管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法，包括以下步驟：對所有常用管道元件進(jìn)行計(jì)算機(jī)編碼，并形成與編碼對應(yīng)的基礎(chǔ)元，儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫中；確定管線的起、終點(diǎn)位置、起始連接的設(shè)備與終止連接的設(shè)備；收集連接該管線所有元件并確定出元件間的連接邏輯關(guān)系；確定管道元件編碼，依據(jù)元件編碼從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取對應(yīng)元件的基礎(chǔ)元；調(diào)取第一個(gè)元件的基礎(chǔ)元數(shù)據(jù)形成三維立體圖形并定位至管線起點(diǎn)處；根據(jù)起點(diǎn)位置坐標(biāo)、第一個(gè)元件的基礎(chǔ)元數(shù)據(jù)信息計(jì)算出第一個(gè)元件的出口位置坐標(biāo)，第二個(gè)元件以該出口坐標(biāo)為起點(diǎn)，按照設(shè)定的邏輯關(guān)系與第一元件連接；依次將管線內(nèi)的所有元件從數(shù)據(jù)庫取出，按照坐標(biāo)定位方式與邏輯關(guān)系連接，形成管道三維立體模型。本發(fā)明大大提高了設(shè)計(jì)的效率，降低錯(cuò)誤率，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。
【專利說明】管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管道設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，涉及一種管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]管道元件一體化設(shè)計(jì)是發(fā)電廠設(shè)計(jì)工作中最為核心的設(shè)計(jì)之一，常規(guī)的作法通過CAD平面設(shè)計(jì)環(huán)境，用多方位、多視角的投影關(guān)系，生成一系列平面圖，表示管道、元件的立體走向。根據(jù)設(shè)計(jì)條件，通過手動(dòng)反復(fù)查找典型管道設(shè)計(jì)手冊中的不同內(nèi)容，找出各個(gè)元件的各種設(shè)計(jì)參數(shù)屬性，結(jié)合圖型統(tǒng)計(jì)、計(jì)算，生成材料報(bào)告，通過上述平面圖和材料報(bào)告兩者結(jié)合達(dá)到設(shè)計(jì)意圖，完成電廠施工圖設(shè)計(jì)。
[0003]這種人工手動(dòng)的設(shè)計(jì)過程，一方面設(shè)計(jì)效率低下，另一方面極易出現(xiàn)差錯(cuò)，影響工程進(jìn)度與質(zhì)量，現(xiàn)實(shí)中需要一種將管道元件一體化自動(dòng)生成的設(shè)計(jì)，解決上述技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述背景，本發(fā)明提出一種管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法，具體的技術(shù)方案如下:
管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法，包括以下步驟:
A:對所有常用管道元件進(jìn)行計(jì)算機(jī)編碼，并形成與編碼對應(yīng)的基礎(chǔ)元，儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫中；
B:確定管線的起、終點(diǎn)位置、起始連接的設(shè)備與終止連接的設(shè)備；
C:收集連接該管線所有元件并確定出元件間的連接邏輯關(guān)系；
D:確定管道元件編碼，依據(jù)元件編碼從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取對應(yīng)元件的基礎(chǔ)元；
E:調(diào)取第一個(gè)元件的基礎(chǔ)元數(shù)據(jù)形成三維立體圖形并定位至管線起點(diǎn)處；
F:根據(jù)起點(diǎn)位置坐標(biāo)、第一個(gè)元件的基礎(chǔ)元數(shù)據(jù)信息計(jì)算出第一個(gè)元件的出口位置坐標(biāo)，第二個(gè)元件以該出口坐標(biāo)為起點(diǎn)，按照設(shè)定的邏輯關(guān)系與第一元件連接；
G:重復(fù)步驟E、F，依次將管線內(nèi)的所有元件從數(shù)據(jù)庫取出，按照坐標(biāo)定位方式與邏輯關(guān)系連接，形成管道三維立體模型。
[0005]其中，步驟A中，包括對元件的點(diǎn)集信息、型集信息、元件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、元件材料數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，形成基礎(chǔ)元；
