基于SP3D軟件自控集成設(shè)計(jì)的應(yīng)用

葉紅軍

(山東萊克工程設(shè)計(jì)有限公司，山東 東營(yíng) 257100)

近年來(lái)，隨著工程建設(shè)更加大型化和復(fù)雜化，業(yè)主管理要求越來(lái)越高，對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也提出了更高的要求。SP3D是由美國(guó)INTERGRAPH公司開(kāi)發(fā)的新一代面向數(shù)據(jù)、規(guī)則驅(qū)動(dòng)的三維集成設(shè)計(jì)軟件，是基于Windows操作系統(tǒng)的最新編程開(kāi)發(fā)技術(shù)，以SQL Server和Oracle大型關(guān)系型商用數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)平臺(tái)，具有極強(qiáng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，良好的權(quán)限管理及全三維渲染狀態(tài)建模，能夠簡(jiǎn)化工程設(shè)計(jì)過(guò)程，同時(shí)更加有效地使用并復(fù)用現(xiàn)有數(shù)據(jù)，對(duì)工程的運(yùn)營(yíng)維護(hù)具有重要意義。

在SP3D的三維設(shè)計(jì)環(huán)境中可實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，設(shè)計(jì)的成果不再限于書(shū)面圖紙資料，而是完成了一座數(shù)字化的工廠項(xiàng)目，記錄著整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的全部設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和管理信息，可以實(shí)現(xiàn)向業(yè)主的數(shù)字化移交。采用SP3D軟件，自控專業(yè)能夠進(jìn)行精確的三維模型搭建、橋架設(shè)計(jì)、電纜敷設(shè)，建模工作完成后，進(jìn)行碰撞檢查及各專業(yè)聯(lián)合模型審查，最后進(jìn)行出圖和材料表的自動(dòng)抽取。

1 三維建模

1.1 設(shè)備創(chuàng)建

在Equipment and Furnishings模塊中，SP3D軟件的設(shè)備創(chuàng)建有兩種方式： 使用導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)備，直接通過(guò)修改參數(shù)放置設(shè)備，稱為非參數(shù)化設(shè)備；設(shè)置數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過(guò)設(shè)置多個(gè)設(shè)備組件組合成設(shè)備，稱為參數(shù)化設(shè)備。前者能夠方便快捷地在三維設(shè)計(jì)環(huán)境中創(chuàng)建設(shè)備；后者可以通過(guò)人工搭建創(chuàng)造出非常理想的設(shè)備。

通過(guò)對(duì)定型產(chǎn)品的定制，可制作設(shè)備的模型數(shù)據(jù)，直接導(dǎo)入到軟件服務(wù)器中就可形成非參數(shù)化設(shè)備，如常用的可燃?xì)怏w探測(cè)器、火焰探測(cè)器模型就可以直接調(diào)用，而無(wú)需創(chuàng)建參數(shù)化設(shè)備，這樣可以大幅提高設(shè)計(jì)效率。

1.2 橋架設(shè)計(jì)

橋架的建模是在Electrical模塊中實(shí)現(xiàn)的，使用時(shí)需要先導(dǎo)入橋架數(shù)據(jù)庫(kù)以完善三維模型庫(kù)，再進(jìn)行橋架的繪制。橋架數(shù)據(jù)庫(kù)采用標(biāo)準(zhǔn)的Excel模板，對(duì)橋架的規(guī)格、型號(hào)、材質(zhì)、尺寸、質(zhì)量、彎曲半徑等參數(shù)進(jìn)行定制后，加載到SP3D軟件的Electrical模塊下，以保證橋架模型與供貨商提供產(chǎn)品的一致性。

電纜橋架的建模要符合行業(yè)規(guī)范的要求，應(yīng)橫平豎直，并應(yīng)排列整齊；橋架的上方與建筑物和構(gòu)筑物之間應(yīng)留有便于操作的空間，以便于電纜敷設(shè)和打開(kāi)橋架蓋板；橋架宜安裝在工藝管道的側(cè)面和上方，但對(duì)于高溫管道，橋架則不得平行安裝在管道上方。SP3D軟件的多專業(yè)協(xié)同三維設(shè)計(jì)，可以大幅減少橋架設(shè)計(jì)過(guò)程中的人為低級(jí)錯(cuò)誤，從而可提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。橋架在SP3D中的布置如圖1所示。

