EA018234B1 - Производство нагревательного кабеля, проектирование, монтаж и управление и используемый для этого способ - Google Patents

Abstract

Производство и монтаж систем подогрева, в частности кабелей, которые контролируются с помощью комплексных средств контроля при проектировании и управлении системами подогрева.

Description

Настоящее изобретение относится к производству нагревательного кабеля, монтажу системы подогрева и проектированию и управлению.

Системы подогрева используются для подогрева и поддержания заданной температуры или заданного диапазона температур трубопроводов и/или материалов, транспортируемых по трубопроводам. В большинстве промышленных применений подогрева используются уникальные конфигурации и требования к подогреву. Существуют применения подогрева для системы автоматического подогрева. Обычно такие применения требуют ручного извлечения данных по системе трубопроводов из проектных файлов системы трубопроводов и их ввода в программу. Такое ручное извлечение имеет тенденцию к ошибкам и требует много времени. Кроме того, в типовых применениях соответствие данных, используемых для расчета тепловых потерь и выбора компонентов системы подогрева, создания изометрических чертежей системы подогрева и обеспечения граничной информации на чертежах, не может быть легко подтверждено.

Соответственно, существует необходимость усовершенствования производства нагревательного кабеля и монтажа систем подогрева. Настоящее изобретение направлено, помимо прочего, на решение этих задач.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение предлагает способ монтажа, по меньшей мере, участка системы подогрева, по меньшей мере, участка системы трубопроводов, который включает в себя (1) получение данных для трехмерной системы трубопроводов, при этом данные системы трубопроводов включают в себя местоположения трубопроводов в системе трубопроводов, (2) автоматическое извлечение данных, связанных с одним или несколькими компонентами системы трубопроводов, включенными в получаемые данные системы трубопроводов, (3) определение одного или нескольких компонентов системы подогрева для участка системы трубопроводов, основанное, по меньшей мере, частично на извлекаемых данных, и (4) монтаж, по меньшей мере, участка определенной системы подогрева вдоль, по меньшей мере, участка системы трубопроводов.

Настоящее изобретение предлагает способ производства нагревательного кабеля, который включает в себя (1) получение данных для трехмерной системы трубопроводов, при этом данные системы трубопроводов включают в себя местоположения трубопроводов в системе трубопроводов, (2) автоматическое извлечение данных, связанных с одним или несколькими компонентами системы трубопроводов, включенными в получаемые данные системы трубопроводов, (3) определение длины нагревательного кабеля для участка системы трубопроводов, основанное, по меньшей мере, частично на извлекаемых данных, и (4) производство нагревательного кабеля по заданной длине.

Кроме того, настоящее изобретение предлагает способ определения, по меньшей мере, участка системы подогрева, по меньшей мере, для участка системы трубопроводов, который включает в себя (1) получение данных системы трубопроводов, при этом данные системы трубопроводов включают в себя данные, связанные с компонентами системы трубопроводов, (2) получение выбора компонента системы трубопроводов, (3) автоматическое извлечение данных, связанных с установкой одного или нескольких компонентов системы трубопроводов, включая сюда выбранный компонент системы трубопроводов из получаемых данных системы трубопроводов, и (4) определение одного или нескольких компонентов системы подогрева для установки компонентов системы трубопроводов, основанное, по меньшей мере частично, на извлекаемых данных.

Кроме того, настоящее изобретение предлагает систему для определения, по меньшей мере, участка системы подогрева, по меньшей мере, для участка системы трубопроводов, имеющую процессор, сконфигурированный для (1) приема данных системы трубопроводов, при этом данные системы трубопроводов включают в себя данные, связанные с компонентами системы трубопроводов, (2) приема выбора компонента системы трубопроводов, (3) автоматического извлечения данных, связанных с установкой одного или нескольких компонентов системы трубопроводов, включая сюда выбранный компонент системы трубопроводов из получаемых данных системы трубопроводов, и (4) определения одного или нескольких компонентов системы подогрева для установки компонентов системы трубопроводов, основанного, по меньшей мере частично, на извлекаемых данных и запоминающем устройстве, соединенном с процессором и сконфигурированном для обеспечения указаний для процессора.

И, кроме того, настоящее изобретение предлагает компьютерный программный продукт для определения, по меньшей мере, участка системы подогрева, по меньшей мере, для участка системы трубопроводов; компьютерный программный продукт содержится в машиночитаемом носителе и содержит компьютерные указания для (1) приема данных системы трубопроводов, при этом данные системы трубопроводов включают в себя данные, связанные с компонентами системы трубопроводов, (2) приема выбора компонента системы трубопроводов, (3) автоматического извлечения данных, связанных с установкой одного или нескольких компонентов системы трубопроводов, включая сюда выбранный компонент системы трубопроводов из получаемых данных системы трубопроводов, и (4) определения одного или нескольких компонентов системы подогрева для установки компонентов системы трубопроводов, основанного, по меньшей мере частично, на извлекаемых данных.

Настоящее изобретение включает в себя трехмерное (3Ό) изображение модели трубопровода, на

- 1 018234 который должен быть установлен нагревательный кабель. Использование этого трехмерного изображения модели обеспечивает более точный расчет длины нагревательного кабеля, который должен быть изготовлен с корректировкой ошибок, характерных для расчетов с использованием центральной линии. По существу, обеспечивается возможность производства изделий с более точной длиной нагревательного кабеля.

Краткое описание чертежей

Различные варианты выполнения представлены в следующем ниже подробном описании и на приложенных чертежах.

Фиг. 1 - схема, показывающая вариант выполнения расчетной системы подогрева;

фиг. 2 - вариант выполнения процесса проектирования системы подогрева или ее части; фиг. 3 - вариант выполнения процесса конфигурирования расчетной системы подогрева; фиг. 4 - вариант выполнения процесса для получения описания сегмента трубопровода; фиг. 5 - примеры некоторых граничных условий;

фиг. 6 - вариант выполнения процесса для проектирования, по меньшей мере, участка системы подогрева;

фиг. 7 - вариант выполнения процесса для создания изометрического чертежа системы подогрева, отображающего маршрут, по меньшей мере, участка системы подогрева;

фиг. 8 - изометрический чертеж системы подогрева;

фиг. 9 - совмещенный процесс выполнения проектирования системы подогрева;

фиг. 10 - пример неточностей, обнаруженных при расчетах нагревательного кабеля с использованием центральной линии;

фиг. 11 - вариант выполнения критериев расчетов нагревательного кабеля;

фиг. 12 - вариант выполнения размещения нагревательного кабеля в месте расположения тройника; фиг. 13 - вариант выполнения размещения нагревательного кабеля в месте обхвата по окружности.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения

Изобретение может быть внедрено множеством способов, включающих в себя процесс, устройство, систему, состав материала, машиночитаемый носитель, например машиночитаемый носитель данных или компьютерную сеть, где команды управляющей программы передаются по оптическим или коммуникационным линиям связи. В данном описании эти формы внедрения или какая-либо другая форма, которую может принимать изобретение, могут именоваться как способы. Компонент, например процессор или память, описываемый в качестве сконфигурированного для выполнения задачи, включает в себя как общий компонент, который временно конфигурируется для выполнения задачи в заданное время, так и специфический компонент, который изготавливается для выполнения задачи. В общем, порядок операций описываемых процессов может изменяться в пределах объема изобретения.

Подробное описание одного или нескольких компонентов изобретения приводится ниже совместно с приложенными фигурами, которые иллюстрируют принципы изобретения. Изобретение описывается применительно к таким вариантам выполнения, но изобретение не ограничивается каким-либо вариантом выполнения. Объем изобретения ограничивается только формулой изобретения, и изобретение касается множества альтернативных вариантов, модификаций и эквивалентов. Множественные специфические подробные данные приводятся в следующем описании с целью обеспечить полное понимание изобретения. Эти подробные данные приводятся в качестве примера, и изобретение может быть внедрено на практике по формуле изобретения без некоторых или всех этих специфических подробных данных. Для ясности технический материал, известный в технических областях, относящихся к изобретению, не приводится подробно так, чтобы без необходимости не усложнять описание изобретения.

В целях настоящего описания термин компонент системы трубопроводов относится к любому соответствующему компоненту системы трубопроводов. Примеры компонентов системы трубопроводов включают в себя трубы, фланцы, клапаны, опоры, контрольно-измерительные приборы и т.д. В некоторых вариантах выполнения система трубопроводов имеет модульную конструкцию за счет сборки отдельных конструктивных модулей. Такой модуль упоминается здесь как элемент структуры разделения работ (^Б8). В целях настоящего описания термин компонент системы подогрева относится к соответствующему компоненту системы подогрева. Примеры компонентов системы подогрева включают в себя нагревательные элементы или кабели, распределительные коробки питания, соединительные муфты, тройниковые муфты, торцевые уплотнения, крепежные устройства для крепления компонентов системы подогрева к соответствующим компонентам системы трубопроводов, термостаты, контроллеры и т.д. В целях настоящего описания термин пользователь расчетной системы подогрева включает в себя отдельное лицо, процесс или применение.

