浅谈AUTOPLANT2004在化工设计中的应用

唐明桂

（广东寰球广业工程有限公司，广东 广州 510655）

1 引言

近年来计算机技术的快速发展,对勘察设计行业的发展产生了巨大的推动力，三维工厂设计在石化行业已成趋势。各种设计软件的应用,使化工设计经历了从原始的绘图板方式,到CAD电子图板,再到三维工厂设计,继而到工厂全生命周期设计的发展过程。而三维工厂设计软件是后两个设计阶段的基础，给纷繁复杂的化工设计带来了便利。AUTOPLANT2004即是基于AutoCAD2004开发的三维工艺安装专业绘图软件，给广大石油化工等管道工程设计人员争取到更多的时间和精力去做更好更多的设计策划。它针对工艺管道工厂设计的特点，提供了一个逼真的三维设计平台，使设计更形象更真实；同时它可以自动统计材料，出平立面图及单管轴侧图，极大的简化了设计的过程，减轻了设计者的工作压力，提高了效率。

2 AUTOPLANT2004主要功能及特点

AUTOPLANT2004是以AUTOCAD2004为平台的三维工厂设计软件，它对工厂设计的全过程提供了较为有力的支持，其主要功能及特点：

2.1 常用模块介绍

Piping—三维及二维配管设计。根据绘图人员选定的参数对管道进行详细的定义和表达。此模块包含统计材料工具，可自动统计综合材料及管段材料。

Equipment—三维参数化设备建模。可建立两种设备模型，一种是直接调用软件内置设备，另一种为利用模块提供的各种图元组建各种新设备。

Structural—三维钢结构建模及设计。绘制结构框架、护栏、楼梯等。

ISOGEN—从三维模型中全自动抽取单管图

Isometrics—带数据属性单管图绘制

SpecGen—管道等级库生成器

Explorer/ID—实时漫游及碰撞检。浏览三维工厂，检查是否有碰撞。

Project administrator—项目管理模块。完成项目的建立、管理和维护,各种配置文件、参数、路径都可以通过该模块进行设置和修改，使得项目的配置一目了然。

Raceways—包含一些特殊元件，如软管、流量计、视镜等。

2.2 软件主要特点及优点

（1）AutoPLANT安装和项目的建立相对简单，界面与AutoCAD相似，菜单的调出和使用也类同于Autocad,比较符合工程设计习惯。

（2）数据库的建立也相对容易掌握，向catalogs中添加工程需要的元件数据，抽取等级表。管道绘制与管道等级表紧密结合，使管道具有完整的属性。

（3）采用参数化设计，程序中写有完整的阀门、法兰及其他管件的尺寸数据文件，完全参数化的绘图。且这些数据文件可根据需要编辑修改，非常方便。

（4）设备和管道的绘制更直观、快捷。管道的绘制依赖于元件库及等级表；设备模块则有很多灵活模板可根据实际套用，极大的简化了画图过程，提高了效率。另外配合structural等模块的使用，使设计更直观、精准。

（5）各类报告功能强大。提供了管道材料自动统计报表，及其他根据需要可提取的信息报表，如设备列表、管嘴列表等，方便又快捷。

安瓿瓶内表面与枸橼酸咖啡因注射液的相容性研究…………………………………………………… 张良明等（5）：644

应用该软件进行设计，一方面减少了设计人员重复性的劳动，降低劳动强度；另一方面又使许多人工操作用计算机来代替，提高了设计的准确度和精度。

3 软件应用技巧

3.1 使用流程

（1）系统配置及软件的安装。需要在Windows/2000/NT/sp1的操作系统下安装，支撑环境为AutoCAD2000/2000i/2002/2004，一般推荐使用AutoCAD2004。

（2）建立项目并设置好各参数。使用Project Administrator建立项目，设置配置文件、参数等，注意项目信息栏项目名称为必填，添加项目根目录时路径中不要出现中文。

（3）建立工程数据标准库。3种数据库工作模式：集中式、分布式、独立式（很少采用）；数据库由元件库和等级库两部份组成。元件库一般按不同标准编制，如ANSI/ASME、德国DIN、日本JIS/JPI，国内有GB、HG、SH、GD 等；等级库也叫规范库，针对具体项目，是从单个或多个元件库中按照项目要求提取的一部分管件。

