责任公司 基于数字孪生技术的数字化系统及其构建方法
CN110414033A (zh) * 2019-05-31 2019-11-05 太原理工大学 结合边缘计算和数字孪生的机械设备预测性维护方法
CN111027165A (zh) * 2019-07-19 2020-04-17 北京航空航天大学 一种基于数字孪生的动力电池组管理系统及方法
CN111818120A (zh) * 2020-05-20 2020-10-23 北京元心科技有限公司 端云用户交互方法、系统及相应设备、存储介质
CN111911483A (zh) * 2020-07-16 2020-11-10 山东大学 基于数字孪生的液压系统融合型故障诊断预测方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113759753A (zh) * 2021-08-31 2021-12-07 广东利元亨智能装备股份有限公司 一种基于数字孪生平台的仿真调试系统
CN115408892A (zh) * 2022-11-03 2022-11-29 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种液压泵虚实交互方法及系统
CN115408892B (zh) * 2022-11-03 2023-01-31 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种液压泵虚实交互方法及系统
CN116950957A (zh) * 2023-06-02 2023-10-27 上海电气液压气动有限公司 一种智慧液压云仿真系统
CN116950957B (zh) * 2023-06-02 2024-04-09 上海电气液压气动有限公司 一种智慧液压云仿真系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112347586A (zh) 对液压系统进行数字孪生的系统
CN111104535A (zh) 一种数据管理系统及数据管理方法
CN110779716A (zh) 嵌入式机械故障智能诊断设备及诊断方法
CN106092190A (zh) 抽水蓄能机组运行稳定性状态劣化预警方法及系统
KR20140130538A (ko) 고부하 가스 터빈들에 대한 진단 규칙들을 위한 방법 및 시스템
CN102072747B (zh) 基于热工参数场监测的建筑群能耗监测系统及其方法
CN115016339B (zh) 一种室外电力设备的监测方法、设备及介质
WO2022193436A1 (zh) 一种泵站智能检测系统
CN110618384A (zh) 一种电机性能测试平台
CN111399413A (zh) 用于旋转设备运行状态监控的一体机装置及方法
CN113758704B (zh) 阀门智能诊断监测系统、方法、终端以及智能终端
CN112943911B (zh) 风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置、监控方法及系统
CN108691785A (zh) 一种水泵在线检测系统
CN112381674A (zh) 一种基于数字孪生平台的模块化建筑物健康监测系统
CN110285964B (zh) 一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统
CN114660528A (zh) 配电台区电能表异常确定方法、装置和系统
CN214173430U (zh) 用于通风机或水泵的能效安康一体化的监测系统
CN117392824A (zh) 一种海上风电升压站的钢结构监测预警平台
CN109507986A (zh) 用于油田作业设备的远程监控方法
CN112396226A (zh) 一种基于“移动通信”的装备智能预测性维护方法及装置
CN214699134U (zh) 风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置
CN216278774U (zh) 一种基于计算机辅助系统的液压部件综合测试试验台
CN110594572A (zh) 一种煤气柜密封模块、及其参数采集系统以及方法
CN115962100A (zh) 一种风电机组状态监测系统
CN111443602A (zh) 一种基于隐马尔可夫的阀门健康度估计与寿命预测方法

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210209