本发明涉及一种数字孪生赋能的智能工业集控方法及系统,其中,方法包括:响应于模式切换指令,控制智能司钻座舱在操作模式和虚拟模式之间进行切换;在虚拟模式的情况下,激活数字孪生链路,并断开远端控制链路,以便远控系统PLC将获取的钻台区域设备的多源数据发送给数字孪生服务器,使得数字孪生服务器基于部署的设备数字模型与电气行为模型实施包含机械行为与电气逻辑的协同虚拟调试;在操作模式的情况下,激活远端控制链路,并断开数字孪生链路,以便远控系统PLC对钻台区域设备执行远程多模态操作。本发明通过可重构通信拓扑构建了远端操作与虚拟调试两条链路,在两种模式的灵活切换下显著提升了钻井作业的安全性与调试控制效率。
背景技术
目前石油钻井平台存在多个单体自动化设备,这些设备通常来自不同的厂家,控制逻辑依赖于各独立设备,为避免设备运行流程不合理、作业效率低、操作复杂等问题,需要用至少一个PLC与各单体设备的PLC按照约定的接口协议进行数据交互,将钻井设备(如绞车、转盘、泥浆泵、顶驱等)和管具处理设备(如排管机、钻台面机械手、铁钻工、吊卡等)集成到一起,实现统一控制,这就是所谓的集控系统。石油钻采行业的集控系统通常部署在位于钻台面上的司钻房内,该集控系统可通过带操作手柄、工业触控屏和急停按钮的司钻座椅进行操控。在正式开钻之前,由于对接的单体设备数量较多,且有些单体设备需要根据钻台实际情况进行位置标定,因此集控系统在井场需要大量时间进行调试。
同时,在现有技术方案中,司钻操作界面通常位于距离作业设备直线距离不足十米的钻台面区域,导致司钻人员在处理设备起降故障或突发作业事故时面临直接安全风险。此外,由于集成系统的调试涉及多个异构设备的协同逻辑验证,若控制程序存在潜在逻辑缺陷或作业人员培训不足,在设备联动过程中可能出现异常位移轨迹重合,进而引发设备碰撞等次生事故,此类技术缺陷对钻井作业安全性和操作可靠性形成了显著制约。