水泥工厂 3D 可视化大屏，全流程数字孪生破局产线低效运转！

近年来，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，我国对于水泥行业的关注程度也越来越高，为了保证水泥行业的健康稳定发展，许多地方都在大力推动水泥生产技术创新工作。当前水泥行业的发展正处于新旧动能更迭的关键阶段，自动化、智能化和信息化水平参差不齐，急需采用融合工艺机理的智能化和信息化技术，推动全流程、精细化和绿色低碳发展方向变革，降耗增效，提高管理效能，实现水泥行业高质量发展。

图扑软件应用自主研发的 HT for Web 产品，搭建了水泥厂区建筑及生产设备的三维场景，将生产数据采集、安全监测监控与生产时空有机结合，构建了集漫游巡检、设备资产监测、能效管理、预警功能、人员定位于一体的三维可视化管理系统。结合 BIM 模型、立场粒子、三维粒子物理效果、仿真数据算法技术，全方位推动水泥厂精细化管理工作，实现减人增效的目的。

场景通过 Hightopo 构建 Web 水泥厂数字孪生管理平台。整体现场取景照片、卫星图、CAD 图等资料，利用数字孪生技术对厂区进行 1：1 三维实景展示，真实还原厂区建筑及分布。同时还原厂区周边环境，如道路、路灯、绿化等基础设施，融入环境模拟效果加以点缀，营造出高还原的仿真环境，提升厂区整体对外形象。管理平台以三维场景为基础，2D 数据面板为辅，全面的展示水泥厂各区域的建设、运行情况、安全配备及动态环境等。

HT 和 GIS 的集成方案中可提供根据经纬度和海拔数据构建漫游线路，让用户以第一人称的视角按照指定线路对厂区进行巡检漫游，在制定线路的时候可以参考重点区域或智能化水平较高的区域进行制定，给用户呈现水泥厂重点发展区域以及智能化发展成效，帮助管理者实时掌握厂区内外的安全状况，达到及时发现隐患，及时处理隐患目的。

工艺总览

图扑软件基于水泥厂区整体工艺流程，将破碎、预均化、生料制备、生料均化、预热分解、水泥熟料烧成、水泥粉磨等工艺流程，通过图扑三维场景一次性展示，并依次展示各个工艺流程运作动画，可直观的掌握整个水泥园区的运作概况及流程。

设备监测

智能化验室

化验室是水泥企业进行质量管理的专业机构，对生产过程进行组织和全方位的监督，正确地指导生产，确保水泥产出质量。

图扑水泥厂数字孪生管理平台结合化验室设备实时回传的数据，在场景空间内快速复现整个监测流程，实时反馈样品检测结果。结合人员定位系统，可清楚的看出各部门人员在中控楼的对应位置，有效避免越界或者违规行为。

原料粉磨

运用图扑研发的力场粒子效果，结合不同工况及环境，仿真模拟出物料在原料粉磨中的流动效果，结合不同流速区间对应的不同粒子颜色，对工艺流程进行渲染，实时展示当前物料加工情况。

水泥粉磨

结合图扑 BIM 平台处理能力，快速的将水泥粉磨 BIM 模型完美的融入到水泥厂数字孪生管理平台，图扑软件运用自身 3D 可视化能力，结合 BIM 模型将设备运行动画、拆解流程进行展示，各组件运行信息通过左右侧面板实时刷新，做到实时运维监测，防微杜渐的作用。

通过图扑 HT 粒子系统与力场结合，基于数据仿真算法作为基础，可以呈现出水泥粉磨内部的运作情况，协助管理者实时了解各设备内部运行工况，及时对不良状况进行修复。

水泥库

储存水泥的圆筒状构筑物。水泥必须经过一定龄期的物理检验，合格后方能出厂，因此水泥厂必须设置一定容量的水泥库，至少应能储存 7 天的产量。一般为钢筋混凝土结构，小库也可为钢板或砖石结构。在库底或库侧卸料，用充气或机械方法使水泥卸出。

图扑软件结合物联技术，可实时呈现水泥库内部容量情况及卸料情况，及时反映异常状态，助力管理者实时查看水泥库动态，进一步实现减人增效的管理目的。

熟料输送

链斗输送机不仅可以用于水平输送熟料，还可用于倾斜输送熟料，由于熟料与料斗之间无相对错动，磨损较小，从冷却机底部经一段输送到熟料库顶，几乎不产生粉尘，单机输送能力可达400t/h 以上。

图扑软件 3D 可视化展示熟料运输带的运作情况，结合数据采集和分析能力，实现对设备的实时监控，当输送链路出现异常时，可及时进行定位闪烁预警，告知管理人员具体位置及应急措施。