所述點(diǎn)集信息包括元件圖型的所有關(guān)鍵定位點(diǎn)，用于輔助型集信息表達(dá)出元件的圖型形狀及定位；
型集信息以點(diǎn)集信息為基礎(chǔ)，將圖型與關(guān)鍵點(diǎn)結(jié)合，并采用多種圖形格式，構(gòu)成組件的立體圖型信息；
元件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括連接方式、外型尺寸、壁厚、單重等信息；
元件材料數(shù)據(jù)，包括元件的一些特征數(shù)據(jù):元件類型、通徑、公稱壓力、設(shè)計(jì)溫度、材質(zhì)信息。
[0006]本發(fā)明所提供的管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
開發(fā)先進(jìn)的三維立體設(shè)計(jì)平臺(tái)與數(shù)據(jù)庫平臺(tái)、將通用管道典型設(shè)計(jì)手冊分解，形成一套以每個(gè)基礎(chǔ)元件為核心元的數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)庫中的每個(gè)基礎(chǔ)元件包含圖型信息、設(shè)計(jì)信息、屬性信息。開發(fā)圖型分析、坐標(biāo)定位等一系列技術(shù)，實(shí)現(xiàn)管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成。大大提高了設(shè)計(jì)的效率，降低錯(cuò)誤率，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法的工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖及本發(fā)明的實(shí)施例對本發(fā)明的管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0009]從圖1中可以看出，本發(fā)明的管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法首先包括對元件進(jìn)行編碼并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中，包括對點(diǎn)集信息、型集信息、元件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、元件材料數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，形成基礎(chǔ)元，在工程設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)管道連接系統(tǒng)圖，在三維立體設(shè)計(jì)環(huán)境中，首先定位出該條管線起、終點(diǎn)位置，即從哪個(gè)設(shè)備開始連接，到哪個(gè)設(shè)備終止、收集連接該管線所有元件及確定出元件間的連接邏輯關(guān)系，隨后逐一調(diào)取管道元件，通過設(shè)計(jì)初始條件，確定出需調(diào)取管道元件編碼，依據(jù)元件編碼在數(shù)據(jù)庫中找到對應(yīng)該元件的基礎(chǔ)元，從而提取出該元件的點(diǎn)集數(shù)據(jù)、型集數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、材料描述數(shù)據(jù)；其次，對該元件在三維空間定位，由于管道起始位置是知道的，將第一個(gè)元件直接放到管道的起始點(diǎn)，還是先接一段管線再接入，這是設(shè)計(jì)人員確定，但不管哪一種連接，第一個(gè)元件坐標(biāo)起點(diǎn)是很容易找到，調(diào)取第一個(gè)元件的點(diǎn)集數(shù)據(jù)、型集數(shù)據(jù)生成元件的立體圖型，并將該元件坐標(biāo)定位到起始點(diǎn)，形成該元件的三維立體模型，元件的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、材料描述數(shù)據(jù)，一并含在該元件的立體模型中。根據(jù)點(diǎn)集、型集數(shù)據(jù)可算出該元件出口位置坐標(biāo)，后一元件以該出口坐標(biāo)為起點(diǎn)，反復(fù)循環(huán)將管線內(nèi)的所有元件從數(shù)據(jù)庫取出，在三維中定位，形成管道三維立體模型。
[0010]由于三維中所有元件基礎(chǔ)元內(nèi)包含設(shè)計(jì)參數(shù)，各個(gè)元件的真實(shí)外型尺寸都與典型管道設(shè)計(jì)手冊中的參數(shù)一致。所以利用我們開發(fā)的程序根據(jù)投影原則很容易轉(zhuǎn)化成施工用的平面圖、軸側(cè)圖。提取各元件中的材料描述數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、元件計(jì)數(shù)器中各元件的個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)，很容易生成管道材料報(bào)告。
