文/徐文杰 李華鋒

基于OpenPlant系列軟件的客戶化定制及數(shù)據(jù)交互

文/徐文杰 李華鋒

隨著設計技術的不斷發(fā)展，各方面要求不斷提高，數(shù)字化技術已經(jīng)廣泛地應用到工廠設計之中。數(shù)字化設計的優(yōu)勢是數(shù)據(jù)化的模型，以工程的設計數(shù)據(jù)為基礎對工程的設計、建造、運營、維護等過程進行掌控，完成整個工程的全生命周期管理。

本文基于Bentley的OpenPlant系列軟件，結合具體的實際需求，探討了系統(tǒng)設計軟件、布置設計軟件、軸測圖設計軟件的客戶化定制問題，并對OPPID及OPM的數(shù)據(jù)交互進行了研究。

1 OPM軟件客戶化定制

OpenPlant Modeler V8i軟 件 是 首 款 基 于ISO15926的三維CAD工廠建模軟件，并包含電氣及HVAC模塊，與現(xiàn)有的“三維管道”應用軟件相比，功能更多，效率更高。本節(jié)重點介紹在OPM軟件原有功能的基礎上進行的客戶化定制，使其功能更加符合工廠設計的實際需求。

1.1 設備定制

OPM軟件自帶部分參數(shù)化設備，使用時非常方便，只需要點擊相關參數(shù)化設備按鈕，輸入相應設備控制參數(shù)，即可生成參數(shù)化設備模型。工程設計時，設備種類較多，形狀變化較大，采用參數(shù)化設備模型很難全部實現(xiàn)，因此在軟件的使用過程中，需要根據(jù)工程需要，定制相應設備。

設備定制的主要工作集中于修改軟件schema，添加新的設備類及屬性。新建設備類分為兩種情況：一是軟件中已有的設備類，如泵、罐體、換熱器、風機等，該類設備可在原有設備下新建子類；二是軟件中不存在的設備類，如汽輪機、除塵器、煙囪等，而這些設備則需完全新建。定制成果如圖1所示：

圖1 客戶化定制設備成果

1.2 管道等級庫定制

管道的等級（SPEC）劃分是工廠設計的基礎工作，對管道的設計、施工及工程造價具有重要意義。SPEC碼為管道的等級代碼，依據(jù)材料代碼、壓力等級代碼、最大壓力代碼、介質代碼4個代碼編制。根據(jù)《火力發(fā)電廠汽水管道零件及部件典型設計手冊》（GD2000），完成了汽水管道的等級庫的開發(fā)，每個等級生成單獨的.mdb文件供程序調用。汽水管道等級庫的定制成果如圖2所示：

圖2 管道等級庫定制成果

1.3 閥門庫定制

閥門庫是管道元件庫的一個重要組成部分，根據(jù)我院火力發(fā)電廠數(shù)字化設計的實際需求，在OpenPlant 軟件原有閥門的基礎上，增加了火力發(fā)電廠熱機專業(yè)常用的閥門庫，通過編寫dll動態(tài)庫對閥門外形進行精細的描述，并建立了與閥門相對應的ISO圖例。為方便對閥門數(shù)據(jù)管理及后期設計時用戶調用，將閥門進行歸類，截至目前，已開發(fā)完成主要閥門類型和型號如表1所示。

表1 閥門類型及型號

2 PID軟件客戶化定制

OpenPlant PowerPID V8i軟件是唯一一款工廠與儀表（P&ID）軟件，它也是基于開放式的ISO15926標準，功能強大、易于使用。

OPPID的定制步驟為：首先修改項目文件夾下的.cel文件，將工廠系統(tǒng)設計時常用的圖例符號存放于.cel文件中，然后修改相應的schema，實現(xiàn)繪制P&ID圖時對定制圖例符號的調用。考慮到OPPID與OPM之間數(shù)據(jù)交互的問題，需要把OPM中新建的設備、閥門類在OPPID的schema中進行創(chuàng)建，保持一一對應。

3 軸測圖軟件客戶化定制

OpenPlant Isometrics Manager軟件是對OPM所建立的數(shù)字化模型實時提取和整合相關信息的軸測圖（ISO圖）生成工具，它有兩種工作模式：單機模式和服務器模式。在單機模式下，數(shù)字化管線模型應先由OPM轉成i-model格式文件，再將生成的i-model文件導入到OPIM生成軸測圖；在服務器工作模式下，通過與ProjectWise集成，OPIM可實現(xiàn)自動抽取ISO圖，并且還可實現(xiàn)對ISO圖的發(fā)布和版本管理。

