CN112288845A - 一种热控仪表快速三维建模方法 - Google Patents

一种热控仪表快速三维建模方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热控仪表快速三维建模方法，包括如下步骤：S1、管道布置：根据设计要求在PDMS三维设计平台中布置管道且对管道进行碰撞检查，若管道有碰撞，重新布置管道，若管道无碰撞，进行步骤S2；S2、保存管道数据；S3、创建仪表：在PDMS三维设计平台中选取热控仪表在管道上的生根点，选取生根点后自动获得生根点的三维空间坐标并提取生根点的管道信息，将仪表分层并对仪表进行碰撞检查，若仪表有碰撞，重新选取生根点，若仪表无碰撞，继续进行步骤S4；S4、生成成品仪表模型：S5、仪表布置；S6、仪表命名，本发明操作界面简单，缓解由此带来的时间和人力的浪费，提高了设计质量和效率。

Description

一种热控仪表快速三维建模方法
技术领域
本发明涉及发电厂数字化设计领域，尤其是一种热控仪表快速三维建模方法。
背景技术
国际发电工程业主对于三维模型的完整性和准确性要求越来越高，海外业主在设计的各个阶段进行多次模型审查，电网早在几年前就对全站数字化设计提出了硬性规定，从招标到设计、施工等各阶段都有详细的规定。过去由于国内工程的业主对于热控专业仪表模型的精细度和深度没有做过多的要求，然而随着国际工程的增多已不能满足海外业主对于仪表模型完整性和准确性的要求。
仪表模型的碰撞检测作为国际工程业主的对于建模深度要求和管控热控数字化设计质量的重要一环，不可或缺，国际发电工程中业主要求电厂在数字化设计过程中将热控专业所有仪表模型添加到管道上进行碰撞检查，当前国内三维设计PDMS三维设计平台中，仪表建模还是采用原始的内置的基本体，采用“垒积木”方式一个个搭建，手动定位。无论是在建模数量、建模耗时，还是在建模难度上都是困扰着专业，建模效率极低。
电厂在数字化设计过程中，热控专业需要参与电厂内其它专业所设计三维模型进行碰撞检测，从而排除与建筑结构或其它专业管道、设备等发生的碰撞，减少设计差错率。由于热控仪表三维设计在整个电厂三维设计中的比重低，国内业主要求不高，导致一般三维设计平台没有针对热控仪表三维设计的工具进行高效的三维建模
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种热控仪表快速三维建模方法，通过PDMS三维设计平台内置的算法快速选中仪表类型，并且操作界面简单，缓解由此带来的时间和人力的浪费，提高了设计质量和效率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种热控仪表快速三维建模方法，包括如下步骤：
S1、管道布置：在PDMS三维设计平台中布置管道且对管道进行碰撞检查，若管道有碰撞，则重新布置管道，若管道无碰撞，则进行步骤S2；
S2、保存管道数据：将管道信息及工程信息保存在管道三维模型属性中；
S3、创建仪表：以《DL_T-5182-2004火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路、电缆设计技术规定》为设计依据，集成常用的仪表类型和仪表参数，在PDMS三维设计平台中选取管道两点，分为记为P1和P2，P1和P2空间坐标分别为(x1、y1、z1)和(x2、y2、z2)，并计算P1和P2之间的管道长度L和管道坡度A，以P2为热控仪表在管道上的生根点并自动获得管道内径D1、壁厚h1和保温厚度h2，根据管道外径D1、壁厚h1和保温厚度h2将仪表分层并对仪表进行碰撞检查，若仪表有碰撞，重新选取生根点，若仪表无碰撞，继续进行步骤S4；
S4、生成成品仪表模型：选取热控仪表类型及仪表参数值或者自定义仪表参数值，生成成品仪表模型；
S5、仪表布置：在生成成品仪表模型后，通过选取仪表所在管道中的两点P1和P2之间的管道长度L和管道坡度A，计算仪表需旋转的角度B，将仪表旋转角度B使仪表垂直管道，确定复制仪表模型的数量，完成仪表的快速布置；
S6、仪表命名：PDMS三维设计平台内置了仪表元件KKS编码规则命名和命名唯一性效验模块，用户输入仪表命名进行检验，防止重命名。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S3中生根点为管道的进出口的点或管道部件上的点。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S3中管道保温厚度h2计算原理：以《DLT 5072-2007火力发电厂保温油漆设计规程》为依据设计出不同材料管道对应不同管道厚度的对照表，根据管道的温度和管道材料，从对照表中检索出对应的管道厚度范围并确定管道保温厚度。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S3中将仪表高度记为H，仪表分为三层，第一层仪表高度H1等于管道内径D1和壁厚h1之和，第二层仪表高度H2等于管道保温厚度h2，第三层仪表高度H3等于仪表上部的仪表盘高度，H3＝H-H1-H2，所述第一层仪表不参与三维模型的碰撞检查，第二层和第三层参与三维模型的碰撞检查。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S3中：P1和P2之间的管道长度L计算公式：
Figure BDA0002689968290000031
P1和P2之间管道坡度A计算公式：
tanA＝L/(Y1-Y2)，
A＝arctan[L/(Y1-Y2)]。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述PDMS三维设计平台内置报警模块，步骤S4中自定义仪表参数值超出管道外径和高度范围时报警。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S5中：仪表需旋转角度B的计算公式：
90°-B＝90°-A，
B＝A＝arctan[L/(Y1-Y2)]。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述PDMS三维设计平台内置了仪表快速修改模块，当设计要求出现变更后，用户通过仪表快速修改模块，选取已生成的成品仪表，通过修改仪表参数和类型，实现仪表修改。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
1、本发明通过内置于PDMS三维设计平台中的集成常用的仪表类型和仪表参数，自动获得生根点的三维空间坐标并提取生根点的管道信息，并自动获得管道内径D1、壁厚h1和保温厚度h2，将仪表分层，保证了不与管道发生碰撞；