[0011]實(shí)施例1，元件編碼:
確定編碼規(guī)則:對典型管道設(shè)計(jì)手冊中的元件進(jìn)行計(jì)算機(jī)編碼，編碼分七部分:
第一部分:名稱代碼，用1位英文字母代表，如:
P代表管道；E代表彎頭；T代表三通；R代表大小頭等。
[0012]第二部分:等級代碼，用設(shè)計(jì)壓力或公稱壓力代表，單位為MPa。
[0013]第三部分:材料類別，用一個(gè)大寫英文字母表示，如|:
C:碳鋼；A:合金鋼；S:不銹鋼。
[0014]第四部分:材料代碼，用2位數(shù)字表示，一共有二十余種材料，如:11為Q235-A的材料，12為15CrM0G的材料，13為20G的材料，33為A335P22的材料。
[0015]第五部分:型式代碼，用二個(gè)大寫英文字母表示: SO:無縫外徑；S1:無縫內(nèi)徑；W0:焊接外徑；E0:外徑熱壓；EI內(nèi)徑熱壓等。
[0016]第六部分:規(guī)格代碼，用通徑或內(nèi)徑表示。
[0017]第七部分:角度代碼，此部分只有彎頭、三通有。
[0018]采用上述元件編碼原則，將常用典型管道設(shè)計(jì)手冊進(jìn)行分解，使設(shè)計(jì)應(yīng)用到的每一個(gè)具體元件都對應(yīng)一個(gè)編碼。
[0019]如:壓力為17.6MPa，溫度為546度，材料為A335P22，通徑為250的90度無縫熱壓彎頭的標(biāo)識(shí)碼是:E17.6A33S0250A90。
其中E代表彎頭，17.6代表壓力是17.6 MPa, A代表合金鋼，33代表材料是A335P22，S0代表是無縫外徑管，250代表通徑是250mm，A90代表90度彎頭。
[0020]E17.6A33S0250A90彎頭入庫信息主要有:
①點(diǎn)集信息:元件圖型的關(guān)鍵定位點(diǎn)。90度彎頭，有三個(gè)定位點(diǎn)，可表達(dá)出它的圖型定位。
[0021]②型集信息:組成元件立體圖型信息，90度彎頭，以它的點(diǎn)集關(guān)鍵點(diǎn)為依據(jù)，用圓柱體包住關(guān)鍵點(diǎn)形成的圖型，代表90度彎頭圖型。復(fù)雜的元件圖型需多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，多種圖型格式，才能表示出它的模型，如閥門模型就需多個(gè)圖型定位關(guān)鍵點(diǎn)，多種圖型集合表達(dá)出它的真實(shí)模型。
[0022]③元件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如:連接方式、外型尺寸、壁厚、單重等。
[0023]④元件材料數(shù)據(jù)，表述元件的一些特征數(shù)據(jù)，如:元件類型、通徑、公稱壓力、設(shè)計(jì)溫度、材質(zhì)等。
[0024]將上述四種信息組合成該90度彎頭的基礎(chǔ)元，也就是說典型管道設(shè)計(jì)手冊中表達(dá)該元件所有設(shè)計(jì)參數(shù)信息全包括在該基礎(chǔ)元內(nèi)，該基礎(chǔ)元集圖型、屬性、信息為一體。
[0025]實(shí)施例2，管道設(shè)計(jì):
以設(shè)計(jì)一條管線，管線內(nèi)包括彎頭、大小頭、三通等為例，選用的材質(zhì)是15CrM0G，壓力是4.2MPa，設(shè)計(jì)溫度455度，管線經(jīng)過大小頭，所以管徑有兩種尺寸，DN400和DN350。在設(shè)計(jì)中管路的彎頭均采用90度彎頭。
[0026]根據(jù)管線接線原理圖及上述設(shè)計(jì)條件，結(jié)合元件編碼規(guī)則，執(zhí)行指令可以自動(dòng)找出本次要調(diào)用的元件編碼:
管道:P4.2A12S0400 和 P4.2A12S0350。
[0027]P代表管道，4.2代表壓力，A代表合金鋼，12代表材質(zhì)是15CrM0G，SO代表無縫鋼管400代表公稱通徑。
[0028]彎頭:E4.2A12S0400A90 和 E4 2A12S0350A90。
[0029]三通:Τ4.2A12E0400X400A90。
[0030]大小頭:R4.2A12S0400X350。
