Bentley三維數(shù)字化軟件在電力工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，湖北 武漢 430000）

Bentley三維數(shù)字化軟件在電力工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

毛雪東

（湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，湖北 武漢 430000）

三維數(shù)字化設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的流行趨勢(shì)，利用三維數(shù)字化的精細(xì)化及協(xié)同設(shè)計(jì)，能夠大幅度提高設(shè)計(jì)效率，有利于確保設(shè)計(jì)質(zhì)量。Bentley軟件的應(yīng)用，加快了設(shè)計(jì)步伐，同時(shí)通過(guò)對(duì)三維模型的建立，為電力工程設(shè)計(jì)、工程建設(shè)及建造和管理提供科學(xué)依據(jù)。本文對(duì)Bentley三維數(shù)字化軟件在電力工程設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

電力工程設(shè)計(jì)；三維數(shù)字化設(shè)計(jì)；Bentley軟件；軟件應(yīng)用

一、引言

電力工程設(shè)計(jì)是開(kāi)展電力工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié),電力系統(tǒng)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的硬件支柱，同時(shí)也是復(fù)雜的系統(tǒng)工程。電力工程的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法無(wú)法滿足當(dāng)代建設(shè)需要。在此情況下，Bentley三維數(shù)字化軟件的推出，極大的提高了電力工程設(shè)計(jì)效率，同時(shí)又能夠滿足工程速度的要求，能夠減少錯(cuò)誤和返工，為建設(shè)現(xiàn)代化工程提供大力支持。

二、三維數(shù)字設(shè)計(jì)應(yīng)用于電力工程設(shè)計(jì)中的必要性

1 勘察測(cè)繪

將工廠建設(shè)區(qū)域的等高線進(jìn)行數(shù)字化后，能夠建立三維地貌圖，在地貌圖上包含原始地貌、開(kāi)挖邊坡及建筑物等，按照工程建設(shè)進(jìn)度情況不斷保持更新。由于三維地貌圖采用三維數(shù)字形式，因此可以將任意部位的建筑物的面積和體積等屬性精確計(jì)算出來(lái)，從而有利于加強(qiáng)工程管理。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

三維數(shù)字設(shè)計(jì)可以高效的利用已有的模板，產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)方案。三維數(shù)字設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)成果較為形象化，有利于減少各專業(yè)間的溝通，同時(shí)能夠降低設(shè)計(jì)中的明顯錯(cuò)誤。

3 施工組織

電力工程三維數(shù)字化設(shè)計(jì)中，在明確施工地形及場(chǎng)地之間的制約關(guān)系后，將施工平臺(tái)采用三維動(dòng)態(tài)布置，能夠快速生成所需結(jié)果的剖面圖和平面圖。三維建模方案能夠直觀的了解方案的可行性，從而快速進(jìn)行方案必選。

4 工程投資預(yù)算

科學(xué)的三維數(shù)字化軟件對(duì)電力工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠精確進(jìn)行工程量的統(tǒng)計(jì)和施工模擬分析，可以計(jì)算不同材料的用量及設(shè)備投入情況，從而為工程概預(yù)算及施工材料供應(yīng)計(jì)劃提供科學(xué)依據(jù)。

5 工程質(zhì)量

直觀的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)能夠?qū)⒖赡艹霈F(xiàn)的錯(cuò)誤及時(shí)暴露出來(lái)，從而降低工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)性。在三維可視化環(huán)境下，采用數(shù)據(jù)集中管理和對(duì)象關(guān)聯(lián)及參數(shù)驅(qū)動(dòng)的方式，能夠確保不同階段及不同專業(yè)數(shù)據(jù)的唯一性惡化一致性，從而降低設(shè)計(jì)疏漏，有利于確保工程建設(shè)質(zhì)量。