2、本发明通过内置于PDMS三维设计平台的仪表快速布置模块、仪表旋转模块和仪表移动模块，通过计算管道的倾斜角度和管道需旋转的角度，保证生成的仪表始终垂直管道，用户只需输入仪表的旋转角度和移动距离，就可快速实现仪表布置；
3、本发明通过内置PDMS三维设计平台的仪表快速修改模块，当设计要求出现变更后，可快速实现仪表修改；
4、本发明通过内置PDMS三维设计平台的仪表元件KKS编码规则命名和命名唯一性效验模块，用户输入仪表命名进行检验，防止重命名。
附图说明
图1为本发明创建仪表三维图；
图2为本发明计算仪表旋转角度二维图；
图3为本发明流程图；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
一种热控仪表快速三维建模方法，具体步骤如下：
S1、管道布置：根据设计要求在PDMS三维设计平台中布置管道且对管道进行碰撞检查，若管道有碰撞，则重新布置管道，若管道无碰撞，则进行步骤S2；
S2、保存管道数据：设计人员将管道信息及工程信息保存在管道三维模型属性中；
S3、创建仪表：以《DL_T-5182-2004火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路、电缆设计技术规定》为设计依据，集成常用的仪表类型和仪表参数，在PDMS三维设计平台中选取管道两点，分为记为P1和P2，P1和P2空间坐标分别为(x1、y1、z1)和(x2、y2、z2)，并计算P1和P2之间的管道长度L和管道坡度A，P1和P2之间的管道长度L计算公式：
Figure BDA0002689968290000051
P1和P2之间管道坡度A计算公式：
tanA＝L/(Y1-Y2)，
A＝arctan[L/(Y1-Y2)]，
以P2为热控仪表在管道上的生根点并自动获得管道内径D1、壁厚h1和保温厚度h2，根据管道外径D1、壁厚h1和保温厚度h2，管道保温厚度h2计算原理：以《DLT 5072-2007火力发电厂保温油漆设计规程》为依据设计出不同材料管道对应不同管道壁厚的对照表，对照表中的部分数据如表1，根据管道的温度和管道材料，从对照表中检索出对应的管道厚度范围并确定管道保温厚度，根据管道外径、壁厚和保温层厚度将仪表分层，将仪表高度记为H，仪表分为三层，第一层仪表高度H1等于管道内径D1和壁厚h1之和，第二层仪表高度H2等于管道保温厚度h2，第三层仪表高度H3等于仪表上部的仪表盘高度，H3＝H-H1-H2，所述第一层仪表不参与三维模型的碰撞检查，第二层和第三层参与三维模型的碰撞检查，若仪表有碰撞，重新选取生根点，若仪表无碰撞，继续进行步骤S4；
表1
等级名称 公称通径 材料
/HBED-INSU-M7-10-SPCO 20 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-20-SPCO 40 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-30-SPCO 60 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-40-SPCO 80 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-50-SPCO 100 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-60-SPCO 120 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-70-SPCO 140 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-80-SPCO 160 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-90-SPCO 180 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-100-SPCO 200 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-110-SPCO 220 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-120-SPCO 240 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-130-SPCO 260 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-140-SPCO 280 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-150-SPCO 300 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-160-SPCO 320 环保型硅酸铝针刺毯
/HBED-INSU-M7-170-SPCO 340 环保型硅酸铝针刺毯
S4、生成成品仪表模型：用户根据设计要求选取热控仪表类型及仪表参数值或者自定义仪表参数值，生成成品仪表模型，PDMS三维设计平台内置报警模块；
PDMS三维设计平台内置了仪表快速修改模块，当设计要求出现变更后，用户通过仪表快速修改模块，选取已生成的成品仪表，通过修改仪表参数和类型，实现仪表修改。
S5、仪表布置在生成成品仪表模型后，通过选取仪表所在管道中的两点P1和P2之间的管道长度L和管道坡度A，计算仪表需旋转的角度B，仪表需旋转角度B的计算公式：
90°-B＝90°-A，
B＝A＝arctan[L/(Y1-Y2)]。
将仪表旋转角度B使仪表垂直管道，确定复制仪表模型的数量，完成仪表的快速布置；
S6、仪表命名：PDMS三维设计平台内置了仪表元件KKS编码规则命名和命名唯一性效验模块，用户输入仪表命名进行检验，防止重命名。
本发明通过内置于PDMS三维设计平台中的集成常用的仪表类型和仪表参数，自动获得生根点的三维空间坐标并提取生根点的管道信息，并自动获得管道内径D1、壁厚h1和保温厚度h2，将仪表分层，保证了不与管道发生碰撞；通过内置于PDMS三维设计平台的仪表快速布置模块、仪表旋转模块和仪表移动模块，能够自动计算管道的倾斜角度，保证生成的仪表始终垂直管道，用户只需输入仪表的旋转角度和移动距离，就可快速实现仪表布置；通过内置PDMS三维设计平台的仪表快速修改模块，当设计要求出现变更后，可快速实现仪表修改；通过内置PDMS三维设计平台的仪表元件KKS编码规则命名和命名唯一性效验模块，用户输入仪表命名进行检验，防止重命名。

