在工业领域,热流体系统有着广泛的应用,比如液压系统、液化气的传输与运输加注系统、暖通系统等。这些系统大多很复杂也很庞大,一旦出现局部故障,很容易导致很危险的后果,却不容易察觉。快速发现故障、快速定位故障位置、准确判断故障的严重程度,这些现场应急处理,对工程师的经验和业务熟练程度有非常高的要求,不可避免地存在可靠性差、误判率高等问题。
对此,已有相关科研院所开始采用实时同步模拟技术,委托恒润科技基于开源的modelica语言来解决加注过程中的上述问题。
首先,建立加注系统的一维系统模型并完成模型的校核。建模过程中,需要针对常用的介质和零部件(如液化气、自增压储箱、汽化器等),直接输入物理方程来定制专用的零部件。对于系统中各零部件的流阻、换热特性等,通过已有实验数据的标定,确保模型的准确性。
基于标定过的加注系统模型,即可模拟不同的工况及多种故障的反应。工况和故障的模拟完全在普通的计算机上即可完成,比实际的试验更高效,也更安全。根据大量的模拟结果,总结规律,结合实际工作中积累的数据,即可建立加注系统的故障模型库,并对故障过程形成系统故障树,作为后续故障诊断和归零的基础。
在实际的加注现场,则将加注系统模型直接运行在实时仿真机上,与实际加注过程实时同步进行模拟。如果实际过程正常进行,则实测数据与仿真结果不相上下;一旦实际加注过程中某个环节出现故障,则该环节之后的关键参数值会偏离实时模拟的结果,从而能够直接判断出故障的位置等。根据二者的偏离程度,则能够较准确地判断故障的严重程度、快速定位故障位置,并依据故障树进行高效排故,同时不影响试验的正常开展。
恒润科技针对加注系统定制的实时同步模拟系统主要由dymola加注系统模型、concurrent实时并行仿真机、数据处理及应用数据库软件、系统集成设备等组成。下图为部分工序中输送管路某位置温度数据的标定情况,显示出实时同步模拟模型能够满足离线故障模拟、实时监测对比等的精度需求。