В некоторых вариантах выполнения система подогрева системы трубопроводов может содержать одну или несколько цепей подогрева. Каждая цепь подогрева связана с участком системы трубопроводов. В некоторых вариантах выполнения описание цепи подогрева (т.е. описание участков системы трубопроводов, подлежащих подогреву с помощью цепи подогрева) содержит описание одного или нескольких сегментов трубопровода. В целях настоящего описания термин сегмент трубопровода относится (например, программное обеспечение) к хранилищу, которое включает в себя данные, связанные с

- 2 018234 комплектом из одного или нескольких смежных компонентов системы трубопроводов, которые совместно разделяют свойства тепловых потерь и/или критерии выбора нагревателя, например внутренний диаметр и материал трубопровода, тип и толщина изоляции и расчетные температуры. Сегмент трубопровода или хранилище заполнено данными, необходимыми для проектирования системы подогрева. Примеры таких данных включают в себя длину, внутренний диаметр и материал трубопровода, количества и/или типы теплопоглотителей (например, фланцы, клапаны, опоры, контрольно-измерительные приборы) и т.п. Сегменты трубопроводов могут быть расположены и/или определены иерархически, например для каждой цепи подогрева. Иерархия сегментов трубопроводов указывает, как различные компоненты логически связаны, и может включать в себя родительский сегмент трубопровода и один или несколько дочерних сегментов трубопровода.

Фиг. 1 представляет собой схему, иллюстрирующую вариант выполнения расчетной системы 100 подогрева. Расчетная система 100 подогрева принимает один или несколько входных сигналов 102, включающих в себя, например, данные, касающиеся системы трубопроводов, которая, по меньшей мере, частично должна быть подогрета, информации о конфигурации и/или ее параметрах, выбора и/или описаний участков системы трубопроводов, которые требуется подогреть и т.д. Модуль 104 описания цепи подогрева расчетной системы 100 подогрева принимает описания цепей подогрева системы трубопроводов. В некоторых вариантах выполнения описание цепи подогрева содержит описания одного или нескольких соответствующих сегментов трубопровода. В некоторых вариантах выполнения, как подробно описано ниже, в ответ на прием данных о конкретном сегменте трубопровода или хранилища выбор положения системы трубопроводов, данные, относящиеся к компонентам системы трубопроводов вблизи выбранного места системы трубопроводов, которые совместно разделяют характеристики тепловых потерь, автоматически извлекаются из доступных данных о системе трубопроводов и используются для заполнения соответствующего сегмента трубопровода или хранилища, по меньшей мере, частично устраняя необходимость ручного извлечения и/или ввода таких данных. Модуль 104 описания цепи подогрева может использоваться для определения и/или заполнения одного или нескольких сегментов трубопровода, содержащих цепи подогрева системы подогрева системы трубопроводов. Образованная цепь подогрева или ее часть, использующая модуль 104 описания цепи подогрева, может обрабатываться с помощью расчетного модуля 106. Расчетный модуль 106 выполняет расчеты тепловых потерь и выбирает соответствующие компоненты системы подогрева для цепи подогрева. Расчетный модуль 106, например, может содержать программу ТгасеСа1с Рго®, разработанную компанией Тусо Тйетша1 Сойток, или другую подобную автоматизированную программу расчета подогрева. Заданные маршрутизации цепи подогрева, использующие модуль 104 описания цепи подогрева, и/или расчеты, и/или выбор компонентов системы подогрева с помощью расчетного модуля 106, используются чертежным модулем 108 для автоматического выполнения чертежа 110, по меньшей мере, участка системы подогрева. В данном примере выход расчетной системы 100 подогрева содержит один или несколько изометрических чертежей 110 системы подогрева. Чертежный модуль 108, например, может содержать программу Ι8ΟΟΕΝ® или другую подобную автоматизированную программу создания изометрических чертежей. Информация, относящаяся к каждой проектируемой цепи подогрева, использующей расчетную систему 100 подогрева, в некоторых вариантах выполнения хранится в общей базе 112 данных или другом месте хранения, доступном для каждого модуля 104, 106 и 108 так, чтобы каждый модуль 104, 106 и 108 работал на основе одного и того же набора или варианта расчетных данных для трубопроводов и подогрева с целью исключения или, по меньшей мере, снижения риска ошибки.

Фиг. 2 показывает вариант выполнения процесса проектирования системы подогрева или ее части. В некоторых вариантах выполнения процесс 200 используется расчетной системой 100 подогрева из фиг. 1. Процесс 200 начинается с этапа 202, где принимается информация о данных и конфигурации системы трубопроводов и предусматривается интерфейс для определения цепей подогрева (например, соответствующих сегментов трубопроводов). На этапе 204 принимаются описания одной или нескольких цепей подогрева, например, с помощью интерфейса, предусмотренного на этапе 202. В некоторых вариантах выполнения описание цепей подогрева содержит описания одного или нескольких сегментов трубопроводов, которые содержат цепь подогрева. Сегменты трубопроводов, связанные с каждой цепью подогрева, могут быть иерархически расположены и/или определены. На этапе 206 выполняются расчеты тепловых потерь и выбираются компоненты системы подогрева для цепей подогрева из этапа 204. На этапе 208 создаются один или несколько (изометрических) чертежей системы подогрева или ее части, например, основанные, по меньшей мере, частично на описаниях из этапа 204, и/или расчетах, и/или выборе компонентов системы подогрева из этапа 206. Затем процесс 200 заканчивается. В некоторых вариантах выполнения один или некоторые из этапов 204-208 могут быть выполнены с различными инкрементами системы подогрева, спроектированной таким образом, чтобы расчет мог пошагово подтверждаться. Во многих случаях при проектировании системы подогрева пошаговое подтверждение является более предпочтительным, чем подтверждение результатов только в конце расчетного процесса, и лучшим образом удовлетворяет требуемым характеристикам.

Фиг. 3 показывает вариант выполнения процесса конфигурирования расчетной системы подогрева.

- 3 018234

В некоторых вариантах выполнения процесс 300 используется на этапе 202 процесса 200 из фиг. 2. Процесс 300 начинается с этапа 302, на котором принимаются данные, связанные с системой трубопроводов, которая, по меньшей мере, частично должна быть подогрета. Данные о системе трубопроводов, полученные на этапе 302, включают в себя проектные файлы для системы трубопроводов, например данные по трехмерной модели, например, в ШЕ и РСЕ файлах; данные процесса, например, о типах материалов, которые должны переноситься различными трубами в системе трубопроводов, и/или о требуемых температурах и/или диапазонах температур материалов и/или в которых должны поддерживаться трубопроводы и т.д. На этапе 304 принимается информация о конфигурации. Информация о конфигурации, получаемая на этапе 304, используется, например, для конфигурирования или настройки расчетной системы подогрева для конкретной системы трубопроводов, подлежащей подогреву. Например, информация о конфигурации на этапе 304 может включать в себя смещения одного или нескольких идентификаторов компонентов системы трубопроводов, включенных в данные о системе трубопроводов, полученные на этапе 302, к соответствующим идентификаторам, которые распознаются и используются расчетной системой подогрева; предпочтения в отношении компонентов системы подогрева, например, типы и/или модели компонентов, которые должны быть использованы в системе подогрева и/или предусмотрены в спецификации материалов системы подогрева; идентификаторы, которые должны быть использованы для системы трубопроводов и/или системы подогрева; значения тока и/или напряжения, которые должны быть использованы; информация о классификации зон, например, должна ли система трубопроводов располагаться в опасной окружающей среде и т.д. На этапе 306 обеспечивается интерфейс для выбора и/или определения сегментов трубопроводов, связанных с цепями подогрева, и затем процесс 300 заканчивается. В некоторых вариантах выполнения интерфейс, предусмотренный на этапе 306, включает в себя трехмерное изображение, по меньшей мере, участка представленной системы трубопроводов, использующей данные о системе трубопроводов, получаемые на этапе 302. Такое трехмерное изображение или модель обеспечивает, например, удобный просмотр размеров и геометрии системы трубопроводов и может быть использовано пользователем расчетной системы подогрева для выбора одного или нескольких сегментов системы трубопровода, подлежащего подогреву. В некоторых вариантах выполнения интерфейс, предусмотренный на этапе 306, включает в себя опции для показа и/или создания иерархий сегментов трубопроводов для цепей подогрева системы трубопроводов.

Пользователь может создавать или определять один или несколько сегментов трубопровода или хранилищ различных типов для каждой цепи подогрева, например, используя интерфейс, предусматриваемый на этапе 306 процесса 300 из фиг. 3. Сегмент трубопровода является пустым до заполнения данными о системе трубопроводов, например, используя процесс 400 из фиг. 4. Как описано со ссылкой на процесс 400, в некоторых вариантах выполнения сегмент трубопровода может быть, по меньшей мере, частично автоматически заполнен, например, данными о системе трубопроводов, необходимыми для проектирования системы подогрева. В некоторых вариантах выполнения выбор пользователем расположения системы трубопроводов по отношению к выбранному сегменту трубопровода приводит к тому, что сегмент трубопровода, по меньшей мере, частично будет автоматически заполнен данными, связанными с участком системы трубопроводов между ближайшими граничными условиями с обеих сторон выбранного места расположения.

