專利名稱：發(fā)電廠管道自動設計生成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電廠設計的方法，尤其是一種發(fā)電廠設計中管道自動設計的方法。
背景技術：
管道設計是發(fā)電廠設計工作中最為核心的設計之一。常規(guī)的作法在平面CAD設計環(huán)境下，采用投影原理即手動制做平面圖、立面圖等來表示管道的走向，圖中各種元件、線條不含任何設計屬性值，需手動查相關設計手冊，進行工程計算，手動制做各種圖及表，來表示設計意圖，完成工程設計。這種方法即耗用了大量的人力，同時由于參數多，手動工作量大，極易出錯。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種在發(fā)電廠設計中實現管道自動設計生成的方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是
發(fā)電廠管道自動設計生成方法以三維設計系統(tǒng)、二維工程數據管理系統(tǒng)為基礎，以管道的二維工程系統(tǒng)圖為數據源，在KKs編碼技術及相關主控程序的支持下，包括以下步驟
A、信息采集步驟用掃描器掃描管道的二維工程系統(tǒng)圖，形成圖形映射圖和數據文本文件；
B、管道數據生成步驟將數據文本文件的設計數據導入二維工程數據管理系統(tǒng)的表單生成系統(tǒng)，通過查找相關專業(yè)數據庫，自動生成設備表、管道表、閥門表、儀表表、I/O測點表;
C、三維模型設計步驟將步驟A生成的圖形映射圖和步驟B生成的管道數據以及與管道連接的各元件的數據信息通過二維數據與三維數據間的接口傳入到三維設計系統(tǒng)，在三維設計系統(tǒng)內進行發(fā)電廠管道三維模型的安裝設計；
D、輸出步驟從三維設計系統(tǒng)生成的三維模型中自動獲得工程材料表、平面圖、立體圖、軸側圖完成管道設計。本發(fā)明的進一步改進在于二維工程系統(tǒng)圖以管道為基本單元，基本單元是根據管道的功能以及所屬區(qū)段進行劃分。本發(fā)明的進一步改進在于步驟C具體包括
a、在三維設計系統(tǒng)中，調出圖形映射圖，選中管道并執(zhí)行安裝設計命令；
b、根據基本單元中管道以及與管道相連接的各元件的連接關系在三維設計系統(tǒng)中建立該基本單元的管道目錄，所述管道目錄的目錄名為管道的KKs編碼，管道目錄中包括與相應管道連接的各個元件KKs編碼；
C、以管道目錄中管道及各個元件的KKs編碼為索引查找相應管道及元件的屬性值；
d、以步驟c得到的管道及與相應管道連接的各個元件的屬性值為檢索點，在三維設計系統(tǒng)的三維工程數據庫中查找符合條件的管道及與相應管道連接的各個元件的三維元件模型； e、根據實際設計要求，在三維設計系統(tǒng)中輸入管道和各元件的實際坐標值，完成所選管道的三維模型安裝；
f、重復步驟a至步驟e，直到完成全部管道的安裝設計，生成整個電廠管道的三維模型圖。由于采用了上述技術方案，本發(fā)明所取得的技術進步在于本發(fā)明以管道的二維工程系統(tǒng)圖為數據源，把管道及連接信息引入二維工程數據管理系統(tǒng)、三維設計系統(tǒng)，運用三維設計系統(tǒng)及一系列編程技術，自動生成發(fā)電廠管道的三維模型圖，從而實現發(fā)電廠管道的自動化設計，并自動生成工程材料表等表單和平面圖、立面圖以及軸側圖等工程圖，不需要手動查設計手冊，手動繪制各種圖表，從而節(jié)省人力、物力，提高正確性，并且大大縮短設計時間。


圖I是本發(fā)明發(fā)電廠管道自動設計生成方法的流程圖。圖2是本發(fā)明發(fā)電廠管道自動設計生成方法中三維模型設計步驟的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。由圖I所示可知，本發(fā)明發(fā)電廠管道自動設計生成方法以三維設計系統(tǒng)為基礎，在KKs編碼技術及相關主控程序的支持下，自動設計生成管道的三維模型圖。包括以下步驟。第一步，信息采集步驟用掃描器將二維工程系統(tǒng)圖的信息形成一張圖形映射圖及一個數據文本文件。第二步，管道數據生成步驟把數據文本文件導入到二維工程數據管理系統(tǒng)，從二維數據管理系統(tǒng)得到該管道及其連接元件信息。以一條管道數據進行說明，從二維工程數據管理系統(tǒng)中得到管道名為10LCH70BR010 (即管道的KKs編碼，LCH代表高壓加熱器疏水系統(tǒng))和該管道的連接順序I號高壓加熱器(10LAD70AC001)—三通一手動閘閥(10LCH70AA011)—溫度表(10LCH70CT101)—壓力表(10LCH70CP101)—汽動調節(jié)閥(10LCH70AA101)—大小頭一手動閘閥(10LCH70AA013) — 2 號高壓加熱器(10LAD60AC001)；
