化工管道設備現場數據的處理方法

汪寧

（黑龍江工業學院，黑龍江 雞西 158100）

化工管道設備現場數據的處理方法

汪寧

（黑龍江工業學院，黑龍江 雞西 158100）

近年來，隨著我國社會經濟的飛速發展，化工產業也在不斷發展，化工裝置的規模也不斷擴大.在建設化工項目的過程中，設計變更和現場簽證會對設計質量產生重要的影響，但是現場數據的采集和使用會對設計變更、現場簽證帶來很大程度的影響.本文主要從現場數據的收集、標定以及存儲、AuotoCAD接口方法等各個方面研究化工管道設備現場數據處理方法.

化工；管道設備；現場設計；數據處理；CPS定位

管道是化工裝置的“血管”，其重要性不言而喻，管道工程作為化工裝置的重要組成部分，在化工中具有重要作用.管道不僅將各類設備以及系統設施連接起來，形成一個完整的整體，而且還是運輸各種流體的保障，起到保護資源以及保護環境的作用.下面本文針對工程現場的數據處理方法進行分析，以期節約現場簽證時間，提高工作效率.

1 GPS定位與RTK定位

現場數據，是進行現場設計變更、簽證的重要數據依據，利用GPS定位系統和RTK定位能夠快速獲得現場數據.首先，GPS定位系統主要由空間部分、地面監控部分以及地面接收設備三部分構成，其中通過地面接收設備能夠計算出接收位置的數據，具有很好的位置計算精確度.如果地面接收設備收到四顆以上的衛星信號，就能夠計算出測量點的經緯度和高度數據，給出相應的海拔高度.但由于地球不是標準的圓形，在計算高度數據時可能會出現一些誤差；在計算時需要注意，進行直接計算的數據是WGS84坐標系的標準，假如設計選用的是CGCS2000國家的大地坐標系，需要通過計算方法進行相對應的轉換.

其次，采用載波相位動態實時差分技術（RTK）進行高精度定位，可以把動態的精度提升到厘米級別；靜態的精度提高至毫米級別.在RTK查分模型中牽涉到基準站和觀測站之間的無線數據傳輸，從當地無線電管理單位對無線頻道使用情況管制方面考慮，針對現場設計的RTK設備能夠在流動基準站和觀測站之間用24GHz的WiFi傳輸觀察數據.采用GPS-RTK這種技術計算得到的觀測站精度較高，可充分滿足工程誤差的需求.

最后，為了提升數據處理GPS終端，進而獲得精度較高的現場數據，在施工現場的參考點可以任選其一，架設帶有GPS采集設備和WiFi的基準站，實現和服務器之間的通訊. DPT和RST之間的實時數據經過Server的過程中經過計算以后，會形成精度較高的數據返回到DPT，存入相應的數據庫中.DPT可以通過CAD數據形成模型軌跡，把數據提交都其它相關輔助服務器中，實現現場數據、設計數據之間的數據校核.GPS-RTK技術模型如下圖1所示.

圖1 GPS-RTK技術模型

2 數據存儲與數據交換

目前，應用比較廣泛的DXF能夠支持很多軟件的圖形交換格式文件，它主要有文本格式、二進制格式兩種.每一種文件格式都有非常嚴格的規定，文件結構也比較清楚，但通常都采用文本格式的DXF文件.每一個文本格式的DXF文件包括有：文件頭、表以及實體、縮略圖、塊、文件結束等幾部分.在DXF文件中，人們最關注的是怎樣組織模型中各個點的坐標，然后正確使用這些點連成線，繪成面，進一步繪制出整個模型.該文件的結構中，可以先敘述實體中各個不同點的坐標，再闡述實體中面的個數，以及每個面都是由哪些點組成.如此一來，就需要有至少兩個數組存儲一個實體信息，一個用來存儲點序，另一個用來存儲點坐標，把兩個數組放在同一個結構中，假如模型中實體數目超過一個，需用這個結構定義數組，儲存現場采集的數據，依據現場可用的實體，對象在系統中預先設計實體模型，把現場采集的數據按照實體模型的相關要求存儲到DXF文件內.

