Support Modeler在管道三维设计中的应用

刘宝洪，高 源

(中海油石化工程有限公司,山东 济南 250000)

Support Modeler在管道三维设计中的应用

刘宝洪，高 源

(中海油石化工程有限公司,山东济南250000)

通过若干项目的运用，我公司对Support Modeler的使用积累了丰富的工程经验。本文对Support Modeler的组成和建模过程做了详细介绍。通过与传统模式管道支吊架设计比较，突出了Support Modeler在三维设计中的智能化、信息化、高效性和正确性。最后展望了Support Modeler在未来管道三维设计中的美好前景。

Support Modeler；PDS; 管道三维设计

随着石化装置规模的逐渐扩大，管道作为生产装置的命脉，其设计的深度也不断加大。管道支架设计是管道设计中极其重要的环节。随着对管系的应力分析越来越普遍，对管道支吊架设计的重要性提出了更高、更详细的要求。

目前大型装置管道都会采用三维软件进行设计。PDS(Plant Design System)作为美国鹰图公司旗下开发的三维设计软件，已经广泛的应用到国内外大型化工设计工程公司。为了更好的实现三维配管及管道支吊架的自动设计(包括建模、碰撞检查、出图及材料统计等)，我公司使用Support Modeler很好的解决了PDS自身管架设计的缺点。下面就对Support Modeler在三维设计中的应用做一下介绍。

1 Support Modeler简介

PDS中管道支架的设计可以分为物理管架和逻辑管架。物理管架是指在管道模型中建立真实的三维支架模型来表示管道支架，这种方法可以进行碰撞检测，但是操作界面和支架修改较为复杂。逻辑管架是在管道模型中用一个逻辑符号X标出管架的位置，但不建立实际的三维管架模型，管架的形式不够直观[1]。

Support Modeler是与PDS相结合的第三方管道支吊架软件。它能够灵活的建立各种管道的支吊架组合模型，提供一系列动态变化、易于使用和可自定义的可视化功能，从而能够加快管道支吊架建模过程[2]。Support Modeler自带支吊架库采用的是国外支吊架厂家的产品数据，难以满足国内工程公司对支吊架的设计需求。我公司通过参考国内外供应商的产品样本和标准规范，以设计灵活、适用性强、开发维护简便为原则，在原有支吊架库的基础上开发编制了本公司的支吊架库。

2 支吊架库的二次开发

对Support Modeler 自带的支吊架库的二次开发不仅完善了支吊架库，同时还能够使Support Modeler更加智能化。在二次开发过程中，通过对管径、保温层厚度及承重载荷等综合分析后，添加相关的条件判断语句，能够实现软件智能选型的功能。下面就对支吊架库做一下介绍。

2.1 支吊架库的基本组成

Support Modeler 项目由两套的文件体系组成(见图1)，一套是支吊架库；一套是项目文件夹。

图1 Support Modeler文件体系示意图

2.1.1 支吊架库

支吊架库是由核心支吊架库文件和次级支吊架库组成的汇总文件夹，是为各个项目模型提供支吊架信息的核心文件。在一个工程公司的范围内，它应具有唯一性，应该由专门的项目管理员负责维护和开发。

该核心文件内部主要有两种文件夹组成。第一种文件夹是核心支吊架库，主要包含被各类支吊架文件引用.parent文件和相关通用属性定义文件，这一类文件一般最好不要做修改，以免影响整个支吊架库的稳定。第二种文件夹是次级支吊架库，主要由Support Modeler自带的支吊架库(如SM_AISC、SM_Cisc等)和部分国外著名支吊架供应商的支吊架库(如 SM_Anvil、SM_Lisega_2010等)组成。每一个次级支吊架库都包含三类文件，第一类.PCX文件(保存在.bmp文件夹下)，是用于在Support Modeler中显示支吊架外形特征，便于设计人选择支吊架类型的图片文件，每一类支吊架都对应一个.pcx文件。第二类.item文件，是用于在Microstation中绘制支吊架外形的支吊架图形驱动文件，每一类支吊架都至少需要一个图形驱动文件来描述；第三类.mdb 文件，是用于保存支吊架属性的数据库文件，它详细记录着各支吊架的种类、尺寸、重量、短描述、许用荷载等属性信息。Support Modeler 主要是通过它与图形驱动文件的相互引用，来完成支吊架的绘制工作，并同时将支吊架的相关数据信息传递到项目数据库和PDS数据库中。对支吊架的二次开发主要是定制和修改支吊架库文件夹内的.pcx文件、item文件和mdb文件三个文件夹。

