淺談AUTOPLANT2004在化工設(shè)計中的應用

唐明桂

（廣東寰球廣業(yè)工程有限公司，廣東 廣州 510655）

1 引言

近年來計算機技術(shù)的快速發(fā)展,對勘察設(shè)計行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動力，三維工廠設(shè)計在石化行業(yè)已成趨勢。各種設(shè)計軟件的應用,使化工設(shè)計經(jīng)歷了從原始的繪圖板方式,到CAD電子圖板,再到三維工廠設(shè)計,繼而到工廠全生命周期設(shè)計的發(fā)展過程。而三維工廠設(shè)計軟件是后兩個設(shè)計階段的基礎(chǔ)，給紛繁復雜的化工設(shè)計帶來了便利。AUTOPLANT2004即是基于AutoCAD2004開發(fā)的三維工藝安裝專業(yè)繪圖軟件，給廣大石油化工等管道工程設(shè)計人員爭取到更多的時間和精力去做更好更多的設(shè)計策劃。它針對工藝管道工廠設(shè)計的特點，提供了一個逼真的三維設(shè)計平臺，使設(shè)計更形象更真實；同時它可以自動統(tǒng)計材料，出平立面圖及單管軸側(cè)圖，極大的簡化了設(shè)計的過程，減輕了設(shè)計者的工作壓力，提高了效率。

2 AUTOPLANT2004主要功能及特點

AUTOPLANT2004是以AUTOCAD2004為平臺的三維工廠設(shè)計軟件，它對工廠設(shè)計的全過程提供了較為有力的支持，其主要功能及特點：

2.1 常用模塊介紹

Piping—三維及二維配管設(shè)計。根據(jù)繪圖人員選定的參數(shù)對管道進行詳細的定義和表達。此模塊包含統(tǒng)計材料工具，可自動統(tǒng)計綜合材料及管段材料。

Equipment—三維參數(shù)化設(shè)備建模。可建立兩種設(shè)備模型，一種是直接調(diào)用軟件內(nèi)置設(shè)備，另一種為利用模塊提供的各種圖元組建各種新設(shè)備。

Structural—三維鋼結(jié)構(gòu)建模及設(shè)計。繪制結(jié)構(gòu)框架、護欄、樓梯等。

ISOGEN—從三維模型中全自動抽取單管圖

Isometrics—帶數(shù)據(jù)屬性單管圖繪制

SpecGen—管道等級庫生成器

Explorer/ID—實時漫游及碰撞檢。瀏覽三維工廠，檢查是否有碰撞。

Project administrator—項目管理模塊。完成項目的建立、管理和維護,各種配置文件、參數(shù)、路徑都可以通過該模塊進行設(shè)置和修改，使得項目的配置一目了然。

Raceways—包含一些特殊元件，如軟管、流量計、視鏡等。

2.2 軟件主要特點及優(yōu)點

（1）AutoPLANT安裝和項目的建立相對簡單，界面與AutoCAD相似，菜單的調(diào)出和使用也類同于Autocad,比較符合工程設(shè)計習慣。

（2）數(shù)據(jù)庫的建立也相對容易掌握，向catalogs中添加工程需要的元件數(shù)據(jù)，抽取等級表。管道繪制與管道等級表緊密結(jié)合，使管道具有完整的屬性。

（3）采用參數(shù)化設(shè)計，程序中寫有完整的閥門、法蘭及其他管件的尺寸數(shù)據(jù)文件，完全參數(shù)化的繪圖。且這些數(shù)據(jù)文件可根據(jù)需要編輯修改，非常方便。

（4）設(shè)備和管道的繪制更直觀、快捷。管道的繪制依賴于元件庫及等級表；設(shè)備模塊則有很多靈活模板可根據(jù)實際套用，極大的簡化了畫圖過程，提高了效率。另外配合structural等模塊的使用，使設(shè)計更直觀、精準。

（5）各類報告功能強大。提供了管道材料自動統(tǒng)計報表，及其他根據(jù)需要可提取的信息報表，如設(shè)備列表、管嘴列表等，方便又快捷。

安瓿瓶內(nèi)表面與枸櫞酸咖啡因注射液的相容性研究…………………………………………………… 張良明等（5）：644

應用該軟件進行設(shè)計，一方面減少了設(shè)計人員重復性的勞動，降低勞動強度；另一方面又使許多人工操作用計算機來代替，提高了設(shè)計的準確度和精度。

3 軟件應用技巧

3.1 使用流程

（1）系統(tǒng)配置及軟件的安裝。需要在Windows/2000/NT/sp1的操作系統(tǒng)下安裝，支撐環(huán)境為AutoCAD2000/2000i/2002/2004，一般推薦使用AutoCAD2004。

（2）建立項目并設(shè)置好各參數(shù)。使用Project Administrator建立項目，設(shè)置配置文件、參數(shù)等，注意項目信息欄項目名稱為必填，添加項目根目錄時路徑中不要出現(xiàn)中文。