OPIM的客戶化定制主要為ISO圖圖例定制及管道零部件屬性調用定制。ISO圖調用的圖例存放于圖例庫（Cell libraries）中，OPIM允許用戶依據(jù)出圖習慣自定義圖例。ISO圖例存放在兩個.cel文件中，其中custom.cel中存放的是用戶自定義的圖例庫，程序優(yōu)先調用此庫，如果沒有找到相應的圖例，則搜索lisocomp.cel；管道零部件屬性的調用則需要修改種子文件及配置文件，從而保證抽取的ISO圖表達的完整性。

4 數(shù)據(jù)交互

i-model是Bentley公司開發(fā)的對基礎設施信息進行開放式交換的文件格式，幾乎所有Bentley軟件之間的數(shù)據(jù)信息傳遞都可通過i-model來實現(xiàn)，包括OPPID與OPM之間的數(shù)據(jù)交互。OPPID與OPM數(shù)據(jù)交互的主要功能為：以設計人員繪制的P&ID圖為基礎，對二維、三維對象之間的對象基本屬性和連接關系進行繼承，對可能出現(xiàn)的工程設計問題及人為建模錯誤等進行標示，便于設計人員做出判斷和更改。

4.1 P&ID圖繪制

設計人員在OPPID軟件中根據(jù)本單位出圖習慣的要求及工程需求完成P&ID圖繪制，繪制完成后，需要對系統(tǒng)圖進行檢查，檢查無誤后，即可將P&ID圖發(fā)布成i-model，然后將i-model參考到OPM。Items目錄樹會一一列出i-model中存在設備、管道、閥門等各種元件。OPM與OPPID數(shù)據(jù)交互如圖3所示。

圖3 OPM與OPPID數(shù)據(jù)交互

4.2 數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)流程

要實現(xiàn)OPPID軟件與OPM軟件的數(shù)據(jù)交互，兩款軟件必須使用完全相同的數(shù)據(jù)庫，可以將OPM軟件Specs Databases文件夾下定制好的.mdb文件直接復制到OPPID軟件相應文件夾下。

OPPID與OPM數(shù)據(jù)交互流程如圖4所示，OPM在參考i-model并確認信息無誤后，就可以在OPM中新建元件。OPM提供了兩種方式新建元件：

1）對于管帶管道、閥門等零部件，直接在目錄樹管件節(jié)點點擊右鍵，選擇相應標準及類型進行創(chuàng)建；

2）對于用基本體搭建出元件模型（主要為設備模型），需使用自定義設備（Create Custom Component）功能定義設備，通過Browse獲取i-model中的數(shù)據(jù)。

在使用用方法2）創(chuàng)建過程中會出現(xiàn)黃色警告標識，表示二維、三維校驗失敗。其原因是，該設備在OPM和OPPID中的屬性信息不完全吻合。當在OPPID中創(chuàng)建設備，設備會自動新建一個GUID（Globally Unique Identifier，全局唯一標識符，只讀屬性）。而后在OPM中自定義該設備，會生成一個新的GUID。通過Browser獲取并寫入i-model信息時，無法寫入GUID（該元件在OPPID中生成的GUID）信息，從而導致校驗失敗?，F(xiàn)階段可以通過修改schema，將OPM中GUID只讀屬性改為可寫屬性，可以解決上述問題。

從上述問題中可以看出OpenPlant的思想：在整個設計過程中，所有元件都是唯一的，其對應的屬性信息也是唯一的，而且每個元件的屬性信息均應在PID繪制階段輸入。

圖4 OPPID與OPM數(shù)據(jù)交互流程

5 總結

OpenPlant系列軟件為工廠設計提供了一套完整的解決方案，在使用過程中需要根據(jù)實際需求對軟件進行客戶化定制。本文結合我院實際情況，重點介紹了Bentley工廠設計系統(tǒng)各軟件客戶化定制，同時探討了系統(tǒng)設計軟件與布置設計軟件的數(shù)據(jù)交互問題。通過對軟件的客戶化定制，可有效提高軟件的適用性及設計人員的工作效率；不同軟件之間的數(shù)據(jù)交互功能可保證工藝系統(tǒng)圖與三維模型之間的邏輯關系一致，提高了設計的精度。

作者單位湖北省電力勘測設計院