随着科学技术的发展,人们尝试寻找一种方式,通过建立虚拟模型,模拟智能建造产业的生产流程,跟踪其产品全生命周期,并分析其生产数据,反馈给产品部门,用以调整产品生产计划。这种将物理世界中发生的一切,用虚拟的方式模拟其运行环境下的状态,就是数字孪生。
近年来出现的孪生变电站、孪生工厂等,都是数字孪生技术在产业升级过程中的实践应用,本文以孪生变电站为例,讲解一下,何为孪生变电站,孪生变电站怎么建模。
孪生变电站一个是存在于现实中的实体变电站,另一个则是存在于数字和虚拟世界中的变电站。孪生变电站建模是孪生变电站建设的第一步,建模完成后,还需要在变电站中装设传感器,通过物联网、VR等数字化的手段,将各种指标数据映射到虚拟数字空间中完成“复制”。
孪生变电站的建设,将以往需要人工采集的数据,变成从孪生变电站智能云平台中轻松获取,解决了以往数据获取难,数据无法集中处理、设备监控难等难题,实现对变电站的全过程和全生命周期的管理。
接下来,我们看下孪生变电站如何建模,孪生变电站的建模需要采用Substation等具有变电站智能电气和物理设计的BIM软件。
除此之外,还需要具备变电站设计的完整功能:
- 可以完成二维原理设计、三维布置设计,并可实现二三维数据的同步;
- 具有接地、防雷系统的设计功能;
- 可以自动生成材料表和计算书;
- 可以从三维布置设计快速得到二维的平断面施工图纸。
目前,孪生变电站建模,我们推荐使用Substation电气设计软件。下面是Substation的软件功能:
创建智能变电站模型
将设计流程集中于智能模型,而非一套单独的工程图。创建利用智能对象数据库打造的三维模型。利用模型来生成、创建、关联和保持二维工程图、电路原理图和报告之间的一致性。
设计变电站结构布置
使用在预定义挂接点处咬合在一起的设备对象之备件库执行三维布局。移动连接的设备组单元以快速更改位置。使用内置三维工具来设计接地网络和防雷保护装置并分析电缆弧垂、间隙和碰撞。
设计变电站保护和控制
生成互相链接和交叉参考的单线图、布线图、流程图和配电板布局。借助放置或移除符号时可自动中断和恢复的线路来加速设计。利用自动导线编号、设备编码和错误检查及更多功能节省时间并提升质量。
估算变电站材料
借助部件数据库自动创建报告,部件数据库为每个三维对象和电气符号提供相关的详细部件数据。发布准确的物料清单、线路长度报告和订购单等。快速更新这些报告,以便与设计修订保持一致。
生成变电站施工可交付成果
通过三维变电站模型自动生成二维施工工程图。使用可以提升公司标准的可配置工程图模板来定义和发布平面图、立面图、等角图视图。出现设计更改时,仅需重新发布工程图即可,消除了手动更新时间。
除了孪生变电站建模外,Substation软件还可应用于石化设计院、钢铁设计院、工控领域、自动化、成套设备厂、造船厂、盘厂、工程及咨询公司、OEM、系统集成等领域。