煤矿机电设备数字孪生系统

1.1供电系统数字孪生系统

煤矿供电系统变电所数字孪生系统，包括智能型矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置、防爆干式变压器、防爆低压馈电开关、防爆照明综保等硬件设备。产品开发以数字孪生为核心、数据整合为基础，基于统一的数字空间，形成了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具备功能：

（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 水泵房三维可视化具备功能：

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。水泵房的三维可视化建设形成了可视化高度融合、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）具备有快捷菜单，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

1.3 胶带运输机三维可视化数字孪生系统：

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