Фиг. 4 показывает вариант выполнения процесса для получения описания сегмента трубопровода. В некоторых вариантах выполнения процесс 400 используется на этапе 204 процесса 200 из фиг. 2. Процесс 400 начинается с этапа 402, на котором принимается указание по выбору сегмента трубопровода или хранилища. Например, указание на этапе 402 может быть получено в ответ на выбор или нажатие пользователем на сегмент трубопровода в качестве текущего сегмента трубопровода, например, через интерфейс, предусмотренный на этапе 306 процесса 300 из фиг. 3. В некоторых вариантах выполнения этап 402 включает в себя получение указания о создании сегмента трубопровода, например, в рамках иерархии сегментов трубопровода, связанных с конкретной цепью подогрева. На этапе 404 принимается указание о выборе местоположения в системе трубопроводов. Например, на этапе 404 указание может быть получено в ответ на выбор или нажатие пользователем в местоположении в трехмерной модели системы трубопроводов, предусмотренном для пользователя, например, через интерфейс, предусмотренный на этапе 306 процесса 300 из фиг. 3. На этапе 406 автоматически идентифицируются ближайшие граничные условия с обеих сторон выбранного местоположения. Граничное условие, как описано ниже, содержит характеристику системы трубопроводов, которая может влиять на свойства тепловых потерь. На этапе 408 данные и/или расчетные параметры, относящиеся к одному или нескольким компонентам системы трубопроводов между идентифицированными граничными условиями, автоматически извлекаются из данных, доступных для системы трубопроводов (например, из информации о данных/конфигурации, получаемых на этапах 302 и 304 процесса 300 из фиг. 3) и связанных с выбранным сегментом трубопровода. В некоторых вариантах выполнения компоненты системы трубопроводов, автоматически связанные с сегментом трубопровода на этапе 408, содержат максимальный объем системы трубопроводов вдоль обеих сторон выбранного местоположения и примыкают к выбранному местоположению, которое может быть автоматически определено для разделения характеристик тепловых потерь. Автоматическое извлечение компонентов системы трубопроводов между идентифицируемыми граничными условиями, а также

- 4 018234 соответствующие расчетные параметры и/или свойства из доступных данных о системе трубопроводов и/или информации о конфигурации устраняет необходимость для пользователя вручную определять и указывать такую информацию, снижая вероятность ошибки, а также уменьшая время проектирования. В некоторых вариантах выполнения этап 408 включает в себя выделение в трехмерной модели системы трубопроводов компонентов системы трубопроводов между граничными условиями, которые автоматически связаны с выбранным сегментом трубопровода так, чтобы пользователь мог легко распознать, какие компоненты системы трубопровода были связаны с выбранным сегментом трубопровода.

В различных вариантах выполнения могут быть определены соответствующие граничные условия и/или классификации граничных условий. В некоторых вариантах выполнения возможные граничные условия содержат два различных типа условий: жесткие граничные условия и мягкие граничные условия. Жесткое граничное условие показывает, что компоненты системы трубопроводов, находящиеся в жестком граничном условии и/или вне его, должны быть включены в новый или другой сегмент трубопровода, поскольку характеристики тепловых потерь, находящиеся в жестком граничном условии и/или вне его, вероятно, изменяются. Примеры жестких граничных условий включают в себя изменения внутреннего диаметра трубопровода, изменения в материале трубопровода, изменения в изоляции трубопровода, на конце трубопровода и т.д. В некоторых вариантах выполнения допускается, что трубопровод может быть укрыт только одной цепью подогрева. В таких случаях трубопровод, укрытый другой цепью подогрева, содержит жесткое граничное условие. Как альтернатива, в некоторых вариантах выполнения трубопровод может быть укрыт множеством цепей подогрева, например, для избыточного или более быстрого нагрева трубопровода. В таких случаях трубопровод, укрытый другой цепью подогрева, содержит мягкое граничное условие. Мягкое граничное условие указывает, что должно быть принято решение (например, пользователем), включать ли компоненты системы трубопроводов, находящиеся в мягком граничном условии и/или вне его, в текущий сегмент трубопровода или в новый или другой сегмент трубопровода. В некоторых вариантах выполнения требуется выбрать новый или другой сегмент трубопровода для компонентов системы трубопровода, находящихся в мягком граничном условии и/или вне его, если, по меньшей мере, предполагается изменение свойств тепловых потерь системы трубопроводов. Мягкие граничные условия также помогают пользователям определить, когда необходимо использовать новые нагревательные кабели, например, в том месте, где произошла поломка модуля с последующей установкой кабеля на модульной площадке. В этом случае два отдельных кабеля могут быть сращены при установке модулей на месте. Примеры мягких граничных условий включают в себя проходы в стене и/или в полу в системе трубопроводов, тройники в системе трубопроводов, изменение в элементах структуры разделения работ и т.д. Проход в стене и/или в полу является мягким граничным условием, например, из-за того, что окружающие условия (например, окружающая температура, скорость ветра и т.д.) с обеих сторон стенки или пола могут быть одинаковыми (в этом случае может быть использован тот же самый сегмент трубопровода) или могут быть разными (в этом случае требуется выбрать новый или другой сегмент трубопровода, поскольку окружающие условия влияют на тепловые потери). В некоторых вариантах выполнения данные по системе трубопровода, например, получаемые на этапе 302 процесса 300 из фиг. 3 и связанные с одним или несколькими компонентами системы трубопроводов, могут включать в себя индикатор или флажок, который определяет, должен ли подогреваться соответствующий компонент системы трубопроводов. Например, флажок со значением 1 может указывать, что соответствующий компонент системы трубопроводов должен быть подогрет, а флажок со значением 0 может указывать, что соответствующий компонент системы трубопроводов не должен быть подогрет. В некоторых вариантах выполнения изменение индикатора подогрева (т.е. изменение значения флажка) содержит мягкое граничное условие. Пользователь должен принять решение, например, в случае, когда один или несколько индикаторов подогрева были неправильно определены в оригинальных данных системы трубопровода. Фиг. 5 показывает примеры некоторых граничных условий. Показано трехмерное изображение участка системы 500 трубопроводов. Данный пример показывает конец трубопровода 502, проход 504 через пол, тройник 506, изменение 508 внутреннего диаметра трубы и изменение 510 индикатора нагрева, которое в некоторых случаях представлено изменением цвета трубы.

Возвращаясь к процессу 400 из фиг. 4, тип каждого идентифицируемого граничного условия определяется на этапе 410. Если на этапе 410 определено, что были идентифицированы одно или несколько жестких граничных условий, на этапе 412 в отношении каждого идентифицируемого жесткого граничного условия предусматривается указание, что для компонентов системы трубопроводов, находящихся в жестком граничном условии и/или вне его, должен быть использован новый и/или другой сегмент трубопровода, и затем процесс 400 заканчивается. Если на этапе 410 определено, что были идентифицированы одно или несколько мягких граничных условий, на этапе 414 в отношении каждого идентифицируемого мягкого граничного условия предусматривается указание, что требуется принять решение, продолжать ли действия с текущим сегментом трубопровода или создать новый или использовать другой сегмент трубопровода для компонентов системы трубопроводов, находящихся в мягком граничном условии и/или вне его. На этапе 416 определяется, принимается ли указание о продолжении действий с текущим сегментом трубопровода (т.е. сегментом трубопровода, выбранным на этапе 402) в отношении мягкого граничного условия. Если на этапе 416 принимается указание о продолжении действий с текущим сег

- 5 018234 ментом трубопровода в отношении мягкого граничного условия, то на этапе 418 идентифицируется ближайшее граничное условие вне мягкого граничного условия, и процесс 400 продолжается на этапе 408. Если на этапе 416 не принимается указание о продолжении действий с текущим сегментом трубопровода в отношении мягкого граничного условия, процесс 400 завершается. В разных вариантах выполнения новый и/или другой сегмент трубопровода, выбранный для компонентов системы трубопровода, находящихся граничном условии и/или вне его, может быть частью той же самой цепи подогрева, как сегмент трубопровода, выбранный на этапе 402, или другой цепи подогрева.

В некоторых вариантах выполнения с помощью процесса 400 множество данных, необходимых для расчетов тепловых потерь, и/или выбор компонентов системы подогрева автоматически извлекается из доступных данных системы трубопроводов и используется для заполнения сегментов трубопровода. Помимо ускорения процесса проектирования автоматическое, а не ручное извлечение таких данных устраняет или, по меньшей мере, уменьшает вероятность ошибок. В некоторых вариантах выполнения от пользователя требуется ввод данных в граничные условия. В таких случаях граничные условия создают для пользователя возможности принятия решений о проектировании. Например, пользователь может выбрать продолжение заполнения текущего сегмента трубопровода (например, вне мягкого граничного условия, если обнаружено, что свойства тепловых потерь не изменяются вне мягкого граничного условия), пользователь может выбрать и/или определить новый и/или другой сегмент трубопровода, если предполагается, что свойства тепловых потерь изменяются вне граничного условия, пользователь может принять решение продолжить действия с сегментом трубопровода другой цепи подогрева вне граничного условия и/или не подогревать систему трубопроводов вне граничного условия и т.д. В некоторых вариантах выполнения решения по одному или нескольким граничным условиям могут, по меньшей мере, частично автоматически базироваться на возможных выборах, которые могут быть сделаны в граничных условиях, и от пользователя может не потребоваться ввод данных или он может выполняться по усмотрению.

