基于PDMS的网格化三维定位技术在海洋石油工程中电仪专业的应用.pdf
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1、.33-第11期基于PDMS的网格化三维定位技术在海洋石油工程中电仪专业的应用陈维胡瑾华孙伟俊谢雷李胜利(海洋石油工程呈(青岛)有限公司山东青岛2 6 6 0 0 0)摘要】通过对PDMS建模软件的二次编程开发,将复杂的输入模型进行统一的标准化调整和设定,从而实现三要素三维定位技术在实际海洋石油工程项目中的应用。对于结构复杂、支架繁多的国内外项目,加以网格化辅助的三维定位技术是电仪专业提高施工工效的必经之路,通过圆形FPSO的项目实践验证,此一整套的基于三维定位技术的出图模式已逐渐替代传统的二维出图模式,在海洋石油工程行业中成为最佳选择。关键词】PDMS,三维定位,网格化,海洋石油工程1概述数
2、字化转型是当前海洋石油工程行业的新课题,越来越多的大型制造类企业希望借此减少生产成本、提高工作效率。3 D取代2 D设计是实现数字化转型的有效手段,也是智能设计领域的发展方向,行业内已经成为很多企业的重点研究课题。托架、设备及其支架的布置、定位类图纸是海洋石油工程项目中电仪专业加工设计的重点内容,占设计工作的50%以上。目前行业内普遍采用2 D平面出图方式,即设计人员从3 D模型中导出CAD基础平面图,然后在平面图中进行大量的人工调整、加工,最终确保图纸信息完整、图面整洁美观以达到施工要求。但是,人工添加信息过程中容易出现位号、类型、规格、标高、尺寸等图纸信息标注错误、遗漏等情况,造成现场施工
3、错误和返工;二维平面图信息过多,页面不清晰,施工人员读图困难;图纸分散、数量多,不易追踪查找,施工人员耗费大量时间在研究和查找图纸上;通过二维尺寸线标注的定位方式会受结构物形状、障碍物等因素制约,尺寸标注时难以按符合施工要求的基准定位,导致施工定位时需要根据实际情况调整或修改图纸基于这些端,需要尽快的实现电仪全专业二维定位向三维定位出图和施工模式的转换,利用PDMS软件在设计阶段根据项目特点进行二次开发,从而实现三维定位技术的高效率应用。2主要技术内容(1)三要素三维定位技术,开发基准点+三维坐标+朝向的三要素三维出图模式替代传统手动标注定位尺寸及布置信息的二维出图模式,提升设计效率9 0%以
4、上,解决二维定位图出图效率低、图面复杂、读图困难的问题;(2)根据施工需求智能定制和调整支架定位基准点,解决设备和托架支架定位基准混乱、不符合施工要求的问题;(3)开发PDMS模型数据层按需归类方法,解决输入模型数据层混乱,出图困难的问题;同时开发PDMS支架名称简化程序,解决支架名称过长,图纸页面混乱的问题;(4)结合结构底图采取网格化定位模式,对结构小梁按照参考零点进行短距离网格化标注,将大量的支架拆分成单独的个体,定位参考点框架在1米1米或1米2 米的方格内,解决施工人员因参考零点过远而导致定位困难施工效率低的问题。3主要实现步骤3.1PDMS模型数据层的按需归类方法由于详设输入的托架支
5、架、设备支架等3 D作者简介:陈维,现在海洋石油工程(青岛)有限公司工程技术中心工作。34-2023年第2 6 卷论文广场石油和化工设备模型数据层通常较为混乱,加设在出图过程中,无法按照支架类型、安装形式、所在区域等条件进行统一筛选出图,给设计人员造成了极大困扰。本文研究利用PDMS二次开发,将支架目标属性(如支架名称中的类型代码)自动赋予元件Description值,然后根据Description值自动拆分ZONE数据层。并根据需求合并/剪切ZONE内元件,生成最终的目标ZONE数据层。除此之外,可利用报表生成支架名称与RefNo属性的列表,通过编辑筛选所需支架,导入pdmsuser文件夹下
6、的SVL文件内,以此提取和创建目标元件List列表。同时,利用PDMS二次开发元件名称简化程序,将STRU的Description属性改为1,2,3,n+1,实现支架名称简化,后续通过报表,完成支架名称与支架序号的一一对应,便于数据层归类和出图。以上方法结合可实现数据层按需任意拆分、合并和提取,为三维出图打下良好的基础。3.2智能基准点定位定位基准点是三维定位中的必备要素,也是三维出图的重难点。由于设备、支架形状各异,如果定位基准点不明确,施工时无法判断基准点位置,无法精准定位造成设备标高、位置不符合要求、碰撞等情况发生。然而国内外项目设备及其支架的三维模型基本由详细设计输入,定位基准点在详设
7、建模过程中已自动形成。详设人员在建模时未考虑施工因素,导致基准点的位置标准不统一,有些位于支架底部中心,有些位于设备中心或者其他比较随意的特征点上。由于PDMS软件报表输出的是基准点的三维坐标,基准点位于设备中心或其他比较随意的特征点上的情况显然无法满足施工要求。区图1同类型支架不同详设输入的原始基准点通过重新编辑详设输入3 D模型,将基准点逐个调整到支架底部中心或其他便于焊接和定位的位置。调整完成后在支架Description属性中添加典型安装形式信息,编制支架基准点和典型安装形式图例用于基准点参考和匹配。托架支架模型同样面临以上问题,利用PDMS二次开发,实现支架基准点一键调整为角钢、槽钢
8、等支架组合型材的端点焊接位置,导出基础平面布置图,通过位号引线起点位置标识支架基准点。3.3三维定位出图技术三维定位是将三维空间中X/Y/Z三个方向的自由度用数值将其确定,任意三个数值都能并且仅能确定一个空间上的点,数值越精确,定位也就越精准。三维定位出图方式在以往项目上有过少量尝试,但也仅仅局限于极少类型的图纸,由于设计和施工人员已经普遍接受并习惯于二维定位的出图模式,实际应用效果不佳。利用PDMS模型各元件目标属性和建模、出35-陈维等基于PDMS的网格术在海洋石油工程中电仪专业的应用第11期图、报表等功能,辅以PML语言二次开发,开发基准点+朝向+三维坐标三要素的标准化三维出图技术,全方
