工厂三维设计系统PDS与PDMS管道元件数据库及其结构差异

2012-04-13闫红，赵腾

科技传播 2012年14期

闫红，赵腾

1.国核电力规划设计研究院，北京 100095 2.山东电力工程咨询院，山东济南 250013

PDS软件是美国INTERGRAPH公司开发的工厂三维设计软件，全称是Intergraph Plant Design System。其采用通用数据库SQL SERVER或者ORACLE作为数据中心；Bentley公司的MicroStation作为图形平台。PDMS软件是英国AVEVA公司开发的工厂三维设计软件，采用其自行开发的图数一体的可视化图形平台和数据库的平台，是AVEVA Plant Design Management System的简称。这两个软件的主要功能是在模拟电厂实时情况的可视化模型中实现管道、设备、桥架、土建、暖通等专业布置设计，输出图纸、漫游、报表等数据格式文件。管道元件数据库是三维管道建模的基础，没有管道元件库，则无法建立管道模型。可以把管道元件数据库看成是一个既记载真实管道元件件的数据属性信息，又模拟真实管道元件的外形尺寸形式的数字化“元件仓库”。

1 PDS与PDMS数据库的基本介绍

1.1 PDS软件的基础数据库结构介绍

1.1.1 综述

PDS软件的管道基础数据库主要包括Piping Materials Class Data（管道材料等级表即201表）、Piping Commodity Data（管道部件数据表即202表）、Temperature and Pressure Service Limits Table (温度压力限定表)、Nominal Piping Diameters Table（通径表）、Thickness Data Tables（壁厚数据表）、Materials Data Table（材料数据表）、Wall Thickness and Branch Reinforcement Equations（壁厚和分支加强校验）、Branch Insertion Tables（分支允许表）、Gasket Separation Table（垫片厚度表）、Fluid Code Table（流体代码表）、Physical Data Library（物理数据库）、Material Description Library（材料描述库）。这些表都是可以用记事本或者写字板程序打开并且编辑的。其之间的联系如上图所示。

这些表库有些是存放到后台数据库中，有些存放在经编译的二进制文件中。像管道材料等级表和管道部件数据表是存放在后台通用数据库中的，其他的存放在经编译的二进制文件中。

1.1.2 管道材料等级表与管道部件数据表

在这些表中，管道材料等级表是一个材料等级分类表，将所有的管道元件根据工程布置设计中管道零部件的选取要求，例如根据工程需要可以按照温度、压力、材料、标准件和非标准件以及布置位置等进行分类，划分为不同的材料等级，汇总成管道材料等级表。在管道材料等级表中的每一行表示一个材料等级，在常规电力管道设计时常用上述方法划分材料等级，例如将：PN4.0，20号钢，GD87标准作为一个材料等级；又如将P=9.81MPa，t=450℃，12Cr1MoV，德国DIN标准则是另外一个材料等级。管道部件数据表则是针对某一个管道材料等级中的每一个管道元件的数据的集合，一个管道材料等级对应着一个管道部件数据表。

可以理解为所有的管道元件都经过一定标准的分类存放在一个“大超市”里，工程师需要根据设计要求选取合适的管道元件进行布置设计，管道材料等级表是一张记录着这个“大超市”一共有多少种类别的管道元件的表单，管道部件数据表是记录着每个类别中的管道元件情况的表单。这样，既把繁多的管道元件数据库进行了有序的梳理又可使工程师在设计过程中的元件选取工作方便、快捷。

1.2 PDMS软件的基础数据库结构介绍

PDMS软件的管道基础数据库主要包括元件库、等级库、特性库。元件库主要存储元件的图形形状、外形数据和描述数据；等级库是按照一定设计要求，例如温度、压力或者设计标准进行分类的组合体，这点与PDS中的等级分类表有些类似；特性库是存储元件的壁厚、重量、材料等特征特性。

在使用PDMS进行常规管道设计时，常常把所有的管道零部件手册上的数据都汇总整理建立到元件库中，作为元件使用。这些元件记录着管道元件本身基础的尺寸数据、描述、形状数据、材料数据以及一些只跟本元件本身相关的备注信息。把元件的一些特性数据，例如管道壁厚，管件重量等一些数据记录到特性库中。在具体工程使用时，再根据工程对零部件分类的规定，将管道元件划分为多个等级，然后在等级下面挂接上元件库中相应的部件和对应的特性库数据。设计工作开始后，设计人员通过等级选取管道元件来关联调用后台的元件库和特性数据库。因此，建立元件库和特性库的工作是工作量最大，也是在工程设计之前先行进行的工作，元件库和特性库的完整与否跟工程使用是否顺利有着直接的关系。

在PDMS软件中，数据库的结构表现为一个树状的结构，有着许多的分支，树状的最顶层是统一的“WORLD /*”，下面的每一层节点均表示一种数据库类型，结点类型不同，对应的数据库类型也不同。

在元件库中，一共分5层，第一层是“WORLD /*”，这层是固定不可改变的；下面是CATA，可以有多个CATA，根据不同的需求进行分类，例如：按照管道元件所属的标准进行分类等；再下面是SECT,可以有多个SECT,来对其对应的上级CATA进行细分，例如：管道、弯头、三通、大小头、阀门等；CATA下层是CATE,这层就比较具体了，例如：在弯头中分是P4的弯头还是带直管段的弯头等；最下层是SCOM、SDTE、PTSE、GMSE，SCOM是成管径系列的部件，SDTE记录这一类的描述及材料信息，PTSE和GMSE记录着外形样子和与其他部件的连接信息，比如焊接连接、法兰连接等，这四层层级相同并且更加具体，对应到具体的某一个实际的零部件，例如：PN4,带直管段热压弯头，DN200，材料为20号钢，其外形尺寸和重量等。

2 PDS与PDMS管道元件库的差异

2.1 数据库支持的文字

在工程应用中发现，PDS和PDMS均支持中文、英文和数字。本身两个软件都是国外公司研发的，对英文和数字的支持是没问题的。而对中文的支持有点小差异：PDS软件对中文的支持比较有限，在抽取ISO图过程中有时会出现丢失汉字的情况。PDMS对中文的支持性比较好，仅对偏僻字会出现无法识别的情况。

2.2 数据库存储方式

从软件数据库的结构上来看，PDS软件是采用图形数据分开，图形是以文件形式存储，数据是通用型数据库存储，如Oracle，SQL Server等。PDMS软件是图形数据合一的存储方式，数据库的所有数据均存在PDMS软件自带数据库文件中。

2.3 数据库存储自由度

PDS软件的数据库是通用数据库，其数据库的格式是固定的，固定的数据表名称、固定的数据表字段等；PDMS软件数据库最终是文件格式，用户可以按照其规则自行规划数据库文件存储位置、名称等。

2.4 数据库的延展性

PDS软件数据库开发分为两部分：一部分是对于非通用数据库开发，例如图形库开发，符号库开发等，是使用PDS软件自带计算机语言EDEN语言进行开发；另一部分是通用数据库开发，PDS软件的后台数据库是通用的Oracle或者SQL server，其数据库结构相对固定，开发也相对方便。PDMS软件数据库开发是使用其自带的数据库开发语言PML,借助PDMS平台进行开发，因数据库平台不是通用的，需使用中立格式的文件进行转化处理后，进入其他通用平台，中立文件格式为*.txt、*.csv 等。