SP3D软件在配管设计中的应用

邓丽丽

(广东寰球广业工程有限公司 工艺管道室，广东 广州 510655)

随着化工装置逐步大型化，全面的智能的计算机三维设计软件SP3D(Smart Plant 3D)越来越多的应用在化工企业的工厂设计当中，三维模型设计是工程设计重要的组成部分。SP3D是由美国INTERGRAPH开发的新一代工厂设计软件，它是一个完整的工厂设计软件系统，包括建立三维的工厂模型、工厂设计的碰撞检查、输出施工图和材料统计表等，为用户提供一整套的电子文件，方便项目的复用，可以在工厂的生命周期中对其进行维护[1]。SP3D软件拥有设备、结构、管道、电气、管支架等设计模块，各专业可以一起协同设计。本文主要介绍配管专业使用SP3D设备，管道，支架设计模块建模时的一些注意事项与技巧。

图1 SP3D三维模型Fig.1 SP3D model

1 设备建模

设备建模主要建立设备外形大小尺寸、管嘴、人孔、支耳、爬梯等，为管道建模做好准备，也为设计检查碰撞，人孔开启等提供直观性的校对便利。每一个设备都有一个定位点，这个定位点的定位位置会在生成平面布置图时体现。所以在建设备时，设备的定位点应该跟设备布置图上的设备定位点坐标一致，这样既有利抽取数据来校核设备定位点是否正确，也避免出管道布置图大量手动修改设备的定位尺寸。

设备模块中已经集成很多参数化设备组件，例如支耳，人孔，泵等。在设备建模时，可以直接选用这些设备组件，按要求输入要建立设备的参数，就可以得到设备，比以一个圆柱一个方柱堆积的"搭积木"建模方式的更加快捷，更加形象直观。在参数化设备组件不能完全体现设备时，在参数化设备组件基础上再添加其他元件来建成想要的设备模型。

SP3D中管嘴定位，要先放置一个基准点，这个基准点的位置，应该放在设备图纸管嘴主要的定位尺寸线上，这样既方便管嘴定位数据的输入，也有利后期管嘴校核，尺寸修改。同一个设备上的管嘴，建好一个管嘴后，剩余的管嘴使用复制粘贴的方式建立，仅需要修改管嘴定位数据，比较快捷准确。

2 管道建模

相对于PMDS软件，SP3D的管道建模的操作界面更友好。管道元件不需要一个一个添加，添加阀门，会自动生成配对的法兰，螺栓垫片，用鼠标拖动阀门，就可以挪动位置，大幅度减少了完成任务所需的击键次数及按动鼠标的次数，从而加快了设计过程。

管道模块中集成了很多仪表外形，在上仪表阀门时，同一种类型的仪表阀门，不同的设计人可能选取不同的外形，参考不齐。在项目的建模规定上，最好根据该项目的仪表阀类型，

对那一种类型的仪表阀，选取哪一种的仪表外形，这样既统一美观，也利于校核。

SP3D软件建坡度管道较PDMS麻烦。PDMS的坡度管，只要在正常管道选取坡度命令，输入坡度和坡向，管线的管子，阀门等管件都会子都自动计算得到坡度管。而SP3D需要在刚开始建管道的run属性时，就要设计设置好坡度和坡向。如果管道已经建好，是不能再修改为坡度管。所以在坡度管在开始建时，就应该注意设置坡度，对坡度管的修改，使用水平挪动，要注意是否错位。如果有错位，要善于用撤回(undo)功能返回上一步。

3 管支架建模

SP3D中的管架功能还是比较强大，支持用户导入自定义的管架，也支持管架的自动命名功能，节约手动命名的时间，也保证了准确性。用户可以建立实体的管架，也可以建逻辑架，实体的管架更加形象直观，有利于检查碰撞、安装空间。

管架模块中主要有三种方式建管架。第一种选用结构梁来定位管架，这个适于有结构梁的情况，管架的位置以梁中心定位，如果挪动梁的位置，管架随之会挪动。第二种定位管架的放置点建模，但是也要选取梁，管架是连续的，设置好第一个，可以继续放置第二个，在管廊上管托时使用就很方便。第三种不需要选取梁，需要用户自己定义。对于模型已经建有结构梁的管架位置，用第一种比较方便；第三种不用选取梁来定位，不受梁删除，挪动等影响，在梁不确定时应用也比较方便。

管支架模块有些管架的外形位置与管架的定位点有偏差，而最终出图的轴测图中的位置是以管架定位点位置定位的，这样导致模型里看到的管架位置正确，但是轴测图位置不对。这些管架需要以逻辑架加上实体架的方式手动修改管架定位点的位置。

4 输出报告

SP3D有两种出报告方式，第一种是在工具栏Tools下面的Run Report，第二种是在设计模块Tasks下面的Drawings and Reports。两者的使用的模板是一样的，不同的是报告的存储位置。Run Report生成的报告在本地的电脑上，而Drawings and Reports的报告是在服务器上。使用软件里面的模板，Run Report可随时输出用户想要的报告，例如输出管架号，可用来比对校核管架号是否正确；输出材料汇总表，简要汇总材料。

5 发展趋势

现在的工程项目为了最大节约成本，在保证设计质量时也追求效率。撬块化[2]或模板化[3]建设可以很好的提高效率。对于类似或相同工艺包的项目，导入之前的设计成品模块，在这个基础按新的工艺要求进行修改，比重新建模的速度快，而且可以沿用原来已经校审的成果，也是保证设计质量。三维设计软件的二次开发[4]，按需要定制，更能提供效率。

随着信息化的发展，设计成果数字化交付是一个趋势。工艺专业可以使用的Smart Plant P&ID进行PID绘制，根据PID的输入得到各种数据。PID的工艺数据传递到3D软件中，提三维设计提供数据[3]，管道设计时直接读取PID管线的管线数据用于配管设计，PID上的阀门等元件也可关联到3D材料数据库选用材料，配合配管专业对模型进行一致性检查等。在大型的项目中，可以减少很多工作量。

6 结语

工欲善其事，必先利其器。SP3D的许多功能在各模块之间是通用的，Microsoft Windows风格的界面让用户容易学习上手。设计过程是实时自动保存，也避免因电脑故障，停电等原因没有保存造成的重复工作。直观、实时的三维渲染可发现模型错误，设计中的错漏、碰撞等问题。在使用SP3D三维软件建模过程中，不断积累建模技巧，总结经验[5]，熟练使用SP3D三维软件，快速又准确的建立三维模型，可以提高设计效率，节约时间，保证设计质量。

[1] 耿晶晶.SmartPlant 3D概述及其在化工设计中的应用[J].石油化工建设，2011,33(3):48-50.

[2] 隋倩倩.SP3D在撬块化设计中的应用[J].化工设计通讯，2016(4):183-184.

[3] 康正华.SP3D在模块化设计中的应用[J].上海化工，2015,40(6):17-18.

[4] 张晨征.三维设计软件的二次开发[J].智能电网， 2015,3(02):170-172.

[5] 陆 洋.Smart Plant 3D软件在石化设计中的应用[J].化工设计，2015,25(6):40-42.