三、Bentley三維數(shù)字化軟件在電力工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

圖1

1 Bentley三維數(shù)字化軟件概述

Bentley 公司的 AutoPLANT P&ID 是一種基于 AutoCAD 的程序，允許您創(chuàng)建智能管道和儀表圖、工藝流程圖和其他管道圖表。通過(guò)使用 AutoCAD 和外部關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境，Bentley AutoPLANT P&ID可創(chuàng)建智能工藝流程圖。使用此產(chǎn)品，工程師可以在研究數(shù)百個(gè)布局工程圖或三維模型的同時(shí)，抽出少量時(shí)間來(lái)詳細(xì)了解電力工程設(shè)計(jì)。該應(yīng)用程序可顯著縮短捕獲系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程研究（例如，HAZOP 研究）的流程信息所需的設(shè)計(jì)時(shí)間和文檔制作時(shí)間，確保符合 OSHA 1910 和 ISO 標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)其可縮放的設(shè)計(jì)，AutoPLANT P&ID 適用于各大中小型工程公司和運(yùn)營(yíng)商，為過(guò)程處理工程的生命周期設(shè)計(jì)和文檔制作提供了一款重要工具。Bentley AutoPlant Equipment使用與 Bentley Autoplant P&ID、Piping、Structural、Isometrics 和 Raceways 應(yīng)用程序相同的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，并將二維數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)保存在相同的數(shù)據(jù)庫(kù)中。如果使用其他應(yīng)用程序集，那么當(dāng)管道選路時(shí)，三維用戶將看到可從中選擇的完整線路編號(hào)列表。布置設(shè)備時(shí)，三維用戶可以從先前已布置在 P&ID 中的設(shè)備標(biāo)簽中進(jìn)行選擇，也可以從使用數(shù)據(jù)管理器輸入數(shù)據(jù)庫(kù)中的設(shè)備標(biāo)簽中選擇。如果該用戶僅負(fù)責(zé)項(xiàng)目的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，那么數(shù)據(jù)管理器和數(shù)據(jù)表可以與三維數(shù)據(jù)結(jié)合在一起使用。您可以從二維或三維環(huán)境內(nèi)輸入的數(shù)據(jù)中生成線路列表報(bào)告或設(shè)備數(shù)據(jù)表。此外，還有一些二維/三維工具可以從三維應(yīng)用程序內(nèi)瀏覽 P&ID，從P&ID 的組件中設(shè)置當(dāng)前規(guī)格和大小等。

2 Bentley 三維數(shù)字化軟件在電力工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（1）電力工程電氣設(shè)計(jì)。Bentley 包括一個(gè)基于 Bentley promise 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件的電氣設(shè)計(jì)引擎。電線就作為電線而不作為圖形線處理；它們?cè)诜胖没蛉∠麜r(shí)會(huì)自動(dòng)粘合和斷開(kāi)。連接處由軟件辨認(rèn)。電線編號(hào)可以自動(dòng)指定，不同類(lèi)型的電線分配到不同的層以更便于編輯。放置符號(hào)時(shí)，軟件會(huì)提示唯一 ID，并自動(dòng)交叉參考相關(guān)符號(hào)。通過(guò)這種方式，可以迅速生成單線圖及保護(hù)和控制簡(jiǎn)圖而不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。而且還可以自動(dòng)生成電路原理圖。工作被組織為項(xiàng)目，使得許多圖可以鏈接在一起以便進(jìn)行交叉參考、錯(cuò)誤檢查和清單生成。項(xiàng)目中一個(gè)部分的更改便會(huì)立即反映在項(xiàng)目的其余部分，從而大大減少了編輯時(shí)間，并確保了準(zhǔn)確性。組件標(biāo)識(shí)符、頁(yè)面格式、標(biāo)題欄等的項(xiàng)目級(jí)默認(rèn)設(shè)置確保了與標(biāo)準(zhǔn)相符。此外，Substation軟件還可以完成防雷、接地、照明、電纜敷設(shè)、端子接線圖等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，幫助設(shè)計(jì)人員高質(zhì)高效地完成電力工程有關(guān)電氣設(shè)計(jì)的部分。

