化工管道设备现场数据的处理方法

汪宁

（黑龙江工业学院，黑龙江 鸡西 158100）

化工管道设备现场数据的处理方法

汪宁

（黑龙江工业学院，黑龙江 鸡西 158100）

近年来，随着我国社会经济的飞速发展，化工产业也在不断发展，化工装置的规模也不断扩大.在建设化工项目的过程中，设计变更和现场签证会对设计质量产生重要的影响，但是现场数据的采集和使用会对设计变更、现场签证带来很大程度的影响.本文主要从现场数据的收集、标定以及存储、AuotoCAD接口方法等各个方面研究化工管道设备现场数据处理方法.

化工；管道设备；现场设计；数据处理；CPS定位

管道是化工装置的“血管”，其重要性不言而喻，管道工程作为化工装置的重要组成部分，在化工中具有重要作用.管道不仅将各类设备以及系统设施连接起来，形成一个完整的整体，而且还是运输各种流体的保障，起到保护资源以及保护环境的作用.下面本文针对工程现场的数据处理方法进行分析，以期节约现场签证时间，提高工作效率.

1 GPS定位与RTK定位

现场数据，是进行现场设计变更、签证的重要数据依据，利用GPS定位系统和RTK定位能够快速获得现场数据.首先，GPS定位系统主要由空间部分、地面监控部分以及地面接收设备三部分构成，其中通过地面接收设备能够计算出接收位置的数据，具有很好的位置计算精确度.如果地面接收设备收到四颗以上的卫星信号，就能够计算出测量点的经纬度和高度数据，给出相应的海拔高度.但由于地球不是标准的圆形，在计算高度数据时可能会出现一些误差；在计算时需要注意，进行直接计算的数据是WGS84坐标系的标准，假如设计选用的是CGCS2000国家的大地坐标系，需要通过计算方法进行相对应的转换.

其次，采用载波相位动态实时差分技术（RTK）进行高精度定位，可以把动态的精度提升到厘米级别；静态的精度提高至毫米级别.在RTK查分模型中牵涉到基准站和观测站之间的无线数据传输，从当地无线电管理单位对无线频道使用情况管制方面考虑，针对现场设计的RTK设备能够在流动基准站和观测站之间用24GHz的WiFi传输观察数据.采用GPS-RTK这种技术计算得到的观测站精度较高，可充分满足工程误差的需求.

最后，为了提升数据处理GPS终端，进而获得精度较高的现场数据，在施工现场的参考点可以任选其一，架设带有GPS采集设备和WiFi的基准站，实现和服务器之间的通讯. DPT和RST之间的实时数据经过Server的过程中经过计算以后，会形成精度较高的数据返回到DPT，存入相应的数据库中.DPT可以通过CAD数据形成模型轨迹，把数据提交都其它相关辅助服务器中，实现现场数据、设计数据之间的数据校核.GPS-RTK技术模型如下图1所示.

图1 GPS-RTK技术模型

2 数据存储与数据交换

目前，应用比较广泛的DXF能够支持很多软件的图形交换格式文件，它主要有文本格式、二进制格式两种.每一种文件格式都有非常严格的规定，文件结构也比较清楚，但通常都采用文本格式的DXF文件.每一个文本格式的DXF文件包括有：文件头、表以及实体、缩略图、块、文件结束等几部分.在DXF文件中，人们最关注的是怎样组织模型中各个点的坐标，然后正确使用这些点连成线，绘成面，进一步绘制出整个模型.该文件的结构中，可以先叙述实体中各个不同点的坐标，再阐述实体中面的个数，以及每个面都是由哪些点组成.如此一来，就需要有至少两个数组存储一个实体信息，一个用来存储点序，另一个用来存储点坐标，把两个数组放在同一个结构中，假如模型中实体数目超过一个，需用这个结构定义数组，储存现场采集的数据，依据现场可用的实体，对象在系统中预先设计实体模型，把现场采集的数据按照实体模型的相关要求存储到DXF文件内.

