SmartPlant 3D 在水泥三维工厂设计中对设备的处理

 三维工厂设计在石油化工、电力及海洋平台上的应用已经非常普遍，但在水泥行业的应用还处于摸索尝试阶段，我公司已经在坦桑尼亚TCCL 项目上全面实施三维工厂设计， 应用软件为Intergraph 的
SmartPlant 3D（以下简称SP3D）。相对于化工和电力行业，水泥厂设备种类较多，外形复杂，因此，前期的主要工作是处理设备模型。
1 设备模型分类
水泥厂设备种类繁多，在建库之前，应按设计习惯对设备分类，方便以后设计调用。图1 为我公司在SP3D 中的设备分类，涉及到所有的设计专业。
2 SP3D 设备建模方式
SP3D 的设备模型由以下几种方式实现：VB 或.net 开发、使用提供的几何模型（如圆柱体和长方体等）进行模型搭建、外部导入模型和使用Solidedge 模型。
3 各种设备建模的使用效果
3.1 VB 或.net 开发
开发需要对编程语言较熟悉，用编程语言开发复杂的设备更是一件困难的事情，因此，对于简单设备外形或管道部件、HVAC 部件及桥架部件， 可以考虑
此方法，在开发复杂设备方面还没有涉足。
3.2 模型搭建
对于外形简单的设备，或需要在已有设备上添加新外形时，是一个不错的选择。比如在已有设备上面新增一个维修平台， 可以直接新加一个自带的外形，
方便快捷。
3.3 外部导入模型
设备供应商使用机械三维软件的能力参差不齐，即使有些供应商有三维模型， 但考虑技术保密的原因，没有提供给我们，给我们的设计带来一定麻烦。但
SP3D 是一款三维布置软件，只需要设备外形即可，设备供应商可以提供简化后的模型。由于供应商做三维设备的主要目的是出制造图，涵盖信息全，设备体量大，导入到SP3D 后会给出图带来麻烦，甚至由于体量过大造成无法出图，这时候需要对收到的设备进行轻量化，去除螺栓孔、加强筋等对车间布置没有影响的东西， 如CADFix 可以将模型体量降低70%左右。
图2 为轻量化前后的旋风筒锥体模型。

3.4 使用Solidedge 模型
早期的Solidedge 是Intergraph 公司的产品，所以SP3D 与Solidedge 之间有良好的接口， 而Solidedge作为一款机械三维设计软件， 机械设备建模是其优势，正好弥补了SP3D 在这方面的不足。在接口测试通过之后，我们开始全面推进。参数化过程是以客户端需求及数据库管理为导向的，具体注意事项如下：
1）设备原点
Solidedge 的原点与SP3D 中的设备原点重合，会涉及到SP3D 中设备精确定位及出图时标定位尺寸，因此建模前一定要选择好合适的原点，以免返工。
2）参数定义
设备变量需要在变量表里自定义，定义时要特别注意单位，长度与角度是不一样的，抑制变量应为标量，是没有单位的。为了区分不同设备的变量名，最好
在变量名后面添加设备代码，以免出现重复甚至不可控的局面。
3）制作参考图片

设计者在填写参数时需要一张对应的参考图片，可以使用Solidedge 出工程图， 另存为dwg 格式后编辑，标注尺寸，打印尺寸大小要合适，过大则显示不全，过小则看不清，建议打印为A4。4）导库表格
建议每个设备在CustomInterface 工作表新做一个用户接口，这样便于与其他设备进行区分，名称定义为IJUA+设备代码，避免重复。表1 为一个设备导库表格。

5）设备接口
利用SP3D 自带的宏SEDefinePort.exe 可以将Solidedge 特定的特征变为SP3D 里面的接口， 如piping 管嘴、HVAC 管嘴、电缆接口及设备基础，必须保证

Solidedge 接口名称和导表接口名称一致。
6）导库
利用SP3D 自带的工具Bulkload 进行导库，注意一定要勾选Create flavors。

7）运行
为了保证Solidedge 参数化设备在SP3D 中的顺利运行， 在服务器端及客户端最好都安装Solidedge，以免出现不可预知的问题。现阶段SP3D 只支持含单个Solidedge 零件的装配体，因此，当设备过于复杂后，对Solidedge 的建模
要求较高，容易出错。
图4 是用Solidedge 建模后导入SP3D 的参数化设备，可以直接在SP3D 中修改参数驱动模型。

以上4 种方式在实际使用中的利弊见表2。

结合水泥行业的实际情况，我们选择以外部导入模型和使用Solidedge 模型为主，VB 或.net 开发和模型搭建为辅的模式。
4 皮带机
由于皮带机托辊及支腿较多，用常规的方式处理皮带机有以下弊端：1）单体设备过大，建模困难；2）模型不够灵活，修改不方便。SP3D 新增的MHE 模块（Material handing）处理皮带机较灵活， 首先进行二维符号与三维设备的关
联， 在Smartsketch 中做完皮带机的平面布置后用二维驱动三维。与二维符号关联的三维设备既可以用编程语言开发，也可以使用Solidedge 参数化设备。托辊与支腿数量较多，但可以在Smartsketch 中批量放置。现阶段SP3D 没有国内常用的DTⅡ库，需要自己建库，若没有对皮带机部件的统计需求，只是做皮带
机的布置设计，在保证定位准确的前提下，可以简化做库的工作，如机架、托辊、支腿、头罩及张紧装置均当成单独的参数化设备处理。
图5~图7 为SP3D 中的皮带机模型。

5 结束语
SP3D 对设备的处理方式灵活多变， 针对不同类型的设备，可以采用不同的方法，最终都能达到目的。在设备基本解决后，SP3D 在水泥工厂中的三维设计
会走的更加顺畅。