9、位使用三维定位信息替代二维平面布置图。实现托架布置、设备支架定位、托架支架定位图等图纸由传统二维平面图方式向三维出图模式转化,以及传统二维定位方法向三维精确定位施工模式的转变。3.3.1主次电缆托架布置图主电缆托架和次级电缆托架(含仪表管托架)平面布置图需添加托架名称、标高、宽度,弯头、爬坡、三通等附件的规格数量及二维定位尺寸等信息(如图2),图纸信息量非常大,页面复杂,查找和看清读懂图纸非常困难。三维定位图先根据施工需求定制PDMS报表模板,添加NAME(名称)、APOSWRT/*(首端坐标)、LPOSWRT/*(尾端坐标)、SPREF(规格)、ORI(朝向)、TYPE(类型)、BORE(宽
10、度)、LENGTH(长度)、QUANTITY(数量)等托架元件属性,通过PDMS报表功能输出包含完整三维信息的托架MTO(如图3),直接用于现场施工。&FPSO6EEN&FPSON100000PLANATEL,+32000TO+38000图2 次级托架2 D平面布置图示例SPRZYDTXRAPOSRRT/LPOSTRT/G0O/P-1K20OG0OO-CT880-G00-3006次级托盘50童投POGLAEKD-SP-RP/SPB-RFV-SODTSZCABLETEAYZ60758.2170mX992526.185mmU324230mE68905.4610mX92554.808mmV32423
11、41501G00/F-TK200-G00-CTEB0-G00-3006次极托盘附件水平爽通BE8D/OGLAEND-SPB-RE/SPB-BE-YE90-60FLAT9ODEGREEEENTZ68905.4610092554.8060m#324230m68972.681a0#92654.46300#324231GOO/F-1R200-G00-CTE6-G00-3006次级托盘50直投YOGLAERD-SPB-RE/SPB-RTV-50DTSE CABLE TRAY68972.692654.463mU324230mZ68867.736mX93194.3580gU324236501G07-1200
12、-G00-CTEEGG00-3006次级托盘附件水平蹄通/OGLAZND-SPB-RE/SFB-B9-T290-60PLATSODBG&EEB68867.77360m93194.3600U324230e68768.0790m893261.571mmV32423em1/F-18200-G0-CTEB-G00-3008次级托盘50赢投FTUOGLAEND-SPB-RR/SPB-RTV-5ODTSE CASLETRAY68768.0790m93261.5770mV32423mmZ68620.8350#93232.95600832423m1501G00-1K200G00CT820-G00-3006次级
13、托盘谢件水平海通/OGLAEND-SPB-R8/SPB-TE9O-SOPLAT90DBGREEBEND268620.8350m893232.956mmV324230Z68521.178mm#93300.1760m8324230o1/21N200-G00-CTEEG-00-3006次级托盘50赢投JOGLAEND-SPB-R/SPB-RPV-50DTSECABLZTRAYZ68521.1780093300.1788eU32423m68425.773eoN93790.98000U32423500G00/P-1200G00-CT286G00-3006次级托盘谢件水平碗通BEDVOGLAZND-SPB
14、-R2/SPB-RP-7E90-50FLATSODEGREEBEND68425.7730093790.989amV324230gE68326.118mY93058.209mmV324230m1000/F-TK200-000-CTEEG-G00-3006次级托盘50直煲FTUD/OGLAEHD-SPB-RE/SPB-BZV-50DTSE CARLETRAYZ68326.1160093858.209008324230mZ67835.300m0W03762.8040mV324230m5001G0O1F-1N20O-G0O-CTEZ-G00-3006次级托盘附件水平商通YOGLAEND-SPB-RE/
15、SPB-RP-YE90-50PLAT 9ODBGREEBEND267835.3000093762.8040mV324230mZ67735.6450mY93830.0240V324230m/F-1120-G00-CTE80-G00-3006次级托盘FTUB/OGLAEKD-SPB-RE/SPB-RV-60DTSE CABLETRAY267735.645am鄂9 3 8 3 0.0 2 4mm#3242303#67678.403mX94124.512mmU32423mm300图3 次级托架布置三维信息表示例36-2023年第2 6 卷论文广场石油和化工设备3.3.2托架支架布置图托架支架二维平面布
16、置图需添加支架名称、标高、二维定位尺寸等信息(如图4)。三维定位图根据施工需求定制PDMS报表模板,添加NAME(名称)、POS(坐标)、ORI(朝向)等关键信息,报表输出支架三维定位信息(如图5);通过PDMS二次开发,调整基准点满足施工需求,辅以基础平面布置图(如图6)体现支架基准点、朝向及大体布置信息。120T62T999820182451448S81236397722732343260154143250236190186686012409880820T60610811951553702360-13516737523707981522722356136145350235149798325
17、169250171234882168138口23491371557412964723537191082355871271731门3101308-8830123463下747902347一639827340578005362238823916568520202390130131图4次级托架支架2 D平面定位图示例支架序号位置P.0.S支架序号位置P.0.S支架位号SupportTag.支架位号SupportIag.ItemMo.ItemMo.ENUEU1202-IS-043-18-8-505912586272918414831211202-1S-051-13A-12421144527335341
