何磊

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，各類新的設(shè)計(jì)手段正不斷深入，已影響到傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠工程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)手段上帶來了方方面面的變革。該文著重根據(jù)近年來計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中的開發(fā)和應(yīng)用情況，提出一些軟件開發(fā)的建議和意見供大家參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 發(fā)電廠 設(shè)計(jì)軟件數(shù)字化

中圖分類號：TP470 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（c）-0006-02

在新中國發(fā)展的近70年中，全國的設(shè)計(jì)工作者一直都在提高設(shè)計(jì)水平的道路上不懈努力。從最早機(jī)械制圖（AutoCad）的廣泛應(yīng)用，到后來三維軟件（PDMS）的深度開發(fā)，都在不同程度上通過工作方式的改變帶來設(shè)計(jì)思路上的轉(zhuǎn)變，在推進(jìn)新技術(shù)應(yīng)用水平的同時(shí)，不斷開拓著設(shè)計(jì)思路。近10年來，隨著國家電力建設(shè)水平的不斷提高、海外電力市場的不斷開拓以及電力市場競爭的日益加劇，對設(shè)計(jì)行業(yè)，特別是設(shè)計(jì)手段高效化、設(shè)計(jì)成品精細(xì)化以及設(shè)計(jì)過程可追溯等方面的要求正在不斷提高。該文將通過介紹近年來各類計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中的開發(fā)和應(yīng)用情況，提出一些軟件開發(fā)的建議和意見并介紹已經(jīng)實(shí)施的方案，以供大家參考。

1 三維設(shè)計(jì)軟件在發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

早在2005年，三維設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)與應(yīng)用就已經(jīng)進(jìn)入中國電力設(shè)計(jì)領(lǐng)域，但受計(jì)算機(jī)硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展水平的限制，三維設(shè)計(jì)軟件一直不具備替代傳統(tǒng)機(jī)械制圖（AutoCad）的條件。隨著發(fā)電市場的完善，各家發(fā)電公司對工程投資成本核算越來越精確，如何在滿足工程技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的要求下，有效提高設(shè)計(jì)行業(yè)設(shè)計(jì)成品精度的問題，就擺在了工程設(shè)計(jì)者的面前。加上計(jì)算機(jī)硬件水平的飛速發(fā)展，使三維設(shè)計(jì)軟件的廣泛應(yīng)用成為可能，而對于電氣專業(yè)來說，電纜敷設(shè)就成為了應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件來提高設(shè)計(jì)精度的重要突破口。

傳統(tǒng)手工電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)的主要問題有：（1）設(shè)計(jì)人員需手動(dòng)對全廠進(jìn)行分區(qū)并設(shè)置區(qū)域編號和區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)編號，此環(huán)節(jié)工作量大，容易出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)重號的問題；（2）需要手動(dòng)設(shè)計(jì)全廠設(shè)備與橋架之間的電纜通道，此環(huán)節(jié)工作繁瑣，要求設(shè)計(jì)人員對各專業(yè)設(shè)備布置和三維空間位置相當(dāng)清楚；（3）這些纜道信息都要人工輸入到計(jì)算程序中進(jìn)行長度計(jì)算，此環(huán)節(jié)中的輸入錯(cuò)誤更是大量存在。再加上電纜敷設(shè)工作量大，人員素質(zhì)要求高，因此造成了錯(cuò)誤率高、不易發(fā)現(xiàn)的特點(diǎn)，并且由此方式設(shè)計(jì)出的埋管布置圖也很難做到精確設(shè)計(jì)，在安裝材料統(tǒng)計(jì)上更是與實(shí)際偏差較大。

三維設(shè)計(jì)軟件PDMS在電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，大幅度地減少了需要設(shè)計(jì)人員做的簡單重復(fù)勞動(dòng)。區(qū)域設(shè)置、節(jié)點(diǎn)編號、敷設(shè)路徑、數(shù)據(jù)填寫等工作均由軟件自動(dòng)完成。設(shè)計(jì)成品完全以三維的方式展示出來，不但避免了現(xiàn)場增補(bǔ)電纜，同時(shí)也提高了施工圖對現(xiàn)場施工的指導(dǎo)作用。這種從原有的粗放型效益模式到精細(xì)化效益模式的轉(zhuǎn)變，無論業(yè)主還是設(shè)計(jì)院都從其中獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 電氣輔助設(shè)計(jì)軟件在發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

三維設(shè)計(jì)軟件在設(shè)備布置設(shè)計(jì)方面有較明顯的優(yōu)勢，但在電氣廠用電配置接線圖、發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)以及發(fā)電廠自動(dòng)化等系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，就需要求助于其他輔助設(shè)計(jì)軟件。目前應(yīng)用較多的輔助設(shè)計(jì)軟件主要有Promis.e和歐聯(lián)。

Promis.e軟件是一款運(yùn)行于AutoCAD基礎(chǔ)的應(yīng)用程序，它最早是為電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)開發(fā)的工具軟件。該軟件主要基于SQL工程數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)工程和專業(yè)需要，通過編制元器件數(shù)據(jù)庫、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表以及定制出圖等方式，使該軟件滿足各類設(shè)計(jì)工程需要。

歐聯(lián)軟件同Promis.e一樣，也是一款運(yùn)行于AutoCAD基礎(chǔ)的應(yīng)用程序，它最早應(yīng)用于熱工專業(yè)設(shè)計(jì)，在編制接線表和測點(diǎn)清單方面有較大優(yōu)勢。