烧成带监测

烧成带温度是影响水泥熟料质量产量的关键因素，在图扑软件粒子效果的加持下，烧成工艺流程进行了全面的展示：生料进入预热器后，在自上向下逐级运动的同时，逐步预热、分解。通过回转窑自身的旋转以及内部的高温，将从窑尾进入的小块儿物料转化为液体，经过提纯加工才会形成熟料可以清楚的看出原料的流动方向，并实时监控窑尾温度、喂煤量、煤的热值、窑头温度、一次风量、三次风温、筒体表面散热、出窑熟料温度、生料喂料量、入窑物料温度等关键因素。

设备工况仿真

图扑软件结合设备历史运行数据和模拟数据，通过算法计算，获取不同工况下物料速度变化趋势，结合图扑可视化效果加以呈现。有助于判断设备运行状态是否出现异常，规避风险减少损失。

图扑软件支持跨平台，移动终端均可轻松打开场景，实现触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移等操作，用户不必再为跨平台交互模式而烦恼。

安全管控

水泥厂建筑结构多样、单体多加之基础基坑深，在施工过程中，容易引发安全事故。水泥厂建筑施工作为建筑施工的一个组成部分, 应贯彻和落实安全管理原则,强化安全管理。施工安全管理过程中，要严格检查施工过程中的每个环节。实行安全管理过程中，兼顾施工进度与质量，切实搞好安全工作。

图扑软件结合视频监控系统、电子巡更系统，卡口系统等安全防范管理系统数据，支持对厂区重点区域进行实时监测，实现电子围栏区域划分，避免非法闯入或进入非法受控区域，全方位的保障厂区的生产安全。

图扑软件 HT 还提供视频融合解决方案，将 2D 图像融合到场景的 3D 模型中，为操作人员提供直观的视频图像和简单的视图控制。HT 视频融合技术采用 WebGL 技术，利用 GPU 高性能计算能力对视频图像进行实时处理，图像处理不占用 CPU 资源，整个方案画面流畅。

人员定位

平台支持依托智能便携设备实时掌握厂区内生产人员实时位置、历史轨迹、健康状态、联动风险区域划分，避免人员进入非法受控区域。对于临时外来人员，建立人员管理，监测生产区域活动人员的数量和位置，结合电子围栏实时预警非法人员位置，保障厂区安全生产和人员安全。

生产管控

图扑水泥厂数字孪生管理平台实时对接生产数据，通过对比分析实时呈现不同维度的生产数据，帮助管理者第一时间了解厂区生产动态。

生产及能耗情况

水泥厂产品质量及能耗量与生产质量息息相关，应用图扑 HT 强大的渲染引擎，将熟料、水泥的综合电耗、标煤耗、吨熟料发电量以及生料、熟料、水泥合格率以图表的形式实时展示，管理者可直观的把控当前厂区总体生产情况。

同时通过图扑软件丰富的 2D 面板组件，展示近阶段水泥熟料生产计划，通过产量、完成率的展示，可直观的查看各生产设备近一段时间的生产效率，及时进行数据对比，查缺补漏，高效把握各生产进度的完成情况。

质量管控

水泥生产质量管理和控制是保证水泥厂正常生产、稳定和提高水泥质量的关键，主要做以下两个方面工作：

①对生产进行全面监督：结合图扑 2D 面板展示关于不同维度的实时生产数据，帮助质量管理者实时监督各流程下的产品质量。如生料质量、熟料质量、熟料分解率、中子分析仪控制绩效、水泥强度、熟料矿物组成，包括原料配比、进厂原煤品质、水泥强度，熟料三率值等，做到一张图了解水泥厂生产质量动态。

②保证窑磨在控制范围内的正常运转：图扑软件大屏组态、UI 组态、工业组态、三维组态为打造精细化监控策略提供了技术支持。图扑 HT 融合数字建模、数字孪生、仿真模拟、智能物流等技术，轻松构建了生料、熟料、煤粉的质量控制组态监控，辅助传统工厂向智能工厂转型。

通过图扑软件工业组态打造水泥厂多个智能化车间和可视化产线，Low-Code 实现“设施互联、系统互通、数据互享、业态互融”，建设水泥生产领域线性化、自动化、数字化工厂。

相较于 InTouch/IFix/WinCC 这些传统组态软件，图扑基于 Web 的平台更适合 C/S 向 B/S 转型的大趋势，多元素丰富的可视化组件和支持快捷的数据绑定方式，可用于快速创建和部署。为各类工业场景提供 2D、2.5D、3D 多种清晰美观的可视化服务。

图扑软件（Hightopo）运用自主研发的 HT for Web 产品，结合 BIM、数据仿真等技术，通过联动现场 IOT 平台，物联设备等将水泥厂生产管控、能源管控、质量管控、设备运维、安环管控等各子系统高度整合。利用图扑二三维可视化引擎，合力打造数字孪生管理平台，构建及管理、监控、安全为一体的管理平台，加速企业数字化转型进程，强化水泥厂管理效率，构建虚实结合、知识驱动、动态优化、安全高效的智能制造体系。

审核编辑黄宇