基于FORAN的轮机二维原理图应用研究
2018-12-20常守明汪敏
常守明,汪敏
基于FORAN的轮机二维原理图应用研究
常守明,汪敏
(中国舰船研究设计中心,湖北 武汉 430064)
轮机专业管路放样已在三维设计中全面开展,但管路二维原理图依然在AutoCAD中设计。二维与三维之间无法直接关联,造成数据不一致。为此,基于FORANV 70版本软件,对该软件轮机二维原理图模块二维符号的定义、管路原理图设计以及通过二维原理图驱动三维管路放样等进行详细的介绍,并结合实际应用情况对二维原理图模块进行分析,总结原理图关联设计的优点及软件本身存在的不足之处,为软件的推广应用及二次开发等提供有益帮助,为后续轮机专业三维设计奠定基础。
FORAN;轮机;二维原理图
三维设计作为提高船舶设计制造效率和质量的有效手段,正越来越广泛地应用于船舶设计制造过程中,应用深度也逐渐加大,除完成船体结构、设备综合布置外,已在三维设计中全面开展管路放样。西班牙SENER集团开发的FORAN系统是专门用于船舶与海洋工程设计制造的三维软件系统,涵盖总体、船体、舾装、电气、舱室布置等各专业的三维设计功能,可用于船舶的概念设计、初步设计、详细设计、生产设计等各个环节。该系统在全球应用广泛,自2005年进入中国市场后,也得到了成功应用。
轮机专业三维设计是船舶三维设计的重要组成部分,其中管路系统约占全船重量的三分之一,在有限空间内进行管路放样是重点及难点。目前轮机专业管路二维原理图在AutoCAD中设计完成,以此为依据开展FORAN三维管路放样工作,两者不在一个平台中,数据无法关联,一致性很难保障。FORAN软件自V70版本推出FSYSD原理图设计模块,基于统一的数据平台,有效保证了数据的一致性。
本文结合工程实际应用,基于FORAN软件,对二维符号定义、管路原理图设计、二维原理图驱动三维放样、二维三维一致性检查等方面进行研究。
1 定义二维符号
二维符号表示同一类的设备、阀附件,与设备、阀附件的class关联,FORAN提供两种定义二维符号的方法:利用FORAN提供的绘图工具手绘(提供类似AutoCAD中画点、线、圆、圆弧等多种手绘工具)和从其他软件导入(支持dxf、e2、.d格式文件)。
在定义二维符号之前,首先新建符号库,建库时应选择正确的分类,在进行二维符号与设备、阀附件的class关联时会根据类型选择相应的二维符号库,库的分类类型如表1所示。
表1 二维符号类型表
FORAN中还可添加连接点属性信息,包括中文描述(如正车调距压力油口 DN65)、流体介质流向(进口/出口),定义进出口后会以颜色区别连接点类型,“进口”连接点为绿色、“出口”连接点为红色。在定义连接点属性信息后,在设备或阀件间布线时,系统会做属性判断,如进口与进口直接无法直接连线。
阀附件的二维符号必须定义连接点,否则二维符号插入到管线后,无法将管线自动断开。如果是直通型的阀件,两个连接点位置需在同一条直线上。
2 管系原理图设计
2.1 设备布置
如果设备已经创建element,可直接进行布置,若无可在原理图模块根据class创建element。在“Equipment”界面中,选择Element结构树中的某一设备,采用“Insert element”或将用鼠标直接将要布置的设备拖到原理图中。
2.2 管路设计
在进行管路设计之前,应先建好管子库及管路材料规格表等基础库。在“Fitting and lines”界面中,选择设计类型A-PIPE,选择管路材料规格表,定义管路的各项参数,如通径、流体介质类型、绝缘、压力等级等。在所选材料规格表下管路列表中选择所需的管路(外径×壁厚),执行“Routing pipes”,在原理图界面中指定所布管路的起点、终点,完成管路的布线。
2.3 添加管附件
在“Fitting and lines”界面中选择设计类型B-VALV、材料规格表,定义管附件参数,如通径、应用等级等。在材料规格表下管附件列表中根据管件类型选择执行“Insert fitting”或将管附件直接拖到原理图界面中,当附件和管线匹配时可直接插入,如果附件和管线不匹配,系统出现警示图标提示无法执行添加操作。
2.4 管线流体流向及颜色管理
选择管线,执行“Add flow node”,如果管线起点和终点对应的连接点已标记进出口属性信息,则进出口之间管线自动生成流向箭头。如果没定义连接点的方向信息,只能拖动鼠标手动添加流向方向箭头。
在定义流体介质基础表中,定义流体介质在原理图模块中的显示颜色。管线设计时根据流体介质类型,自动显示管线的颜色。
3 原理图驱动三维放样
3.1 交互放样
在Fpipe管路三维放样工作模式下,调出对应原理图,原理图界面作为单独的页面显示,不需查看时可隐藏。管路放样时首先定义管路多义线(管路中心线,代表管路走向),沿多义线生成管路,在界面中选择“Line form PI”。选择原理图中的管线,相应的参数会自动显示在管路定义窗口中,同时在管线列表中会高亮显示,根据管线上的参数会自动生成管路模型。
