Support Modeler在管道三維設計中的應用

劉寶洪，高 源

(中海油石化工程有限公司,山東 濟南 250000)

Support Modeler在管道三維設計中的應用

劉寶洪，高 源

(中海油石化工程有限公司,山東濟南250000)

通過若干項目的運用，我公司對Support Modeler的使用積累了豐富的工程經驗。本文對Support Modeler的組成和建模過程做了詳細介紹。通過與傳統(tǒng)模式管道支吊架設計比較，突出了Support Modeler在三維設計中的智能化、信息化、高效性和正確性。最后展望了Support Modeler在未來管道三維設計中的美好前景。

Support Modeler；PDS; 管道三維設計

隨著石化裝置規(guī)模的逐漸擴大，管道作為生產裝置的命脈，其設計的深度也不斷加大。管道支架設計是管道設計中極其重要的環(huán)節(jié)。隨著對管系的應力分析越來越普遍，對管道支吊架設計的重要性提出了更高、更詳細的要求。

目前大型裝置管道都會采用三維軟件進行設計。PDS(Plant Design System)作為美國鷹圖公司旗下開發(fā)的三維設計軟件，已經廣泛的應用到國內外大型化工設計工程公司。為了更好的實現(xiàn)三維配管及管道支吊架的自動設計(包括建模、碰撞檢查、出圖及材料統(tǒng)計等)，我公司使用Support Modeler很好的解決了PDS自身管架設計的缺點。下面就對Support Modeler在三維設計中的應用做一下介紹。

1 Support Modeler簡介

PDS中管道支架的設計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的三維支架模型來表示管道支架，這種方法可以進行碰撞檢測，但是操作界面和支架修改較為復雜。邏輯管架是在管道模型中用一個邏輯符號X標出管架的位置，但不建立實際的三維管架模型，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程[2]。Support Modeler自帶支吊架庫采用的是國外支吊架廠家的產品數(shù)據(jù)，難以滿足國內工程公司對支吊架的設計需求。我公司通過參考國內外供應商的產品樣本和標準規(guī)范，以設計靈活、適用性強、開發(fā)維護簡便為原則，在原有支吊架庫的基礎上開發(fā)編制了本公司的支吊架庫。

2 支吊架庫的二次開發(fā)

對Support Modeler 自帶的支吊架庫的二次開發(fā)不僅完善了支吊架庫，同時還能夠使Support Modeler更加智能化。在二次開發(fā)過程中，通過對管徑、保溫層厚度及承重載荷等綜合分析后，添加相關的條件判斷語句，能夠實現(xiàn)軟件智能選型的功能。下面就對支吊架庫做一下介紹。

2.1 支吊架庫的基本組成

Support Modeler 項目由兩套的文件體系組成(見圖1)，一套是支吊架庫；一套是項目文件夾。

圖1 Support Modeler文件體系示意圖

2.1.1 支吊架庫

支吊架庫是由核心支吊架庫文件和次級支吊架庫組成的匯總文件夾，是為各個項目模型提供支吊架信息的核心文件。在一個工程公司的范圍內，它應具有唯一性，應該由專門的項目管理員負責維護和開發(fā)。

該核心文件內部主要有兩種文件夾組成。第一種文件夾是核心支吊架庫，主要包含被各類支吊架文件引用.parent文件和相關通用屬性定義文件，這一類文件一般最好不要做修改，以免影響整個支吊架庫的穩(wěn)定。第二種文件夾是次級支吊架庫，主要由Support Modeler自帶的支吊架庫(如SM_AISC、SM_Cisc等)和部分國外著名支吊架供應商的支吊架庫(如 SM_Anvil、SM_Lisega_2010等)組成。每一個次級支吊架庫都包含三類文件，第一類.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，便于設計人選擇支吊架類型的圖片文件，每一類支吊架都對應一個.pcx文件。第二類.item文件，是用于在Microstation中繪制支吊架外形的支吊架圖形驅動文件，每一類支吊架都至少需要一個圖形驅動文件來描述；第三類.mdb 文件，是用于保存支吊架屬性的數(shù)據(jù)庫文件，它詳細記錄著各支吊架的種類、尺寸、重量、短描述、許用荷載等屬性信息。Support Modeler 主要是通過它與圖形驅動文件的相互引用，來完成支吊架的繪制工作，并同時將支吊架的相關數(shù)據(jù)信息傳遞到項目數(shù)據(jù)庫和PDS數(shù)據(jù)庫中。對支吊架的二次開發(fā)主要是定制和修改支吊架庫文件夾內的.pcx文件、item文件和mdb文件三個文件夾。

