《PDMS软件在管道设计中的应用》-工学论文，化学工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

PDMS软件在管道设计中的应用

范文

李美慧左传鹏张苏宁曲明媚崔鹤

摘? ? ? 要：随着时代的高速发展，二维设计技术存在一定的滞后性，已经无法满足设计单位及业主的进度需求，使用三维软件进行设计工作成为设计核心。PDMS软件拥有独立的数据库技术并结合其强大的图形处理功能，可对复杂的工程设计项目进行大量的数据分析，生成设计所需的分专业的相关图纸及文件报告，并可完成三维空间碰撞干扰检查。因此，运用PDMS软件制图，不仅提高了工业设计的准确性以及科学性，减少不必要的各类碰撞问题和施工阶段的变更，而且提高了经济效益及整个设计单位的竞争力。结合PDMS软件的基本功能和特点，以模块为单位，以实际項目为例，说明PDMS软件在化工管道设计中的应用。

关? 键? 词：PDMS;软件;管道设计;三维模型

中图分类号：TP273? ? ? ?文献标识码： A? ? ? ?文章编号： 1671-0460（2019）09-2146-05

Abstract： With the rapid development of the times， there is a certain lag in the two-dimensional design technology， which has been unable to meet the progress requirements of the design institute and business entrepreneur. Accordingly， using the three-dimensional software design technology becomes the core of future design. With the independent database technology and powerful graphics processing function，a lot of data analysis for complex engineering projects can be carried out by PDMS software. Not only that， the related documents and all kinds of professional drawings for different majors all can be generated and 3D space collision interference check can be completed by PDMS software. Therefore， using PDMS software into the design work not only improves the accuracy and scientificalness of the industrial design，but also reduces the unnecessary collision problems and changes in the construction phase， and improves economic efficiency and competitiveness of the design institute. In this paper， by combining the basic functions and characteristics of PDMS software， application of PDMS software in the design of chemical pipeline was illustrated by taking modules as a unit and taking practical projects as an example.

Key words： PDMS; Software; Design of pipeline; Three-dimensional model

PDMS（全称：Plant Design Management system）指的是工厂三维布置设计管理系统，是一款由英国AVEVA公司（原CAD-Centre公司）开发，拥有独立数据库结构的三维设计软件。自从1977年，首个商业版本发布以来，就广受工厂设计项目的青睐。由于应用广泛，技术也相对趋于成熟，目前已经更新到PDMS-12.1版本，是国际、国内石油、化工、电力等行业主要采用的设计软件之一。该软件采用了多专业联合布置的设计数据库平台，可实现管道、设备、结构、建筑、暖通、电气各专业共同进行详细设计，使得专业间结合的更加紧密。PDMS通过三维模型可直接获取多专业装置布置图、单线图、管道平面图、土建结构详图等，并实现图纸的自动标注及抽取材料表及管段表等。本文将以塔及构架的设计为例，说明PDMS是如何帮助设计者完成配管工作的。

1? PDMS软件基本特点

相对于传统的二维设计软件（如Auto CAD等），运用三维技术的PDMS具有更大的优势[1]。

1.1? PDMS软件的优点

1.1.1? 直观性

PDMS采用了全方位三维立体的建模形式，使得装置整体布局更加直观。

1.1.2? 可实现多专业联合设计

在执行项目整体过程中，均可通过网络技术进行多专业实时联合设计、模拟真实的现场布局环境。各专业可随时查看其它专业的模型，及时调整本专业的设计内容，保证相互间信息的实时传递，避免碰撞的发生。

1.1.3? 模块采用树状结构[2]容易理解和使用

图1 为设计模块的数据库层次。

1.1.4? 实时碰撞检查功能[3]