圖1 橋架布置示意

另外，橋架建模前要先確定好橋架的寬度和高度，橋架中電纜填充系數(shù)宜為0.3～0.5，本安電纜和非本安電纜如果在同一橋架中敷設(shè)時(shí)，宜用金屬隔板隔開(kāi)。

1.3 電纜敷設(shè)

由于SP3D中電纜的三維模型庫(kù)不能滿足控制電纜敷設(shè)的需要，在進(jìn)行電纜敷設(shè)前要先完善其數(shù)據(jù)庫(kù)。電纜數(shù)據(jù)庫(kù)的定制過(guò)程與橋架相同，建立對(duì)控制電纜種類進(jìn)行定義的Excel表格后，加載到SP3D軟件的Electrical模塊下，即可完成電纜敷設(shè)的準(zhǔn)備工作。

在進(jìn)行電纜建模時(shí)，可以使用插入電纜的命令，手動(dòng)導(dǎo)入單根電纜；還可利用Excel模板定義好電纜名稱、信號(hào)類型、起點(diǎn)設(shè)備、終點(diǎn)設(shè)備等信息后，批量導(dǎo)入電纜。通過(guò)使用編輯電纜命令來(lái)設(shè)定電纜敷設(shè)路徑，也可使用自動(dòng)敷設(shè)電纜命令來(lái)自動(dòng)敷設(shè)電纜，還可以平行敷設(shè)多根電纜；此外，還可插入電纜標(biāo)記和電纜擋板等。從儀表到接線箱的電纜直接埋地敷設(shè)效果如圖2所示。

圖2 SP3D中電纜敷設(shè)示意

2 碰撞檢查

在集氣站以及海上平臺(tái)等裝置緊湊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程中，各專業(yè)設(shè)備、管道、橋架、風(fēng)管、建筑物的碰撞時(shí)有發(fā)生，應(yīng)用傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)，僅通過(guò)專業(yè)人員間面對(duì)面的溝通很難解決各種碰撞問(wèn)題。

使用SP3D軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，系統(tǒng)服務(wù)器可進(jìn)行實(shí)時(shí)碰撞檢查，用戶載入任意模型，只要有碰撞就能看到標(biāo)記，客戶端不用執(zhí)行特定操作，還可生成圖形化碰撞檢查報(bào)表，使碰撞問(wèn)題能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)、修改，從而有效地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3 圖紙和報(bào)表

傳統(tǒng)自控設(shè)計(jì)是在二維圖紙上進(jìn)行儀表、設(shè)備布置，電纜走向僅為示意，不夠精準(zhǔn)，電纜、橋架等材料的統(tǒng)計(jì)也是從二維平面上估算出來(lái)的。SP3D軟件能夠靈活、高效地輸出平面圖、ISO圖及料表。SP3D的出圖可通過(guò)設(shè)置不同的Filter和Volume，選擇出圖內(nèi)容和區(qū)域，還可通過(guò)設(shè)置不同的出圖模板，對(duì)線型、線寬、字體、標(biāo)注、比例尺等進(jìn)行定義，還可對(duì)圖紙進(jìn)行一鍵刷新，并且可以很方便地生成電纜、橋架、穿線管等料表。

4 結(jié)束語(yǔ)

SP3D軟件打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的局限性，自控設(shè)計(jì)時(shí)可對(duì)儀表設(shè)備、橋架、電纜等建立三維模型，并按需求生成圖表；實(shí)時(shí)碰撞檢查功能使設(shè)計(jì)工程中的碰撞問(wèn)題得以解決，多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)能夠有效減少施工現(xiàn)場(chǎng)的錯(cuò)、漏、碰、缺等設(shè)計(jì)問(wèn)題，從而保證了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。采用SP3D軟件可大幅提高自控專業(yè)的設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)計(jì)水平和工作效率，提升了公司的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

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