在實際現場設計工作過程中需要采用AutoCAD完成全部的管線設計，其中用到的相關元素有：管線名稱、管線起點、彎頭接入點以及管線終端、壓力、盲板等等.DPT采集得到數據，然后借助通訊管道把現場數據傳送到服務器中，借助系統中的AutoCAD完成線路和配件的設計，輸進DPT提供給現場設計人員進行適當的修改.通過手持DPT終端的計算能力，設計出專用的計算機軟件，然后再利用GPS技術把采集到的所有現場位置的數據和現場的設計人員進行輸入選擇，分析處理生成DXF文件儲存.最后，利用辦公室中的AutoCAD中的DXFN指令可以把DXF文件收入項目文件內，由于DXF文件內包括現場設計標志，設計人員通過后續應力計算與安全校核以后，修改標志保持正常即可.

3 運用GPS技術取得現場實際數據

在施工現場進行安裝管道的過程中，管道的開孔位置和實際管道走管位置不一致，由于管道的直徑長，開孔較大，如果修改開孔位置會牽涉到砸梁，經過調查發現管道專業設計模型與中間條件都和結構專業設計文件吻合，設計方面不存在問題.為了更好地解決修改方案過程中遇到的種種問題，首先要查明設計、安裝不可以同步進行的原因.充分運用GPS技術獲得管道安裝的現場數據，如下圖2所示，在此基礎上，結合圖1的GPS-RTK技術模型，把相關標點設置在平臺設計參考坐標系的點上，這樣DPT和RST等各項數據通過Wifi和服務器就可以建立起數據通訊，而服務器在運行進程中可以使各個通道錄入觀測站的實時數據，然后選取合理的設計參考坐標系，把DPT的真實立體位置數據再次回傳到現場設計人員所掌握的DPT終端.

圖2 運用GPS技術獲得管道安裝的現場數據

在現場獲得管口的實際位置坐標點以后，通過經度緯度、坐標體系和管道專業進行建模的過程可以實現本地坐標系中有關坐標值的換算，充分運用公式、程序在相關儀器中編制好，設備端口的東部偏離大約200毫米，把現場采集到的數據和設備設計藍圖相比，可知由于設備基礎在施工過程中出現了偏差導致.隨后在安裝這臺設備時，設備的其他管線也存在同等數量的偏差，管道直徑很長，管道稍稍偏厚，需要依據現場實際情況進行批量地修改管道.經過應力專業核算以后，定下管道修改方案，在現場給結構專業提出相關條件，然后處理孔洞的修改方案，安裝管道.只需要通過一條管線安裝過程中出現的問題就能發現其它管線存在問題，在管道安裝之前，預先發現問題進行及時修改.此外，高溫高壓的管道受到溫度、壓力的影響，如果管道發生部分改動，其應力電動可能很大，因此在修改這種類型的管線現場時，修改取值必須非常精確，修改后管線要通過材控應力進行專業的核算確認以后才能實施，現場結構專業也必須核算結構應力的變化.總之，按照現場實際情況采集數據，不僅僅可以確保采集到數據的精確性，同時也能確保和實際情況相吻合，減少設計與施工的誤差，進而提高解決問題的效率.

4 結束語

總而言之，化工裝置工藝管道設計是一項較大的工程設計，不僅需要人際人員掌握專業知識，而且還需要設計人員具有創新意識，在管道設計中能夠根據實際情況，設計合理的管道，才能夠確保石油化工管道的安全性，最終保證化工設備的正常運轉.由于現代社會，大規模的工程項目很多，其施工和設計的難度較大，施工周期常常定的很緊張，因此在設計結束以后還要進行或多或少的修改，而業主常常會把技術修改方面的問題和實施工程項目同步進行，這在客觀上增加了設計施工難度.

同時，在施工過程中，從同一種裝置在不同環境條件下的各方面因素進行考慮，需要增設或者修改管線.如果直接選用CAD或者在模型數據內直接建造管很容易發生錯誤，同時建設管的周期也會比較長，這需要采用和實際情況相吻合的直接配管方法縮短建設周期，提高效率解決問題.采用依據現場實際情況收集數據的處理方法，其采集到的數據和實際情況吻合度較高，能夠大大減少設計與施工誤差，同樣這種方法也能夠運用在工程施工過程中的其它專業中.

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