上述兩款輔助設(shè)計(jì)軟件在發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中均有過使用。Promis.e軟件通過簡單的訂制，目前已經(jīng)可以完成發(fā)電廠用電配置接線圖的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員只需在設(shè)計(jì)好的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表中完成電源段的劃分、負(fù)荷分配、標(biāo)準(zhǔn)回路設(shè)定以及主要開關(guān)設(shè)備的選型，后繼的出圖工作均由軟件一次性完成。在出圖過程中，軟件還能對設(shè)計(jì)中不合理的地方，如：上級變壓器容量與所接負(fù)荷不匹配、上下級斷路器分?jǐn)嗄芰Σ黄ヅ?、重?fù)配置負(fù)荷等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和反饋，大大提高了設(shè)計(jì)效率，降低了設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)低級錯(cuò)誤的情況。

歐聯(lián)軟件則可以直接應(yīng)用于發(fā)電廠電氣二次的保護(hù)、測控等圖紙的設(shè)計(jì)中。與傳統(tǒng)的cad制圖相比，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)時(shí)的工作量會(huì)有較大增加，但后期的端子排接線表的生成、測點(diǎn)清單的統(tǒng)計(jì)以及制圖標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一等方面，則都由軟件統(tǒng)一完成?？傮w來講，工作量得到了減輕，施工圖的出圖精度得到了明顯的提升。不僅如此，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟的今天，利用上述兩款軟件實(shí)現(xiàn)的協(xié)同設(shè)計(jì)和協(xié)同校審功能，其配合易、更新快、反饋及時(shí)、升版準(zhǔn)確的優(yōu)勢也逐漸體現(xiàn)了出來。

上述款軟件不但對于設(shè)計(jì)人員完成單個(gè)分冊設(shè)計(jì)起到了輔助作用，得益于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在還可以完成多個(gè)分冊協(xié)同設(shè)計(jì)。具體來說，軟件會(huì)為每個(gè)工程設(shè)立一個(gè)獨(dú)立的設(shè)計(jì)平臺，當(dāng)多個(gè)設(shè)計(jì)人同時(shí)在這一平臺上進(jìn)行多個(gè)分冊的設(shè)計(jì)時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)比對平臺上各分冊間的連接信息。當(dāng)各分冊或系統(tǒng)間接口信息，如：測點(diǎn)編號、回路名稱、對側(cè)設(shè)備描述等信息匹配時(shí)，軟件會(huì)直接將兩側(cè)的接口進(jìn)行對接并在兩冊均完整示意對側(cè)的交互參考信息。從根本上杜絕了以往的兩側(cè)設(shè)備連接錯(cuò)誤、接口連接遺漏以及電纜重復(fù)開列等問題。

3 電氣輔助設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用中的問題總結(jié)

經(jīng)過近10年的軟件開發(fā)與應(yīng)用，電氣輔助設(shè)計(jì)軟件在多個(gè)工程中已經(jīng)得到了應(yīng)用，其帶來的生產(chǎn)力的提高、設(shè)計(jì)思路的轉(zhuǎn)變以及工作方式的革新都已得到了廣大設(shè)計(jì)工作者的接受和認(rèn)可。但在電氣輔助設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用之初，情況卻并不樂觀，軟件的開發(fā)過程也走了不少彎路。其中最主要的問題還是在應(yīng)用初期的思維模式上。

軟件應(yīng)用之初，工程設(shè)計(jì)人員很難放棄多年養(yǎng)成的設(shè)計(jì)習(xí)慣和工作流程，一直要求軟件能通過將現(xiàn)有設(shè)計(jì)習(xí)慣和工作流程直接數(shù)字化的方式，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員與設(shè)計(jì)軟件間的無縫對接。但現(xiàn)實(shí)是，我國軟件設(shè)計(jì)實(shí)力和技術(shù)儲(chǔ)備當(dāng)時(shí)還達(dá)不到這個(gè)要求，幾乎所有的設(shè)計(jì)輔助軟件均是在國外成熟的設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)上移植過來，有些甚至沒有中文的說明書。在這些情況下，強(qiáng)行要求軟件商為中國設(shè)計(jì)人員開發(fā)定制的設(shè)計(jì)軟件，無論是中方設(shè)計(jì)人員的配合成本，還是軟件商的學(xué)習(xí)成本都會(huì)非常高。特別是在工程進(jìn)度要求高、工期緊的情況下，任何一套軟件都很難達(dá)到全面應(yīng)用于實(shí)際工程的要求。多數(shù)情況都是將軟件應(yīng)用于某一個(gè)專業(yè)的某幾個(gè)次要分冊中，以達(dá)到在實(shí)際工程中檢驗(yàn)應(yīng)用效果的目的，并為后期深入應(yīng)用儲(chǔ)備力量。

經(jīng)過多年的軟件應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和工作應(yīng)用總結(jié)，工程設(shè)計(jì)人員越來越多地接受了圖外設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)思路，軟件開發(fā)人員也對中國設(shè)計(jì)人員的需求有了越來越深刻的理解。有了前期近10年的積累，才有了今天越來越多的設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用到實(shí)際工程中，并為設(shè)計(jì)院和業(yè)主帶來顯而易見的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日臻成熟的今天，使用電氣輔助設(shè)計(jì)軟件已不僅僅是完成圖紙繪制的工作，還要完成設(shè)計(jì)成品的數(shù)字化、設(shè)計(jì)流程的數(shù)字化以及成品交接的數(shù)字化，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化電廠貢獻(xiàn)力量。以開放的態(tài)度接受新事物、學(xué)習(xí)新知識、開辟新道路，則是我們走設(shè)計(jì)行業(yè)數(shù)字化之路的重要基礎(chǔ)和力量。

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