基于SP3D軟件自控集成設計的應用

葉紅軍

(山東萊克工程設計有限公司，山東 東營 257100)

近年來，隨著工程建設更加大型化和復雜化，業主管理要求越來越高，對設計環節也提出了更高的要求。SP3D是由美國INTERGRAPH公司開發的新一代面向數據、規則驅動的三維集成設計軟件，是基于Windows操作系統的最新編程開發技術，以SQL Server和Oracle大型關系型商用數據庫為數據平臺，具有極強的安全性、穩定性和可靠性，良好的權限管理及全三維渲染狀態建模，能夠簡化工程設計過程，同時更加有效地使用并復用現有數據，對工程的運營維護具有重要意義。

在SP3D的三維設計環境中可實現多專業協同設計和數據統一管理，設計的成果不再限于書面圖紙資料，而是完成了一座數字化的工廠項目，記錄著整個設計過程的全部設計數據和管理信息，可以實現向業主的數字化移交。采用SP3D軟件，自控專業能夠進行精確的三維模型搭建、橋架設計、電纜敷設，建模工作完成后，進行碰撞檢查及各專業聯合模型審查，最后進行出圖和材料表的自動抽取。

1 三維建模

1.1 設備創建

在Equipment and Furnishings模塊中，SP3D軟件的設備創建有兩種方式： 使用導入數據庫的設備，直接通過修改參數放置設備，稱為非參數化設備；設置數據點，通過設置多個設備組件組合成設備，稱為參數化設備。前者能夠方便快捷地在三維設計環境中創建設備；后者可以通過人工搭建創造出非常理想的設備。

通過對定型產品的定制，可制作設備的模型數據，直接導入到軟件服務器中就可形成非參數化設備，如常用的可燃氣體探測器、火焰探測器模型就可以直接調用，而無需創建參數化設備，這樣可以大幅提高設計效率。

1.2 橋架設計

橋架的建模是在Electrical模塊中實現的，使用時需要先導入橋架數據庫以完善三維模型庫，再進行橋架的繪制。橋架數據庫采用標準的Excel模板，對橋架的規格、型號、材質、尺寸、質量、彎曲半徑等參數進行定制后，加載到SP3D軟件的Electrical模塊下，以保證橋架模型與供貨商提供產品的一致性。

電纜橋架的建模要符合行業規范的要求，應橫平豎直，并應排列整齊；橋架的上方與建筑物和構筑物之間應留有便于操作的空間，以便于電纜敷設和打開橋架蓋板；橋架宜安裝在工藝管道的側面和上方，但對于高溫管道，橋架則不得平行安裝在管道上方。SP3D軟件的多專業協同三維設計，可以大幅減少橋架設計過程中的人為低級錯誤，從而可提高設計質量。橋架在SP3D中的布置如圖1所示。

圖1 橋架布置示意

另外，橋架建模前要先確定好橋架的寬度和高度，橋架中電纜填充系數宜為0.3～0.5，本安電纜和非本安電纜如果在同一橋架中敷設時，宜用金屬隔板隔開。

1.3 電纜敷設

由于SP3D中電纜的三維模型庫不能滿足控制電纜敷設的需要，在進行電纜敷設前要先完善其數據庫。電纜數據庫的定制過程與橋架相同，建立對控制電纜種類進行定義的Excel表格后，加載到SP3D軟件的Electrical模塊下，即可完成電纜敷設的準備工作。

在進行電纜建模時，可以使用插入電纜的命令，手動導入單根電纜；還可利用Excel模板定義好電纜名稱、信號類型、起點設備、終點設備等信息后，批量導入電纜。通過使用編輯電纜命令來設定電纜敷設路徑，也可使用自動敷設電纜命令來自動敷設電纜，還可以平行敷設多根電纜；此外，還可插入電纜標記和電纜擋板等。從儀表到接線箱的電纜直接埋地敷設效果如圖2所示。

圖2 SP3D中電纜敷設示意

2 碰撞檢查

在集氣站以及海上平臺等裝置緊湊、結構復雜的工程中，各專業設備、管道、橋架、風管、建筑物的碰撞時有發生，應用傳統的二維設計，僅通過專業人員間面對面的溝通很難解決各種碰撞問題。

使用SP3D軟件設計的過程中，系統服務器可進行實時碰撞檢查，用戶載入任意模型，只要有碰撞就能看到標記，客戶端不用執行特定操作，還可生成圖形化碰撞檢查報表，使碰撞問題能夠及時發現、修改，從而有效地提高設計質量。

3 圖紙和報表

傳統自控設計是在二維圖紙上進行儀表、設備布置，電纜走向僅為示意，不夠精準，電纜、橋架等材料的統計也是從二維平面上估算出來的。SP3D軟件能夠靈活、高效地輸出平面圖、ISO圖及料表。SP3D的出圖可通過設置不同的Filter和Volume，選擇出圖內容和區域，還可通過設置不同的出圖模板，對線型、線寬、字體、標注、比例尺等進行定義，還可對圖紙進行一鍵刷新，并且可以很方便地生成電纜、橋架、穿線管等料表。

4 結束語

SP3D軟件打破了傳統設計的局限性，自控設計時可對儀表設備、橋架、電纜等建立三維模型，并按需求生成圖表；實時碰撞檢查功能使設計工程中的碰撞問題得以解決，多專業協同設計能夠有效減少施工現場的錯、漏、碰、缺等設計問題，從而保證了設計數據的準確性。采用SP3D軟件可大幅提高自控專業的設計質量、設計水平和工作效率，提升了公司的綜合競爭力。

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