閆 紅 ，趙 騰

1.國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100095 2.山東電力工程咨詢?cè)海綎| 濟(jì)南 250013

PDS軟件是美國(guó)INTERGRAPH公司開(kāi)發(fā)的工廠三維設(shè)計(jì)軟件，全稱是Intergraph Plant Design System。其采用通用數(shù)據(jù)庫(kù)SQL SERVER或者ORACLE作為數(shù)據(jù)中心；Bentley公司的MicroStation作為圖形平臺(tái)。PDMS軟件是英國(guó)AVEVA公司開(kāi)發(fā)的工廠三維設(shè)計(jì)軟件，采用其自行開(kāi)發(fā)的圖數(shù)一體的可視化圖形平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)的平臺(tái)，是AVEVA Plant Design Management System的簡(jiǎn)稱。這兩個(gè)軟件的主要功能是在模擬電廠實(shí)時(shí)情況的可視化模型中實(shí)現(xiàn)管道、設(shè)備、橋架、土建、暖通等專業(yè)布置設(shè)計(jì)，輸出圖紙、漫游、報(bào)表等數(shù)據(jù)格式文件。管道元件數(shù)據(jù)庫(kù)是三維管道建模的基礎(chǔ)，沒(méi)有管道元件庫(kù)，則無(wú)法建立管道模型。可以把管道元件數(shù)據(jù)庫(kù)看成是一個(gè)既記載真實(shí)管道元件件的數(shù)據(jù)屬性信息，又模擬真實(shí)管道元件的外形尺寸形式的數(shù)字化“元件倉(cāng)庫(kù)”。

1 PDS與PDMS數(shù)據(jù)庫(kù)的基本介紹

1.1 PDS軟件的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)介紹

1.1.1 綜述

PDS軟件的管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括Piping Materials Class Data（管道材料等級(jí)表即201表）、Piping Commodity Data（管道部件數(shù)據(jù)表即202表）、Temperature and Pressure Service Limits Table (溫度壓力限定表)、Nominal Piping Diameters Table（通徑表）、Thickness Data Tables（壁厚數(shù)據(jù)表）、Materials Data Table（材料數(shù)據(jù)表）、Wall Thickness and Branch Reinforcement Equations（壁厚和分支加強(qiáng)校驗(yàn)）、Branch Insertion Tables（分支允許表）、Gasket Separation Table（墊片厚度表）、Fluid Code Table（流體代碼表）、Physical Data Library（物理數(shù)據(jù)庫(kù)）、Material Description Library（材料描述庫(kù)）。這些表都是可以用記事本或者寫字板程序打開(kāi)并且編輯的。其之間的聯(lián)系如上圖所示。

這些表庫(kù)有些是存放到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，有些存放在經(jīng)編譯的二進(jìn)制文件中。像管道材料等級(jí)表和管道部件數(shù)據(jù)表是存放在后臺(tái)通用數(shù)據(jù)庫(kù)中的，其他的存放在經(jīng)編譯的二進(jìn)制文件中。

1.1.2 管道材料等級(jí)表與管道部件數(shù)據(jù)表

在這些表中，管道材料等級(jí)表是一個(gè)材料等級(jí)分類表，將所有的管道元件根據(jù)工程布置設(shè)計(jì)中管道零部件的選取要求，例如根據(jù)工程需要可以按照溫度、壓力、材料、標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件以及布置位置等進(jìn)行分類，劃分為不同的材料等級(jí)，匯總成管道材料等級(jí)表。在管道材料等級(jí)表中的每一行表示一個(gè)材料等級(jí)，在常規(guī)電力管道設(shè)計(jì)時(shí)常用上述方法劃分材料等級(jí)，例如將：PN4.0，20號(hào)鋼，GD87標(biāo)準(zhǔn)作為一個(gè)材料等級(jí)；又如將P=9.81MPa，t=450℃，12Cr1MoV，德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)則是另外一個(gè)材料等級(jí)。管道部件數(shù)據(jù)表則是針對(duì)某一個(gè)管道材料等級(jí)中的每一個(gè)管道元件的數(shù)據(jù)的集合，一個(gè)管道材料等級(jí)對(duì)應(yīng)著一個(gè)管道部件數(shù)據(jù)表。

可以理解為所有的管道元件都經(jīng)過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)的分類存放在一個(gè)“大超市”里，工程師需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求選取合適的管道元件進(jìn)行布置設(shè)計(jì)，管道材料等級(jí)表是一張記錄著這個(gè)“大超市”一共有多少種類別的管道元件的表單，管道部件數(shù)據(jù)表是記錄著每個(gè)類別中的管道元件情況的表單。這樣，既把繁多的管道元件數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了有序的梳理又可使工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中的元件選取工作方便、快捷。

1.2 PDMS軟件的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)介紹

PDMS軟件的管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括元件庫(kù)、等級(jí)庫(kù)、特性庫(kù)。元件庫(kù)主要存儲(chǔ)元件的圖形形狀、外形數(shù)據(jù)和描述數(shù)據(jù)；等級(jí)庫(kù)是按照一定設(shè)計(jì)要求，例如溫度、壓力或者設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類的組合體，這點(diǎn)與PDS中的等級(jí)分類表有些類似；特性庫(kù)是存儲(chǔ)元件的壁厚、重量、材料等特征特性。

