核电项目电仪专业支吊架开发及应用

核电项目电仪专业支吊架开发及应用

刘庆辉

中国核电工程有限公司郑州分公司 河南 郑州 450000

摘要:核电项目采用PDMS进行三维协同设计，施工图纸由PDMS导出的出图模式，而支吊架的标准化和参数化是实现这一切的基础。本文主要分析了电仪专业支吊架模型调用程序及原理，梳理了支吊架类型及其组成部件的相关型钢结构，以及为提高建模效率、建模精度、材料统计的相应开发。

关键字： 支吊架；材料统计；PML

1. 前言

支吊架三维设计属于电仪专业三维设计的重要组成部分，传统的支吊架布置设计以二维图纸为基础，即使经验丰富的设计人员也很难完全避免支架与其他专业的碰撞问题，在现场施工时，经常出现因支架无法安装造成的设计修改，因此支架的三维设计有很大的必要性。电仪专业支吊架也属于核电大宗材料，需要进行详细的材料统计，传统的方法是依据二维图纸和支吊架标准手册进行手动核算，这种统计方法耗费大量人力，统计出来的结果准确性也大打折扣，给施工人员造成不便，更甚至影响工程进度，核电项目依托于PDMS进行空间布置、各专业协同设计、生成施工图与材料清单。利用PDMS数字化平台，可以方便的组织多个专业协同开展设计综合和优化工作，并对有关方案进行快速调整，验证其可行性。

2. 支吊架开发

电仪专业支吊架三维设计已经在多个核电项目中进行过应用，电仪三维设计人员针对不同的核电堆型开发了不同的支吊架库，不同于之前先建立完整的支吊架元件库，程序调用元件库中的支吊架进行三维建模的方法，此次开发只建立支架的组成部件型钢库，同时开发一个和型钢库配套的电仪支吊架建模软件，软件程序根据在模型中提取的参数调用型钢库并创建三维支架模型。

2.1支吊架组成元件开发

电仪专业支吊架按照企标进行分类，便于标准化计算和调用，按照企标规定，每个支吊架都有几种型钢组成。支吊架的元件组成按其位置作用共分为七大类，这些型钢都是钢结构元件中的截面（Profile）、配件（Fitting）、节点（Joint）的一种，它们相互连接、固定、组成了支吊架。虽然PDMS软件已经提供了相对完善的型钢库，但是这些型钢库可能需要和其它专业共用，不方便进行统一替换和修改，因此电仪专业根据需求建立了电仪支吊架所需的型钢元件库。

元件库开发后还需进行等级库的开发，其目的是为设计人员提供一个选择元件的界面。设计者在等级库中选择元件后，等级中的元件自动找到对应的元件库中的元件，元件库中的几何形状和数据被设计者参考。

2.2支吊架模型生成

按照支吊架形状和生根点的不同，把电仪专业支吊架分为五大类，该软件在下拉菜单中提供支吊架的五种类型供建模人员选择，如选择吊架，则在下一级下拉菜单中给出吊架对应的几种支架标准号以供选择调用，如选择支撑同样给出支撑对应的几种支架类型。选好支架类型后开始根据桥架生成支架，首选选择需要建模的桥架，然后选择生根面，软件程序根据选择自动生成合适的支架，并且程序中定义了一些支架布置原则，如违反企标规定，则不能生成支架。

3. 建模程序开发

在PDMS下进行支吊架建模时涉及大量型钢和连接件的操作，难以用PDMS的通用功能实现，有些即便能实现也比较繁琐，为满足日益紧张的工程进度要求、确保支吊架材料统计的精确性，对建模工具进行二次开发。二次开发原理：在PDMS软件环境下，利用PML语言调用自身的对象函数及其相应方法编写应用程序，来驱动PDMS软件完成指定工作，把操作和计算过程进行数字化，选择复杂性高、重复性高的操作以命令的形式添加到PDMS中，开发出具有特定功能的专业化工具集，辅助设计人员完成支吊架的建模，简化三维设计者繁重和枯燥的建模操作，提高三维设计的效率。

根据项目三维建模程序规定和前期对各项资料的梳理，电仪支吊架建模需要满足以下几个方便的要求：支吊架模型标准化，同一类型的支吊架通过属性数据进行区分，方便查询和调用；支架和桥架既有位置上的关联性又有等级上的独立行；支架可以批量复制和修改，满足反复修改的需要；建模应方便快捷，并在PDMS中增加标注信息，可以更形象的观察确定建模情况。根据电仪专业支吊架的这些三维设计需求，开发了电仪支吊架快捷建模软件

3.1支架建模部分

支架依托于桥架定位建模，根据所选桥架标高定义支架托臂位置，根据生根面定义立柱长度，按照企标中支架型钢标准生成符合要求的类型和长度的支架。

选好支架类型并选择支架存储位置后点选生成支架，程序自己计算方钢长度并给支架添加属性数据，生成支架，并且在程序中定义了一些支架布置原则，如违反企标规定，则不能生成支架。支架生成效果如图所示：

3.2调整修改部分

核电项目电仪支吊架建模软件中不但有支架建模工具还有支架修改调整工具。比如因为三维碰撞问题支架需要换边的可以直接用支架镜像进行调整，桥架增加层数的可以用托臂复制和粘贴进行调整，支架取消的可以用支架删除工具。本软件的支架调整工具主要包括：复制支架、选择终点、复制托臂、粘贴托臂、水平移动、镜像支架、旋转托臂、删除托臂。

3.3三维切图效果

出图程序直接读取三维模型的图形和属性数据，自动生成带有尺寸标注和工程属性标注的二维平面图。对于电仪专业支吊架，它呈现的支架标示与他的属性数据进行关联，因此在支架三维建模时需要对其属性进行赋值才能达到需要的出图效果，而核电项目电仪专业支吊架建模软件实现了规范的建模和属性赋值功能，为三维切图提供了基础。

4. 材料统计开发

电仪专业支吊架属于核电项目的大宗材料，材料统计是否精确直接影响后续的施工安装；传统的材料统计是设计人员根据二维图纸手动统计整理、再根据经验给出一个余量，这不仅影响材料统计的精确性，对于缺乏经验的设计者来说更需要花费大量的时间和经历。核电项目在PDMS中进行三维设计，三维模型是施工安装的还原，因此利用PDMS三维模型进行材料统计，可以大大提高材料统计的效率和精度。

支吊架材料统计方式：以单个支吊架为单位，统计出每个支吊架的型钢长度以及拖臂、U型卡、连接杆、锚固板等个数，然后把长度及个数进行汇总。

5. 总结

本文分析了电仪专业支吊架一系列的开发过程，形成一套独立完整的支吊架库，开发出支吊架建模工具、材料统计工具。通过此次开发，提高三维设计效率和质量，使软件更易掌握和使用，便于设计者精确设计，合理利用现场空间，避开与其他物项的碰撞，统计出更加详细、准确的材料清单，同时能更好的体现支吊架与其他专业的接口。此次开发有较强的实用性和应用效果，能有效促进相关设计工作简单、方便、快捷的开展，从而形成一个数字化的三维核电厂。

参考文献

[1]王元，PML基础[Z]， AVEVA中国，2005-11

[2]王元，PML实例讲解[Z] ， AVEVA中国，2004-10-14

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