管道設計一體化自動生成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供管道設計一體化自動生成方法，包括以下步驟：對所有常用管道元件進行計算機編碼，并形成與編碼對應的基礎元，儲存于數據庫中；確定管線的起、終點位置、起始連接的設備與終止連接的設備；收集連接該管線所有元件并確定出元件間的連接邏輯關系；確定管道元件編碼，依據元件編碼從數據庫中調取對應元件的基礎元；調取第一個元件的基礎元數據形成三維立體圖形并定位至管線起點處；根據起點位置坐標、第一個元件的基礎元數據信息計算出第一個元件的出口位置坐標，第二個元件以該出口坐標為起點，按照設定的邏輯關系與第一元件連接；依次將管線內的所有元件從數據庫取出，按照坐標定位方式與邏輯關系連接，形成管道三維立體模型。本發(fā)明大大提高了設計的效率，降低錯誤率，提高了設計質量。
【專利說明】管道設計一體化自動生成方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及管道設計【技術領域】，具體地說，涉及一種管道設計一體化自動生成方法。

【背景技術】
[0002]管道元件一體化設計是發(fā)電廠設計工作中最為核心的設計之一，常規(guī)的作法通過CAD平面設計環(huán)境，用多方位、多視角的投影關系，生成一系列平面圖，表示管道、元件的立體走向。根據設計條件，通過手動反復查找典型管道設計手冊中的不同內容，找出各個元件的各種設計參數屬性，結合圖型統(tǒng)計、計算，生成材料報告，通過上述平面圖和材料報告兩者結合達到設計意圖，完成電廠施工圖設計。
[0003]這種人工手動的設計過程，一方面設計效率低下，另一方面極易出現(xiàn)差錯，影響工程進度與質量，現(xiàn)實中需要一種將管道元件一體化自動生成的設計，解決上述技術問題。


【發(fā)明內容】

[0004]基于上述背景，本發(fā)明提出一種管道設計一體化自動生成方法，具體的技術方案如下:
管道設計一體化自動生成方法，包括以下步驟:
A:對所有常用管道元件進行計算機編碼，并形成與編碼對應的基礎元，儲存于數據庫中；
B:確定管線的起、終點位置、起始連接的設備與終止連接的設備；
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系；
D:確定管道元件編碼，依據元件編碼從數據庫中調取對應元件的基礎元；
E:調取第一個元件的基礎元數據形成三維立體圖形并定位至管線起點處；
F:根據起點位置坐標、第一個元件的基礎元數據信息計算出第一個元件的出口位置坐標，第二個元件以該出口坐標為起點，按照設定的邏輯關系與第一元件連接；
G:重復步驟E、F，依次將管線內的所有元件從數據庫取出，按照坐標定位方式與邏輯關系連接，形成管道三維立體模型。
[0005]其中，步驟A中，包括對元件的點集信息、型集信息、元件基礎數據、元件材料數據進行編碼，形成基礎元；
所述點集信息包括元件圖型的所有關鍵定位點，用于輔助型集信息表達出元件的圖型形狀及定位；
型集信息以點集信息為基礎，將圖型與關鍵點結合，并采用多種圖形格式，構成組件的立體圖型信息；
元件基礎數據包括連接方式、外型尺寸、壁厚、單重等信息；
元件材料數據，包括元件的一些特征數據:元件類型、通徑、公稱壓力、設計溫度、材質信息。
[0006]本發(fā)明所提供的管道設計一體化自動生成方法，具有以下優(yōu)點:
開發(fā)先進的三維立體設計平臺與數據庫平臺、將通用管道典型設計手冊分解，形成一套以每個基礎元件為核心元的數據集。數據庫中的每個基礎元件包含圖型信息、設計信息、屬性信息。開發(fā)圖型分析、坐標定位等一系列技術，實現(xiàn)管道設計一體化自動生成。大大提高了設計的效率，降低錯誤率，提高了設計質量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的管道設計一體化自動生成方法的工作流程圖。