[0031]連接初始元件是彎頭，本例管道初始坐標(biāo)是(6700，11800，10000)分別表示東、北、高的坐標(biāo)值(值是以毫米表示)，在設(shè)計(jì)中管線根據(jù)需要先向東延長4米，所以接第一個(gè)彎頭的坐標(biāo)值變?yōu)?10700，11800，10000)，管道初始通徑是400，所以此彎頭編碼是E4.2A12S0400A90，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出該元件的數(shù)據(jù)元，經(jīng)基礎(chǔ)元分析器解析，分別調(diào)出該元件的點(diǎn)集數(shù)據(jù)、型集數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、材料描述數(shù)據(jù)，如果彎頭出口向東向上，根據(jù)點(diǎn)集數(shù)據(jù)、型集數(shù)據(jù)，生成彎頭的立體模型，將模型定位到三維空間坐標(biāo)點(diǎn)上(10700，11800，10000)，此時(shí)該模型內(nèi)含概了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、材料描述數(shù)據(jù)。該彎頭直段長50 (在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中可查到)，所以就可算出彎頭的出口(終點(diǎn))坐標(biāo)是(10750，11800，10050)，這個(gè)值得來是因彎頭出口向東向上，所以坐標(biāo)點(diǎn)向東增加50，向上增加50。于是下一個(gè)管件的起點(diǎn)以此坐標(biāo)點(diǎn)準(zhǔn)，根據(jù)各管件連接順序及現(xiàn)場走線要求，按上述原理完成該管道的全部連接。
[0032]生成的三維管道立體模型均帶有設(shè)計(jì)參數(shù)，調(diào)用我們開發(fā)的程序，利用三視圖投影原理，可抽出了平面圖；從立體空間向一個(gè)方向投影可生成軸側(cè)圖；提取各元件中的材料描述數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，調(diào)取元件計(jì)數(shù)器中各元件的個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)，可自動(dòng)生成管道材料報(bào)告。
【權(quán)利要求】
1.管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法，其特征在于:包括以下步驟: 八:對所有常用管道元件進(jìn)行計(jì)算機(jī)編碼，并形成與編碼對應(yīng)的基礎(chǔ)元，儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫中； 8:確定管線的起、終點(diǎn)位置、起始連接的設(shè)備與終止連接的設(shè)備； 0:收集連接該管線所有元件并確定出元件間的連接邏輯關(guān)系； 0:確定管道元件編碼，依據(jù)元件編碼從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取對應(yīng)元件的基礎(chǔ)元； ￡:調(diào)取第一個(gè)元件的基礎(chǔ)元數(shù)據(jù)形成三維立體圖形并定位至管線起點(diǎn)處； ？:根據(jù)起點(diǎn)位置坐標(biāo)、第一個(gè)元件的基礎(chǔ)元數(shù)據(jù)信息計(jì)算出第一個(gè)元件的出口位置坐標(biāo)，第二個(gè)元件以該出口坐標(biāo)為起點(diǎn)，按照設(shè)定的邏輯關(guān)系與第一元件連接； 6:重復(fù)步驟2、？，依次將管線內(nèi)的所有元件從數(shù)據(jù)庫取出，按照坐標(biāo)定位方式與邏輯關(guān)系連接，形成管道三維立體模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道設(shè)計(jì)一體化自動(dòng)生成方法，其特征在于: 步驟4中，包括對元件的點(diǎn)集信息、型集信息、元件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、元件材料數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，形成基礎(chǔ)元； 所述點(diǎn)集信息包括元件圖型的所有關(guān)鍵定位點(diǎn)，用于輔助型集信息表達(dá)出元件的圖型形狀及定位； 型集信息以點(diǎn)集信息為基礎(chǔ)，將圖型與關(guān)鍵點(diǎn)結(jié)合，并采用多種圖形格式，構(gòu)成組件的立體圖型信息； 元件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括連接方式、外型尺寸、壁厚、單重等信息； 元件材料數(shù)據(jù)，包括元件的一些特征數(shù)據(jù):元件類型、通徑、公稱壓力、設(shè)計(jì)溫度、材質(zhì)信息。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104318026SQ201410590393
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】王春利, 王仁寶, 米景平, 霍曉光, 王武君, 辛建華 申請人:青島鴻瑞電力工程咨詢有限公司