2.1.2 项目文件夹

项目文件夹是整个项目的模型文件汇总文件夹，它是由Area文件夹、Seeds文件夹和项目数据库文件组成。Area文件夹是模型文件的汇总文件夹，其中的各个模型是由项目管理员依据PDS模型的组织结构形式而建立的，其内主要由图形文件(.dgn)、日志文件(.log)和自动生成的支吊架图纸文件(.sht)组成。Seeds文件夹是项目设置文件的汇总文件夹，其内有对Support Modeler的模型文件进行定制的各类设置文件，如：对支吊架图纸形式进行设置的.sht 文件，对支吊架图纸的图签进行调整的.brd 文件等。

项目数据库文件是一个MS Access文件，它负责保存整个项目的所有支吊架的属性信息。

3 Support Modeler的建模

在 Support Modeler 中，管道支吊架的放置主要分为三个步骤。

1)通过捕捉PDS管道模型，自动获得PDS管道信息。选择所要放置的管道中心线，在弹出的“Confirm New Support ID”子菜单中输入管道支吊架编号。

2)根据需要选定支吊架的具体类型，并填写必要参数。根据项目实际情况，在Prompts选择框中选择和填写相关的属性信息，如在“Material(材料)”中选择“Carbon Steel(碳钢)”。

3)选择合适的位置放置支吊架。单击“Place”按钮，鼠标中键选择要放置支吊架的管道连接点， 按字母“ O”键定义支吊架移动的基点，然后沿着该管道的中心线方向选择中心线上 任意一点，并按回车键锁定支吊架移动的方向，调整支吊架的三维放置的姿态，单击鼠标左键确定，完成支吊架的最终放置。

4 Support Modeler的设计输出

Support Modeler支吊架设计输出的结果，为三维模型数据文件(.dgn文件)，也可以是二维电子文档和纸质二维工程图纸。图2是利用Support Modeler建模的管道支吊架在三维浏览软件navisworks中的展示。从图2中可以看出，三维模型数据文件不仅是支吊架三维图形的载体，还能用来进行全厂的碰撞检查，体现了Support Modeler支吊架设计的优势所在。 Support Modeler 工程图纸都是直接由三维模型投影而成，能够保证各个视图的正确性，可以自动生成支吊架明细表、图号和图名，减少了用户输入工作量，使用者只需要对视图中个别线条进行调整，并标注工程符号，即可满足工程图纸的要求。SupportModeler支吊架设计除了能创建管道支吊架的三维模型，还能够在自动出设计成品文件如支架一览表、特殊支架图和支架综合材料表。这在项目时间紧迫、任务繁重的最后阶段，产生的效益是显而易见的。

图2 SupportModeler建模的管道支吊架

5 结束语

相比管道支吊架设计的传统模式，SupportModeler 可以自动完成支吊架图纸的绘制工作，设计者需要负责的仅仅是保证支吊架选型的正确，参数设置的正确而已，这对减轻设计人员的工作量，提高设计效率具有重要意义。

近几年来，我公司已经将SupportModeler成功应用到若干项目中，积累了丰富的经验。随着三维软件应用水平的不断提高，我公司设计和承包的工程质量获得了很大的进步，行业竞争力不断提高。所以，SupportModeler在三维设计中的广泛应用是管道支吊架设计的必然趋势。

[1] 刘亚丹.三维支吊架设计在火电厂工程设计中的应用[J].东北电力技术,2010,31(6):48-49.

[2] 吉晓晖.管道三维设计及Support Modeler应用[J].科技传播,2013(06):218-220.

(本文文献格式：刘宝洪，高源.Support Modeler在管道三维设计中的应用[J].山东化工，2017，46(16)：161-162.)

Application of Support Modeler in 3D Design of Pipeline

Liu Baohong，Gao Yuan

(Cnooc Petrochemical Engineering Company, Jinan 250101,China)

With the use of a number of projects, our company has accumulated a wealth of engineering experience in the use of Support Modeler. The composition and modeling of Support Modeler process in detail. Comparing with the traditional model of pipe hanger design, the ability of Support Modeler in three-dimensional design is more Intelligent, informational, efficient and correct. Finally, the prospect of Support Modeler in the pipeline 3D design is prospected.

Support Modeler；PDS;3D design of pipeline

TP391.72

：A

：1008-021X(2017)16-0161-02

2017-06-04

刘宝洪(1988-)，山东济南人，助理工程师，硕士学位，毕业与中国石油大学(华东)，主要从事石油化工管道工作。