Фиг. 6 показывает вариант выполнения процесса для проектирования, по меньшей мере, участка системы подогрева. В некоторых вариантах выполнения процесс 600 используется на этапе 206 процесса 200 из фиг. 2. Процесс 600 начинается с этапа 602, на котором принимается описание цепи подогрева (или ее части). В некоторых вариантах выполнения описание цепи подогрева содержит описания одного или нескольких сегментов трубопровода, которые содержат цепь подогрева. На этапе 604 рассчитываются тепловые потери для различных частей цепи подогрева. Например, данные, связанные с сегментом трубопровода, используются для расчета тепловых потерь сегмента трубопровода и/или одного или нескольких компонентов системы трубопроводов, включенных в сегмент трубопровода. На этапе 606 выбираются один или несколько нагревателей для цепи подогрева на основе по меньшей мере части расчетов тепловых потерь. Например, выбираются нагреватели, которые наилучшим образом соответствуют установленным описаниям нагрева и/или предпочтениям в отношении системы подогрева.

В некоторых вариантах выполнения этап 606 включает в себя определение числа проходов (например, соотношение для подогрева) нагревателей для различных компонентов системы трубопроводов. На этапе 608 выбираются другие компоненты системы подогрева, например соединительные компоненты для завершения проектирования подогрева для цепи подогрева. Затем процесс 600 завершается. В некоторых вариантах выполнения процесс 600 приводит к созданию спецификации материалов для участка проектируемой системы подогрева. Выбор на этапах 606 и 608 может быть основан на установленных расчетных ограничениях и/или предпочтениях. Например, выбор на этапах 606 и 608 может быть выполнен с целью обеспечения того, чтобы, по меньшей мере, удовлетворялись жесткие ограничения. Может быть предпринята попытка удовлетворить до возможного уровня мягкие ограничения, и в случае, если одно или несколько таких ограничений не удовлетворены, могут быть предусмотрены соответствующие предупреждения (например, слишком длинный кабель, слишком высокий ток, превышение диапазона температур и т.д.). Несмотря на то, что описание приводится для одной цепи подогрева или ее части, процесс 600 может быть аналогичным образом использован для множества цепей подогрева или их частей, описания которых приняты на этапе 602.

Фиг. 7 показывает вариант выполнения процесса для создания изометрического чертежа с изображением маршрута, по меньшей мере, части системы подогрева. В некоторых вариантах выполнения процесс 700 используется на этапе 208 процесса 200 из фиг. 2. Процесс 700 начинается с этапа 702, на котором принимается указание по выбору опции для создания изометрического чертежа по меньшей мере для части системы подогрева. Например, указание на этапе 702 может быть получено в отношении конкретной цепи подогрева системы подогрева. На этапе 704 создается изометрический чертеж, и процесс 700 заканчивается. В некоторых вариантах выполнения чертеж, создаваемый на этапе 704, может включать в себя граничную информацию, например расчетные данные подогрева, спецификацию материалов системы подогрева или по меньшей мере части системы подогрева, изображенной на чертеже, данные о температуре, исходные файлы системы трубопроводов и т.д. В некоторых вариантах выполнения чертеж, создаваемый на этапе 704, может быть неизометрическим. В некоторых вариантах выполнения на этапе 704 может быть создано множество чертежей.

Фиг. 8 показывает вариант выполнения изометрического чертежа системы подогрева. В некоторых

- 6 018234 вариантах выполнения чертеж из фиг. 8 создается на этапе 704 процесса 700 из фиг. 7. Как показано, изометрический чертеж включает в себя множество граничной информации.

Как описано ранее, в некоторых вариантах выполнения приводится единичный пример данных для проектирования трубопроводов и подогрева и/или он используется всеми модулями расчетной системы подогрева. Это обеспечивает не только использование соответствующих данных для расчета тепловых потерь и выбора компонентов системы подогрева, создания изометрических чертежей системы подогрева и предоставления граничной информации на изометрических чертежах, но также обеспечивает каскадное расположение изменений в исходных данных по всей системе.

Совместный выбор нагревателя и прокладка кабеля.

Со ссылкой на фиг. 9 проектирование подогрева предпочтительно включает в себя совмещенный процесс (1) расчета тепловых потерь в трубопроводе и выбор оптимального нагревателя с помощью соответствующего программного обеспечения для проектирования подогрева, например, ТгасеСа1с Рго®, (2) подготовку изометрического изображения, например чертежа, в автоматическом режиме или вручную, который показывает соответствующий маршрут нагревателя на трубопроводе для цепи подогрева, и (3) граничную информацию на изометрическом чертеже; рассчитанные тепловые потери, относящиеся к трубопроводу, полученному с помощью программного обеспечения для проектирования подогрева. Как видно из фиг. 9, эти этапы (выполнения проектирования подогрева, а именно программное обеспечение для проектирования подогрева, создание изометрического чертежа и внедрение рассчитанных данных с помощью программного обеспечения для проектирования подогрева в граничную информацию на чертеже) могут быть полностью совмещены. Это совмещение трех этапов обеспечивает одновременное проектирование и создание чертежа на основе отдельного примера трубопровода и данных для проектирования.

Как показано на фиг. 5, трехмерная (3Ό) модель изображает подготовку трубопровода. Данные, относящиеся к трубопроводу, извлекаются из представления 3Ό модели и передаются на программное обеспечение для проектирования подогрева, например программное обеспечение ТгасеСа1с Рго® для проектирования подогрева. Это позволяет образовать прямую взаимосвязь между отдельными компонентами трубопровода, укрытыми цепью, и результатами расчетов тепловых потерь (первоначально выбранные нагреватели). Используя прямые взаимосвязи, образованные между отдельными компонентами трубопровода, укрытыми цепью, и результатами расчетов тепловых потерь, изометрический чертеж, который показывает цепь подогрева, создается автоматически на основе тех же данных, передаваемых на программное обеспечение для проектирования подогрева. Эта взаимосвязь обеспечивает соответствие между результатами расчетов тепловых потерь и изометрическим чертежом. Результаты расчетов тепловых потерь автоматически вводятся на границу изометрического чертежа, тем самым, дополнительно обеспечивая соответствие чертежу. Таким образом, функции программного обеспечения для проектирования подогрева, создания изометрического чертежа и создания границы чертежа полностью совмещаются. Это обеспечивает одновременное проектирование и создание чертежа на основе отдельного примера трубопровода и данных для проектирования.

Имеется много преимуществ, присущих настоящему способу. Например, настоящий способ улучшит соответствие изометрического чертежа системы подогрева. Кроме того, будет получена возможность управлять тремя этапами проектирования подогрева, описанными выше, на отдельном этапе, используя отдельный пример данных. По другому аспекту настоящий способ обеспечит ввод в систему изменения в исходных данных, позволяя идентифицировать и проверять соответствующие цепи.

Определение длины траектории подогрева.

Кроме того, настоящее изобретение включает в себя способ определения длины нагревательного кабеля, требуемого для трубопровода, и монтаж нагревательного кабеля на основе определенной длины траектории. Обычно проектирование подогрева трубопровода основано на легко рассчитываемой длине центральной линии трубопровода. Однако когда физический кабель для подогрева устанавливается снаружи трубопровода, нагревательный кабель обычно укладывается по траектории, имеющей длину, отличающуюся от расчетной длины центральной линии и которая, в общем, превышает длину, использующую подход с учетом центральной линии. Различие в длине между длиной на основе центральной линии и фактической установочной длиной нагревательного кабеля может быть значительным, например до 10%, особенно в случае, когда используется труба с большим внутренним диаметром. Эта разница в длине особенно критична для монтажа кабелей с неорганической изоляцией (ΜΙ). При изготовлении на заводе кабелей с неорганической изоляцией на заказ с учетом расчетной длины существует высокая вероятность того, что кабели будут иметь ненадлежащую длину. В результате длина кабелей, выпускаемых на основе длины центральной линии, получается меньше требуемой длины. Добавления к рассчитанной длине кабеля во избежание меньшей длины кабеля, чем требуется, предрасположены к ошибкам в расчетах и особенно неэффективны в сложных конструкциях. Эти добавления к рассчитанной длине, носящие название поправка на зигзаги, обычно основаны на средних значениях.

Использование длин на основе центральной линии для производства нагревательного кабеля требуемой длины является промышленным стандартом. Как указано выше, использование способа опреде

- 7 018234 ления длины на основе центральной линии приводит к многочисленным неточностям и не является решением для устранения проблемы. В частности, использование длин на основе центральной линии приводит к получению нагревательных кабелей меньшей длины, чем требуется, или при попытке решить эту проблему к использованию поправок на зигзаги в некоторых случаях до 7% в цепях для обогрева труб с большим внутренним диаметром. На прямолинейных секциях трубопровода это часто приводит к проектированию кабеля, значительно превышающего требуемую длину. Как показано на фиг. 10, эти неточности могут быть значительными. Например, фиг. 10а показывает расчетное значение по центральной линии, равное 7,04 м, а фиг. 10Ь показывает фактическую общую длину нагрева, равную 7,7 м. В общем, расчет по центральной линии, показанный на фиг. 10а, предусматривает сумму сегментов 1001, 1002 и 1003, в то время как фактическая полная длина включает в себя размеры, которые учитывают поправки вдоль длины траектории 1001 для вентиляционного клапана 1020, отводов и т.д., а также для размеров по прямой линии.