设计过程中，可自动检查各元件之间是否发生碰撞，并以报告形式输出检查结果。便于设计人员及时修改。

1.1.5? 独立的数据库

图形和数据均存储在软件自带的数据库中，且数据库具有很强的移植性，可采用引用的方式实现外部数据库的调入使用。

1.1.6? 交互性

生成的单线图及轴测图均采用CAD文件格式，与传统二维设计形成完美结合，为设计人员提供了便利。

1.1.7? 系统平台可以为用户提供二次开发接口。

1.2? 与PDS软件对比

目前公司采用的两大主流软件分别为PDS及PDMS，下列表1中所示，从不同的方面对比两个软件，进一步了解PDMS软件。

2? 简述在管道设计中的应用

PDMS软件中具有多样的模块选项，可以帮助设计者建立准确模型，完成项目的设计工作。下面我们将用实例说明PDMS是如何帮助设计者进行管道设计工作的。

2.1? 建立设备模型

进入Equipment模块，根据厂家订货资料，建立设备模型。PDS中可以通过四种方法建立基本的设备模型。基本设备模板（Standard Equipment template）、参数化设备模板（Parametric Equipment template）、搭积木方式（Primitive）及读取宏文件（Input Macro file）[4]。

建立设备模型时，较多采用搭积木方式与参数化设备模板相结合的方法。“搭积木”方式是利用单个元素拼凑成理想的形状以完成设备模型的搭建。另一种方法是“参数法”搭建设备模型，利用已存在于数据库中的模板，通过向窗口中输入相应的参数生成一些典型的设备，达到一次成型，通过调整参数实现修改。此方法大多用来建立常用的设备，如泵、塔、罐、空冷器、换热器等。同时“参数法”还可搭建设备管口、平台及梯子等参数化部件。对于复杂的设备，可以采用两种方法结合搭建的方式。设备搭建完成后需要进行碰撞检查，确认碰撞情况，使设备及其部件的布置更加合理。设备模型的数据库层次如图2所示，图3为采用PDMS软件建立的云炼醚化项目塔及构架区的设备模型。

2.2? 建立管道模型

数据库中存储了大量的管道元件（Component），这些元件可组成分支管道（Branch），而多个分支构成管系（Pipe），管系则归属于管道模块中，模块汇聚形成区（Site）。进入Pipework模块，根据流程图选择管道等级，并为每个分支定义管道的起点和终点。PDMS中自动为两个相邻管件之间生成管道，从而减轻设计人员的负担。

管道施工中，由于其繁琐性，容易出现各种问题。因此要求在管道设计时，紧密结合各专业的影响因素，统筹考虑，尽可能减少因设计失误而产生错误的可能性。

二维设计中设备及管道的平面、俯视，侧视三个视图全部需要通过设计人员的想象完成规划，难免产生差错。通过PDMS三维设计软件，设计人员可以直观地观察到管道及设备各方向的空间位置关系，合理进行管道布置，有效避免碰撞。PDMS中还可通过调整表格形式，将管道表中的信息导入模型，使管道信息便于修改，同时降低设计人员工作量以及因手动输入带来的失误。图4为管道模型数据库层次示意图。

2.3? 建立梯子平台

进入Structure模块下，可创建结构梁柱、厂房门窗等。结构模块不仅可以被建筑及结构专业使用，在管道的设计过程中，塔器及容器的平台和梯子都可以在此模块中完成。图5为结构模型数据库层次图，图6为云炼醚化项目塔及构架区使用PDMS软件实际添加平台梯子后的模型图。PDMS建立的三维模型，美观大方，检修通道及操作空间都可以一目了然。

2.4? 建立管道支吊架

管道设计中支吊架有两个主要作用，一个是支撑管道;另一个是对管道的柔性进行调节。区别于其他软件，PDMS具有自己独立的支吊架模块—MDS模块。当然考虑到不同的情况，PDMS可以设置逻辑支架与实体支架两种支架形式。实体支架的加入可以使模型更加直觀，进而减少因支架产生的碰撞。图7 为逻辑支架与实体支架的示意图。