（3）建立工程數(shù)據(jù)標準庫。3種數(shù)據(jù)庫工作模式：集中式、分布式、獨立式（很少采用）；數(shù)據(jù)庫由元件庫和等級庫兩部份組成。元件庫一般按不同標準編制，如ANSI/ASME、德國DIN、日本JIS/JPI，國內(nèi)有GB、HG、SH、GD 等；等級庫也叫規(guī)范庫，針對具體項目，是從單個或多個元件庫中按照項目要求提取的一部分管件。

（4）抽取等級表。每個項目使用的spec是從元件庫中按照項目要求提取出來的一個有針對性的數(shù)據(jù)庫文件。

（5）建立設(shè)備模型。利用已有模板可較快的建好設(shè)備本體，待等級表做好后即可建立帶管嘴的設(shè)備模型。

（6）建立三維結(jié)構(gòu)模型。對管道布置來說結(jié)構(gòu)模型更多的起到效果及配管方便的作用，并不作為結(jié)構(gòu)專業(yè)的出圖。

（7）建立三維管道模型。即是配管設(shè)計，最好預先做好管道研究，減少管道模型的修改。

（9）出平立面圖生成單管軸側(cè)圖。出平立面目前多配合PLANTWAVE使用；單管軸側(cè)圖注意事先定制好圖框塊，便于后面的修改及打印。

（10）抽取管道安裝材料表和綜合材料表。

3.2 建模需要注意的問題

（1）模型文件圖元密度的控制。一張模型文件里內(nèi)容不要太多，設(shè)備可根據(jù)標高、分區(qū)等的不同合理的將其建立在不同的模型文件中；同類型的、有密切聯(lián)系（如相互間管道連接比較多）的設(shè)備宜建在一張圖里。（若設(shè)備不是太多，也可以單臺設(shè)備為一張圖，以設(shè)備名稱命名，方便查找）管道則可根據(jù)管道之間的聯(lián)系、物料、分區(qū)以及管道等級等的不同合理的將管道建在不同的文件里。每個模型文件的密度控制在以圖面可清晰分辨為宜，這樣既能提高工作效率，易于管理，又提升了整個項目的安全性。

（2）模型的參照與修改。模型與模型之間采用覆蓋型的參照模式進行疊加，否則不能進行循環(huán)參照，也不允許跨文件拷貝模型元件。如設(shè)備定位主要參照（采用覆蓋型）平面布置圖，定位后需要復核設(shè)備名稱、設(shè)備管口的位置、標高、對應的管道號等。對模型文件的修改、保存等操作均要在打開相關(guān)模塊的菜單后進行，否則易報錯；圖紙命名也要遵循一定的原則，不要出現(xiàn)中文名及一些其他符號。

（3）特殊管道的繪制。坡度管及其他特殊管道主要用中心線法繪制；保溫管應建立在單獨的模型文件中，以利于保溫材料的統(tǒng)計。

（4）及時檢查模型錯誤。模型錯誤越少，后續(xù)處理的工作越少。首先配管過程要充分利用漫游插件，檢查配管的合理性。其次需及時消除模型文件錯誤，其中管道連接屬性是較為常見的錯誤，及時更正既避免后期模型過大導致檢查工作量大的麻煩，又有利于提取單管軸測圖。另配管過程刪除管件后應及時對數(shù)據(jù)庫進行清理。

（5）合理運用注釋。一些沒有模板的元件（可以用相似的圖元來代替）或不易表達清楚的配管信息都可以通過misc attachment來添加標注說明。

（6）定期備份。模型的備份包括圖形文件、數(shù)據(jù)庫、項目信息等。定期備份以備需要恢復模型數(shù)據(jù)時使用，提高項目設(shè)計的安全性。

4 與其他三維軟件的比較

經(jīng)過近10年的發(fā)展,已經(jīng)逐漸涌現(xiàn)了一批出色的三維工廠設(shè)計軟件,而這其中應用較廣泛、功能較強大的軟件有3個：美國Intergraph公司的PDS,美國Bentley公司的AutoPLANT,AVEVA公司的PDMS。PDS與PDMS有多年技術(shù)積累,其功能強大,數(shù)據(jù)庫完備,目前在三維工廠設(shè)計領(lǐng)域應用最為廣泛，都極大的加快了設(shè)計的速度，提高了設(shè)計質(zhì)量。AUTOPLANT作為其中之一，有其優(yōu)勢的地方：如相對穩(wěn)定的項目管理平臺；簡單易于操作的工作模式；在3大類似軟件中的經(jīng)濟優(yōu)勢等。但也存在一定局限，比如對于大型復雜項目，設(shè)備及管道非常多，模型文件也很多，瀏覽時全部生成模型耗時長，操作緩慢；最終出平立面圖時對圖紙的控制力相對較差，后續(xù)人工處理的工作量較大；同時在實際應用中的使用范圍也較窄，目前piping和equipment使用率高，其他專業(yè)則相對較少。

5 結(jié)束語

AUTOPLANT2004作為基于AutoCAD開發(fā)的三維工廠設(shè)計軟件，在不改變設(shè)計習慣的基礎(chǔ)上，大大降低了設(shè)計制圖的工作量，提高了設(shè)計水平，對化工工廠設(shè)計起到了巨大的推動作用。

[1]羅宇,張春迎,陳萬里.探討化工設(shè)計中的管道應力分析[J].科技信息，2010-04-15.