Неточности в рассчитанных длинах нагревательного кабеля, происходящие из использования длин центральной линии трубопровода, которые основаны на изометрических чертежах трубопровода, особенно заметны вдоль длин встроенных отводов, тройников и мест обхвата по окружности. Как показано на фиг. 11-12, настоящее изобретение устраняет ошибки, обнаруженные при использовании обычных способов расчета нагревательного кабеля.

Данные, собранные с помощью изображения трехмерной модели, включают в себя информацию о радиусе кривизны и степени изгиба каждого отвода. Ошибки, обнаруженные в рассчитанных длинах, имеющих отводы, зависят от радиуса кривизны и степени изгиба отвода. Длина центральной линии заданного трубопровода может отличаться примерно на десять процентов (10%) в меньшую или большую сторону от фактической наружной длины дуги (траектория, по которой нагревательный кабель фактически уложен на наружной стороне трубопровода). В первом варианте выполнения с помощью импортируемых данных алгоритм рассчитывает наружную длину дуги внутренней части отвода. Этот новаторский подход компенсирует накопленные погрешности неизвестной толщины стенки трубопровода и неизвестной траектории нагрева на наиболее удаленной дуге. За счет объединения двух ошибок суммарное действие каждой ошибки в значительной степени сводит на нет другую ошибку, обеспечивая значительно более точный расчет.

Со ссылкой на фиг. 11 показаны отводы на 90 и 45°, фиг. 11а и 11Ь соответственно. Как видно из фигур, три точки (1101, 1103, 1105 на фиг. 11а и 1106, 1108, 1105 на фиг. 11Ь) и внутренний диаметр используются для расчета поверхности заданного трубопровода 1100. На фиг. 11с также показано, что размер трубы (диаметр) основан на известном диаметре внутренней поверхности для представления оцениваемого диаметра наружной поверхности с горизонтальным смещением от самой верхней (или самой нижней) области во внутренней части трубы к наружной части трубы (как показано на смещении между кабелем 1120 и кабелем 1130). Например, расчет траектории, которую принимает кабель при его наложении на отвод, мог бы быть выполнен с использованием основной информации о компоненте, т.е. отводе. Информация о компоненте может включать в себя центральную точку поверхности отвода в том месте, где отвод соединяется с первой смежной трубой, точку, где центральные линии двух смежных труб, присоединяемых с обеих сторон отвода, пересекаются, и центральную точку поверхности отвода в том месте, где он соединяется со второй смежной трубой, и может быть использован диаметр, равный внутреннему диаметру отвода. Физический кабель предпочтительно не устанавливается на наружную дугу трубы, т.е. он смещен в целях безопасности, и, следовательно, фиг. 11 показывает эффект устранения влияния внутреннего диаметра с фактическим размещением кабеля снаружи.

Пример подогрева тройника показан на фиг. 12. Обнаружены ошибки в рассчитанных длинах, включающих тройники; стандартная длина вентиляционного клапана представляет собой размер от центральной линии основной трубы до верха вентиляционного клапана, который включает в себя размер у, не представленный физически как часть вентиляционного клапана. При использовании трубы с большим внутренним диаметром вентиляционный клапан, по-видимому, будет намного длиннее, чем на данный момент. Это относится ко всем тройникам, а не только к вентиляционным клапанам. В первом варианте выполнения вычитание радиуса основного трубопровода из длины тройника устраняет ошибку, связанную с тройниками.

Как видно из фиг. 13, места обхвата по окружности порождают погрешности в рассчитанных длинах в отношении фактической длины нагревательного кабеля 1003 вследствие размещения нагревательного кабеля на трубопроводе. В случае, когда кабель помещен вблизи нижней части трубы (либо в положении между четырьмя и пятью часами либо в положение между семью и восемью часами), требуется дополнительный нагревательный кабель, чтобы достичь наружной стороны отвода или вентиляционного клапана трубопровода.

Обхват по окружности имеет место у отводов и тройников и зависит от того, на какой стороне трубопровода расположен кабель. В предпочтительном варианте выполнения, поскольку в среднем каждый отвод будет требовать одного обхвата по окружности, используется ряд отводов при заданной длине окружности, чтобы получить надежную оценку длины. Например, при умножении количества отводов на 3/16* (длина окружности трубопровода) длина окружности будет обеспечивать надежную оценку этой

- 8 018234 длины для этого диаметра трубы. Пользователь может предпочесть не учитывать значение подсчета, если проектируется нестандартная траектория обогрева. Если тройник расположен на стороне трубопровода, противоположной стороне нагрева, может быть выполнен расчет дополнительного кабеля для длины окружности 3/8* основной трубы (два припуска на длину окружности 3/16* для петли или один для длины окружности 3/8* для комплекта тройников). Настоящее изобретение обеспечивает присоединение, если оправдано, дополнительной длины кабеля на основе ориентации тройника.

Настоящий способ позволяет точно определять длину кабеля для проектирования подогрева, укладываемого вдоль заданного трубопровода. Значительное преимущество процесса и получения требуемой длины нагревательного кабеля на основе процесса включает в себя получение точных длин нагревательного кабеля, независимо от того, выполняется ли это на производстве или на месте, который легко устанавливается по сравнению с теми сложностями, которые связаны с необходимостью распределения и установки нагревательного кабеля, превышающего требуемую длину, равномерным образом, что обычно носит название змейка. Это преимущество особенно полезно при прокладке нагревательного кабеля, имеющего относительно небольшие припуски на зигзаги, поскольку настоящее изобретение уменьшает возможность получения длин нагревательных кабелей, которые являются слишком короткими для заданной длины обогреваемого трубопровода. Из этих преимуществ понятно, что увеличение точности длин нагревательных кабелей и уменьшение припуска на зигзаги обеспечивают эффективную установку нагревательных кабелей.

Управление материалами для подогрева

Гибкие структуры разделения работ.

Во многих случаях монтажа системы подогрева, в частности в крупных проектах, имеется сильная необходимость разбить приобретение и установку материалов на управляемые комплексные работы. Эта необходимость обеспечить управляемые комплексные работы особенно важна для проектов, которые используют модульное построение. Модульное построение обычно используется в проектах, где строительство отдельных частей установки или другого типа оборудования выполняется в таком месте, которое удалено от производственных мощностей. Это может осуществляться по одной или нескольким причинам, как, например, ограниченные трудовые ресурсы, неблагоприятные окружающие условия на производственных мощностях, недостаточность места на производственных мощностях и т.д. Модульное построение позволяет разделить оборудование на отдельные модули, которые сооружаются в отдельных пригодных местах или на модульных площадках и отгружаются на место монтажа, где они соединяются между собой. Значительная проблема, существующая при блочном построении, заключается в том, что отгрузка конструкционных материалов для каждого модуля осуществляется на соответствующую модульную площадку. Это особенно проблематично для систем подогрева из-за присущей им проблемы, состоящей в том, что цепь подогрева может быть предназначена для множества модулей.

Настоящее изобретение включает в себя процесс обслуживания модульных площадок с соответствующими узлами нагревательного кабеля, используя иерархически представленную структуру разделения работ (νΒδ). Настоящее изобретение предусматривает иерархию \УВЗ и поставку нагревательного кабеля на основе иерархии \УВЗ. Иерархия \УВЗ предпочтительно включает в себя узлы или элементы \УВЗ. Узлы \УВЗ могут включать в себя множественные входы, например 800 входов, упрощающие процесс заказа.

Предпочтительно иерархия \УВЗ включает в себя множественные уровни, например четыре или пять уровней. В первом варианте выполнения большой строительный проект может быть разбит на ряд участков, каждый из которых разбивается на ряд установок, которые дополнительно делятся на модули. При создании цепей нагрева каждый сегмент цепи может быть отнесен к элементу \УВЗ. Предпочтительно это выполняется с помощью ручного ввода за счет извлечения из листа технологических данных и автоматического заполнения и/или извлечения из файлов данных модели и автоматического заполнения. Поскольку спецификация материалов (ВОМ) создается с помощью программного обеспечения для проектирования подогрева, материалы хранятся в уровне сегмента. Поскольку каждый сегмент связан с элементом \УВЗ. все материалы для элемента \УВЗ могут быть легко извлечены для создания заявки на материалы или запроса на отгрузку. Материалы также могут объединяться на любом уровне в иерархии \УВЗ. Решение предпочтительно обеспечивается за счет хранения всех данных по проекту в отдельной базе данных и за счет хранения материалов на наиболее детальном уровне, например на уровне сегмента. По существу, модульные компоненты системы представлены в качестве иерархии, обеспечивая отгрузку материалов относительно изменений в данных, что является основой расчетов подогрева, как описано ниже.

Например, при идентификации трубопровода (размер, местоположение или другие характеристики) идентифицируется конкретный трубопровод для заданного модуля. В случае, когда местоположение трубопровода переносится во второй (другой) модуль, создается исправленная спецификация материалов для внедрения трубопровода во второй модуль, включая сюда вспомогательные устройства для монтажа нагревательного кабеля.

Управление материалами в больших проектах представляет собой очень сложную задачу. Определение таким способом материалов, требующих отгрузки, позволяет отгружать соответствующее количе

- 9 018234 ство материала, что повышает эффективность использования рабочего времени и материалов. Помимо применения для управления строительством/материалами \УВ8 в перспективе может быть использована в системе учета. Это обеспечит управление ходом продвижения проекта и управление материалами и требованиями к отчетности.

