PDMS在生活垃圾焚燒發電項目儀控設計中的應用

劉慧超 鄧麗紅 高山 郭慧芳

摘要：本文簡要介紹PDMS在設計中的優勢和亮點。以實際應用案例著重介紹PDMS軟件在生活垃圾焚燒發電項目儀控設計中實現模型搭建、碰撞檢查及出圖的一體化設計。

關鍵詞：PDMS；生活垃圾焚燒

生活垃圾焚燒發電項目設計是一個將結構、建筑、電氣、熱控、工藝等多專業結合的整體，需多方協作而成。而項目設計周期直接影響電廠建設周期與投資，設計質量更是關系到運行的安全與機組效率。目前，垃圾焚燒發電項目的設計通常采用二維平面布置，如何提高設計質量，提高設計正確率同時縮短設計周期仍然是研究重要方向。

隨著數字化電廠提出與實施，數字化設計成為未來電力工程設計發展的必然趨勢，其中面向數據的三維工廠設計集成應用系統，Plant Design Management System（簡稱：PDMS）提供一體化多專業集成布置設計數據庫平臺，縮短設計周期，以更直觀、更準確、更高效的特點受到廣泛關注。本文介紹PDMS軟件功能與優勢，以及在生活垃圾焚燒發電項目中儀控設計中的應用。

1.PDMS綜述

PDMS工廠三維布置設計管理系統為一體化多專業集成布置設計數據庫平臺，在以解決管道詳細設計為核心的同時，解決設備、結構土建、暖通、電纜橋架、支吊架各專業詳細設計，以及各專業間充分關聯。PDMS以數據庫為核心可滿足在設計不同階段按工程需要投入不同專業人員要求。相較傳統CAD繪圖，基于PDMS三維軟件的設計工作具有以下優勢.

1）直觀性。PDMS在三維空間內進行全比例三維實體建模，模型位置描述準確度高，可以提供多角度查看，空間位置可以做到一目了然，提高設計的精確性。

2）共享性。通過網絡實現多專業實時協同設計，PDMS數據庫可實時存儲并查閱多專業與不同設計人員設計成果，可以更方便、直觀、準確地提資。

3）準確性。交互設計過程中，實時三維碰撞檢查，PDMS能自動地在元件和各專業設計之間進行碰撞檢查，在整體上保證設計結果的準確性；

4）便捷性。PDMS具有非常強大的圖紙生成功能，實體建模完成后，能夠生成施工圖和材料報表，減少手工統計失誤，使得成品的設計效率和設計質量都有很大的提高。

5）生動性。通過可視化技術，三維模型可進行漫游與動畫制作，更形象生動體現設計成果，了解電廠真實情況。

PDMS系統包括不同模塊，項目管理、元件庫、設計、二維模塊、單管圖等模塊，設計過程中常用的主要有Design設計模塊，包括設備、管道、電纜橋架、支吊架設計等，PDMS模型數據庫按樹狀結構排列顯示，按照專業與區域劃分不同SITE，并在SITE層下按照不同類型劃分不同zone，如圖1。

2.儀控設計

儀控作為設計下游專業，緊密聯系工藝、土建等專業，設計主要內容包括工藝、土建部分三維設計資料調取，利用剩余空間進行三維模型創建。本文所涉及為橋架建模包括主廠房中電纜橋架與支吊架設計，分別位于設計模塊的Cable Trays子模塊與Multi Discipline Supports Application子模塊，成果如圖2所示。

2.1 橋架設計

橋架建模首先選擇橋架等級，確定元件規格，使用到的橋架類型包括梯形橋架、槽式橋架，型號為400*150，600*150等。在布置橋架時，不考慮直通橋架，先確定橋架首端與終端，將彎通、異徑接頭、三通、四通作為關鍵節點確定位置與通道方向，然后通過Fill指令填充，即可將整個橋架直通自動填上。

為方便快捷進行建模工作，可預先設計好通道合理分層，并進行歸納分類，在不影響后續的前提下，可將相同部位建在同一層次下，進行便捷操作。PDMS提供多種利于建模的操作方式及工具。例如，鋼平臺具有明顯軸對稱特質，因此在設計焚燒橋架時，可普遍在多個層高先將一側橋架作為branch建模然后以軸面為中心進行鏡面復制。此外，電纜夾層橋架在同一層通道有大量相似處，因此可將一個短通道列為一個branch，多次復制移動；且三層通道同一布置，可將一層多個branch列為一個list，然后復制移動，可節省70%時間。

2.2 支吊架設計

支吊架設計在橋架布置圖完成后進行，支吊架的布置首先確定連接件型式與位置，然后進行托臂選型，確選取工字鋼立柱與鋼平臺或柱子連接點。

相較于橋架，支吊架連接件生成于橋架所屬branch里，并不適用于單獨利用list或branch復制，可通過模塊里并列或鏡像復制。

2.3 碰撞檢查

碰撞檢查是PDMS一大優勢與特色，檢查各模型之間是否有物理碰撞，可以為設計人員提供完善設計的參考。設計人員可隨時進行碰撞檢查，亦可由專業人員在固定節點進行多專業多區域整體碰撞檢查，碰撞檢查不僅可以發現管道與橋架間的直接碰撞，還可以結合工程設計規程，發現因保溫層或安全距離不足引起的碰撞。

3.PDMS二維出圖

儀控設計出圖主要是通過DRAFT模塊完成的橋架平面圖及立面圖，此項目采用手動出圖模式，相較AFP自動出圖模式，操作較為復雜，但可以在模塊中自定義選取出圖范圍，顯示區域，顏色，線型等，給不同元件添加標簽，靈活性大大提升，能實現更多功能。

4.結論

隨著PDMS軟件的深入應用，設計工作因此發生重大改變，設計質量與正確率得到極大提高，但在應用過程中，仍有很多不足，首先，由于PDMS設計經驗不足，施工單位對圖紙要求不同，設計過程中存在項目管理不足等問題。同時，由于此項目儀控設計僅圍繞控制柜及橋架布置，并未應用于儀表布置、電纜敷設等方面。此外，輔助設計軟件與PDMS接口與開發仍須進一步探討。

參考文獻

[1]基于某600MW電廠工程PDMS三維設計應用與研究[D]. 華北電力大學（北京），2016.

[2]曾亮. 三維設計技術在國內電廠設計中的研究及應用[D]. 中南大學，2010.

（作者單位：中國城市建設研究院有限公司）