CN102622484A - 发电厂管道自动设计生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发电厂管道自动设计生成方法，其用于发电厂设计中管道的自动设计。该方法以三维设计系统、二维工程数据管理系统为基础，以管道的二维工程系统图为数据源，在KKs编码技术及相关主控程序的支持下，自动设计生成管道的三维模型图。发电厂管道自动设计生成方法包括信息采集步骤，管道数据生成步骤，三维模型设计步骤，输出步骤。采用本发明的技术方案，可实现管道的三维立体图的自动设计，从而节省人力、物力，并且提高正确性。

Description

发电厂管道自动设计生成方法
技术领域
本发明涉及一种发电厂设计的方法，尤其是一种发电厂设计中管道自动设计的方法。
背景技术
管道设计是发电厂设计工作中最为核心的设计之一。常规的作法：在平面CAD设计环境下，采用投影原理即手动制做平面图、立面图等来表示管道的走向，图中各种元件、线条不含任何设计属性值，需手动查相关设计手册，进行工程计算，手动制做各种图及表，来表示设计意图，完成工程设计。这种方法即耗用了大量的人力，同时由于参数多，手动工作量大，极易出错。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种在发电厂设计中实现管道自动设计生成的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
发电厂管道自动设计生成方法以三维设计系统、二维工程数据管理系统为基础，以管道的二维工程系统图为数据源，在KKs编码技术及相关主控程序的支持下，包括以下步骤：
A、信息采集步骤：用扫描器扫描管道的二维工程系统图，形成图形映射图和数据文本文件；
B、管道数据生成步骤：将数据文本文件的设计数据导入二维工程数据管理系统的表单生成系统，通过查找相关专业数据库，自动生成设备表、管道表、阀门表、仪表表、I/O测点表； 
C、三维模型设计步骤：将步骤A生成的图形映射图和步骤B生成的管道数据以及与管道连接的各元件的数据信息通过二维数据与三维数据间的接口传入到三维设计系统，在三维设计系统内进行发电厂管道三维模型的安装设计；
D、输出步骤：从三维设计系统生成的三维模型中自动获得工程材料表、平面图、立体图、轴侧图完成管道设计。
本发明的进一步改进在于：二维工程系统图以管道为基本单元，基本单元是根据管道的功能以及所属区段进行划分。
本发明的进一步改进在于步骤C具体包括：
a、在三维设计系统中，调出图形映射图，选中管道并执行安装设计命令；
b、根据基本单元中管道以及与管道相连接的各元件的连接关系在三维设计系统中建立该基本单元的管道目录，所述管道目录的目录名为管道的KKs编码，管道目录中包括与相应管道连接的各个元件KKs编码；
c、以管道目录中管道及各个元件的KKs编码为索引查找相应管道及元件的属性值；
d、以步骤c得到的管道及与相应管道连接的各个元件的属性值为检索点，在三维设计系统的三维工程数据库中查找符合条件的管道及与相应管道连接的各个元件的三维元件模型；
e、根据实际设计要求，在三维设计系统中输入管道和各元件的实际坐标值，完成所选管道的三维模型安装；
f、重复步骤a至步骤e，直到完成全部管道的安装设计，生成整个电厂管道的三维模型图。
由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：本发明以管道的二维工程系统图为数据源，把管道及连接信息引入二维工程数据管理系统、三维设计系统，运用三维设计系统及一系列编程技术，自动生成发电厂管道的三维模型图，从而实现发电厂管道的自动化设计，并自动生成工程材料表等表单和平面图、立面图以及轴侧图等工程图，不需要手动查设计手册，手动绘制各种图表，从而节省人力、物力，提高正确性，并且大大缩短设计时间。
附图说明
图1是本发明发电厂管道自动设计生成方法的流程图。
图2是本发明发电厂管道自动设计生成方法中三维模型设计步骤的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
由图1所示可知，本发明发电厂管道自动设计生成方法以三维设计系统为基础，在KKs编码技术及相关主控程序的支持下，自动设计生成管道的三维模型图。包括以下步骤。