Изменение в управлении данными по подогреву.

Настоящее изобретение, кроме того, обеспечивает управление данными по подогреву. В большинстве проектов по системам подогрева модель заказчика и технологические данные изменяются в обычном порядке в ходе продвижения проекта. В качестве одного из обычных последних этапов в процессе строительства обеспечивается подогрев сооружения под давлением с целью как можно более быстрого реагирования на эти изменения. Задача состоит в том, чтобы эффективно обнаруживать изменения заказчика, определять влияние этих изменений на существующие конструкции и отслеживать изменение и его влияние для обоснования дополнительных проектных затрат.

Настоящее изобретение предусматривает процесс обнаружения изменений в проекте по системе подогрева, идентификации этих обнаруженных изменений, отслеживания этих изменений и их влияния и монтажа нагревательного кабеля в ответ на эти изменения.

Обнаружение изменений в проекте по системе подогрева, в общем, обеспечивается с помощью сравнительной методологии. Как правило, данные по модели проекта, которые являются основой проекта по системе подогрева, предусматриваются в ряде файлов модели, например в формате ШЕ или РСЕ, причем каждый файл модели содержит подборку компонентов трубопровода. Поскольку проект по системе подогрева получает развитие, эти файлы модели уточняются, и компоненты трубопроводов могут добавляться, удаляться или перемещаться между файлами. С целью точного и эффективного обнаружения исправленных файлов каждый импортируемый компонент трубопровода проверяется для определения дублирования ранее импортированного компонента. Дублирование означает, что файл был исправлен. По существу, этап проверки обеспечивает значительно более надежный контроль проекта, чем обычный и имеющий тенденцию к ошибкам способ использования имен файлов для указания проверок в файлах.

За этапом проверки предпочтительно следует приемка или отбраковка файла, содержащего дублирующий компонент. Поскольку существует возможность, что исправленный файл был получен по ошибке и устарел, этот этап приемки проверяет надлежащее внедрение исправленного файла в проект по системе подогрева. Например, проверяющий принимает или отклоняет такой идентифицированный дублирующий файл. Например, технологические данные могут быть импортированы из программы текстовых документов, например из программы Ехсе1®, созданной компанией М1сго8ой Согрогайои о£ Всйшопй. Вашингтон, США. Каждая технологическая линия, описанная одним или несколькими файлами модели, представлена строкой в листе технологических данных. Расчетные температуры цепи подогрева и другие технологические данные импортируются из этого файла. Изменения этих расчетных параметров обнаруживаются каждый раз, когда импортируется лист технологических данных. Для управления более крупными проектами, которые могут содержать тысячи технологических линий, соответствующие технологические линии могут быть сгруппированы в системы трубопроводов. Каждая система трубопроводов затем может быть укрыта с помощью выборки цепей во время процесса проектирования цепи.

Дополнительный этап как импорта технологических данных, так и импорта данных модели является проверкой влияния изменений на существующие системы трубопроводов и цепи. В первом предпочтигельном варианте выполнения для показа влияния изменения используются два перечня: древовидное меню Соп1го1 То\гсг и древовидное меню Сйсш! Эсхщпсг. Древовидное меню Соп1го1 То\гсг перечисляет названия систем трубопроводов в рамках проекта, а древовидное меню Спсш! Эс^щпсг перечисляет названия цепей для заданной системы трубопроводов. В случае, когда определяются воздействия, эти названия выделяются, чтобы указать пользователю на изменение.

Изменения данных могут влиять на проект несколькими способами. Введение новых файлов модели может быть представлено дополнительными требованиями, повторными требованиями или конфликтными требованиями. Например, система трубопроводов может быть исправлена, но исправления могут не иметь никакого влияния на существующие цепи подогрева. Это может быть определено как самый низкий уровень влияния. Это означает, что система трубопроводов требует проверки, чтобы определить, требуется ли добавить кабели подогрева или внести в них изменения в рамках проекта в результате изменений в системе трубопроводов. В частности, например, если трубопровод добавлен рядом с существующей цепью подогрева, может возникнуть необходимость продолжить цепь для присоединения нового трубопровода. С целью обратить внимание пользователя на это изменение название системы трубопроводов может быть выделено, например, желтым цветом. Выделение исчезает, когда С1гси11 Эсмдпсг запускается для системы трубопроводов.

В другом изменении на цепи может влиять изменение технологических данных. В случае, когда изменяются расчетные параметры технологической линии, цепи, укрывающие эту линию, должны быть подвергнуты пересмотру. С целью обратить внимание пользователя на это изменение название системы трубопроводов может быть выделено, например, красным цветом, а название цепи может быть выделено, например, оранжевым цветом. Выделение названия цепи исчезает, как только пользователь сохранит

- 10 018234 изменения в цепи. Выделение красным цветом названия системы трубопроводов исчезает, как только будут удалены все выделения ее цепей.

Кроме того, на цепи может влиять изменение данных модели. В случае изменения данных модели, укрываемой цепью, это может рассматриваться как самый высокий уровень влияния. Каждая цепь поддерживает полную запись всех компонентов трубопровода, который она укрывает. При изменении каких-либо компонентов цепь становится недействительной. Структура цепи, содержащая все вручную вводимые данные о цепи и сегментах, остается на месте, однако вся информация о трубопроводах (длина, тип, диаметр, теплопоглотители и т.д.) сбрасывается и соответствующие компоненты освобождаются. С целью обратить внимание, что это имело место, как название цепи, так и название системы трубопроводов могут быть выделены, например, красным цветом. Выделение названия цепи исчезает, как только пользователь сохраняет изменения в цепи. Выделение названия системы трубопроводов исчезает, как только из ее цепи удаляются все выделения.

Дополнительный предпочтительный этап процесса состоит в том, чтобы отслеживать изменение с целью обеспечения справочной информации, запрашиваемой группой управления проектом. Надежность системы слежения уменьшает проблемы, связанные с установленной системой подогрева. Кроме того, автоматически создаваемые записи уменьшают объем работы, который требуется выполнить для фактических изменений в монтаже нагревательного кабеля. Двумя основными аспектами в отслеживании изменений являются запись отображения данных проекта и перечень изменений, которые могут быть суммированы для составления отчетности по управлению проектом.

Запись отображения данных проекта включает в себя запись файла данных каждой модели и ее компонентов, которые сохраняются в базе данных всякий раз, когда она импортируется. Она хранится вместе с записью сеанса импорта, которая поддерживает имя пользователя и дату/время импорта. При исправлении и обновлении данных модели заменяемые записи больше не используются, но не удаляются из базы данных. Записи без даты окончания действия представляют текущее состояние проекта. Эта модель временного хранения также используется для поддержки записи всех расчетных цепей, независимо от того, являются ли они активными или были заменены. Вместе с тем эти записи отображения содержат достаточно информации, чтобы восстановить состояние любой цепи, которая была создана системой. Они также содержат данные, требуемые для регистрации объема проекта, включая сюда общее число трубопроводов и компонентов в любой момент времени.

Может быть использован перечень изменений или краткий отчет. После определения воздействия на цепь подогрева краткий отчет вносится в перечень изменений проекта. В добавление к источнику изменения и воздействия эта запись также включает в себя другую полезную информацию, например, имя пользователя, который импортировал данные, дата/время и т.д. Для сопоставления изменений с последующими действиями по изменению конструкции краткие отчеты также могут вноситься в перечень изменений при каждом исправлении цепи.

При обеспечении эффективной отчетности по изменениям данных по проекту монтаж нагревательного кабеля выполняется относительно безошибочно.

Например, ввод изменения температуры для трубопровода может быть включен в требование к исправленному или измененному объему. Это изменение анализируется для обнаружения воздействия на систему подогрева трубопровода, обуславливая изменение конструкции системы подогрева, в общем, как части полной системы подогрева.

Усовершенствованное отображение данных цепи для подогрева.

Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает всесторонний анализ или контроль качества монтажа нагревательного кабеля в конкретном проекте. В отличие от значительных усилий, которые обычно требуются для ручного расчета надлежащей длины нагревательного кабеля и проверки с целью убедиться, что нагревательный кабель был правильно изготовлен и установлен, настоящее изобретение позволяет получать надлежащую длину нагревательного кабеля для конкретных условий монтажа с учетом изменений в ходе непрерывно осуществляемого проекта. Настоящее изобретение позволяет выполнить все работы по подогреву, который является частью объема проекта. Это, в частности, может использоваться руководителями проекта, которые отслеживают проект по подогреву частично или в полном объеме в отношении объема выполненных работ по проектированию, закупкам, монтажу и вводу в эксплуатацию.

Подтверждение соответствия всех цепей нагрева установленным критериям проектирования обычно занимает очень много времени. Подтверждение включает в себя определение, являются ли правильными данные, используемые для проектирования и управления системой подогрева. В определенных окружающих условиях правильная классификация зон должна соблюдаться для каждого участка установки. Например, если на участке могут присутствовать взрывоопасные газы, то должны строго соблюдаться правила проектирования с целью не допустить возгорания газов из-за высокой температуры оболочки обогревателя. Кроме того, на сооружении может находиться множество распределительных щитов. Поскольку цепи подогрева распределены по щитам, сложно определить оптимальное распределение щитов для выбранных цепей нагрева и то, какие цепи нагрева должны быть перемещены, когда щит полностью нагружен. Настоящее изобретение предусматривает оптимальный монтаж нагревательного кабеля на сооружении с учетом этих и других критериев.