18、3672202-IS-043-1A-H-504911609878148415241212202-IS-051-13A-12178500070053408563202-IS-043-1A-H-504811609877348415241213202-IS-051-13A-121511650269448412524202-IS-043-1A-H-504711604875802415241214202-15-051-13A-12149120569449408705202-1S-043-18-A-504611556374147415241215202-TS-051-13A-108510764876598
19、410856202-IS-043-1A-8-504511696373348415241216202-TS-051-13A-123410645676303410287202-IS-043-1A-A-504411616373348415241217202-IS-051-138-11839650661203413188202-IS-043-18-H-504311525373353415241218202-IS-051-13A-11829570361203409569202-1S-043-18-A-504211430173348415241219202-IS-051-13A-1181928066269
20、84090910202-IS-043-18-A-504111290273453411891220202-IS-051-13A-118093510627034113311202-1S-043-18-H-50258025576753415651221202-IS-051-13A-117994160619544095812202-IS-043-18-H-500610554074948412241222202-IS-051-13A-117893510634544095013202-TS-043-18-A-17549189874853413401223202-1S-051-13A-11779351063
21、4544095014202-TS-043-18-A-17529650073348448491224202-IS-051-13A-117191207709484079715202-TS-043-18-A-174610502876252411501225202-1S-051-13A-117091205697454087016202-TS-043-18-8-173810436271799414251226202-1S-051-13A-116991205697454079717202-TS-043-1B-J-173510160573355406231227202-15-051-13A-11679120
22、3665554094218202-IS-043-1B-C-173410010674263406231228202-IS-051-138-116390455702014087019202-TS-043-18-8-17288749373798411041229202-I5-051-13A-1123118199647034108120202-1S-043-1A-8-17279030576943411311230202-IS-051-13A-1122119154656484108121202-TS-043-1A-8-17269190074295413381231202-IS-051-13A-11201
23、03403605524109422202-1S-043-1A-8-13048749373348415851232202-1S-051-13A-1119104801605524109423202-1S-043-1A-8-17218950574795413381233202-IS-051-13A-1112104001612034131124202-TS-043-1A-A-17208950576895407011234202-IS-051-13A-1108102405612034131125202-TS-043-18-A-17199005078395408571235202-IS-051-13B-1
24、10681050718494124626202-TS-043-1A-A-17178630776603412351236202-IS-051-13A-1090112852749534109727202-TS-043-1A-A-17168690274702409701237202-IS-051-13A-1088120153717474152228202-TS-043-1A-A-17158535273349409851238202-IS-051-138-108485300773484060629202-TS-043-18-A-17148535274153409851239202-IS-051-13A
25、-1079114452741524136730202-TS-043-1A-A-17138560275848406991240202-IS-051-13A-1078118655717544137131202-TS-043-18-A-17118530077353406061241202-1S-051-13A-1077118554725534137132202-TS-043-18-A-171011290263013408371242202-IS-051-13B-107691205718514117033202-TS-043-18-8-170811197562001410561243202-1S-05
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