交互式放样体现在三维放样时,点击二维原理图中的设备或管路,三维中该模型会高亮显示;同样,点击三维模型,原理图中对应的管路或设备会高亮显示,如图1所示。
图1 交互放样
3.2 完整性检查
完整性检查提供两种检查方式,并列出检查结果。
(1)从原理图检查三维模型。在3D列,如果项打勾说明有三维模型,点击相应的行,对应的模型会高亮显示。
(2)从三维放样的模型中检查原理图。根据名称id列出所有三维模型。在PID列,如果该项打勾说明原理图中存在,该模型是通过原理图关联生成。
4 应用分析
二维原理图模块具有以下优点:
(1)实现二维与三维之间的关联,有效保证了数据的一致性,具有双向完整性检查功能,方便一致性检查。
(2)三维放样时自动继承二维原理图中的属性信息,不需要再进行属性定义操作,减少工作量。
(3)二维原理图中可自定义标注样式、明细表,进行智能化信息标注,自动生成所需各种报表,减少标注及统计工作量。
(4)交互式放样,点击原理图中设备、管路及附件,三维中高亮显示;点击三维中模型,原理图中对应的符号会高亮显示,便于查找及核对。
二维原理图模块也存在以下不足:
(1)二维与三维关联后,不方便后期修改。关联之后,三维及二维原理图中管路属性为灰色,无法直接修改,需要先断开关联关系,在二维中修改后,重新进行关联,操作过程繁琐。
(2)同一个系统不允许多个用户同时操作,绘制原理图或进行三维放样时,首先需要锁定该系统,系统被锁定后其他用户不能进入该系统操作。
(3)原理图中管路属性检查功能有待加强,如果管子库中未定义该管路参数,应不允许生成管线。目前,原理图中管路设计时定义的参数如Application class等与管子库中的不一致,系统允许完成管路布线,但在三维放样时根据无法生成管路模型。
(4)当二维原理图比较复杂时,交互放样中调取二维原理图的速度比较慢。
5 结语
船舶三维设计是信息技术发展的必然趋势,从原理图设计开始就使用三维设计软件,进行自动标注、自动生成所需报表等,提高工作效率和设计质量,并有效保障数据一致性及减轻后续三维放样的工作量。本文基于FORAN软件,针对二维原理图模块的应用及交互式放样进行了详细的介绍,并结合实际应用分析了存在的优缺点,为管路全三维综合设计提供了有力支撑。
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Research on Application of 2D Engineer Schematic Diagram Based on FORAN Software
CHANG Shouming,WANG Min
( China Ship Development and Design Center, Wuhan 430064 , China )
Pipeline lofting has been carried out roundly, but the 2D schematic diagram is still designed with autoCAD. The product data is not conformance without in relation between 2D diagram and 3D model. Based on FORAN V70 software, this paper describes definition of sign in schematic diagram, the design progress of 2D schematic diagram of pipeline, pipeline lofting making use of 2D schematic diagram in FORAN. With practical, this paper analyses the module of Fsysd in FORAN and summarizes the advantage of interaction design with diagram. The results show that it's valuable for applying to developing the piping digital design system.
FORAN;engineer;2D schematic diagram
U662.2
A
10.3969/j.issn.1006-0316.2018.11.005
1006-0316 (2018) 11-0020-04
2018-01-10
常守明(1985-),男,河南淮阳人,工程硕士,工程师,主要研究方向为船舶数字化设计。