通過管道名和該管道的連接順序得到與管道相連接的各元件信息
⑴設備信息
I號高壓加熱器10LAD70AC00和2號高壓加熱器10LAD60AC001 ；
⑵管道信息
KKs 編碼10LCH70BR010
設計壓力:4. 5IMPa ;設計溫度2590C ;材質20號鋼；壓力等級PN6. 4 ；
有兩種管道尺寸即DN125和DN100，
由壓力等級、公稱直徑、材質自動查管道數據庫得到，管道I DN125管道外徑133，壁厚4. 5 管道2 =DNlOO管道外徑108，壁厚4 兩管道標準均為GB3287-2008 ；
⑶閥門信息本實施例只列舉該管道上的汽動調節(jié)閥信息 KKs 碼10LCH70AA101
類型調節(jié)閥；方式汽動；控制信號HSC_P2 ;設計壓力4. 5IMPa ；
設計溫度259°C ;管道壓力等級PN6. 4 ;管道材質20號鋼；規(guī)格DN100 ；
⑷儀表信息
①壓力表
KKs 碼10LCH70CP101
設備名稱根據KKs碼10LCH70CP101的第8、9位為“CP”可知道它是壓力表，根據KKs碼第8到10位為“CP1”，得到設備名稱為壓力變送器；
設計壓力:4. 5IMPa ;公稱直徑=DNlOO ；
壓力表的下限0 ;壓力表的上限10 MPa ；
②溫度表
KKs 碼10LCH70CT101
設備名稱根據KKs碼10LCH70CT101的第8、9位為“CT”，得到設備名稱為溫度表； 設計溫度259°C ;公稱直徑DN100
根據設計溫度值以及溫度計的類型，并分析溫度表的KKs碼第8、9位，計算得出溫度表的上下限
溫度表的下限0°C ;溫度表的上限600°C ；
(5)I/O測點信息
I/O測點信息包括壓力表、溫度表以及控制閥門的信息。其中壓力表、溫度表的測點信號自動轉換為壓力表和溫度表的I/O測點信息；再通過分析控制閥門的控制信號，確定是電動閥還是汽動閥，進一步得到控制閥門的I/O測點信息。如前面提到的調節(jié)汽動閥10LCH70AA101，它的控制信號是HSC_P2，調用相關數據庫進行解碼，可知是該控制信號是由6種信號組成，自動分解為
10LCH70AA101XB01 (開狀態(tài))
10LCH70AA101XB02 (關狀態(tài))
10LCH70AA101XB011 (控制指令)
10LCH70AA101XB012 (閥門反饋)
10LCH70AA101XB048 (閥故障)
10LCH70AA101XB091 (開指令)
控制信號的KKs碼中，前12位為該閥門的KKs碼，后四位為控制信號狀態(tài)。重復步驟二逐條提取每條管道，從而自動形成設計所需要設備、管道、閥門、儀表、I/O等5大類表單。第三步，三維模型設計步驟，如圖2所示，將圖形映射圖和上述二維工程數據管理系統(tǒng)中得到的管道及連接信息通過二維數據與三維數據間的接口傳入到三維設計系統(tǒng)，在三維設計系統(tǒng)內實現電廠管道三維模型的安裝設計。
延續(xù)上例，在三維設計系統(tǒng)中，調出圖形映射圖，在圖上選中10LCH70BR010管道，執(zhí)行安裝命令按鈕。此時根據該管道的連接關系，首先在三維設計系統(tǒng)建立該管道的管道目錄，管道目錄中的管道目錄名為該管道KKs碼，即10LCH70BR010 ;再在該管道目錄下依次按順序建立與該管道連接的各個元件名，元件名為相應的KKs碼。以管道目錄為索引查找出該管道以及與管道相連接的各元件的屬性值；然后根據設計屬性值為調用條件，調出各元件的三維模型。至此管道及其連接元件的三維模型均放置在缺省位置，根據實際設計要求，進行拉拽操作或分別輸入各元件的實際坐標值，將各元件按照設計要求放在實際位置，從而完成整個管道的三維建模。在進行坐標點的操作時，元件間的連接關系始終不變的，均是按照系統(tǒng)圖的連接關系。三維模型圖中包含了管道和與管道相連各元件的名稱及設計屬性值，如下所述，
①管道I公稱直徑DNl25，材質20號鋼，壓力等級PN6.4，管道標準GB3087-2008，從數據庫中自動得到單重14. 26 kg,由于長度是2米，總重18. 52 kg ；