Claims (8)

1.一种热控仪表快速三维建模方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、管道布置：在PDMS三维设计平台中布置管道且对管道进行碰撞检查，若管道有碰撞，则重新布置管道，若管道无碰撞，则进行步骤S2；
S2、保存管道数据：将管道信息及工程信息保存在管道三维模型属性中；
S3、创建仪表：以《DL_T-5182-2004火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路、电缆设计技术规定》为设计依据，集成常用的仪表类型和仪表参数，在PDMS三维设计平台中选取管道两点，分为记为P1和P2，P1和P2空间坐标分别为(x1、y1、z1)和(x2、y2、z2)，并计算P1和P2之间的管道长度L和管道坡度A，以P2为热控仪表在管道上的生根点并自动获得管道内径D1、壁厚h1和保温厚度h2，根据管道外径D1、壁厚h1和保温厚度h2将仪表分层并对仪表进行碰撞检查，若仪表有碰撞，重新选取生根点，若仪表无碰撞，继续进行步骤S4；
S4、生成成品仪表模型：选取热控仪表类型及仪表参数值或者自定义仪表参数值，生成成品仪表模型；
S5、仪表布置：在生成成品仪表模型后，通过选取仪表所在管道中的两点P1和P2之间的管道长度L和管道坡度A，计算仪表需旋转的角度B，将仪表旋转角度B使仪表垂直管道，确定复制仪表模型的数量，完成仪表的快速布置；
S6、仪表命名：PDMS三维设计平台内置了仪表元件KKS编码规则命名和命名唯一性效验模块，用户输入仪表命名进行检验，防止重命名。
2.根据权利要求1所述的一种热控仪表快速三维建模方法，其特征在于：所述步骤S3中生根点为管道的进出口的点或管道部件上的点。
3.根据权利要求1所述的一种热控仪表快速三维建模方法，其特征在于：所述步骤S3中管道保温厚度h2计算原理：以《DLT 5072-2007火力发电厂保温油漆设计规程》为依据设计出不同材料管道对应不同管道厚度的对照表，根据管道的温度和管道材料，从对照表中检索出对应的管道厚度范围并确定管道保温厚度。
4.根据权利要求3所述的一种热控仪表快速三维建模方法，其特征在于：所述步骤S3中将仪表高度记为H，仪表分为三层，第一层仪表高度H1等于管道内径D1和壁厚h1之和，第二层仪表高度H2等于管道保温厚度h2，第三层仪表高度H3等于仪表上部的仪表盘高度，H3＝H-H1-H2，所述第一层仪表不参与三维模型的碰撞检查，第二层和第三层参与三维模型的碰撞检查。
5.根据权利要求1所述的一种热控仪表快速三维建模方法，其特征在于：所述步骤S3中：P1和P2之间的管道长度L计算公式：
Figure FDA0002689968280000021
P1和P2之间管道坡度A计算公式：
tanA＝L/(Y1-Y2)，
A＝arctan[L/(Y1-Y2)]。
6.根据权利要求1所述的一种热控仪表快速三维建模方法，其特征在于：所述PDMS三维设计平台内置报警模块，步骤S4中自定义仪表参数值超出管道外径和高度范围时报警。
7.根据权利要求5所述的一种热控仪表快速三维建模方法，其特征在于：所述步骤S5中：仪表需旋转角度B的计算公式：
90°-B＝90°-A，
B＝A＝arctan[L/(Y1-Y2)]。
8.根据权利要求1所述的一种热控仪表快速三维建模方法，其特征在于：所述PDMS三维设计平台内置了仪表快速修改模块，当设计要求出现变更后，用户通过仪表快速修改模块，选取已生成的成品仪表，通过修改仪表参数和类型，实现仪表修改。
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