PDMS三維設計技術在海洋工程設備建模中的應用

周怡瀟，秦 明

（中國石油集團海洋工程有限公司工程設計院，北京 100028）

PDMS三維設計技術在海洋工程設備建模中的應用

周怡瀟，秦 明

（中國石油集團海洋工程有限公司工程設計院，北京 100028）

文章采用PDMS三維設計建模軟件對機械設備和通風空調建立模型，有效地加快了設計進度，提高了設計質量，為相關專業設計和建模打下基礎，對整個項目的優化起到了關鍵作用。

PDMS；機械設備；通風空調；建模；碰撞檢查

0 引言

PDMS全稱為Plant Design Management System，即工廠設計管理體系。PDMS作為多專業集成布置設計數據庫平臺，可全比例實現設備、結構土建、暖通、電纜橋架、支吊架等各專業詳細設計；可直接生成多專業布置圖、單管圖、配管圖、結構詳圖、支吊架安裝圖、抽取材料報表等；PDMS具有碰撞檢查功能，可充分實現各專業間關聯聯動，具有極好的開放性。

1 設備建模方法

在海洋工程項目設計過程中，采用PDMS軟件中的機械設備、通風空調模塊對設備逐一進行1∶1建模，并根據定位圖紙實現定位。海洋工程項目中主要設備有電加熱器、應急發電機、閉排罐、開排罐、海水過濾器、柴油過濾器、公用氣儀表氣儲罐、化學藥劑橇、空壓機、常壓容器、收發球筒、吊機、往復泵、開排泵、閉排泵、柴油泵、開排槽泵、風機、風管、風閘等。在設計過程中，根據PDMS設備模塊配置和特點，主要采用了以下兩種建模方法。

1.1 參數化設備模版生成法

在PDMS設備模塊模版庫中能找到的設備，其建模可采用參數化設備模版生成對應的設備，這主要包括標準容器、標準換熱器、標準泵、標準風機等。以開排泵為例，對此方法的應用做簡要概述。如圖1所示：Creat>Standard，選擇Standard Pumps， 選 擇 Centrifugal Pumps， 選 擇Pump 003，Centre Line Mounted，根據開排泵廠家資料，填充參數化模版，選擇管口磅級和尺寸，生成開排泵如圖2所示。

1.2 搭積木法

對于在設備模塊模版庫中找不到的設備，可以采用搭積木的方式建立模型。現以生產電加熱器為例，來說明這種方法的建模過程。圖3～5為電加熱器廠家資料。采用搭積木的方式，完成對電加熱器的建模。

如圖 3～5所示，該設備由 Cylinder、Box、Nozzle等基本體組成。首先介紹一下如何在PDMS中建立Cylinder、Box、Nozzle等基本體。

在PDMS中選擇Creat>Primitives>Box；Creat>Primitives>Cylinder； Creat>Primitives>Nozzle； 如圖6～9所示。參照廠家資料，可以對Box、Cylinder、Nozzle對話框中的尺寸、磅級進行定義。

建立基本體后，可采取捕捉單體特征點的方式，將Cylinder、Box、Nozzle等基本體聯接起來，如圖10所示。

2 通風系統的建模

通風系統的建模融合了以上兩種方法。通風系統包括風機、風管、風閘、風管電加熱器等設備。其中每一種設備都能通過PDMS的通風設備模版庫生成，然后再通過搭積木的方式連接成通風系統。

以某一應急開關間的通風系統為例，對這一方法做簡要描述。首先對通風路徑進行劃分，一個房間的通風系統可以分成進風系統和排風系統 （統稱為HVAC Branches），每一個獨立系統又可以劃分成更細的基本體，這些不可再分的基本體就是通風系統建模中的基本單位 （side branch），如圖11所示。首先創建風管穿墻件，再創建防火風閘和風管，采用搭積木的方法，沿著空氣流向依次連接，按照定位圖進行定位，如圖12所示，生成了進風系統和排風系統。

圖13、14為某房間和平臺的通風系統建模模型。

3 設備模塊功能

3.1 生成設備定位圖

按照以上建模方法，可以將設備分類建模，根據設備定位圖，可以實現設備在平臺上定位。PDMS軟件具有生成設備布置圖的功能，并在布置圖上可以對設備進行尺寸、位置標注，生成料單等。進入SAM項目，Module選擇Draft出圖模塊。進入ADP模塊，選取Draft>Auto Drawing Production，創建 新 的 DEPT、 REGI和 ADP Drawing、 SHEET、View，生成的設備布置圖如圖15所示。

3.2設備配管

PDMS中生成的機械設備模型，配管專業可根據設備管口位置、尺寸以及平臺布置進一步完成管線配置。如圖16所示，開排泵的管線配置。設備建模作為基礎工作，對于相關專業建模的準確性和模型優化起到了關鍵作用。

3.3 碰撞檢查

采用PDMS中設備模塊完成設備建模，通過與其他專業的聯動，可以直觀、立體地觀察到平臺上的整體布局，如圖17所示。通過碰撞檢查，可以檢查出設備與管線及其他碰撞情況，圖18為通風管路和消防通道發生碰撞。通過修改模塊，可以輕松地調整設備的尺寸和位置，在建模過程中不斷完善、優化設計工作。

4 結束語

PDMS三維軟件可以通過建立數據庫，完成對配管、托架、電纜、吊架、通風等專業零件庫的詳細設計，并在以后的項目中采用。當項目建模完成時，可以按專業、分系統一次性抽出管線圖、電纜布置圖等幾千張圖紙，極大地提高了設計質量和加快了設計進度，降低了設計人員繁重的出圖工作量。PDMS三維軟件功能強大，需要進一步研究和學習，使之在海洋石油設計中完全發揮作用。

[1]埃里克·維爾朱.項目管理：模板解決方案與最佳實踐[M].北京：電子工業出版社，2006.

Application of PDMS 3D Design Technique in Offshore Engineering Equipment Modeling

ZHOU Yi-xiao（Engineering Design Institute of China National Offshore Petroleum Co.,Ltd.,Beijing 100028，China）,QIN Ming

This article presents a framework for building three-dimensional model of mechanical equipment and HVAC （heating,ventilation,and air conditioning）components of certain projects by using PDMS —a three-dimensional modeling software.PDMS can effectively accelerate the design progress and improve the design quality,it founds the base of relevant specialty design and modeling,and plays a key role in the total project optimization.

PDMS；mechanical equipment;ventilation;air conditioning;modeling

TE951

B

1001－2206（2011）增刊－0058－04

周怡瀟 （1983-），女，2008年畢業于太原理工大學機械電子工程專業，碩士，現從事海洋工程設計與研究工作。

2011-08-23