- 11 018234

Проектирование и монтаж нагревательного кабеля основаны на использовании программного обеспечения с целью создания цветной 3Ό модели установки для показа требуемой информации об используемой цепи. Этот инструмент имеет окно, которое отображает 3Ό модель установки. Предпочтительно обеспечить возможность панорамирования, увеличения масштаба и поворачивания модели. За счет такой функциональности пользователь может виртуально шагать по установке и проверять любой участок трубопровода под любым углом. Средство программного обеспечения, кроме того, может отображать характеристики, представляющие физический проект. Цепи, которые составляют часть плана проектирования, содержат множество характеристик, представляющих большой интерес для различных пользователей. Многие из этих характеристик могут быть настроены только по одному или отдельному перечню значений. Например, характеристика хода проектирования цепи может быть отнесена к значению Ход проектирования, Выпущено для утверждения и Выпущено для строительства. Каждое из этих значений предпочтительно связано с уникальным цветом для создания цветной схемы этой характеристики. Поскольку цепи нагрева проектируются в системе, цепи относятся к конкретным компонентам трубопровода, которые они укрывают. Эта взаимосвязь позволяет окрашивать отдельные отрезки трубопровода в 3Ό модели установки согласно выбранной цветовой схеме. Это позволяет пользователю наблюдать состояние сразу всех цепей и перемещаться вокруг 3Ό модели для осмотра любой области, представляющей интерес. В первом варианте выполнения за один раз активной является только одна схема. Несколько цветных схем могут представлять множество различных состояний. В этом случае становится трудно различать различные цвета модели. Для решения этой проблемы пользователь может выбрать одно состояние из цветной схемы, и все другие состояния будут настроены на темно-серый цвет, таким образом, упорядочивая изображение для выделения выбранного состояния. Цветные схемы могут быть использованы для указания функциональности, цели, типа или других характеристик частей системы подогрева, системы трубопроводов и т.д.

Предпочтительно в этом инструменте для создания цветных схем используются три класса данных. Первый класс, Характеристики хода работ по цепи подогрева, представляет собой класс характеристик, описанных выше. Эти характеристики позволяют руководству проекта отслеживать ход работ по проекту и обнаруживать представляющие интерес области. Информация о состоянии может включать в себя все фазы проекта: проектирование, закупки, строительство и ввод в эксплуатацию. Каждая из этих фаз имеет собственную цветную схему и имеется общая цветная схема, показывающая каждую цепь фазы. Эти цветные схемы могут также показывать некоторую информацию о самой модели. Например, характеристика в модели может указывать, требуется ли обогрев конкретного участка трубопровода. Для показа состояния характеристики может быть использовано два цвета. Таким образом, цветная схема Ход работ по проектированию цепи предпочтительно показывает уникальный цвет для состояний, (1) которые не требуют подогрева; (2) требуют подогрева, но работы еще не начаты; (3) ход проектирования; (4) выпущено для утверждения; (5) выпущено для строительства.

Второй класс данных включает в себя Характеристики сегментов цепи. Цепь может быть выполнена из множества сегментов, и каждый сегмент относится к компонентам трубопровода, которые он укрывает. Обычно новый сегмент создается каждый раз, когда изменяются характеристики тепловых потерь трубопровода, или на важных участках, например для тройников. Эти характеристики включают в себя, например, без ограничения, классификацию зон, местоположение (внутри, снаружи и т.д.) и элемент структуры разделения работ (АВ8). Эти характеристики включают в себя входные параметры для программного обеспечения для проектирования подогрева. Цветные схемы для этих характеристик обеспечивают значительные возможности контроля качества. Имеется возможность подтвердить соответствие сразу всех цепей проекта с целью гарантировать, что проектировщик выбрал правильный входной параметр. Рассмотрим пример, где выбранная цветная схема отображает классификацию зоны, которая была выбрана для сегмента. Если все трубопроводы в опасной зоне имеют зеленый цвет, за исключением одного, который имеет пурпурный цвет, то совершенно очевидно, что при проектировании была допущена ошибка, и она может быть сразу же исправлена. Аналогичным образом цветная схема может быть настроена для отображения структуры разделения работ (АВ8) заказчиков. Конкретный модуль может быть показан желтым цветом, поэтому, если в этой области имеется трубопровод синего цвета, это указывает, что для этого сегмента был выбран неправильный элемент АВ8. Это позволяет руководителю по закупкам подтверждать перед размещением заказа, что все материалы будут поступать в надлежащее место.

Третий класс данных включает в себя Характеристики проектирования цепи подогрева. С точки зрения технических аспектов эти характеристики весьма схожи с Характеристиками хода работ по цепи подогрева. Эти характеристики способствуют процессу проектирования и обеспечивают полезный контроль качества и суммарные данные по проекту. Эти характеристики включают в себя, например, без ограничения распределение энергии, электрооборудование, тип нагревателя, температуру и способ контроля. Прежде всего, это включает в себя входные параметры для процесса проектирования. Например, цвет связан с каждым распределительным щитом и все цепи, соединенные с этим щитом, имеют этот цвет. При выборе одного щита в цветной схеме все другие цепи настраиваются на темно-серый цвет. Это позволяет быстро показать далеко расположенные цепи, которые должны быть подсоединены к другому

- 12 018234 щиту для оптимизации проектирования.

Настоящее изобретение позволяет выполнять объем работ по подогреву для конкретного проекта и обеспечивает соответствие всех проектных работ установленным техническим условиям. Проверка классификации зон обеспечивает важный инструмент контроля качества, что совместно с легким доступом к технологическим данным и оптимизацией проектирования распределения энергии увеличивает эффективность монтажа системы подогрева.

Приведенное выше описание изобретения является примерным и для него не предусматриваются ограничения. Несмотря на то, что приведенные выше варианты выполнения были подробно описаны с целью ясности понимания, изобретение не ограничивается до представленного подробного описания. Для внедрения изобретения существует множество альтернативных способов. Описанные варианты выполнения являются пояснительными и неограниченными.

Claims (45)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ монтажа, по меньшей мере, участка системы подогрева, по меньшей мере, для участка системы трубопроводов, содержащий этапы, на которых с помощью расчетной системы подогрева принимают один или несколько входных сигналов, включающих в себя данные трехмерной системы трубопроводов, при этом данные системы трубопроводов включают в себя местоположения трубопроводов в системе трубопроводов, автоматически извлекают данные, связанные с одним или несколькими компонентами системы трубопроводов, которые, по меньшей мере частично, должны быть подогреты, из данных системы трубопроводов, определяют один или несколько компонентов системы подогрева для участка системы трубопроводов на основании тепловых потерь компонентов системы трубопроводов и осуществляют монтаж, по меньшей мере, участка системы подогрева, определенной с помощью расчетной системы подогрева, вдоль, по меньшей мере, участка системы трубопроводов.
2. 2. Способ по п.1, в котором один или несколько компонентов системы подогрева представляют собой конкретный нагревательный кабель, и, кроме того, содержащий этап прокладки маршрута вдоль участка системы трубопроводов с помощью нагревательного кабеля; в котором этап монтажа, по меньшей мере, участка определенной системы подогрева вдоль, по меньшей мере, участка системы трубопроводов включает в себя монтаж заданного конкретного нагревательного кабеля вдоль заданного маршрута на участке системы трубопроводов.
3. 3. Способ по п.1, в котором определение одного или нескольких компонентов системы подогрева включает в себя определение длины нагревательного кабеля.
4. 4. Способ по п.3, в котором определение одного или нескольких компонентов системы подогрева включает в себя расчет без учета центральной линии по меньшей мере одного отвода, тройника или обхвата по окружности или их комбинации.
5. 5. Способ по п.1, кроме того, содержащий этап создания иерархии структуры разделения работ и поставки заданных одного или нескольких компонентов системы подогрева на основе иерархии.
6. 6. Способ по п.1, кроме того, содержащий прием одного или нескольких входных сигналов, включающих в себя дополнительные данные трехмерной системы трубопроводов после приема одного или нескольких входных сигналов, включающих в себя данные трехмерной системы трубопроводов; в котором определение одного или нескольких компонентов системы подогрева для участка системы трубопроводов включает в себя этапы обнаружения изменений по сравнению с получаемыми данными трехмерной системы трубопроводов по сравнению с дополнительными получаемыми данными трехмерной системы трубопроводов, идентификации воздействия обнаруженных изменений и отслеживания обнаруженных изменений и идентифицированного воздействия; в котором этап монтажа содержит в себе заданную систему подогрева на основе обнаруженных изменений.
7. 7. Способ по п.6, кроме того, содержащий этап проверки дублирующих файлов данных трехмерной системы трубопроводов.
8. 8. Способ по п.6, в котором данные трехмерной системы трубопроводов включают в себя изменения технологических данных.
9. 9. Способ по п.6, в котором данные трехмерной системы трубопроводов включают в себя изменения данных модели.
10. 10. Способ по п.6, в котором различия между данными системы трубопроводов и дополнительными данными системы трубопроводов указываются в рамках одного или нескольких изображений трехмерной системы трубопроводов.
11. 11. Способ по п.1, кроме того, содержащий этап подтверждения соответствия получаемых данных трехмерной системы трубопроводов критериям проектирования.
12. 12. Способ по п.1, в котором множество компонентов системы подогрева определены и хранятся в общей базе данных.
13. 13. Способ по п.1, в котором прием одного или нескольких входных сигналов, включающих в себя