第一步，信息采集步骤：用扫描器将二维工程系统图的信息形成一张图形映射图及一个数据文本文件。
第二步，管道数据生成步骤：把数据文本文件导入到二维工程数据管理系统，从二维数据管理系统得到该管道及其连接元件信息。
以一条管道数据进行说明，从二维工程数据管理系统中得到管道名为：10LCH70BR010（即管道的KKs编码，LCH代表高压加热器疏水系统）和该管道的连接顺序： 1号高压加热器（10LAD70AC001）→ 三通→ 手动闸阀（10LCH70AA011）→温度表（10LCH70CT101）→压力表(10LCH70CP101) →汽动调节阀（10LCH70AA101）→大小头→手动闸阀（10LCH70AA013）→2号高压加热器（10LAD60AC001）；
通过管道名和该管道的连接顺序得到与管道相连接的各元件信息：
⑴设备信息：
1号高压加热器10LAD70AC00和 2号高压加热器10LAD60AC001；
⑵管道信息：
KKs编码：10LCH70BR010
设计压力：4.51MPa；设计温度：259℃；材质：20号钢；压力等级：PN6.4；
有两种管道尺寸即：DN125和DN100，
由压力等级、公称直径、材质自动查管道数据库得到，
管道1：DN125管道外径133，壁厚4.5
管道2：DN100管道外径108，壁厚4
 两管道标准均为：GB3287-2008；
⑶阀门信息：本实施例只列举该管道上的汽动调节阀信息
KKs码：10LCH70AA101
类型：调节阀；方式：汽动；控制信号：HSC_P2；设计压力：4.51MPa；
设计温度：259℃；管道压力等级：PN6.4；管道材质：20号钢；规格：DN100；
⑷仪表信息：
①压力表：
KKs码：10LCH70CP101
设备名称：根据KKs码10LCH70CP101的第8、9位为“CP”可知道它是压力表，根据KKs码第8到10位为“CP1”，得到设备名称为压力变送器；
设计压力：4.51MPa；公称直径：DN100；
压力表的下限：0；压力表的上限：10 MPa；
②温度表：
KKs码：10LCH70CT101
设备名称：根据KKs码10LCH70CT101的第8、9位为“CT”,得到设备名称为温度表；
设计温度：259℃；公称直径：DN100
根据设计温度值以及温度计的类型，并分析温度表的KKs码第8、9位，计算得出温度表的上下限：
温度表的下限：0℃；温度表的上限：600℃；
⑸I/O测点信息：
I/O测点信息包括压力表、温度表以及控制阀门的信息。其中压力表、温度表的测点信号自动转换为压力表和温度表的I/O测点信息；再通过分析控制阀门的控制信号，确定是电动阀还是汽动阀，进一步得到控制阀门的I/O测点信息。
如前面提到的调节汽动阀10LCH70AA101，它的控制信号是HSC_P2，调用相关数据库进行解码，可知是该控制信号是由6种信号组成，自动分解为：
10LCH70AA101XB01(开状态)
  10LCH70AA101XB02（关状态）
  10LCH70AA101XB011（控制指令）
  10LCH70AA101XB012（阀门反馈）
  10LCH70AA101XB048（阀故障）
  10LCH70AA101XB091（开指令）
  控制信号的KKs码中，前12位为该阀门的KKs码，后四位为控制信号状态。
重复步骤二逐条提取每条管道，从而自动形成设计所需要设备、管道、阀门、仪表、I/O等5大类表单。
第三步，三维模型设计步骤，如图2所示，将图形映射图和上述二维工程数据管理系统中得到的管道及连接信息通过二维数据与三维数据间的接口传入到三维设计系统，在三维设计系统内实现电厂管道三维模型的安装设计。
延续上例，在三维设计系统中，调出图形映射图，在图上选中10LCH70BR010管道，执行安装命令按钮。此时根据该管道的连接关系，首先在三维设计系统建立该管道的管道目录，管道目录中的管道目录名为该管道KKs码，即10LCH70BR010；再在该管道目录下依次按顺序建立与该管道连接的各个元件名，元件名为相应的KKs码。
以管道目录为索引查找出该管道以及与管道相连接的各元件的属性值；然后根据设计属性值为调用条件，调出各元件的三维模型。