在使用PDMS進(jìn)行常規(guī)管道設(shè)計(jì)時(shí)，常常把所有的管道零部件手冊(cè)上的數(shù)據(jù)都匯總整理建立到元件庫(kù)中，作為元件使用。這些元件記錄著管道元件本身基礎(chǔ)的尺寸數(shù)據(jù)、描述、形狀數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)以及一些只跟本元件本身相關(guān)的備注信息。把元件的一些特性數(shù)據(jù)，例如管道壁厚，管件重量等一些數(shù)據(jù)記錄到特性庫(kù)中。在具體工程使用時(shí)，再根據(jù)工程對(duì)零部件分類的規(guī)定，將管道元件劃分為多個(gè)等級(jí)，然后在等級(jí)下面掛接上元件庫(kù)中相應(yīng)的部件和對(duì)應(yīng)的特性庫(kù)數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)工作開(kāi)始后，設(shè)計(jì)人員通過(guò)等級(jí)選取管道元件來(lái)關(guān)聯(lián)調(diào)用后臺(tái)的元件庫(kù)和特性數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，建立元件庫(kù)和特性庫(kù)的工作是工作量最大，也是在工程設(shè)計(jì)之前先行進(jìn)行的工作，元件庫(kù)和特性庫(kù)的完整與否跟工程使用是否順利有著直接的關(guān)系。

在PDMS軟件中，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為一個(gè)樹(shù)狀的結(jié)構(gòu)，有著許多的分支，樹(shù)狀的最頂層是統(tǒng)一的“WORLD /*”，下面的每一層節(jié)點(diǎn)均表示一種數(shù)據(jù)庫(kù)類型，結(jié)點(diǎn)類型不同，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)類型也不同。

在元件庫(kù)中，一共分5層，第一層是“WORLD /*”，這層是固定不可改變的；下面是CATA，可以有多個(gè)CATA，根據(jù)不同的需求進(jìn)行分類，例如：按照管道元件所屬的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類等；再下面是SECT,可以有多個(gè)SECT,來(lái)對(duì)其對(duì)應(yīng)的上級(jí)CATA進(jìn)行細(xì)分，例如：管道、彎頭、三通、大小頭、閥門等；CATA下層是CATE,這層就比較具體了，例如：在彎頭中分是P4的彎頭還是帶直管段的彎頭等；最下層是SCOM、SDTE、PTSE、GMSE，SCOM是成管徑系列的部件，SDTE記錄這一類的描述及材料信息，PTSE和GMSE記錄著外形樣子和與其他部件的連接信息，比如焊接連接、法蘭連接等，這四層層級(jí)相同并且更加具體，對(duì)應(yīng)到具體的某一個(gè)實(shí)際的零部件，例如：PN4,帶直管段熱壓彎頭，DN200，材料為20號(hào)鋼，其外形尺寸和重量等。

2 PDS與PDMS管道元件庫(kù)的差異

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)支持的文字

在工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，PDS和PDMS均支持中文、英文和數(shù)字。本身兩個(gè)軟件都是國(guó)外公司研發(fā)的，對(duì)英文和數(shù)字的支持是沒(méi)問(wèn)題的。而對(duì)中文的支持有點(diǎn)小差異：PDS軟件對(duì)中文的支持比較有限，在抽取ISO圖過(guò)程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)丟失漢字的情況。PDMS對(duì)中文的支持性比較好，僅對(duì)偏僻字會(huì)出現(xiàn)無(wú)法識(shí)別的情況。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方式

從軟件數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)上來(lái)看，PDS軟件是采用圖形數(shù)據(jù)分開(kāi)，圖形是以文件形式存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)是通用型數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，如Oracle，SQL Server等。PDMS軟件是圖形數(shù)據(jù)合一的存儲(chǔ)方式，數(shù)據(jù)庫(kù)的所有數(shù)據(jù)均存在PDMS軟件自帶數(shù)據(jù)庫(kù)文件中。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)自由度

PDS軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)是通用數(shù)據(jù)庫(kù)，其數(shù)據(jù)庫(kù)的格式是固定的，固定的數(shù)據(jù)表名稱、固定的數(shù)據(jù)表字段等；PDMS軟件數(shù)據(jù)庫(kù)最終是文件格式，用戶可以按照其規(guī)則自行規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)文件存儲(chǔ)位置、名稱等。

2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)的延展性

PDS軟件數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)分為兩部分：一部分是對(duì)于非通用數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)，例如圖形庫(kù)開(kāi)發(fā)，符號(hào)庫(kù)開(kāi)發(fā)等，是使用PDS軟件自帶計(jì)算機(jī)語(yǔ)言EDEN語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)；另一部分是通用數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)，PDS軟件的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)是通用的Oracle或者SQL server，其數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)相對(duì)固定，開(kāi)發(fā)也相對(duì)方便。PDMS軟件數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)是使用其自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言PML,借助PDMS平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，因數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)不是通用的，需使用中立格式的文件進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理后，進(jìn)入其他通用平臺(tái)，中立文件格式為*.txt、*.csv 等。

2.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的移植

PDS軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)決定了它無(wú)法作為實(shí)時(shí)更新的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，其移植性雖強(qiáng)，但很難同用，工程之間互相共享及傳遞很方便，但卻沒(méi)法幾個(gè)工程同時(shí)使用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。PDMS的數(shù)據(jù)庫(kù)也具有很強(qiáng)的移植性，并且同用使用是它的優(yōu)勢(shì)，可采用引用的方式，把幾個(gè)外部項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)入使用。

3 結(jié)論

三維設(shè)計(jì)已經(jīng)成為現(xiàn)今工廠設(shè)計(jì)的主流，三維軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)的元件數(shù)據(jù)庫(kù)三維設(shè)計(jì)的核心。掌握了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和原理，就可以更好的建立一套完整而又合理的元件數(shù)據(jù)庫(kù)，這不但有利于提高設(shè)計(jì)的效率，更能有效地保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量和減少誤差。

[1]GB 4943-2010 信息技術(shù)設(shè)備的安全.中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).

[2]GB/T 4458.3-1984 機(jī)械制圖軸測(cè)圖.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局.