[发明专利]一种基于数字孪生的工业筛分效果动态评价方法

说明书

本发明涉及一种基于数字孪生的工业筛分效果动态评价方法，属于矿物筛分技术领域，解决了现有技术中无法对工业筛分效果进行在线动态观测、实时评价的问题。该评价方法包括：步骤1、采集筛机结构参数、材料参数、颗粒群组分参数、筛分过程载荷参数和设备运行周围环境信息；步骤2、建立筛机三维结构模型；步骤3、建立筛机数字孪生仿真模型；步骤4、修正筛机数字孪生仿真模型；步骤5、基于修正后的筛机数字孪生仿真模型构建云端数据库，通过终端设备获取设备实时运行状态；步骤6、基于获取的设备实时运行状态，对筛分效果进行实时评价。本发明能够实时采集筛分过程中筛机的工况参数，实现对筛机结构、运行状态、故障预警和筛分结果的实时检测。

技术领域

本发明涉及筛分技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生的工业筛分效果动态评价方法。

背景技术

筛分是将颗粒大小不同的散体混合物料通过筛孔，按照粒度大小分成不同粒级范围物料的一种分离技术。而工业筛分是指在工厂或者矿山开采加工过程中，作为其工业生产流程的关键环节，进行连续生产物料的大规模筛分作业。

传统筛分效果评价，主要针对进行单一筛分作业的物料，进行静态取样评定筛分效果。对于工业筛分而言，在连续运行生产过程中，采用传统的筛分效果评价系统只能随机取样评价，无法实现实时在线精准测量；同时，筛机运行工况条件变化极为复杂，传统筛分效果评价系统时效性差，无法实时反应筛机的运行工况。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于数字孪生的工业筛分效果动态评价方法，用以解决现有技术中无法对工业筛分效果进行实时评价的技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于数字孪生的工业筛分效果动态评价方法，该评价方法包括以下步骤：步骤1、采集筛机结构参数、材料参数、颗粒群组分参数、筛分过程载荷参数和设备运行周围环境信息；

步骤2、根据步骤1所采集的筛机结构参数、材料参数和颗粒群组分参数建立筛机三维结构模型；

步骤3、基于建立的筛机三维结构模型得到筛机数字孪生仿真模型；

步骤4、根据筛机数字孪生仿真模型的虚拟测试数据和实际生产数据修正筛机数字孪生仿真模型；

步骤5、基于修正后的筛机数字孪生仿真模型构建云端数据库，通过终端设备获取设备实时运行状态；

步骤6、基于获取的设备实时运行状态，对筛分效果进行实时评价。

进一步地，上述步骤3包括：对建立的筛机三维结构模型进行网格划分，并对划分成的多个小单元进行计算，选取对应的插值算法进行综合，根据所采集到的加速度信息采用终端设备来控制筛机的运动状态，达到和实际运行相一致，进而获得筛机整体的结构特性，进行筛机关键部件的监测和过载预警，最终得到数字孪生仿真模型；

进一步地，步骤4中，虚拟测试数据包括筛机结构的应力、应变信息，电机的转速及温度变化信息，筛机关键部位的加速度信息以及物料的工艺参数信息；

实时采集工况下的筛机数字孪生仿真模型的虚拟测试数据，将采集得到的虚拟测试数据与相同时刻的、实际生产中采集到的测试数据进行比对，修正数字孪生仿真模型，以准确反映实际的工业筛分过程。

进一步地，在步骤2中，筛机三维结构模型的建立过程包括：

将采集的筛机结构参数上传到同一工控机进行处理分析；

添加经过上述工控机处理分析过的材料参数和颗粒群组分参数以及筛分过程载荷参数、设备运行周围环境信息；

通过可视化平台运行，得到筛机三维结构模型。

进一步地，在步骤6中，实时评价包括对筛分效率、处理能力、错配物含量、限上率、限下率的评价；