基于SP3D软件自控集成设计的应用

叶红军

(山东莱克工程设计有限公司，山东 东营 257100)

近年来，随着工程建设更加大型化和复杂化，业主管理要求越来越高，对设计环节也提出了更高的要求。SP3D是由美国INTERGRAPH公司开发的新一代面向数据、规则驱动的三维集成设计软件，是基于Windows操作系统的最新编程开发技术，以SQL Server和Oracle大型关系型商用数据库为数据平台，具有极强的安全性、稳定性和可靠性，良好的权限管理及全三维渲染状态建模，能够简化工程设计过程，同时更加有效地使用并复用现有数据，对工程的运营维护具有重要意义。

在SP3D的三维设计环境中可实现多专业协同设计和数据统一管理，设计的成果不再限于书面图纸资料，而是完成了一座数字化的工厂项目，记录着整个设计过程的全部设计数据和管理信息，可以实现向业主的数字化移交。采用SP3D软件，自控专业能够进行精确的三维模型搭建、桥架设计、电缆敷设，建模工作完成后，进行碰撞检查及各专业联合模型审查，最后进行出图和材料表的自动抽取。

1 三维建模

1.1 设备创建

在Equipment and Furnishings模块中，SP3D软件的设备创建有两种方式： 使用导入数据库的设备，直接通过修改参数放置设备，称为非参数化设备；设置数据点，通过设置多个设备组件组合成设备，称为参数化设备。前者能够方便快捷地在三维设计环境中创建设备；后者可以通过人工搭建创造出非常理想的设备。

通过对定型产品的定制，可制作设备的模型数据，直接导入到软件服务器中就可形成非参数化设备，如常用的可燃气体探测器、火焰探测器模型就可以直接调用，而无需创建参数化设备，这样可以大幅提高设计效率。

1.2 桥架设计

桥架的建模是在Electrical模块中实现的，使用时需要先导入桥架数据库以完善三维模型库，再进行桥架的绘制。桥架数据库采用标准的Excel模板，对桥架的规格、型号、材质、尺寸、质量、弯曲半径等参数进行定制后，加载到SP3D软件的Electrical模块下，以保证桥架模型与供货商提供产品的一致性。

电缆桥架的建模要符合行业规范的要求，应横平竖直，并应排列整齐；桥架的上方与建筑物和构筑物之间应留有便于操作的空间，以便于电缆敷设和打开桥架盖板；桥架宜安装在工艺管道的侧面和上方，但对于高温管道，桥架则不得平行安装在管道上方。SP3D软件的多专业协同三维设计，可以大幅减少桥架设计过程中的人为低级错误，从而可提高设计质量。桥架在SP3D中的布置如图1所示。

图1 桥架布置示意

另外，桥架建模前要先确定好桥架的宽度和高度，桥架中电缆填充系数宜为0.3～0.5，本安电缆和非本安电缆如果在同一桥架中敷设时，宜用金属隔板隔开。

1.3 电缆敷设

由于SP3D中电缆的三维模型库不能满足控制电缆敷设的需要，在进行电缆敷设前要先完善其数据库。电缆数据库的定制过程与桥架相同，建立对控制电缆种类进行定义的Excel表格后，加载到SP3D软件的Electrical模块下，即可完成电缆敷设的准备工作。

在进行电缆建模时，可以使用插入电缆的命令，手动导入单根电缆；还可利用Excel模板定义好电缆名称、信号类型、起点设备、终点设备等信息后，批量导入电缆。通过使用编辑电缆命令来设定电缆敷设路径，也可使用自动敷设电缆命令来自动敷设电缆，还可以平行敷设多根电缆；此外，还可插入电缆标记和电缆挡板等。从仪表到接线箱的电缆直接埋地敷设效果如图2所示。

图2 SP3D中电缆敷设示意

2 碰撞检查

在集气站以及海上平台等装置紧凑、结构复杂的工程中，各专业设备、管道、桥架、风管、建筑物的碰撞时有发生，应用传统的二维设计，仅通过专业人员间面对面的沟通很难解决各种碰撞问题。

使用SP3D软件设计的过程中，系统服务器可进行实时碰撞检查，用户载入任意模型，只要有碰撞就能看到标记，客户端不用执行特定操作，还可生成图形化碰撞检查报表，使碰撞问题能够及时发现、修改，从而有效地提高设计质量。

3 图纸和报表

传统自控设计是在二维图纸上进行仪表、设备布置，电缆走向仅为示意，不够精准，电缆、桥架等材料的统计也是从二维平面上估算出来的。SP3D软件能够灵活、高效地输出平面图、ISO图及料表。SP3D的出图可通过设置不同的Filter和Volume，选择出图内容和区域，还可通过设置不同的出图模板，对线型、线宽、字体、标注、比例尺等进行定义，还可对图纸进行一键刷新，并且可以很方便地生成电缆、桥架、穿线管等料表。

4 结束语

SP3D软件打破了传统设计的局限性，自控设计时可对仪表设备、桥架、电缆等建立三维模型，并按需求生成图表；实时碰撞检查功能使设计工程中的碰撞问题得以解决，多专业协同设计能够有效减少施工现场的错、漏、碰、缺等设计问题，从而保证了设计数据的准确性。采用SP3D软件可大幅提高自控专业的设计质量、设计水平和工作效率，提升了公司的综合竞争力。

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