Support Modeler在管道三維設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉寶洪，高 源

(中海油石化工程有限公司,山東 濟(jì)南 250000)

Support Modeler在管道三維設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉寶洪，高 源

(中海油石化工程有限公司,山東濟(jì)南250000)

通過(guò)若干項(xiàng)目的運(yùn)用，我公司對(duì)Support Modeler的使用積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。本文對(duì)Support Modeler的組成和建模過(guò)程做了詳細(xì)介紹。通過(guò)與傳統(tǒng)模式管道支吊架設(shè)計(jì)比較，突出了Support Modeler在三維設(shè)計(jì)中的智能化、信息化、高效性和正確性。最后展望了Support Modeler在未來(lái)管道三維設(shè)計(jì)中的美好前景。

Support Modeler；PDS; 管道三維設(shè)計(jì)

隨著石化裝置規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，管道作為生產(chǎn)裝置的命脈，其設(shè)計(jì)的深度也不斷加大。管道支架設(shè)計(jì)是管道設(shè)計(jì)中極其重要的環(huán)節(jié)。隨著對(duì)管系的應(yīng)力分析越來(lái)越普遍，對(duì)管道支吊架設(shè)計(jì)的重要性提出了更高、更詳細(xì)的要求。

目前大型裝置管道都會(huì)采用三維軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。PDS(Plant Design System)作為美國(guó)鷹圖公司旗下開(kāi)發(fā)的三維設(shè)計(jì)軟件，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到國(guó)內(nèi)外大型化工設(shè)計(jì)工程公司。為了更好的實(shí)現(xiàn)三維配管及管道支吊架的自動(dòng)設(shè)計(jì)(包括建模、碰撞檢查、出圖及材料統(tǒng)計(jì)等)，我公司使用Support Modeler很好的解決了PDS自身管架設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)。下面就對(duì)Support Modeler在三維設(shè)計(jì)中的應(yīng)用做一下介紹。

1 Support Modeler簡(jiǎn)介

PDS中管道支架的設(shè)計(jì)可以分為物理管架和邏輯管架。物理管架是指在管道模型中建立真實(shí)的三維支架模型來(lái)表示管道支架，這種方法可以進(jìn)行碰撞檢測(cè)，但是操作界面和支架修改較為復(fù)雜。邏輯管架是在管道模型中用一個(gè)邏輯符號(hào)X標(biāo)出管架的位置，但不建立實(shí)際的三維管架模型，管架的形式不夠直觀[1]。

Support Modeler是與PDS相結(jié)合的第三方管道支吊架軟件。它能夠靈活的建立各種管道的支吊架組合模型，提供一系列動(dòng)態(tài)變化、易于使用和可自定義的可視化功能，從而能夠加快管道支吊架建模過(guò)程[2]。Support Modeler自帶支吊架庫(kù)采用的是國(guó)外支吊架廠家的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，難以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)工程公司對(duì)支吊架的設(shè)計(jì)需求。我公司通過(guò)參考國(guó)內(nèi)外供應(yīng)商的產(chǎn)品樣本和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以設(shè)計(jì)靈活、適用性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)維護(hù)簡(jiǎn)便為原則，在原有支吊架庫(kù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)編制了本公司的支吊架庫(kù)。

2 支吊架庫(kù)的二次開(kāi)發(fā)

對(duì)Support Modeler 自帶的支吊架庫(kù)的二次開(kāi)發(fā)不僅完善了支吊架庫(kù)，同時(shí)還能夠使Support Modeler更加智能化。在二次開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)管徑、保溫層厚度及承重載荷等綜合分析后，添加相關(guān)的條件判斷語(yǔ)句，能夠?qū)崿F(xiàn)軟件智能選型的功能。下面就對(duì)支吊架庫(kù)做一下介紹。

2.1 支吊架庫(kù)的基本組成

Support Modeler 項(xiàng)目由兩套的文件體系組成(見(jiàn)圖1)，一套是支吊架庫(kù)；一套是項(xiàng)目文件夾。

圖1 Support Modeler文件體系示意圖

2.1.1 支吊架庫(kù)

