一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法，包括设备本体，所述设备本体的输出端分别电性连接有温度传感器、电路故障检测模块和加工设备参数记录模块。本发明专利技术通过本系统的设计可以有效地式实现在对设备本体进行故障分析的过程中，可以实时对设备本体内部产生的温度信息、电路故障信息及其参数动态变化信息进行监测，并且在监测的过程中可以通过数字孪生管理平台对设备本体内部的元件及零件运转情况进行可视化管理，同时解决了现有的现有的设备故障分析系统普遍存在无法实时对设备运转情况进行可视化管理及监测，且无法进行及时预警和分析设备故障原因的问题。原因的问题。原因的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法


[0001]本专利技术涉及设备检测
，具体地说，涉及一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法。

技术介绍

[0002]由于现代制造业对高速、高精度和灵活性的要求，设备可靠性和操作安全性成为关键问题，保证设备长期可靠运行的关键不仅在于设计之初对设备运行因素的考虑，同时还需要在设备运行过程对设备进行加强监测和分析。
[0003]但现有的设备故障分析系统普遍存在无法实时对设备运转情况进行可视化管理及监测，且无法进行及时预警和分析设备故障原因，严重影响了设备在使用过程中的安全性，且降低了系统在监测过程中的实用性及其功能性，已无法满足现阶段使用者的使用需求，为使用者带来不便。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法，具备实时监测且总动预警功能，解决了现有的现有的设备故障分析系统普遍存在无法实时对设备运转情况进行可视化管理及监测，且无法进行及时预警和分析设备故障原因的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]本为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案，一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法所采用的技术方案是:包括设备本体，所述设备本体的输出端分别电性连接有温度传感器、电路故障检测模块和加工设备参数记录模块，所述加工设备参数记录模块的输入端电性连接有参数动态变化记录模块，所述温度传感器、电路故障检测模块和参数动态变化记录模块的输出端均电性连接有数据采集模块，所述数据采集模块的输出端分别电性连接有数据存储模块和数据连接模块，所述数据存储模块的输出端电性连接有数据库，所述数据库的输出端电性连接有匹配分析单元，所述匹配分析单元的输出端分别电性连接有中央处理器和数据预处理单元，所述中央处理器的输出端分别性连接有报警单元组件和信号转换器。
[0008]作为优选方案，所述数据预处理单元的输出端电性连接有后台管理模块，所述后台管理模块的输出端电性连接有控制主机。
[0009]作为优选方案，所述控制主机的输出端电性连接有电源控制模块，所述电源控制模块的输出端与报警单元组件的输入端电性连接。
[0010]作为优选方案，所述信号转换器的输出端与控制主机的输入端电性连接，所述电源控制模块的输入端电性连接有电源状态指示器。
[0011]作为优选方案，所述数据连接模块的输出端电性连接有数字孪生管理平台，所述
数字孪生管理平台的输出端电性连接有孪生映射模块。
[0012]作为优选方案，所述孪生映射模块的输出端电性连接有显示屏组件。
[0013]作为优选方案，所述数字孪生管理平台的内部包括机理模型软件、二维UI界面、三维UI界面和设备建模单元。
[0014]作为优选方案，其使用方法如下：
[0015]A、首先对温度传感器、电路故障检测模块和加工设备参数记录模块安装至设备本体的内部，并进行通电，参数动态变化记录模块可以对加工设备参数记录模块进行监测并将设备本体在使用时的参数变化进行动态记录，通过数据采集模块对监测的温度信息、电路故障信息及其参数动态变化信息进行采集并分别传输至数据连接模块和数据存储模块处；
[0016]B、通过机理模型软件、二维UI界面和三维UI界面对设备本体进行对应的UI设计，设计后通过设备建模单元对设备进行对应的建模，使设备本体可以进行可视化管理，当数据连接模块接收到温度信息、电路故障信息及其参数动态变化信息后，则会将信息传输至数字孪生管理平台内部并将其匹配至设备建模后所对应的零件处；
[0017]C、当设备本体建立好模型后且可以进行可视化管理后，通过孪生映射模块可以将输入至模型内部的温度信息、电路故障信息及其参数动态变化信息进行实时映射，并且将信息传输至显示屏组件处进行显示；
