程海滨 王长军
青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司，山东青岛，266100
山东电力建设第三工程公司，山东青岛，266100
2D&3D Design Data Transform in Power Plant Design
Cheng Haibin Wang Changjun
摘要：目前国内许多电力设计院存在的问题就是二维设计图纸并不是直接从三维设计模型中抽取，而是出图后再布置模型，这样就使得三维建模对设计环节以后的施工、调试、运维过程的指导意义大打折扣。因此要实现电厂全生命周期的设计施工一体化目标，就要首先实现设计过程中二三维设计数据的自动传递。
关键词：二、三维传递，数字化电厂，电厂全生命周期，设计施工一体化
Abstract:
Currently，the 2D drawings are not directly extracted from 3D models in many design institutes, which make the 3D models less useful for the subsequent construction, commissioning and maintenance stage. Therefore, the 2D&3D design data transform is particularly important for realizing integration of design and construction in the whole life cycle of a digital power plant.
Key words:
The 2D&3D design data transform，Digital power plant，The whole life cycle of powerplant design data，Integration of design and construction .
引言
近些年来越来越多的业主要求数字化电厂移交，全生命周期的工程数字化已经成为未来电厂设计施工一体化研究的主流，以二维设计为主或在二维设计完后补三维设计模型的假三维设计模式逐渐被淘汰，随之而来的将是以三维设计为依托，把整个电厂全生命周期所必需信息整合到三维模型中，在设计、施工、运行维护各个阶段都能获取到各自所需的信息。
因此，要实现工程数字化全生命周期的目标，设计数据的处理是最重要的一环，而设计数据处理中最重要的环节就是能否实现二、三维设计数据的自动化传递，这也是数字化电厂能否顺利推行的最基础和最重要环节。
1二、三维数据传递存在的问题
在电厂设计中如何实现二三维设计数据的自动化传递一直是困扰着各设计院的难题，譬如如何将各个环节的数据链打通，如何保证数据传递的准确性，以及数据传递的效率能否满足要求等。
1.1二维设计与三维设计之间存在数据壁垒
过去电厂设计及现场施工全都是二维图纸，设计人员的设计习惯也是二维CAD制图，但是二维图纸上是不包含元件属性的，不能进行碰撞检查，读图比较困难；三维建模可以更直观更清楚的展示设计成品，进行各专业间、专业内碰撞检查，模型自带属性，不同环节的不同部门可以进行数据复用等。
但是一直以来二维设计与三维设计之间一直存在着数据壁垒，即二维图纸内容不能直接导入到三维设计软件中使用，而三维设计也只能等二维出图完成以后，再进行抄图建模，这样非但没有体现三维设计的优势，还增加了设计人员的工作量，给推动全厂三维设计造成了极大的困难。
1.2 二、三维数据传递的准确性无法保证
有的设计院尝试过二、三维数据传递，对于简单的模型可以进行数据传递评估，但是当模型复杂以后就无法保证数据传递的准确性，比如有的模型信息没有传递过去，有的模型修改了但是二维图纸信息没有自动修改，造成模型与图纸信息不符，使得三维设计模型的参考意义大打折扣。
1.3 原有的数据传递效率低下
有的设计院尝试进行局部二、三维数据传递，而且都是手动传递，每次只能传递一根管道，效率低下，整个项目只能是在主厂房个别设备模型进行数据关联，而且是安排专门人员将三维模型与二维图纸手动进行关联，仅作为演示的功能，对实际项目的数字化推进没有任何意义。
2 实现二、三维数据自动传递的措施
2.1 打通二维三维设计数据壁垒的措施
PDMS三维设计模型不仅能进行设计碰撞检查、指导施工等，更重要的是使得三维设计模型能为整个电厂全生命周期服务；COMOS软件具有强大的兼容性，适合各种设计软件数据的处理及整合，最终处理成符合设计标准及设计施工一体化所要求的数据源，为各个环节的数据交互提供底层的数据支持。
以PDMS三维设计为载体，西门子COMOS协同设计平台为数据整合平台，同时将各专业必须的设计软件，通过二次开发实现软件之间的数据互通。具体的措施为：
各专业在PDMS中进行三维布置设计，同时进行碰撞检查，将现场安装出现的碰撞最大程度的在设计环节就解决了；各专业的系统设计在COMOS平台内进行，二维成品从COMOS内抽取，包括阀门表、IO清单等。为使数据一致，项目初期就将PDMS的等级库元件库导入到COMOS平台内，使两个平台在同一套数据库下工作，这样就保证了二、三维数据的一致性，从而打破了二维、三维设计的数据壁垒。
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2.3 解决数据传递效率低下的措施
人工手动传递数据的效率太低，也不符合全厂三维设计的初衷，开发的二、三维传递平台能够实现COMOS平台二维数据与PDMS三维模型的数据互通，即可以将P&ID二维数据传递到PDMS中，在PDMS中自动生成元件设备，设计人员再进行空间布置设计，这样就保证了数据的唯一性，该过程是在二、三维传递平台内自动进行，不需要设计人员额外的操作。完成后如果有变更改动，则只需要点击数据刷新即可实现数据一致性匹配。在进行完自动化传递以后还能够进行数据一致性检查，确保数据传递的准确。
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结论：
本文介绍了基于PDMS三维软件和西门子COMOS设计平台开发的二维、三维数据转化平台， 实现了设计过程中二、三维设计数据的自动化传递，提高了设计人员的工作效率，降低了设计过程的差错率。
3参考文献
［1］ISO 15926 工业自动化系统与集成，生命周期数据集成流程工厂包括石油和天然气生产设施
［2］GB\T 51296-2018 石油化工工程数字化交付标准
【作者简介】
姓名：程海滨 工作单位：青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司 职务：三维设计管理员
姓名：王长军 工作单位：山东电力建设第三工程有限公司 电站检修维护公司 职务：总工程师