2.5? 出图

进入Draft模块，由已建立的三维模型，PDMS可以调整模板，生成用户需要的管道轴测图、设备管道的平、竖面布置图，导出文件格式均为CAD格式，因此大幅减少了设计人员在后续出图方面的工作量[1]。

图8 为使用PDMS软件抽出的轴测图。图框可用户自定义。

对于生成的平面图，PDMS具有自动标注功能。用户只需定义想要的模板即可。在自动标注的基础上设计人员进行合理调整即为我们最终的产品。图9 即为重新标注修改后的构架平面图。

2.6? 材料报告输出

Isodraft模块具有快速生成材料报告的一项基本功能，可生成综合料表及管段表。管段表结合采购专业的材料统计系统，可以对每个管道号进行详细统计，同时还可与之前输入的材料进行对比，便于材料的整体管理。此外，生成的信息可转换为Excel格式输出，用户只需设置材料表模板，就可得到详细的材料报告。表2为PDMS软件生成料表。

2.7? 设计检查

2.7.1? 数据一致性检查

进入Design 模块中的Pipework 子模块下可进行数据一致性检查。在菜单中选择Utilities>Data Consistency，可以针对一部分管道进行数据一致性检查，并根据报告内容进行相应修改。检查内容包括：管道是否闭合，分支间的首尾连接是否正确。

管件之间直管段长度是否符合可加工的最小长度;异种材质的管件间连接类型是否匹配;弯头角度是否偏离等。

2.7.2? 碰撞检查

在Design模块下，根据安装手册及标注规范的要求设置接触间隙值、误差值、重叠值等一系列碰撞检查所需要的参数，选择碰撞检查范围，之后执行碰撞检查。可及时发现管道与管道、管道与结构、管道与设备之间是否存在各种碰撞，并及时做出调整与修改。

2.7.3? 轴测图检查

进入Design模块中的Pipework子模块下，在菜单中选Utilities>Pipe Isometric，进行轴测图检查。如果存在管道连接有误的情况，单线图中会出现“FAIL”字样，提示抽图失败，需要返回设计模块对模型进行修改。除此之外，分支首尾连接有误、一个管系中存在环形回路等情况都会导致抽图失败（图10）。

3? 结束语

PDMS三维软件界面灵活，操作方便，易学易懂。多专业实时协同设计，减少了专业间因交流滞后而产生的碰撞。三维立体全景模型，使设计者与业主都更加直观。相对于二维软件，立体的三维模型帮助设计者减少了设计、制图和材料统计过程中的失误率，同时节省了劳动力与时间。即便相比于同样是三维软件的PDS，PDMS生成的单线图及平面图都为CAD图形格式，使用及修改起来无疑更加便捷。

综上所述，PDMS 软件使设计人员摆脱了许多繁琐的工作，可以将更多的精力投入设计的调整及完善工作中，确保管道设计安全合理[5]，提高设计效率，准确性，达到保证设计质量和进度的目标。今后可对PDMS进行二次开发，开发出更多的插件，致力于帮助设计者减少机械性的重复劳动。例如自动标注平面模板、综合料表模板、支吊架材料的生成等，都是有待开发和完善。随着发展，PDMS三维设计软件，在工程项目设计中有着广阔而光明的应用前景。

参考文献：

[1] 郑重.PDMS在化工管道设计中的应用[J]. 中国新技术新产品，2013，10：14-15.

[2] 闫红，赵腾.工厂三维设计系统PDS与PDMS管道原件数据库及其结构差异[J]. 信息科技，2012，7：170-171.

[3] 刘勇腾，王凯峰，卢晶，杜洋洋.谈PDMS在工程项目应用中存在的问题及解决方案[J]. 工程项目管理，2018，5：281-282.

[4] 杨繁. 三维设计软件PDMS与SP3D的应用比较[J]. 廣州化工，2017，45（21）：135-137.

[5] 丰晨琛，童寅.石油化工管道设计注意事项探讨[J]. 化工管理，2013，11：188.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。