客户化定制及数据交互提高设计精度

文｜徐文杰 李华锋

随着设计技术的不断发展，各方面的要求不断的提高，数字化技术已经广泛的应用到工厂设计之中。数字化设计的优势是数据化的模型，以工程的设计数据为基础对工程的设计、建造、运营、维护等过程进行掌控，完成整个工程的全生命周期管理。OpenPlant 系列软件是Bentley公司推出的全新工厂数字化设计系统，它包含 OpenPlant PowerPID（OPPID）、OpenPlant Modeler（OPM）、OpenPlant Isometrics Manager（OPIM）等软件及模块。这些软件都遵循ISO15926的标准，使得二维及三维工厂设计工程实现真正的数据互用，其开放式数据架构还可与其他使用ISO15926的设计系统进行数据互用。

客户化定制

OpenPlant Modeler V8i软件是首款基于ISO15926的三维CAD工厂建模软件，并包含电气及HVAC模块，与现有的“三维管道”应用软件相比，功能更多，效率更高。在OPM软件原有功能的基础上进行的客户化定制，可以使其功能更加符合工厂设计的实际需求。

OPM软件自带部分参数化设备，使用时非常方便，只需要点击相关参数化设备按钮，输入相应设备控制参数，即可生成参数化设备模型。工程设计时，设备种类较多，形状变化较大，采用参数化设备模型很难全部实现，因此在软件的使用过程中，需要根据工程需要，定制相应设备。

设备定制的主要工作集中在修改软件schema，添加新的设备类及属性。新建设备类分为两种情况：一是软件中已有的设备类，如泵、罐体、换热器、风机等，该类设备可在原有设备下新建子类；二是软件中不存在的设备类，如汽轮机、除尘器、烟囱等，而这些设备则需完全新建。定制成果如图1所示。

图1 客户化定制设备成果

图2 管道等级库定制成果

管道的等级（SPEC）划分是工厂设计的基础工作，对管道的设计、施工及工程造价具有重要意义。SPEC码为管道的等级代码，依据材料代码、压力等级代码、最大压力代码、介质代码四个代码编制。根据《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册》（GD2000），完成了汽水管道的等级库的开发，每个等级生成单独的.mdb文件供程序调用。汽水管道等级库的定制成果如图2所示。

表1 阀门类型及型号

阀门库也是管道元件库的一个重要组成部分，根据湖北省电力勘测设计院火力发电厂数字化设计的实际需求，在OpenPlant 软件原有阀门的基础上增加了火力发电厂热机专业常用的阀门库，通过编写dll动态库对阀门外形进行精细的描述，并建立了与阀门相对应的ISO图例。为方便对阀门数据管理及后期设计时用户调用方便，将阀门进行归类，截至目前，已开发完成主要阀门类型和型号如表1所示。

OpenPlant PowerPID V8i软件是唯一一款工厂与仪表(P&ID)软件，它也是基于开放式的ISO15926标准，功能强大、易于使用。

OPPID的定制步骤为，首先修改项目文件夹下的.cel文件，将工厂系统设计时常用的图例符号存放于.cel文件中，然后修改相应的schema，实现绘制P&ID图时对定制图例符号的调用。考虑到OPPID与OPM之间数据交互的问题，需要把OPM中新建的设备、阀门类在OPPID的schema中进行创建，保持一一对应。

OpenPlant Isometrics Manager软件是对OPM所建立的数字化模型实时提取和整合相关信息的轴测图（ISO图）生成工具，它有两种工作模式：单机模式和服务器模式。在单机模式下，数字化管线模型应先由OPM转成i-model格式文件，再将生成的i-model文件导入到OPIM生成轴测图；在服务器工作模式下，通过与ProjectWise集成，OPIM可实现自动抽取ISO图，并且还可实现对ISO图的发布和版本管理。

OPIM的客户化定制主要为ISO图图例定制及管道零部件属性调用定制。ISO图调用的图例存放于图例库（Cell libraries）中，OPIM允许用户依据出图习惯自定义图例，ISO图例存放在两个.cel文件中，其中custom.cel中存放的是用户自定义的图例库，程序优先调用此库，如果没有找到相应的图例，则搜索lisocomp.cel。管道零部件属性的调用则需要修改种子文件及配置文件，从而保证抽取的ISO图表达的完整性。

数据交互

i-model是Bentley公司开发的对基础设施信息进行开放式交换的文件格式，几乎所有Bentley软件之间的数据信息传递都可通过i-model来实现，（其他平台的数据也可以用i-model来交互）包括OPPID与OPM之间的数据交互。OPPID与OPM数据交互的主要功能为：以设计人员绘制的P&ID图为基础，对二三维对象之间的对象基本属性和连接关系进行继承，对可能出现的工程设计问题及人为建模错误等进行标示，便于设计人员做出判断和更改。

设计人员在OPPID软件中根据本单位出图习惯的要求及工程需求完成P&ID图绘制，绘制完成后，需要对系统图进行检查，检查无误后，即可将P&ID图发布成i-model，然后将i-model参考到OPM。Items目录树会一一列出i-model中存在设备、管道、阀门等各种元件，OPM与OPPID数据交互如图3所示。

要实现OPPID软件与OPM软件的数据交互，两款软件必须使用完全相同的数据库，可以将OPM软件Specs Databases文件夹下定制好的.mdb文件直接复制OPPID软件相应文件夹下。

OPPID与OPM数据交互流程如图4所示，OPM在参考i-model并确认信息无误后，就可以在OPM中新建元件。OPM提供了两种方式新建元件：

1）对于管带管道、阀门等零部件，直接在目录树管件节点点击右键，选择相应标准及类型进行创建。

图3 OPM与OPPID数据交互

图4 OPPID与OPM数据交互流程

2）对于用基本体搭建出元件模型（主要为设备模型），需使用自定义设备（Create Custom Component）功能定义设备，通过Browse获取i-model中的数据。

在使用用方法2）创建过程中会出现黄色警告标识，表示二三维校验失败。其原因是，该设备在OPM和OPPID中的属性信息不完全吻合。当在OPPID中创建设备，设备会自动新建一个GUID（Globally Unique Identifier，全局唯一标识符，只读属性）。而后在OPM中自定义该设备，会生成一个新的GUID。通过Browser获取并写入i-model信息时，无法写入GUID（该元件在OPPID中生成的GUID）信息，从而导致校验失败。现阶段可以通过修改schema，将OPM中GUID只读属性改为可写属性，可以解决上述问题。

从上述问题中可以看出OpenPlant的思想：在整个设计过程中，所有元件都是唯一的，其对应的属性信息也是唯一的，而且每个元件的属性信息均应在PID绘制阶段输入。

OpenPlant系列软件为工厂设计提供了一套完整的解决方案，在使用过程中需要根据实际需求对软件进行客户化定制。结合湖北省电力勘测设计院实际情况，笔者重点介绍了Bentley工厂设计系统各软件客户化定制，同时探讨了系统设计软件与布置设计软件的数据交互问题。通过对软件的客户化定制，可有效提高软件的适用性及设计人员的工作效率；不同软件之间的数据交互功能可保证工艺系统图与三维模型之间的逻辑关系一致，提高了设计的精度。