    - 13 018234 данные трехмерной системы трубопроводов, извлечение данных и определение одного или нескольких компонентов системы подогрева, выполняются с помощью модуля описания цепи подогрева, модуля проектирования и чертежного модуля, расчетной системы подогрева.
14. 14. Способ по п.1, в котором извлеченные данные включают в себя граничные условия и соответствующие расчетные параметры, свойства и информацию о конфигурации.
15. 15. Способ по п.13, в котором определение одного или нескольких компонентов системы подогрева включает в себя одновременное проектирование и создание чертежа.
16. 16. Способ по п.15, в котором одновременное проектирование и создание чертежа основаны на отдельном примере трубопровода и данных проектирования.
17. 17. Способ по п.1, кроме того, содержащий этап поддержки модели временного хранения для записи замененных расчетных цепей подогрева и текущих расчетных цепей подогрева.
18. 18. Способ по п.1, в котором смоделированные компоненты системы подогрева используются для слежения за монтажом физических компонентов.
19. 19. Способ по п.1, в котором определение одного или нескольких компонентов системы подогрева включает в себя цветное изображение конкретных характеристик системы подогрева.
20. 20. Способ по п.1, кроме того, содержащий этап выполнения проверки классификации зон устанавливаемой системы подогрева.
21. 21. Способ производства нагревательного кабеля, содержащий этапы, на которых с помощью расчетной системы подогрева принимают один или несколько входных сигналов, включающих в себя данные для трехмерной системы трубопроводов, при этом данные системы трубопроводов включают в себя местоположения трубопроводов в системе трубопроводов;

    автоматически извлекают данные, связанные с одним или несколькими компонентами системы трубопроводов, которые, по меньшей мере частично, должны быть подогреты, из данных системы трубопроводов;

    определяют длину нагревательного кабеля для участка системы трубопроводов на основании тепловых потерь компонентов системы трубопроводов и осуществляют производство нагревательного кабеля по заданной длине.
22. 22. Способ по п.21, в котором нагревательный кабель является кабелем с неорганической изоляцией.
23. 23. Способ по п.21, в котором нагревательный кабель является кабелем с полимерной изоляцией.
24. 24. Способ по п.21, в котором заданная длина нагревательного кабеля имеет величину ошибки примерно менее 5% по сравнению с фактической длиной, требуемой для монтажа.
25. 25. Способ определения, по меньшей мере, участка системы подогрева, по меньшей мере, для участка системы трубопровода, содержащий этапы, на которых с помощью расчетной системы подогрева принимают один или несколько входных сигналов, включающих в себя данные системы трубопроводов, при этом данные системы трубопроводов включают в себя данные, связанные с компонентами системы трубопроводов;

    получают выбор компонента системы трубопроводов;

    автоматически извлекают данные, связанные с установкой одного или нескольких компонентов системы трубопроводов, которые, по меньшей мере частично, должны быть подогреты, включая выбранный компонент системы трубопроводов из данных системы трубопроводов; и определяют один или несколько компонентов системы подогрева для установки компонентов системы трубопроводов на основании тепловых потерь компонентов системы трубопроводов.
26. 26. Способ по п.25, кроме того, содержащий этап создания спецификации материалов.
27. 27. Способ по п.25, кроме того, содержащий идентификацию граничных условий на наружной стороне выбранного компонента системы трубопроводов, представляющих собой характеристики системы трубопроводов, которые могут влиять на свойства тепловых потерь.
28. 28. Способ по п.27, в котором граничные условия содержат одно или несколько изменений внутреннего диаметра трубопровода, изменение материала трубопровода, конец трубопровода, уже нагретый компонент системы трубопровода, проход стенки, проход пола, тройник, изменение элемента структуры разделения работ, изменение индикатора нагрева, начало нового или другого файла модели и начало нового или другого обозначения линии.
29. 29. Способ по п.27, в котором комплект компонентов системы трубопроводов содержит смежные компоненты системы трубопроводов с обеих сторон выбранного компонента системы трубопроводов и между ближайшими граничными условиями.
30. 30. Способ по п.25, в котором система подогрева системы трубопроводов включает в себя одну или несколько цепей подогрева.
31. 31. Способ по п.30, в котором каждая цепь подогрева определяется одним или несколькими сегментами трубопровода и в котором каждый сегмент трубопровода содержит программное обеспечение, которое включает в себя данные, связанные с одним или несколькими смежными компонентами системы трубопроводов, которые разделяют одно или несколько свойств тепловых потерь и/или критериев выбора нагревателя.
32. 32. Способ по п.31, в котором маршрут цепи нагрева, по меньшей мере частично, соответствует ие

    - 14 018234 рархическому размещению одного или нескольких соответствующих сегментов трубопровода.
33. 33. Способ по п.25, кроме того, содержащий формирование сегмента трубопровода, связанного с цепью подогрева с помощью автоматически извлекаемых данных.
34. 34. Способ по п.25, в котором автоматически извлекаемые данные, по меньшей мере, частично используются для выполнения расчетов тепловых потерь.
35. 35. Способ по п.25, кроме того, содержащий создание модели подогрева, основанной, по меньшей мере частично, на одних или нескольких из получаемых данных системы трубопровода, автоматически извлекаемых данных, данных проектирования подогрева, включая заданные компоненты системы подогрева и информацию о конфигурации.
36. 36. Способ по п.25, в котором тот же самый комплект из одних или нескольких получаемых данных системы трубопроводов, информации о конфигурации, автоматически извлекаемых данных и данных проектирования подогрева используется для определения компонентов системы подогрева, создания чертежа системы подогрева и заполнения чертежа системы подогрева граничной информацией.
37. 37. Способ по п.25, в котором компоненты системы трубопроводов содержат один или несколько компонентов из числа компонентов, к которым относятся трубопровод, фланец, клапан, опора и контрольно-измерительный прибор.
38. 38. Способ по п.25, в котором компоненты системы подогрева содержат один или несколько компонентов из числа компонентов, к которым относятся нагревательный кабель, распределительная коробка питания, соединительная муфта, тройниковая муфта, торцевое уплотнение, крепежное устройство, термостат и контроллер.
39. 39. Способ по п.25, в котором выбор компонента системы трубопроводов содержит выбор местоположения системы трубопроводов.
40. 40. Система для определения, по меньшей мере, участка системы подогрева, по меньшей мере, для участка системы трубопроводов, содержащая процессор, сконфигурированный для приема одного или несколько входных сигналов, включающих в себя данные системы трубопроводов, при этом данные системы трубопроводов включают в себя данные, связанные с компонентами системы трубопроводов;

    приема выбора компонента системы трубопроводов;

    автоматического извлечения данных, связанных с установкой одного или нескольких компонентов системы трубопроводов, которые, по меньшей мере частично, должны быть подогреты, включая выбранный компонент системы трубопроводов из данных системы трубопроводов; и определения одного или нескольких компонентов системы подогрева для установки компонентов системы трубопроводов на основании тепловых потерь компонентов системы трубопроводов;

    и запоминающее устройство, соединенное с процессором и сконфигурированное для обеспечения указаний для процессора.
41. 41. Компьютерный носитель информации для определения, по меньшей мере, участка системы подогрева, по меньшей мере, для участка системы трубопроводов, содержащий указания для приема одного или несколько входных сигналов, включающих в себя данные системы трубопроводов, при этом данные системы трубопроводов включают в себя данные, связанные с компонентами системы трубопроводов;

    приема выбора компонента системы трубопроводов;

    автоматического извлечения данных, связанных с установкой одного или нескольких компонентов системы трубопроводов, которые, по меньшей мере частично, должны быть подогреты, включая выбранный компонент системы трубопроводов из получаемых данных системы трубопроводов; и определения одного или нескольких компонентов системы подогрева для установки компонентов системы трубопроводов на основании тепловых потерь компонентов системы трубопроводов.
42. 42. Компьютерный носитель информации по п.41, содержащий указания для идентификации ближайших граничных условий с обеих сторон выбранного компонента системы трубопроводов.
43. 43. Компьютерный носитель информации по п.41, в котором комплект компонентов системы трубопроводов содержит смежные компоненты системы трубопроводов с обеих сторон выбранного компонента системы трубопроводов и между ближайшими граничными условиями.
44. 44. Компьютерный носитель информации по п.41, в котором компоненты системы трубопроводов, включенные в комплект, разделяют одно или несколько свойств тепловых потерь и/или критерии выбора нагревателя.
45. 45. Компьютерный носитель информации по п.41, в котором тот же самый комплект из одних или нескольких получаемых данных системы трубопроводов, информации о конфигурации, автоматически извлекаемых данных и данных проектирования подогрева используют для определения компонентов системы подогрева, создания чертежа системы подогрева и заполнения чертежа системы подогрева граничной информацией.