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AutoPLANT三维建模技术使南方公司电厂设计大大节约工时
作者： Don Riendeau, 技术总监
Brett Wingard, 机务工程师
Grady Luster, 工程自动化经理
公司：Southern Company Services
地点：伯明翰, 阿拉巴马州(美国的一个州)
南方公司（以下简称SCS）利用三维建模技术使电厂设计中比用二维CAD技术大量缩短了人工。例如，在以前，一个大型工程的机务专业需五名工程师，现在只要两名就可很快完成。正是因为三维模型集合了机务、电气、结构各专业的配合，并且既防止了碰撞干涉，又使材料表和Iso图的抽取实现了自动化，所以能使设计过程缩短大量人工。
南方工程公司是SCS的一个分支机构，是美国最大的电力供应商。南方工程公司拥有1000名雇员，包括设计师和技术支持工程师。该公司的电厂近半为核电，其余为火电和水电。
南方工程公司传统的业务是提供美国120，000平方英里范围内的电能，包括乔治亚州、阿拉巴马州、密西西比州东南部及佛罗里达州的狭长地带的大部地区，此地区的人口约有一千一百万。通过其国际渠道，该公司的业务还覆盖了阿根廷、巴哈马群岛、巴西、智利、中国、英国、德国、菲律宾、特立尼达和多巴哥以及其美国传统区域以外的地区。它提供了美国36，000兆瓦特和世界上44，000兆瓦特的电能。
二维设计的问题
南方工程公司设计了超过275座电厂。至今，电厂设计一直使用AutoCAD的二维设计技术，设计中的信息主要通过二维图纸来交流。这种设计方法的最大缺陷就是每个项目的资源
都是独立的。电气、机务、仪表控制等专业的资源都有其自己的CAD图形文件。各专业的设计师必须经常交流以使自己的工作与他人配合。为了确保机务专业的管道避免与结构专业的钢结构碰撞，机务设计师必须时常参照结构工程师的图纸。虽然设计师们经常检查，但无论怎样努力的调和，碰撞仍是难以避免。
为了加强各专业间的协同工作，南方工程公司决定采用三维建模软件来建立工厂的三维模型。由于设计师们已经一直在熟练使用AutoCAD，公司便决定采用基于微机的工厂设计系统AutoPLANT。因为AutoPLANT是以AutoCAD为图形平台的软件，因此AutoPLANT能很好兼容AutoCAD的操作方式和命令，同时设计师们也只需要较少的培训。使用者只要花约一周就可上手三维设计，而其二维功能只需三天。南方工程公司运行AutoPLANT的硬件配置通常只是主频300-400MHz、内存128M的微机。
更好的协作
现在，南方工程公司设计一座新电厂，每座设备及其上的每条管线都将建成实体模型。机务专业设计师将使用“规范驱动”的方式进行配管。结构工程师采用MultiSTEEL模块进行钢结构建模，而混凝土结构就可直接使用AutoCAD的基本功能。电气工程师将使用配管模块和AutoCAD的基本功能相结合的方式进行建模。仪表控制设计师采用AutoPLANT的P&ID和LOOPS模块进行仪表设计。
电厂的不同区域在软件中用不同的“工作区”来表达。管道和设备的模型在“工作区”利用AutoCAD的“Xref”特性来放置。各专业的CAD模型在“工作区”中都能被参照。AutoPLANT还能读取未用“Xref”的AutoCAD图形文件。
在整个三维工厂模型中，设计师们就不需在一个工程的不同的资源间相互参考。所有设计师需要的相关信息都在模型中了。当软件显示“Xref”的各文件时，就是最新的状态。而这个最新的状态就会基本消除以前由于错误传递信息引起的碰撞。软件的碰撞检查特性也可以减少碰撞。在建设前发现并消除碰撞为南方工程公司节约了大量的时间和费用
快速的材料表和Iso图抽取
由于三维模型已经建立，设计师从图形数据库能够得到各种规范和厂家的信息。软件包括一个包含多个规范库的元件库。当一个管件放置入模型中时，其规范库的数据信息也被存储到图形数据库中，因此模型中的管件都是带有工程属性的智能化图元。无规范库的构件的工程属性由设计师输入，如尺寸及压力等级等。图形数据库中的管件工程数据在生成材料表（BOM）时可节约大量的时间。设计师可用数据库中的信息自动创建材料表，而且这比以前手动统计材料表快且精确。设计师还可控制是否在统计时包括螺栓和垫片。
在出Iso图和平、剖面图时，利用三维模型也比以前可节省大量时间和有更高的准确度。在生成Iso图时，设计师可用AutoPLANT的Auto-iso模块或第三方的软件IsoGEN。两种方式都能自动生成材料表和标注。
良好的效益
南方工程公司的工程师们利用AutoPLANT设计了最新的两个电厂。一是名为Olin的工程，这是一个可协同生产112兆瓦特的电厂。创建三维模型在此工程中产生了巨大的效益，因为这个电厂需要适应一块相对狭小的地方。该电厂包括一连向汽锅的燃烧涡轮及一独立的主汽轮机，其间连接有大量的管道和电缆桥架，还有一大型冷却塔及管架等辅助设备。设计师可利用三维模型来充分利用空间并避免碰撞。一个机务工程师加一个机务设计师就可完成所有的管道设计，包括250张Iso图。三维模型和图形数据库在工程中出Iso图时节约了大量时间。
另一更为浩大的工程名为Barry，该工程是一产电532兆瓦特的组合循环电厂。它有两台燃烧涡轮，每台带有汽锅和汽轮机。热能自燃烧涡轮经汽锅驱动汽轮机。该工程还利用了三维工厂模型的其它优点。从模型中可得可视化的图片以帮助工程图纸的理解。南方工程公司向客户展示了漫游动画。色彩平滑的工厂模型彩图在奠基典礼胜过了艺术家的表演，以至工程师都更喜欢渲染三维彩图。
南方工程公司的管理者确信三维模型的设计方法是电厂设计的最佳方案。这样，将节约大量的工时、费用、人力，以使公司得到更快的发展周期。公司相信此种技术会对公司在新工程中得到更大的竞争力，因此以后将在其它工程中广泛应用。
Rebis
products: AutoPLANT Piping, AutoPLANT ISOGEN, AutoPLANT P&ID,
AutoPLANT Instrumentation, MultiSTEEL
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