PDMS在化工管道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

鄭 重

（浙江省天正設(shè)計(jì)有限工程公司，浙江 杭州 310005）

1 前言

傳統(tǒng)的二維技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域曾占據(jù)重要的技術(shù)地位，特別是對(duì)于化工管道的設(shè)計(jì)，其舉足輕重的作用一直受到各專(zhuān)家和技術(shù)工人的青睞，可是隨著技術(shù)的革新，目前三維技術(shù)已經(jīng)逐漸取代了二維技術(shù)，PDMS已經(jīng)成為管道設(shè)計(jì)的首選技術(shù)。PDMS（Plant Design Management System）是指工廠(chǎng)三維布置設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)其實(shí)就是一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的三維設(shè)計(jì)軟件，并且該三維設(shè)計(jì)軟件是應(yīng)用普遍且相對(duì)成熟的設(shè)計(jì)軟件之一，目前已經(jīng)廣泛用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)。相比于二維作圖軟件Auto CA D，三維技術(shù)的PDMS軟件的優(yōu)勢(shì)

（l） 直觀(guān)性

PDMS優(yōu)與CAD的直觀(guān)性主要體現(xiàn)在其作圖環(huán)境上，傳統(tǒng)的CAD技術(shù)作圖主要是在二維空間內(nèi)進(jìn)行，而PDMS是在一個(gè)虛擬的三維空間內(nèi)進(jìn)行繪圖。這樣一來(lái)，作圖者完全可以從不同的方度查看所布置的模型，由于三維空間內(nèi)模型的位置描述準(zhǔn)確度高，在作圖中設(shè)計(jì)人員對(duì)所設(shè)計(jì)的物體的空間位置可以做到一目了然，最終提高了設(shè)計(jì)的精確性。

（2） 共享性

PDMS優(yōu)與CAD的共享性主要是指信息的共享，因?yàn)椴捎肞DMS軟件每一個(gè)設(shè)計(jì)人員都有機(jī)會(huì)借鑒別人的方法和技巧。其原理是PDMS系統(tǒng)使用單一的數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包括了不同專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)成果，同時(shí)存儲(chǔ)了不同設(shè)計(jì)人員的作品，通過(guò)設(shè)置權(quán)限來(lái)控制系統(tǒng)信息的共享。一旦設(shè)計(jì)人員擁有了閱讀權(quán)限，就可以很輕松地查閱其他設(shè)計(jì)者的數(shù)據(jù)記載，從而參閱別人的設(shè)計(jì)作品。由于大家輸入的數(shù)據(jù)共同存儲(chǔ)在同一數(shù)據(jù)庫(kù)中，所以每一個(gè)人都可以非常方便地獲取自己想要找到的信息，最終達(dá)到信息共享的目的。

（3） 檢測(cè)性

管道的設(shè)計(jì)檢測(cè)是檢驗(yàn)其品質(zhì)的重要方法，從諸多施工現(xiàn)場(chǎng)反饋的結(jié)果顯示，管道設(shè)計(jì)之中存在最多的就是碰撞問(wèn)題。能否合理減少碰撞問(wèn)題的出現(xiàn)頻率是決定設(shè)計(jì)水平高低的一個(gè)關(guān)鍵因素，PDMS優(yōu)與CAD的檢測(cè)性就表現(xiàn)在PDMS能夠檢測(cè)出化工管道中管道與管道之間，管道與管道保溫之間的碰撞，從而準(zhǔn)確反映碰撞問(wèn)題所在。

2 PDMS發(fā)展現(xiàn)狀

PDMS是英國(guó) CAD Centre公司的旗艦產(chǎn)品，已經(jīng)為世界的化工管道設(shè)計(jì)作出了卓越的貢獻(xiàn)，目前它的發(fā)展態(tài)勢(shì)呈現(xiàn)出良好的局面，并且有進(jìn)一步發(fā)展的空間。自從第一個(gè)PDMS商業(yè)版本發(fā)布以來(lái)，三維管道設(shè)計(jì)的理念就開(kāi)始進(jìn)入人們的視野，最終使得PDMS成為化工設(shè)計(jì)項(xiàng)目的首選軟件系統(tǒng)，令人鼓舞的是CAD Centre公司最新發(fā)布的新版PDMS 11.6 包括了更多前所未有的新功能，將繼續(xù)引領(lǐng)一個(gè)全新的管道設(shè)計(jì)時(shí)代的到來(lái)。

3 PDMS在化工管道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

PDMS在化工管道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用關(guān)鍵在于PDMS在化工管道設(shè)計(jì)建模的過(guò)程如何操作，接下來(lái)給大家簡(jiǎn)單介紹一下具體的步驟。

圖1 PDMS生成管道圖例

（1）建立元件庫(kù)、等級(jí)庫(kù)