【具體實施方式】
[0008]下面結合附圖及本發(fā)明的實施例對本發(fā)明的管道設計一體化自動生成方法進一步詳細的說明。
[0009]從圖1中可以看出，本發(fā)明的管道設計一體化自動生成方法首先包括對元件進行編碼并存儲于數據庫中，包括對點集信息、型集信息、元件基礎數據、元件材料數據進行編碼，形成基礎元，在工程設計過程中，根據管道連接系統(tǒng)圖，在三維立體設計環(huán)境中，首先定位出該條管線起、終點位置，即從哪個設備開始連接，到哪個設備終止、收集連接該管線所有元件及確定出元件間的連接邏輯關系，隨后逐一調取管道元件，通過設計初始條件，確定出需調取管道元件編碼，依據元件編碼在數據庫中找到對應該元件的基礎元，從而提取出該元件的點集數據、型集數據、基礎數據、材料描述數據；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，將第一個元件直接放到管道的起始點，還是先接一段管線再接入，這是設計人員確定，但不管哪一種連接，第一個元件坐標起點是很容易找到，調取第一個元件的點集數據、型集數據生成元件的立體圖型，并將該元件坐標定位到起始點，形成該元件的三維立體模型，元件的基礎數據、材料描述數據，一并含在該元件的立體模型中。根據點集、型集數據可算出該元件出口位置坐標，后一元件以該出口坐標為起點，反復循環(huán)將管線內的所有元件從數據庫取出，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元內包含設計參數，各個元件的真實外型尺寸都與典型管道設計手冊中的參數一致。所以利用我們開發(fā)的程序根據投影原則很容易轉化成施工用的平面圖、軸側圖。提取各元件中的材料描述數據、基礎數據、元件計數器中各元件的個數數據，很容易生成管道材料報告。
[0011]實施例1，元件編碼:
確定編碼規(guī)則:對典型管道設計手冊中的元件進行計算機編碼，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，用設計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，用二個大寫英文字母表示: SO:無縫外徑；S1:無縫內徑；W0:焊接外徑；E0:外徑熱壓；EI內徑熱壓等。
[0016]第六部分:規(guī)格代碼，用通徑或內徑表示。
[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，將常用典型管道設計手冊進行分解，使設計應用到的每一個具體元件都對應一個編碼。
[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識碼是: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點集信息:元件圖型的關鍵定位點。90度彎頭，有三個定位點，可表達出它的圖型定位。
[0021]②型集信息:組成元件立體圖型信息，90度彎頭，以它的點集關鍵點為依據，用圓柱體包住關鍵點形成的圖型，代表90度彎頭圖型。復雜的元件圖型需多個關鍵點，多種圖型格式，才能表示出它的模型，如閥門模型就需多個圖型定位關鍵點，多種圖型集合表達出它的真實模型。
[0022]③元件基礎數據，如:連接方式、外型尺寸、壁厚、單重等。
[0023]④元件材料數據，表述元件的一些特征數據，如:元件類型、通徑、公稱壓力、設計溫度、材質等。
[0024]將上述四種信息組合成該90度彎頭的基礎元，也就是說典型管道設計手冊中表達該元件所有設計參數信息全包括在該基礎元內，該基礎元集圖型、屬性、信息為一體。
[0025]實施例2，管道設計:
以設計一條管線，管線內包括彎頭、大小頭、三通等為例，選用的材質是15CrM0G，壓力是4.2MPa，設計溫度455度，管線經過大小頭，所以管徑有兩種尺寸，DN400和DN350。在設計中管路的彎頭均采用90度彎頭。
[0026]根據管線接線原理圖及上述設計條件，結合元件編碼規(guī)則，執(zhí)行指令可以自動找出本次要調用的元件編碼:
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，本例管道初始坐標是(6700，11800，10000)分別表示東、北、高的坐標值(值是以毫米表示)，在設計中管線根據需要先向東延長4米，所以接第一個彎頭的坐標值變?yōu)?10700，11800，10000)，管道初始通徑是400，所以此彎頭編碼是E4.2A12S0400A90，從數據庫中調出該元件的數據元，經基礎元分析器解析，分別調出該元件的點集數據、型集數據、基礎數據、材料描述數據，如果彎頭出口向東向上，根據點集數據、型集數據，生成彎頭的立體模型，將模型定位到三維空間坐標點上(10700，11800，10000)，此時該模型內含概了基礎數據、材料描述數據。該彎頭直段長50 (在基礎數據中可查到)，所以就可算出彎頭的出口(終點)坐標是(10750，11800，10050)，這個值得來是因彎頭出口向東向上，所以坐標點向東增加50，向上增加50。于是下一個管件的起點以此坐標點準，根據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計參數，調用我們開發(fā)的程序，利用三視圖投影原理，可抽出了平面圖；從立體空間向一個方向投影可生成軸側圖；提取各元件中的材料描述數據、基礎數據，調取元件計數器中各元件的個數數據，可自動生成管道材料報告。
【權利要求】
1.管道設計一體化自動生成方法，其特征在于:包括以下步驟: 八:對所有常用管道元件進行計算機編碼，并形成與編碼對應的基礎元，儲存于數據庫中； 8:確定管線的起、終點位置、起始連接的設備與終止連接的設備； 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系； 0:確定管道元件編碼，依據元件編碼從數據庫中調取對應元件的基礎元； ￡:調取第一個元件的基礎元數據形成三維立體圖形并定位至管線起點處； ？:根據起點位置坐標、第一個元件的基礎元數據信息計算出第一個元件的出口位置坐標，第二個元件以該出口坐標為起點，按照設定的邏輯關系與第一元件連接； 6:重復步驟2、？，依次將管線內的所有元件從數據庫取出，按照坐標定位方式與邏輯關系連接，形成管道三維立體模型。
2.根據權利要求1所述的管道設計一體化自動生成方法，其特征在于: 步驟4中，包括對元件的點集信息、型集信息、元件基礎數據、元件材料數據進行編碼，形成基礎元； 所述點集信息包括元件圖型的所有關鍵定位點，用于輔助型集信息表達出元件的圖型形狀及定位； 型集信息以點集信息為基礎，將圖型與關鍵點結合，并采用多種圖形格式，構成組件的立體圖型信息； 元件基礎數據包括連接方式、外型尺寸、壁厚、單重等信息； 元件材料數據，包括元件的一些特征數據:元件類型、通徑、公稱壓力、設計溫度、材質信息。
【文檔編號】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