支吊架庫(kù)是由核心支吊架庫(kù)文件和次級(jí)支吊架庫(kù)組成的匯總文件夾，是為各個(gè)項(xiàng)目模型提供支吊架信息的核心文件。在一個(gè)工程公司的范圍內(nèi)，它應(yīng)具有唯一性，應(yīng)該由專(zhuān)門(mén)的項(xiàng)目管理員負(fù)責(zé)維護(hù)和開(kāi)發(fā)。

該核心文件內(nèi)部主要有兩種文件夾組成。第一種文件夾是核心支吊架庫(kù)，主要包含被各類(lèi)支吊架文件引用.parent文件和相關(guān)通用屬性定義文件，這一類(lèi)文件一般最好不要做修改，以免影響整個(gè)支吊架庫(kù)的穩(wěn)定。第二種文件夾是次級(jí)支吊架庫(kù)，主要由Support Modeler自帶的支吊架庫(kù)(如SM_AISC、SM_Cisc等)和部分國(guó)外著名支吊架供應(yīng)商的支吊架庫(kù)(如 SM_Anvil、SM_Lisega_2010等)組成。每一個(gè)次級(jí)支吊架庫(kù)都包含三類(lèi)文件，第一類(lèi).PCX文件(保存在.bmp文件夾下)，是用于在Support Modeler中顯示支吊架外形特征，便于設(shè)計(jì)人選擇支吊架類(lèi)型的圖片文件，每一類(lèi)支吊架都對(duì)應(yīng)一個(gè).pcx文件。第二類(lèi).item文件，是用于在Microstation中繪制支吊架外形的支吊架圖形驅(qū)動(dòng)文件，每一類(lèi)支吊架都至少需要一個(gè)圖形驅(qū)動(dòng)文件來(lái)描述；第三類(lèi).mdb 文件，是用于保存支吊架屬性的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，它詳細(xì)記錄著各支吊架的種類(lèi)、尺寸、重量、短描述、許用荷載等屬性信息。Support Modeler 主要是通過(guò)它與圖形驅(qū)動(dòng)文件的相互引用，來(lái)完成支吊架的繪制工作，并同時(shí)將支吊架的相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳遞到項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)和PDS數(shù)據(jù)庫(kù)中。對(duì)支吊架的二次開(kāi)發(fā)主要是定制和修改支吊架庫(kù)文件夾內(nèi)的.pcx文件、item文件和mdb文件三個(gè)文件夾。

2.1.2 項(xiàng)目文件夾

項(xiàng)目文件夾是整個(gè)項(xiàng)目的模型文件匯總文件夾，它是由Area文件夾、Seeds文件夾和項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)文件組成。Area文件夾是模型文件的匯總文件夾，其中的各個(gè)模型是由項(xiàng)目管理員依據(jù)PDS模型的組織結(jié)構(gòu)形式而建立的，其內(nèi)主要由圖形文件(.dgn)、日志文件(.log)和自動(dòng)生成的支吊架圖紙文件(.sht)組成。Seeds文件夾是項(xiàng)目設(shè)置文件的匯總文件夾，其內(nèi)有對(duì)Support Modeler的模型文件進(jìn)行定制的各類(lèi)設(shè)置文件，如：對(duì)支吊架圖紙形式進(jìn)行設(shè)置的.sht 文件，對(duì)支吊架圖紙的圖簽進(jìn)行調(diào)整的.brd 文件等。

項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)文件是一個(gè)MS Access文件，它負(fù)責(zé)保存整個(gè)項(xiàng)目的所有支吊架的屬性信息。

3 Support Modeler的建模

在 Support Modeler 中，管道支吊架的放置主要分為三個(gè)步驟。

1)通過(guò)捕捉PDS管道模型，自動(dòng)獲得PDS管道信息。選擇所要放置的管道中心線(xiàn)，在彈出的“Confirm New Support ID”子菜單中輸入管道支吊架編號(hào)。

2)根據(jù)需要選定支吊架的具體類(lèi)型，并填寫(xiě)必要參數(shù)。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，在Prompts選擇框中選擇和填寫(xiě)相關(guān)的屬性信息，如在“Material(材料)”中選擇“Carbon Steel(碳鋼)”。