[0018]D、当数据存储模块接收到温度信息、电路故障信息及其参数动态变化信息后，可以直接将其存储至数据库内部，通过数据库输出端电性连接的匹配分析单元，其内部设置对应监测信息的标准数值，可以对数据库内部接收到的信息进行自动化匹配及分析，分析后的结果将分别传输至数据预处理单元和中央处理器处；
[0019]E、当分析出的数值与标准数值产生偏差时，则会通过中央处理器自动对报警单元组件进行控制，并进行报警处理，同时电源控制模块可以为报警单元组件进行实时供电，电源状态指示器可以对电源控制模块进行状态监测；
[0020]F、当数据预处理单元接收到分析后的数值后，会通过后台管理模块将信息传输至控制主机处，控制主机可以通过接收到的数据信息对电源控制模块进行直接控制。
[0021](三)有益效果
[0022]与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法，具备以下有益效果
[0023]1、通过本系统的设计可以有效地式实现在对设备本体进行故障分析的过程中，可以实时对设备本体内部产生的温度信息、电路故障信息及其参数动态变化信息进行监测，并且在监测的过程中可以通过数字孪生管理平台对设备本体内部的元件及零件运转情况进行可视化管理，且通过显示屏组件可以有效地对元件和零件的运转参数值进行直观查看，通过匹配分析单元可以在监测过程中对设备本体所反映出的信息数值进行自动匹配并且可以自动匹配出产生故障的具体零部件，通过报警单元组件可以有效地在产生差值后进行自动化报警，或使用者可以在接收到设备本体故障情况后通过电源控制模块进行自主控制报警，有效地提升了系统在使用过程中的实用性且提升了对设备本体在故障分析过程中的工作效率、精准度及其安全性，同时解决了现有的现有的设备故障分析系统普遍存在无法实时对设备运转情况进行可视化管理及监测，且无法进行及时预警和分析设备故障原因
的问题。
[0024]2、通过电源状态指示器可以有效地对电源控制模块进行实时监测，当电源出现异常后可以直接进行提示，通过信号转换器可以将中央处理器处理后的信息进行数字化信号转换，并且实时传输至控制主机处，通过后台管理模块可以让使用者在管理和操作控制主机的过程中更为便捷。
附图说明
[0025]图1为本专利技术结构系统原理图；
[0026]图2为本专利技术数字孪生管理平台系统原理图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0028]在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法，包括设备本体，其特征在于：所述设备本体的输出端分别电性连接有温度传感器、电路故障检测模块和加工设备参数记录模块，所述加工设备参数记录模块的输入端电性连接有参数动态变化记录模块，所述温度传感器、电路故障检测模块和参数动态变化记录模块的输出端均电性连接有数据采集模块，所述数据采集模块的输出端分别电性连接有数据存储模块和数据连接模块，所述数据存储模块的输出端电性连接有数据库，所述数据库的输出端电性连接有匹配分析单元，所述匹配分析单元的输出端分别电性连接有中央处理器和数据预处理单元，所述中央处理器的输出端分别性连接有报警单元组件和信号转换器。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法，其特征在于：所述数据预处理单元的输出端电性连接有后台管理模块，所述后台管理模块的输出端电性连接有控制主机。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法，其特征在于：所述控制主机的输出端电性连接有电源控制模块，所述电源控制模块的输出端与报警单元组件的输入端电性连接。4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法，其特征在于：所述信号转换器的输出端与控制主机的输入端电性连接，所述电源控制模块的输入端电性连接有电源状态指示器。5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法，其特征在于：所述数据连接模块的输出端电性连接有数字孪生管理平台，所述数字孪生管理平台的输出端电性连接有孪生映射模块。6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法，其特征在于：所述孪生映射模块的输出端电性连接有显示屏组件。7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生模拟的设备故障分析预警系统及使用方法，其特征在于：所述数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：慕国行，刘珊，周自强，李瑞，史宇欣，衹会强，赵金，王婷，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司，
类型：发明
国别省市：