（4）抽取等级表。每个项目使用的spec是从元件库中按照项目要求提取出来的一个有针对性的数据库文件。

（5）建立设备模型。利用已有模板可较快的建好设备本体，待等级表做好后即可建立带管嘴的设备模型。

（6）建立三维结构模型。对管道布置来说结构模型更多的起到效果及配管方便的作用，并不作为结构专业的出图。

（7）建立三维管道模型。即是配管设计，最好预先做好管道研究，减少管道模型的修改。

（9）出平立面图生成单管轴侧图。出平立面目前多配合PLANTWAVE使用；单管轴侧图注意事先定制好图框块，便于后面的修改及打印。

（10）抽取管道安装材料表和综合材料表。

3.2 建模需要注意的问题

（1）模型文件图元密度的控制。一张模型文件里内容不要太多，设备可根据标高、分区等的不同合理的将其建立在不同的模型文件中；同类型的、有密切联系（如相互间管道连接比较多）的设备宜建在一张图里。（若设备不是太多，也可以单台设备为一张图，以设备名称命名，方便查找）管道则可根据管道之间的联系、物料、分区以及管道等级等的不同合理的将管道建在不同的文件里。每个模型文件的密度控制在以图面可清晰分辨为宜，这样既能提高工作效率，易于管理，又提升了整个项目的安全性。

（2）模型的参照与修改。模型与模型之间采用覆盖型的参照模式进行叠加，否则不能进行循环参照，也不允许跨文件拷贝模型元件。如设备定位主要参照（采用覆盖型）平面布置图，定位后需要复核设备名称、设备管口的位置、标高、对应的管道号等。对模型文件的修改、保存等操作均要在打开相关模块的菜单后进行，否则易报错；图纸命名也要遵循一定的原则，不要出现中文名及一些其他符号。

（3）特殊管道的绘制。坡度管及其他特殊管道主要用中心线法绘制；保温管应建立在单独的模型文件中，以利于保温材料的统计。

（4）及时检查模型错误。模型错误越少，后续处理的工作越少。首先配管过程要充分利用漫游插件，检查配管的合理性。其次需及时消除模型文件错误，其中管道连接属性是较为常见的错误，及时更正既避免后期模型过大导致检查工作量大的麻烦，又有利于提取单管轴测图。另配管过程删除管件后应及时对数据库进行清理。

（5）合理运用注释。一些没有模板的元件（可以用相似的图元来代替）或不易表达清楚的配管信息都可以通过misc attachment来添加标注说明。

（6）定期备份。模型的备份包括图形文件、数据库、项目信息等。定期备份以备需要恢复模型数据时使用，提高项目设计的安全性。

4 与其他三维软件的比较

经过近10年的发展,已经逐渐涌现了一批出色的三维工厂设计软件,而这其中应用较广泛、功能较强大的软件有3个：美国Intergraph公司的PDS,美国Bentley公司的AutoPLANT,AVEVA公司的PDMS。PDS与PDMS有多年技术积累,其功能强大,数据库完备,目前在三维工厂设计领域应用最为广泛，都极大的加快了设计的速度，提高了设计质量。AUTOPLANT作为其中之一，有其优势的地方：如相对稳定的项目管理平台；简单易于操作的工作模式；在3大类似软件中的经济优势等。但也存在一定局限，比如对于大型复杂项目，设备及管道非常多，模型文件也很多，浏览时全部生成模型耗时长，操作缓慢；最终出平立面图时对图纸的控制力相对较差，后续人工处理的工作量较大；同时在实际应用中的使用范围也较窄，目前piping和equipment使用率高，其他专业则相对较少。

5 结束语

AUTOPLANT2004作为基于AutoCAD开发的三维工厂设计软件，在不改变设计习惯的基础上，大大降低了设计制图的工作量，提高了设计水平，对化工工厂设计起到了巨大的推动作用。

[1]罗宇,张春迎,陈万里.探讨化工设计中的管道应力分析[J].科技信息，2010-04-15.