数字孪生仿真装置和数字孪生仿真系统

技术领域 [0001] 本申请涉及仿真系统领域，特别是涉及一种数字孪生仿真装置和数字孪生仿真系统。
背景技术
[0002] 随着科技不断的发展人民生活水平日益提高，产品(例如仪器、设备等) 已成为日常生活中不可获取的一部分。随着产品生命周期的缩短以及产品定制化程度的增强，有效且精准的了解产品的性能、使用情况帮助客户避免损失，并将客户的真实使用情况反馈到设计端，实现产品的有效改进就显得尤为重要。
[0003] 想要了解产品的性能，传统的是基于单片机的数据采集系统来采集产品的相关参数，然后将参数传输给上位机等设备来对参数进行分析(例如仿真、建模等)，从而来了解产品的相关情况。然而，该采用该方法通常采集的数据比较单一，数据处理过程也非常复杂。
[0004] 随着数据化技术的不断发展，如今的数字化技术正在不断地影响甚至改变企业。未来，所有的企业都将成为数字化的公司，这不只是要求企业开发出具备数字化特征的产品，更指的是通过数字化手段改变整个产品的设计、开发、制造和服务过程，并通过数字化的手段连接企业的内部和外部环境。数字孪生 (Digital Twin)：是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。可见，采用数字孪生技术可以方便的了解产品等。实用新型内容
[0005] 基于此，有必要针对传统的基于单片机以及上位机的数据采集分析输系统存在采集的数据比较单一且处理过程也非常复杂的技术问题，提供一种数字孪生仿真装置和数字孪生仿真系统。
[0006] 本实用新型提供一种数字孪生仿真装置，包括：驱动装置、分别与所述驱动装置连接的第一扩展装置、第二扩展装置和第三扩展装置；所述驱动装置用于连接上位机和产品设备；所述第一扩展装置、所述第二扩展装置和所述第三扩展装置用于连接所述产品设备。
[0007] 本实用新型提供的数字孪生仿真装置，驱动装置、第一扩展装置、第二扩展装置和第三扩展装置，驱动装置分别连接第一扩展装置、第二扩展装置和第二扩展装置，且驱动装置用于分别连接上位机和产品设备，第一扩展装置、第二扩展装置、第三扩展装置分别用于连接产品设备，驱动装置接收上位机的信息采集指令，采集产品设备的相参数，和/或控制并驱动第一扩展装置、第二扩展装置和第三扩展装置采集所述产品设备的相关参数；然后将相关参数传输给上位机，上位机就可以根据相关参数进行仿真模拟，上述装置可以采集大量的产品设备的相关参数(即与产品设备性能、运行状态等参数)，并采用数字孪生技术根据相关参数进行仿真模拟，根据仿真模拟结果即可了解产品设备的性能等；该装置一方面可以同时采集多种类大量数据，另一方面数据处理速度快。
[0008] 进一步地，所述驱动装置包括第一主控制器、分别与所述第一主控制器连接的接口电路、供电电源管理电路、输入电路和输出电路；
[0009] 所述第一主控制器分别通过所述接口电路连接所述第一扩展装置、第二扩展装置和第三扩展装置；所述接口电路用于连接所述上位机；所述输入电路、所述输出电路、所述第一扩展装置、所述第二扩展装置和所述第三扩展装置分别用于连接所述产品设备；所述供电电源管理电路分别连接所述第一扩展装置、第二扩展装置和所述第三扩展装置。[0010] 进一步地，所述驱动装置还包括输入输出指示灯电路；所述输入输出指示灯电路分别连接所述输入电路、输出电路和所述第一主控制器。
[0011] 进一步地，所述接口电路包括分别与所述第一主控制器连接的USB接口电路、RS485接口电路和网络接口电路；
[0012] 所述第一主控制器通过所述RS485接口电路连接所述第一扩展装置、所述第二扩展装置和所述第三扩展电路；所述第一扩展装置控制所述网络接口或所述USB接口电路连接所述上位机。
[0013] 进一步地，所述相关参数包括开关量和模拟量；所述输入电路包括第一开关量输入电路和模拟量输入电路；所述输出电路包括第一开关量输出电路和模拟量输出电路；所述第一开关量输入电路、所述第一开关量输出电路、所述模拟量输入电路和所述模拟量输出电路分别连接所述第一主控制器，且所述第一开关量输入电路、所述第一开关量输出电路、所述模拟量输入电路和所述模拟量输出电路分别用于连接所述产品设备。
[0014] 进一步地，所述驱动装置还包括存储电路；所述存储电路连接所述第一主控制器。
[0015] 进一步地，所述驱动装置还包括显示电路。
[0016] 进一步地，所述第一扩展装置包括第二主控制器、相序检测电路、高压检测电路、低压检测电路、第二开关量输出电路和计数输入电路；所述相序检测电路、所述高压检测电路、所述低压检测电路、所述开关量输出电路和所述计数输入电路分别通过所述第二主控制器连接所述第一主控制器，且所述相序检测电路、所述高压检测电路、所述低压检测电路、所述第二开关量输出电路和所述计数输入电路分别通过所述第二主控制器连接分别连接所述产品设备。
[0017] 进一步地，所述第二扩展装置包括第三主控制器、I/O扫描电路和放电电路；所述I/O扫描电路通过所述第三主控制器连接所述第二主控制器，所述I/O扫描电路连接所述产品设备；所述I/O扫描电路包括多路检测端口每一个所述检测端口配置双重隔离开关，所述放电电路设置在两两检测端口的双重隔离开关之间。
[0018] 进一步地，所述第三扩展电路包括第四主控制器、数字量输入电路和数字量输出电路；所述数字量输入电路和所述数字量输出电路分别通过所述第四主控制器连接所述第一主控制器，且所述数字量输入电路和所述数字量输出电路分别连接所述产品设备。
[0019] 一种数字孪生仿真系统，包括上位机、产品设备、驱动装置、分别与所述驱动装置连接的第一扩展装置、第二扩展装置和第三扩展装置；所述驱动装置连接上位机和产品设备；所述第一扩展装置、所述第二扩展装置和所述第三扩展装置连接所述产品设备。
[0020] 上述数字孪生仿真系统由于采用了上述数字孪生仿真装置，具有与数字孪生仿真装置相应的有益效果；如此，数字孪生仿真系统可以采集大量的产品设备的相关参数(即与产品设备性能、运行状态等参数)，并采用数字孪生技术根据相关参数进行仿真模拟,一方面可以同时采集多种类大量数据，另一方面数据处理速度快。