2.1.2 項目文件夾

項目文件夾是整個項目的模型文件匯總文件夾，它是由Area文件夾、Seeds文件夾和項目數(shù)據(jù)庫文件組成。Area文件夾是模型文件的匯總文件夾，其中的各個模型是由項目管理員依據(jù)PDS模型的組織結構形式而建立的，其內主要由圖形文件(.dgn)、日志文件(.log)和自動生成的支吊架圖紙文件(.sht)組成。Seeds文件夾是項目設置文件的匯總文件夾，其內有對Support Modeler的模型文件進行定制的各類設置文件，如：對支吊架圖紙形式進行設置的.sht 文件，對支吊架圖紙的圖簽進行調整的.brd 文件等。

項目數(shù)據(jù)庫文件是一個MS Access文件，它負責保存整個項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步驟。

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

2)根據(jù)需要選定支吊架的具體類型，并填寫必要參數(shù)。根據(jù)項目實際情況，在Prompts選擇框中選擇和填寫相關的屬性信息，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，鼠標中鍵選擇要放置支吊架的管道連接點， 按字母“ O”鍵定義支吊架移動的基點，然后沿著該管道的中心線方向選擇中心線上 任意一點，并按回車鍵鎖定支吊架移動的方向，調整支吊架的三維放置的姿態(tài)，單擊鼠標左鍵確定，完成支吊架的最終放置。

4 Support Modeler的設計輸出

Support Modeler支吊架設計輸出的結果，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，還能用來進行全廠的碰撞檢查，體現(xiàn)了Support Modeler支吊架設計的優(yōu)勢所在。 Support Modeler 工程圖紙都是直接由三維模型投影而成，能夠保證各個視圖的正確性，可以自動生成支吊架明細表、圖號和圖名，減少了用戶輸入工作量，使用者只需要對視圖中個別線條進行調整，并標注工程符號，即可滿足工程圖紙的要求。SupportModeler支吊架設計除了能創(chuàng)建管道支吊架的三維模型，還能夠在自動出設計成品文件如支架一覽表、特殊支架圖和支架綜合材料表。這在項目時間緊迫、任務繁重的最后階段，產生的效益是顯而易見的。

圖2 SupportModeler建模的管道支吊架

5 結束語

相比管道支吊架設計的傳統(tǒng)模式，SupportModeler 可以自動完成支吊架圖紙的繪制工作，設計者需要負責的僅僅是保證支吊架選型的正確，參數(shù)設置的正確而已，這對減輕設計人員的工作量，提高設計效率具有重要意義。

近幾年來，我公司已經將SupportModeler成功應用到若干項目中，積累了豐富的經驗。隨著三維軟件應用水平的不斷提高，我公司設計和承包的工程質量獲得了很大的進步，行業(yè)競爭力不斷提高。所以，SupportModeler在三維設計中的廣泛應用是管道支吊架設計的必然趨勢。

[1] 劉亞丹.三維支吊架設計在火電廠工程設計中的應用[J].東北電力技術,2010,31(6):48-49.

[2] 吉曉暉.管道三維設計及Support Modeler應用[J].科技傳播,2013(06):218-220.

(本文文獻格式：劉寶洪，高源.Support Modeler在管道三維設計中的應用[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-)，山東濟南人，助理工程師，碩士學位，畢業(yè)與中國石油大學(華東)，主要從事石油化工管道工作。