在实际现场设计工作过程中需要采用AutoCAD完成全部的管线设计，其中用到的相关元素有：管线名称、管线起点、弯头接入点以及管线终端、压力、盲板等等.DPT采集得到数据，然后借助通讯管道把现场数据传送到服务器中，借助系统中的AutoCAD完成线路和配件的设计，输进DPT提供给现场设计人员进行适当的修改.通过手持DPT终端的计算能力，设计出专用的计算机软件，然后再利用GPS技术把采集到的所有现场位置的数据和现场的设计人员进行输入选择，分析处理生成DXF文件储存.最后，利用办公室中的AutoCAD中的DXFN指令可以把DXF文件收入项目文件内，由于DXF文件内包括现场设计标志，设计人员通过后续应力计算与安全校核以后，修改标志保持正常即可.

3 运用GPS技术取得现场实际数据

在施工现场进行安装管道的过程中，管道的开孔位置和实际管道走管位置不一致，由于管道的直径长，开孔较大，如果修改开孔位置会牵涉到砸梁，经过调查发现管道专业设计模型与中间条件都和结构专业设计文件吻合，设计方面不存在问题.为了更好地解决修改方案过程中遇到的种种问题，首先要查明设计、安装不可以同步进行的原因.充分运用GPS技术获得管道安装的现场数据，如下图2所示，在此基础上，结合图1的GPS-RTK技术模型，把相关标点设置在平台设计参考坐标系的点上，这样DPT和RST等各项数据通过Wifi和服务器就可以建立起数据通讯，而服务器在运行进程中可以使各个通道录入观测站的实时数据，然后选取合理的设计参考坐标系，把DPT的真实立体位置数据再次回传到现场设计人员所掌握的DPT终端.

图2 运用GPS技术获得管道安装的现场数据

在现场获得管口的实际位置坐标点以后，通过经度纬度、坐标体系和管道专业进行建模的过程可以实现本地坐标系中有关坐标值的换算，充分运用公式、程序在相关仪器中编制好，设备端口的东部偏离大约200毫米，把现场采集到的数据和设备设计蓝图相比，可知由于设备基础在施工过程中出现了偏差导致.随后在安装这台设备时，设备的其他管线也存在同等数量的偏差，管道直径很长，管道稍稍偏厚，需要依据现场实际情况进行批量地修改管道.经过应力专业核算以后，定下管道修改方案，在现场给结构专业提出相关条件，然后处理孔洞的修改方案，安装管道.只需要通过一条管线安装过程中出现的问题就能发现其它管线存在问题，在管道安装之前，预先发现问题进行及时修改.此外，高温高压的管道受到温度、压力的影响，如果管道发生部分改动，其应力电动可能很大，因此在修改这种类型的管线现场时，修改取值必须非常精确，修改后管线要通过材控应力进行专业的核算确认以后才能实施，现场结构专业也必须核算结构应力的变化.总之，按照现场实际情况采集数据，不仅仅可以确保采集到数据的精确性，同时也能确保和实际情况相吻合，减少设计与施工的误差，进而提高解决问题的效率.

4 结束语

总而言之，化工装置工艺管道设计是一项较大的工程设计，不仅需要人际人员掌握专业知识，而且还需要设计人员具有创新意识，在管道设计中能够根据实际情况，设计合理的管道，才能够确保石油化工管道的安全性，最终保证化工设备的正常运转.由于现代社会，大规模的工程项目很多，其施工和设计的难度较大，施工周期常常定的很紧张，因此在设计结束以后还要进行或多或少的修改，而业主常常会把技术修改方面的问题和实施工程项目同步进行，这在客观上增加了设计施工难度.

同时，在施工过程中，从同一种装置在不同环境条件下的各方面因素进行考虑，需要增设或者修改管线.如果直接选用CAD或者在模型数据内直接建造管很容易发生错误，同时建设管的周期也会比较长，这需要采用和实际情况相吻合的直接配管方法缩短建设周期，提高效率解决问题.采用依据现场实际情况收集数据的处理方法，其采集到的数据和实际情况吻合度较高，能够大大减少设计与施工误差，同样这种方法也能够运用在工程施工过程中的其它专业中.

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