[发明专利]一种数字孪生信号发生器

说明书

本发明公开了一种数字孪生信号发生器，包括数字孪生设备与物联网装置，所述数字孪生设备与物联网装置通过线路闭合连接成一个回路，所述物联网装置的一端与现场控制设备连接；所述数字孪生设备包括总微控器、仿真服务器与过程控制器。本发明所述的一种数字孪生信号发生器，将硬件集成与上位机系统开发独立开来，在本设备上集成数字孪生本体，独立运行也可作为中转设备与其他系统集成，并且，此设备可以在没有底层设备的情况下独立运行，并模拟发生设备运行数据，进行数据的分发，由于将底层设备与上层系统隔离开来，可以让上层系统开发更多关注于自身的业务逻辑，提高了开发效率，降低实施成本。

技术领域

本发明涉及数字孪生领域，特别涉及一种数字孪生信号发生器。

背景技术

数字孪生（Digital Twin），即现实世界（系统）的数字化。具体而言，数字孪生是指一种在信息化平台内建立实体系统的数字映射，模拟物理实体、流程或者系统的技术。数字孪生技术可对物理实体进行分析和优化，并可借助依赖传感器数据了解物理实体状态，对变化做出响应，帮助改进操作，因此对推动智能制造发展具有重要意义。随着企业数字化的进一步推动，越来越多的国家和组织都逐步重视数字孪生技术在生产生活中的应用；

数字孪生技术主要在现有市场下，在该领域尚未有类似的产品，相关技术更多应用在某些产品内部系统使用，在工业上，与硬件设备集成后，无法提供统一对外的接口信息，耦合度较高，不利于二次开发以及外部系统的交互，其次，在工业系统集成项目中经常需要将上层系统与底层设备进行集成，但由于上层系统的开发人员对于底层设备的了解不够深入对设备集成造成了较大的困难与降低了开发效率，为此，我们提出一种数字孪生信号发生器。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种数字孪生信号发生器，可以有效解决无法提供统一对外的接口信息，耦合度较高，不利于二次开发以及外部系统的交互，其次，在工业系统集成项目中经常需要将上层系统与底层设备进行集成，但由于上层系统的开发人员对于底层设备的了解不够深入对设备集成造成了较大的困难与降低了开发效率的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种数字孪生信号发生器，包括数字孪生设备与物联网装置，所述数字孪生设备与物联网装置通过线路闭合连接成一个回路，所述物联网装置的一端与现场控制设备连接；

所述数字孪生设备包括总微控器、仿真服务器与过程控制器，且过程控制器包括溯源模块、组合优化模块与协同优化模块；

所述数字孪生设备还包括实时控制模块、任务优化模块、紧急处理模块、仿真结果模块与预测处理模块，所述实时控制模块用于对连接的现场控制设备进行实时控制与监控，并与总微控器连接，所述任务优化模块用于对连接的现场控制设备进行任务优化选择与控制，与过程控制器连接，过程控制器里的组合优化模块与协同优化模块用于对任务进行优化，过程控制器里的溯源模块用于与连接的现场控制设备进行溯源比较，所述紧急处理模块用于孪生仿真时的紧急情况处理，并与总微控器连接，所述仿真结果模块用于对与连接的现场控制设备进行仿真与结果的展示，与仿真服务器连接，所述预测处理模块用于仿真前的预测，并对预测结果进行呈现，和仿真结果进行对比；

所述数字孪生设备上还连接有孪生数据知识库与孪生数据经验库，所述孪生数据知识库用于储存现场控制设备的相关数据，所述孪生数据经验库用于储存仿真与预测的数据；

所述物联网装置包括实时数据采集传输模块与反馈控制模块，所述实时数据采集传输模块与反馈控制模块均通过控制总线连接，并进行数据的采集与传输，与所述实时数据采集传输模块连接的控制总线称作传感器网关1，与所述反馈控制模块连接的控制总线称作传感器网关2；

现场控制设备通过传感器网关1与所述数字孪生设备连接，并进行现场控制设备的数据采集，所述数字孪生设备通过传感器网关2与现场控制设备连接，并将采集处理后的数据传输给现场控制设备。