②管道2公稱直徑DN100，材質20號鋼，壓力等級PN6.4，管道標準GB3087-2008，從數據庫中自動得到單重是10. 26 kg，由于長度是5米，總重51. 3 kg;
③三通屬性值壓力PN6.4，公稱直徑DN100X100X100，從數據庫中自動選中型號為T6. 3C12E0100，得到它的單重為3. 5kg ；
④手動閘閥10LCH70AA011，屬性值壓力PN6.4，公稱直徑PN100，根據這些條件從數據庫中自動選中型號為261H-64的閘閥；
⑤汽動調節(jié)閥10LCH70AA101，屬性值壓力PN6.4，公稱直徑PN100，根據這些條件從數據庫中自動選中型號為DVC6010(HC). 67CFR的汽動調節(jié)閥；
⑥大小頭屬性值壓力PN6.4，公稱直徑DN125X100，從數據庫中自動選中型號為GD0308-73，得到它的單重為2. 09 kg ；
⑦手動閘閥10LCH70AA013，屬性值壓力PN6.4，公稱直徑PN125，根據這些條件從數據庫中自動選中型號為Z61H-64的閘閥。重復上述三維模型設計步驟，即可以完成全部管道的安裝設計。第四步，輸出步驟通過開發(fā)工具從三維模型中自動得到詳細的工程材料報告。通過編寫的平面圖以及立體圖出圖程序，可以自動生成工程設計所需的平面圖、立體圖和軸側圖。 最終完成全部管道的工程設計。
權利要求
1.一種發(fā)電廠管道自動設計生成方法，其特征在于該方法以三維設計系統(tǒng)、二維工程數據管理系統(tǒng)為基礎，以管道的二維工程系統(tǒng)圖為數據源，在KKs編碼技術及相關主控程序的支持下，包括以下步驟A、信息采集步驟用掃描器掃描管道的二維工程系統(tǒng)圖，形成圖形映射圖和數據文本文件；B、管道數據生成步驟將數據文本文件的設計數據導入二維工程數據管理系統(tǒng)的表單生成系統(tǒng)，通過查找相關專業(yè)數據庫，自動生成設備表、管道表、閥門表、儀表表、I/O測點表;C、三維模型設計步驟將步驟A生成的圖形映射圖和步驟B生成的管道數據以及與管道連接的各元件的數據信息通過二維數據與三維數據間的接口傳入到三維設計系統(tǒng)，在三維設計系統(tǒng)內進行發(fā)電廠管道三維模型的安裝設計；D、輸出步驟從三維設計系統(tǒng)生成的三維模型中自動獲得工程材料表、平面圖、立體圖、軸側圖完成管道設計。
2.根據權利要求I所述的發(fā)電廠管道自動設計生成方法，其特征在于所述二維工程系統(tǒng)圖以管道為基本單元，基本單元是根據管道的功能以及所屬區(qū)段進行劃分。
3.根據權利要求2所述的發(fā)電廠管道自動設計生成方法，其特征在于，所述步驟C具體包括a、在三維設計系統(tǒng)中，調出圖形映射圖，選中管道并執(zhí)行安裝設計命令；b、根據基本單元中管道以及與管道相連接的各元件的連接關系在三維設計系統(tǒng)中建立該基本單元的管道目錄，所述管道目錄的目錄名為管道的KKs編碼，管道目錄中包括與相應管道連接的各個元件的KKs編碼；C、以管道目錄中管道及各個元件的KKs編碼為索引查找相應管道及元件的屬性值；d、以步驟c得到的管道及與相應管道連接的各個元件的屬性值為檢索點，在三維設計系統(tǒng)的三維工程數據庫中查找符合條件的管道及與相應管道連接的各個元件的三維元件模型；e、根據實際設計要求，在三維設計系統(tǒng)中輸入管道和各元件的實際坐標值，完成所選管道的三維模型安裝；f、重復步驟a至步驟e，直到完成全部管道的安裝設計，生成整個電廠管道的三維模型圖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)電廠管道自動設計生成方法，其用于發(fā)電廠設計中管道的自動設計。該方法以三維設計系統(tǒng)、二維工程數據管理系統(tǒng)為基礎，以管道的二維工程系統(tǒng)圖為數據源，在KKs編碼技術及相關主控程序的支持下，自動設計生成管道的三維模型圖。發(fā)電廠管道自動設計生成方法包括信息采集步驟，管道數據生成步驟，三維模型設計步驟，輸出步驟。采用本發(fā)明的技術方案，可實現管道的三維立體圖的自動設計，從而節(jié)省人力、物力，并且提高正確性。
文檔編號G06F17/50GK102622484SQ20121006492
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權日2012年3月13日
發(fā)明者米景平 申請人:河北省電力勘測設計研究院