1 選題背景
近年來, 我國和世界上很多國家的核電設計公司都已經開始大規模的采用三維建模的形式對核電站進行設計, 雖然利用的三維軟件不同, 但是總體思路是相通的。三維建?？梢詫⒃O計修改反映到整個模型中, 同時允許多用戶進行協同設計, 能夠大大的提高設計效率。在每個用戶進行設計的同時可以隨時查看其他用戶的設計進展, 能夠有效的避免沖突的發生, 減少了大量的重復工作, 本文結合核電站系統中數量最大的管道及其支吊架的PDMS設計進行分析。
2 PDMS三維軟件簡介
PDMS全稱為工廠三維設計管理系統, 是一款功能非常強大的三維建模軟件, 該軟件的主要功能特點如下:
1) 全比例三維實體建模, 并且所見即所得的方式建模和顯示;
2) 通過網絡實現多專業實時協同設計、具有真實的現場環境, 多專業協同過程中可以隨時查看其他設計者的工作;
3) 交互設計過程中可以實時三維碰撞檢查, PDMS能自動地在元件和各專業設計之間進行碰撞檢查, 在整體上保證設計的準確性;
4) 用于獨立的數據庫結構, 可以自定義元件和設備存儲在參數化的元件庫和設備庫中, 不依賴第三方數據庫;
5) 開放的開發環境, 利用Programmable Macro Language可編程語言, 可以與通用數據庫連接, 利用其包含的Auto Draft程序可以將PDMS與Auto CAD接口連接, 可以快速方便的將三維模型轉化成符合要求的平面圖紙。
3 PDMS在設計中的應用
3.1 PDMS在項目信息管理中的應用
PDMS可以隨著項目的不斷進展提供實時的動態資料, 并且能夠對重復命名進行提醒, 可以保證所有部件設備編號及支吊架的編號不重復, 保證出圖時不會出現重復的設備和支吊架編號, 引起施工錯誤。
3.2 PDMS在施工過程和竣工后的應用
PDMS將項目的設計內容全面的保存下來, 在設計時可以及時的發現錯誤, 在修改時可以將周邊環境內的物項全部調用出來, 選擇合適的修改路徑。在設計支吊架時也可以對周邊的可利用空間進行準確的判斷, 保證設計的支吊架不會與周圍的物項沖突, 引起不必要的返工。
在設計完成竣工后, 可以將所有的修改權限收回, 作為一個完整的三維資料保存, 同時允許用戶通過只讀模式進行瀏覽和參考, 如果其他項目具有相同或者相似的設計, 可以利用導出命令將相應的內容導出, 做適當修改后導入到新的項目中。
3.3 PDMS在接口開發中的應用
PDMS雖然是一款功能強大的三維設計軟件, 但是其在文件輸出方面存在比較大的不足, 同時很多功能的操作也很不方便, 對于設計效率有一定的影響, 為此, 我們開發了一系列的接口程序來滿足我們對與施工圖紙的要求和中間過程的要求。
1) 三維建模工具包的開發
三維建模工具包將常用的功能做成一個面板插件放置到程序的主界面上, 通過連接定制的元件庫能夠快速的選擇所需要的元件;通過直接輸入數字的形式對元件的位置進行準確定位;通過定制按鈕可以快速的對管道的頭尾進行連接操作;通過著色按鈕可以快速的進行不同物項的著色區分等功能。
2) 管道布置圖的輸出開發
利用PDMS的Draft模塊, 通過對出圖要求的定制 (字體, 線型, 顏色、圖簽等) , 實現整體出圖的任務, 在經過準確定制的模板處理后, 其出圖內容基本滿足施工圖紙的要求, 經過適當的修改調整即可作為施工圖紙使用。
3) 管道等軸圖的輸出開發
利用PDMS的Draft模塊, 可以將管道等軸圖按照圖面大小進行完整的導出, 經過我們開發的Auto CAD批命令處理后可以輸出基本可用的圖紙, 將圖紙中不需要的內容刪除和將需要補充的接圖號、焊縫標識及編號、管段分布和管道附件等信息補充后, 可以作為施工圖紙使用。
4) 支吊架組裝圖的輸出開發
利用PDMS管道支吊架模型開發出的出圖軟件, 實現了單獨或者批量完成支吊架出圖的功能, 可以滿足設計部門的出圖需求。生成的圖紙文件為Auto CAD可編輯的文件格式, 文件中的圖形元素是方便Auto CAD編輯的圖形對象。
利用Auto CAD與ANSYS的接口, 可以將由PDMS導出的支吊架三維模型導入到ANSYS軟件中, 通過設定固定點、受力點以及各方向的力及力矩等數據, 對支吊架強度、剛度、位移等進行實時校核, 及時將結果反饋給設計者以判斷支吊架設計的是否合理可用。
5) 管系力學性能的計算開發
利用PDMS具有的元件數據導出功能, 開發出一個程序可以將管系數據導出成一個文本文件, 利用CAESAR II帶有的編碼程序, 可以將這些數據編碼成CAESAR II可讀取的文件, 進而導入到CAESAR II中進行管道計算。
4 結論
PDMS軟件本身允許多種接口接入模型, 因工作需要開發出的多種功能的接口能夠大大的減少人員的勞動強度, 尤其在出圖方面效果極為明顯, 但是其接口的開發語言比較特殊, 需要具有相關經驗和能力的人或者外包到其他公司進行開發, 但是這些開發人員往往不具有實際工程設計的經驗, 對于接口軟件需要達到的效果不能準確的理解, 最終軟件實現的目標與設計人員期望的目標有一定的差距, 因此讓部分設計人員通過學習來掌握開發技術有一定的必要性。
雖然PDMS原程序在輸出功能上與設計人員的要求有一定的差距, 但是隨著接口軟件的完善, 這部分差距也會逐漸減少, 雖然不能達到無需設計人員干涉的程度, 但是也大大的減少了設計人員的工作量, 或者說是將設計人員的工作由原來單純的畫圖轉變成熟練的利用PDMS建模并對輸出圖紙進行完善的過程, 隨著大量設計人員逐步掌握相關的使用技巧, 工程設計周期將明顯的縮短。
摘要：本文通過對PDMS三維軟件使用的介紹, 結合在實際工程中對核電站的管道、通風、電纜、設備、支吊架等部件的建模布置, 將整個核電站進行等比例模型化, 同時利用開發的多種接口程序, 可以將建模完成的模型進行多種處理, 形成過程文件或者最終的設計文件。
關鍵詞：PDMS,建模,接口程序
參考文獻
[1] 英國AVEVA公司《PDMS系統用戶使用手冊》
[2] 中國達美盛公司《e ZPDMS2CII 2015用戶使用手冊》
[3] 王勇.三維設計和協同設計平臺在核電設計院的應用[J].核動力工程, 2010.6, 96-100.