3)選擇合適的位置放置支吊架。單擊“Place”按鈕，鼠標(biāo)中鍵選擇要放置支吊架的管道連接點(diǎn)， 按字母“ O”鍵定義支吊架移動(dòng)的基點(diǎn)，然后沿著該管道的中心線(xiàn)方向選擇中心線(xiàn)上 任意一點(diǎn)，并按回車(chē)鍵鎖定支吊架移動(dòng)的方向，調(diào)整支吊架的三維放置的姿態(tài)，單擊鼠標(biāo)左鍵確定，完成支吊架的最終放置。

4 Support Modeler的設(shè)計(jì)輸出

Support Modeler支吊架設(shè)計(jì)輸出的結(jié)果，為三維模型數(shù)據(jù)文件(.dgn文件)，也可以是二維電子文檔和紙質(zhì)二維工程圖紙。圖2是利用Support Modeler建模的管道支吊架在三維瀏覽軟件navisworks中的展示。從圖2中可以看出，三維模型數(shù)據(jù)文件不僅是支吊架三維圖形的載體，還能用來(lái)進(jìn)行全廠的碰撞檢查，體現(xiàn)了Support Modeler支吊架設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)所在。 Support Modeler 工程圖紙都是直接由三維模型投影而成，能夠保證各個(gè)視圖的正確性，可以自動(dòng)生成支吊架明細(xì)表、圖號(hào)和圖名，減少了用戶(hù)輸入工作量，使用者只需要對(duì)視圖中個(gè)別線(xiàn)條進(jìn)行調(diào)整，并標(biāo)注工程符號(hào)，即可滿(mǎn)足工程圖紙的要求。SupportModeler支吊架設(shè)計(jì)除了能創(chuàng)建管道支吊架的三維模型，還能夠在自動(dòng)出設(shè)計(jì)成品文件如支架一覽表、特殊支架圖和支架綜合材料表。這在項(xiàng)目時(shí)間緊迫、任務(wù)繁重的最后階段，產(chǎn)生的效益是顯而易見(jiàn)的。

圖2 SupportModeler建模的管道支吊架

5 結(jié)束語(yǔ)

相比管道支吊架設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)模式，SupportModeler 可以自動(dòng)完成支吊架圖紙的繪制工作，設(shè)計(jì)者需要負(fù)責(zé)的僅僅是保證支吊架選型的正確，參數(shù)設(shè)置的正確而已，這對(duì)減輕設(shè)計(jì)人員的工作量，提高設(shè)計(jì)效率具有重要意義。

近幾年來(lái)，我公司已經(jīng)將SupportModeler成功應(yīng)用到若干項(xiàng)目中，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。隨著三維軟件應(yīng)用水平的不斷提高，我公司設(shè)計(jì)和承包的工程質(zhì)量獲得了很大的進(jìn)步，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高。所以，SupportModeler在三維設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用是管道支吊架設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。

[1] 劉亞丹.三維支吊架設(shè)計(jì)在火電廠工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].東北電力技術(shù),2010,31(6):48-49.

[2] 吉曉暉.管道三維設(shè)計(jì)及Support Modeler應(yīng)用[J].科技傳播,2013(06):218-220.

(本文文獻(xiàn)格式：劉寶洪，高源.Support Modeler在管道三維設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山東化工，2017，46(16)：161-162.)

Application of Support Modeler in 3D Design of Pipeline

Liu Baohong，Gao Yuan

(Cnooc Petrochemical Engineering Company, Jinan 250101,China)

With the use of a number of projects, our company has accumulated a wealth of engineering experience in the use of Support Modeler. The composition and modeling of Support Modeler process in detail. Comparing with the traditional model of pipe hanger design, the ability of Support Modeler in three-dimensional design is more Intelligent, informational, efficient and correct. Finally, the prospect of Support Modeler in the pipeline 3D design is prospected.

Support Modeler；PDS;3D design of pipeline

TP391.72

：A

：1008-021X(2017)16-0161-02

2017-06-04

劉寶洪(1988-)，山東濟(jì)南人，助理工程師，碩士學(xué)位，畢業(yè)與中國(guó)石油大學(xué)(華東)，主要從事石油化工管道工作。