在工業(yè)領域，熱流體系統(tǒng)有著廣泛的應用，比如液壓系統(tǒng)、液化氣的傳輸與運輸加注系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)大多很復雜也很龐大，一旦出現局部故障，很容易導致很危險的后果，卻不容易察覺，往往需要有經驗的工程師根據監(jiān)控結果來判斷故障的大小和所在位置。
快速發(fā)現故障、快速定位故障位置、準確判斷故障的嚴重程度，這些現場應急處理，對工程師的經驗和業(yè)務熟練程度有非常高的要求，不可避免地存在可靠性差、誤判率高等問題。
對此，已有相關科研院所開始采用實時同步模擬技術，來解決加注過程中的上述問題。
首先，建立一套加注系統(tǒng)的一維系統(tǒng)模型并完成模型的校核。建模過程中，需要針對常用的介質和零部件(如液化氣、自增壓儲箱、汽化器等)，直接輸入物理方程來專用的零部件。對于系統(tǒng)中各零部件的流阻、換熱特性等，通過已有實驗數據的標定，確保模型的準確性。
基于標定過的加注系統(tǒng)模型，即可模擬不同的工況及多種故障的反應。工況和故障的模擬在普通的計算機上即可完成，比實際的試驗更，也更安全。根據大量的模擬結果，總結規(guī)律，結合實際工作中積累的數據，即可建立加注系統(tǒng)的故障模型庫，并對故障過程形成系統(tǒng)故障樹，作為后續(xù)故障診斷和歸零的基礎。
在實際的加注現場，則將加注系統(tǒng)模型直接運行在實時仿真機上，與實際加注過程實時同步進行模擬。對加注系統(tǒng)模型和實際的加注系統(tǒng)，同步發(fā)送相同的工序指令，并實時監(jiān)測系統(tǒng)中的關鍵參數，如壓力、溫度等。如果實際過程正常進行，則會與實時模擬結果不相上下;一旦實際加注過程中某個環(huán)節(jié)出現故障，則該環(huán)節(jié)之后的關鍵參數值會偏離實時模擬的結果，從而能夠直接判斷出故障的位置等。根據二者的偏離程度，結合已有的工程經驗，則能夠較準確地判斷故障的嚴重程度。因此，工程師可以快速定位故障位置并依據故障樹進行排故，同時不影響試驗的正常開展。
加注系統(tǒng)的實時同步模擬模型主要由加注系統(tǒng)模型、實時仿真系統(tǒng)、數據處理及應用數據庫軟件、系統(tǒng)集成設備等組成?？紤]到模型的通用性和便利性，系統(tǒng)模型采用Dymola進行;由于系統(tǒng)復雜，在實時仿真中，系統(tǒng)模型拆分運行在ConCurrent仿真機的多個核上并行計算。下圖為部分工序中輸送管路某位置流量數據的標定情況，顯示出實時同步模擬模型能夠滿足離線故障模擬、實時監(jiān)測對比等的精度需求。
恒潤科技針對加注系統(tǒng)的實時同步模擬系統(tǒng)主要由Dymola加注系統(tǒng)模型、ConCurrent實時并行仿真機、數據處理及應用數據庫軟件、系統(tǒng)集成設備等組成。下圖為部分工序中輸送管路某位置溫度數據的標定情況，顯示出實時同步模擬模型能夠滿足離線故障模擬、實時監(jiān)測對比等的精度需求。
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