至此管道及其连接元件的三维模型均放置在缺省位置，根据实际设计要求，进行拉拽操作或分别输入各元件的实际坐标值，将各元件按照设计要求放在实际位置，从而完成整个管道的三维建模。在进行坐标点的操作时，元件间的连接关系始终不变的，均是按照系统图的连接关系。
三维模型图中包含了管道和与管道相连各元件的名称及设计属性值，如下所述，
①管道1公称直径DN125，材质20号钢，压力等级PN6.4，管道标准GB3087-2008，从数据库中自动得到单重14.26 kg，由于长度是2米，总重18.52 kg；
②管道2公称直径DN100，材质20号钢，压力等级PN6.4，管道标准GB3087-2008，从数据库中自动得到单重是10.26 kg，由于长度是5米，总重51.3 kg；
③三通属性值：压力PN6.4，公称直径DN100X100X100，从数据库中自动选中型号为T6.3C12E0100，得到它的单重为3.5kg；
④手动闸阀10LCH70AA011，属性值：压力PN6.4，公称直径PN100，根据这些条件从数据库中自动选中型号为261H-64的闸阀；
⑤汽动调节阀10LCH70AA101，属性值：压力PN6.4，公称直径PN100，根据这些条件从数据库中自动选中型号为DVC6010(HC).67CFR的汽动调节阀；
⑥大小头属性值：压力PN6.4，公称直径DN125X100，从数据库中自动选中型号为GD0308-73，得到它的单重为2.09 kg；
⑦手动闸阀10LCH70AA013，属性值：压力PN6.4，公称直径PN125，根据这些条件从数据库中自动选中型号为Z61H-64的闸阀。
重复上述三维模型设计步骤，即可以完成全部管道的安装设计。
第四步，输出步骤：通过开发工具从三维模型中自动得到详细的工程材料报告。通过编写的平面图以及立体图出图程序，可以自动生成工程设计所需的平面图、立体图和轴侧图。
最终完成全部管道的工程设计。

Claims (3)

1.一种发电厂管道自动设计生成方法，其特征在于：该方法以三维设计系统、二维工程数据管理系统为基础，以管道的二维工程系统图为数据源，在KKs编码技术及相关主控程序的支持下，包括以下步骤：
A、信息采集步骤：用扫描器扫描管道的二维工程系统图，形成图形映射图和数据文本文件；
B、管道数据生成步骤：将数据文本文件的设计数据导入二维工程数据管理系统的表单生成系统，通过查找相关专业数据库，自动生成设备表、管道表、阀门表、仪表表、I/O测点表； 
C、三维模型设计步骤：将步骤A生成的图形映射图和步骤B生成的管道数据以及与管道连接的各元件的数据信息通过二维数据与三维数据间的接口传入到三维设计系统，在三维设计系统内进行发电厂管道三维模型的安装设计；
D、输出步骤：从三维设计系统生成的三维模型中自动获得工程材料表、平面图、立体图、轴侧图完成管道设计。
2.根据权利要求1所述的发电厂管道自动设计生成方法，其特征在于：所述二维工程系统图以管道为基本单元，基本单元是根据管道的功能以及所属区段进行划分。
3.根据权利要求2所述的发电厂管道自动设计生成方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：
a、在三维设计系统中，调出图形映射图，选中管道并执行安装设计命令；
b、根据基本单元中管道以及与管道相连接的各元件的连接关系在三维设计系统中建立该基本单元的管道目录，所述管道目录的目录名为管道的KKs编码，管道目录中包括与相应管道连接的各个元件的KKs编码；
c、以管道目录中管道及各个元件的KKs编码为索引查找相应管道及元件的属性值；
d、以步骤c得到的管道及与相应管道连接的各个元件的属性值为检索点，在三维设计系统的三维工程数据库中查找符合条件的管道及与相应管道连接的各个元件的三维元件模型；
e、根据实际设计要求，在三维设计系统中输入管道和各元件的实际坐标值，完成所选管道的三维模型安装；
f、重复步骤a至步骤e，直到完成全部管道的安装设计，生成整个电厂管道的三维模型图。
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Patentee before: Hebei Province Power Surveying Design & Research Institute