（2）自動(dòng)創(chuàng)建的平剖圖。Bentley AutoPlant Equipment 支持自動(dòng)創(chuàng)建二維平剖圖。這些工程圖引用自模型，因此，對(duì)模型所做的任何更改都會(huì)更新平剖圖。Autoplant Equipment 提供了許多工具，支持使用從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取的信息（例如：坐標(biāo)系、立面圖和絕緣厚度等）來(lái)添加元素批注。XM Edition 引入了全新的“公文包模式”技術(shù)。使用這項(xiàng)技術(shù)，只要稍加管理和設(shè)置，設(shè)計(jì)人員不需要項(xiàng)目協(xié)同工作功能，即可獨(dú)立開(kāi)展工作。使用這項(xiàng)技術(shù)后，大型項(xiàng)目模型可以輕松在各個(gè)項(xiàng)目之間移動(dòng)，亦可斷開(kāi)與項(xiàng)目的聯(lián)系，或者從備份中恢復(fù)單個(gè)項(xiàng)目模型。Bentley AutoPlant Equipment 以 AutoCAD 為基礎(chǔ)運(yùn)行。它包括各種旨在創(chuàng)建并修改設(shè)備模型的菜單和命令工具欄。Equipment菜單按級(jí)聯(lián)樣式排列，與 AutoCAD 中的菜單類(lèi)似。此外，Equipment 還提供了許多輕松訪問(wèn) AutoCAD 的命令，并支持大多數(shù) AutoCAD 命令行鍵入操作。Bentley AutoPlant Equipment 模型并不僅僅只是工程圖。創(chuàng)建該模型時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)維護(hù)外部項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)中的組件數(shù)據(jù)。在工程圖會(huì)話過(guò)程中，隨時(shí)可以編輯組件數(shù)據(jù)。此外，還可以編輯最初為放置組件而定義的維度參數(shù)和位置參數(shù)，并重新繪制相應(yīng)圖形以反映所做更改。如果父設(shè)備基本工具的維度參數(shù)已修改，那么鏈接的子設(shè)備直徑也自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。采用Bentley三維數(shù)字化軟件進(jìn)行電力工程設(shè)計(jì)，具有較大的便利性。自動(dòng)創(chuàng)建平剖圖如圖1所示。

（3）異地協(xié)同設(shè)計(jì)。電力工程項(xiàng)目往往需要多個(gè)專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)完成。電力工程設(shè)計(jì)是多專業(yè)配合設(shè)計(jì)的成果，強(qiáng)調(diào)整體水平和相互協(xié)調(diào)配合，因此整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程是各專業(yè)間反復(fù)配合的過(guò)程，最終設(shè)計(jì)成果不是簡(jiǎn)單的疊加，而是有機(jī)結(jié)合。協(xié)同設(shè)計(jì)的目的不僅僅是數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，更重要的是注重對(duì)信息的交流和管理。PDMS就是作為一體化多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使不同專業(yè)設(shè)計(jì)者，分散的設(shè)計(jì)部門(mén)連為一體，改變了以電話、傳真、郵件和會(huì)議為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)配合模式，從而設(shè)計(jì)效率達(dá)到最大化。對(duì)于PDMS，通過(guò)多專業(yè)配合，建立整個(gè)項(xiàng)目的統(tǒng)一的數(shù)字化三維模型，不僅解決了管道、設(shè)備、土建、暖通、電纜橋架等各專業(yè)詳細(xì)設(shè)計(jì)的交叉配合問(wèn)題，而且能以三維模型為基礎(chǔ)在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)各專業(yè)間的提資配合、工程圖紙和報(bào)表的提交等工程配合問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)

Bentley三維數(shù)字化軟件在電力工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用具有重要意義。通過(guò)應(yīng)用Bentley軟件，最大限度將工程設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題解決在萌芽階段，從而保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，有利于減少設(shè)計(jì)時(shí)間，為現(xiàn)代高效建設(shè)提供有力支持。

[1]劉強(qiáng)．淺析數(shù)字工廠三維技術(shù)[A],第十四屆全國(guó)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C]，2008．

[2]莊葉凱．Bentley三維工廠軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]．有色冶金設(shè)計(jì)與研究,2009,30（06）:108-109．

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