運(yùn)用PDMS進(jìn)行管道設(shè)計(jì)需要預(yù)先建立管道專(zhuān)屬元件庫(kù)，包括直管段、三通、四通、彎頭、大小頭等。每一個(gè)元件都有屬性保存它的詳細(xì)信息，不同類(lèi)型的元件屬性也不同。這些信息將為設(shè)計(jì)人員開(kāi)展管道設(shè)計(jì)時(shí)提供依據(jù)，并可根據(jù)需要在圖紙中抽取部分信息，如名稱(chēng)、規(guī)格、壓力等級(jí)、重量等，并按要求匯總，以達(dá)到管道的加工及安裝要求。

元件庫(kù)建好后應(yīng)再建立管道等級(jí)庫(kù)，將設(shè)計(jì)中用到的管道、耐腐蝕閥門(mén)及其他元件整合在等級(jí)庫(kù)中，為后續(xù)的管道建模做準(zhǔn)備。

（2）設(shè)備建模

根據(jù)設(shè)備制造廠(chǎng)提供的資料，在Equipment模式下建立設(shè)備的等比例3D實(shí)體模型。建模采用搭積木的方式，并應(yīng)根據(jù)車(chē)間總體布置，將設(shè)備準(zhǔn)確定位。在設(shè)備建模過(guò)程中，重點(diǎn)應(yīng)建立設(shè)備相關(guān)各接口管嘴，先取相應(yīng)的管嘴等級(jí)，并定義屬性。

3.管道建模

在Pipework模式下，選取預(yù)先建好的管道等級(jí)，根據(jù)工藝系統(tǒng)流程，確定管道的頭和尾接口管嘴，并依次建立各元件模型，直至頭尾閉合，管道模型即建立完成。因管道為工廠(chǎng)預(yù)制件，分為標(biāo)準(zhǔn)管件和非標(biāo)準(zhǔn)管件。對(duì)于直管段，受其加工工藝限制，管件最大長(zhǎng)度一般為4m，也就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管件的長(zhǎng)度，其他長(zhǎng)度的直管段均為非標(biāo)準(zhǔn)直管段。對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)直管段，設(shè)計(jì)人員需給定每一個(gè)管件的長(zhǎng)度。因管道元件的特殊性，其在設(shè)計(jì)中不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頭、尾擬合，進(jìn)而在進(jìn)行長(zhǎng)距離管道設(shè)計(jì)時(shí)需采多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直管段與一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)直管段進(jìn)行組合，以達(dá)到布置要求。類(lèi)似地，非標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的彎頭、三通、四通等管件可根據(jù)需要進(jìn)行加長(zhǎng)。

以往的CAD二維設(shè)計(jì)中，往往需要對(duì)設(shè)備及管道進(jìn)行平面、正視、側(cè)視三視圖設(shè)計(jì)，各視圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系完全靠設(shè)計(jì)人員空間想象來(lái)規(guī)劃完成，往往因?yàn)轭櫞耸П嗽斐筛饕晥D之前管道的不對(duì)應(yīng)，產(chǎn)生差錯(cuò)。采用PDMS三維設(shè)計(jì)軟件可以使設(shè)計(jì)人員更加直觀(guān)地對(duì)管道進(jìn)行布置設(shè)計(jì)，并能夠根據(jù)空間中各種模型的位置關(guān)系對(duì)管道布置的合理性進(jìn)行正確判斷。

4 出圖

根據(jù)已建立的模型，PDMS可以生成設(shè)備及管道的平、斷面布置圖，也可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化定制直接抽取符合施工要求的管道的軸測(cè)圖，大幅減少了設(shè)計(jì)人員在后續(xù)出圖方面的工作量，如圖1。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)引入PDMS三維設(shè)計(jì)軟件，縮短了工程設(shè)計(jì)的周期，優(yōu)化了各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，極大的減少了現(xiàn)場(chǎng)碰撞，并為業(yè)主提供了準(zhǔn)確的管道、支架材料表，為業(yè)主采購(gòu)、施工提供了很大幫助，并為工廠(chǎng)后期數(shù)字化維護(hù)打下了基礎(chǔ)，體現(xiàn)了三維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)；當(dāng)然，由于我公司在燃料元件工程項(xiàng)目中對(duì)PDMS應(yīng)用時(shí)間還比較短，還需要進(jìn)一步完善軟件數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)一步明確細(xì)化三維設(shè)計(jì)流程、規(guī)范，進(jìn)一步豐富輔助程序，盡可能的降低人工修改圖紙工作量。總之，PDMS三維設(shè)計(jì)軟件，在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中有著廣闊而光明的應(yīng)用前景。

[1]王守清.計(jì)算機(jī)輔助建筑工程項(xiàng)目管理 [M].北京：清華大學(xué)出版社，1996.

[2]張志鳳.PDMS軟件在蘭州高壓聚乙烯配管中的應(yīng)用 [J].化工設(shè)計(jì)通訊，2007（01）.