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選煤工程設備庫管理系統設計與實現

2023-02-09 11:19:00

  摘要:以Bentley OpenPlant Modeler CONNECT Edition(以下簡稱OPMCE)軟件為基礎平臺構建了煤礦選煤工程設計用數字化設備庫管理系統,基于該系統可對所有入庫的三維數字化模型進行審核、歸類編碼、檢索、修改、放置及統計等,實現了選煤工程正向設計過程中三維設備信息模型存取與管理的便捷化、統一化、標準化,為煤礦洗選智能化運維提供了基礎載體,對其他行業相似業務的需求具有一定的參考價值。

  關鍵詞:選煤工程;數字化;設備庫;模型庫;OpenPlant;

  1項目背景

  2020年3月,國家發展改革委及其他七個部委聯合印發的《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》中提出,煤礦智能化是煤炭工業高質量發展的核心技術支撐,要以數字化、網絡化、智能化為方向,探索建立國家級煤礦信息大數據分析與共享交換平臺,構建實時、透明的煤礦采、掘、機、運、通、洗選等數據鏈條,實現煤礦智能化和大數據的深度融合與應用。十四五期間,煤礦智能化建設步伐進一步加快,作為智能洗選“3D可視化數據采集與監控系統”的基礎載體,選煤工程的工程數字化極其重要。

  選煤工程設計元素眾多,在有限的空間內,設備、設施、管線布置密集,尤其是主廠房、準備車間等關鍵車間集中了選煤廠50%以上的設備,這部分內容分類與布置復雜、建模量繁重、后期統計困難,不僅制約建模效率與質量,也對工程數字化技術的推廣應用造成了很大困擾。而且,洗選智能化的本質也是通過各類關鍵設備與監測監控系統的多技術融合實現的,從設備管理角度而言,基于一套數字模型實現全生命周期階段的管理與應用是最佳解決方案。目前國內外主流的三維工廠設計軟件均能實現設備及器材模型的創建,并且針對不同的應用場景,達到了功能細分及專業化。但是,針對選煤廠工程,尚無針對性的模型管理模塊。因此,從分類一致、模型復用、統計便捷等方面綜合考量,需要構建一套統一平臺下的選煤工程設備庫管理系統,解決選煤工程三維正向設計面臨的難題,支撐選煤廠三維項目實施,促進公司在數字化設計領域的健康持續發展。

  2實施流程

  設備庫管理系統分兩期進行設計,前期用于集中管理采用枚舉方式建立的各類設備單元模型(非參數化設備),提高檢索效率,便于模型重復利用,包含服務器驗證、設備層級展示、條件檢索、信息模型預覽、子集添加與修改、模型放置及報表統計等功能,后期與運維階段結合進行高級應用,本篇文章主要討論前期內容的實現方式。

  2.1 開發方式

  OPMCE是Bentley公司的工廠設計軟件,作為Bentley全新的工廠設計解決方案,OPMCE集成了作為固有數據模型的ISO15926標準,使二維及三維工廠設計工程實現真正的數據互用,其SDK是為Addins開發服務,因此,設備庫管理系統主要采用C#方式開發。

  2.2后臺管理

  后臺管理系統基于B/S架構進行設計,主要是對數字化設備庫進行維護,包括設備審核與設備編碼,設備審核用于查看設備屬性、下載設備模型并對設備信息進行審核,設備編碼用于對設備類型、屬性進行查看或編輯,詳見圖1~圖3。

  

  圖1設備審核

 

  

  圖2設備屬性頁

 

  

  圖3設備類型屬性編輯


  2.3前端應用

 ?。?)工作界面定制

  工作界面通過工作流配置文件進行定制,界面定制內容默認存儲在參數變量MS_PERSONALDGNLIB、MS_GUIDGNLIBLIST指定目錄的dgnlib文件當中。

  已為項目建立獨立工作空間和工作集,可將定義好的dgnlib文件置于WorkSpaces\**j\WorkSets\**k\Standards\Dgnlib\GUI\目錄下,其中**j代表工作空間名稱,**k代表工作集名稱。

  設備庫管理系統定制的工作界面如下圖所示。

  

  圖4工作界面定制內容

 

 ?。?)功能描述

  由圖4可知,前端內容包含登錄、庫操作、設備庫與統計4個組別。

  1登錄

  “登錄”組別用于局域網內服務器驗證,并設置用戶權限管理功能。普通用戶僅有瀏覽權限,無法添加、修改及上傳模型,高級用戶具備所有權限,若同一用戶登錄時長超過固定時間則需重新進行登錄。

  2庫操作

  “庫操作”組別是對單元子集的添加、修改、文件上傳等操作,面向高級用戶,“添加子集”模塊可對模型與信息同時添加,添加后的設備編碼會自動賦予;“修改子集”模塊是對信息模型屬性信息的修改操作;“上傳文件”模塊是對服務器端分類模型文件的替換操作。

  3設備庫

  “設備庫”組別包含“起重設備”“運輸設備”“燃氣設備”“選礦設備”“分級脫水破碎設備”等多個物料分類大類,設備多級展示、模型檢索及預覽、模型放置等功能于一體,該組別中的設備分類遵循了公司的ERP物料分類編碼原則,模型與屬性信息分開存儲,放置時自動進行鏈接,既能提升模型的檢索效率,又可實現三維信息模型的快速放置。

  4統計

  “統計”組別可針對圍柵內部、不同類別的數字化元件模型進行分類統計,并能一鍵導出滿足設計需求的設備清冊,統計報表會依據位置號自動進行排序,可避免后期復雜的手工操作,節省人工制表時間,提高設計效率。

  3實現效果

  

  圖5“設備庫”組件頁面

 

  

  圖6信息模型屬性查詢

 

  上圖中,圖5為利用“設備庫”組件放置分級脫水破碎設備的操作界面,界面左側為層級展示區,中部為模型檢索及預覽區,右側為屬性區,放置設備可對附加屬性進行修改,GPJ120/3-C型加壓過濾機的信息模型放置后的屬性框如圖6所示。

  如若需要在圖5所示的加壓過濾機分類下增加新的分類、修改GPJ120/3-C型加壓過濾機屬性項的值或者替換加壓過濾機模型文件,則以高級用戶登錄后通過執行“添加子集”、“修改子集”或“上傳文件”功能即可實現。

  圖7為設備“統計”組件操作頁面,先繪制基于內部模式的圍柵,運行該功能模塊后,可在操作界面中預覽報表,圖8為根據頁面導出后的Excel報表,通過該過程可實現報表的自主化與多元化定制。

  

  圖7‘統計’組件樣例

 

  

  圖8 導出Excel

 

  4結論

  綜合利用OPMCE Addins的開發優勢,構建了煤礦選煤工程領域數字化設備模型庫管理系統,提升了選煤廠三維正向設計效率與質量,為行業內外相似業務拓展提供了借鑒,并為洗選智能化建設提供了基礎載體,能夠較好的維持3D可視化系統的建設及運營。(何利輝 王鵬)


  參考文獻

  [1] 史艷國,丁元斌,孫惠.基于B/S結構的虛擬設備庫的建立[J],2003,14(3):232-233.

  [2] 蘇鵬程.基于CATIAHVACDesign模塊的暖通設備庫定制方法研究[J]. 設計與研究,2018(7):71-72.

  [3] 劉敬,朱長才,孫家廣.基于SolidWorks的設備庫的研究和實現[J]. 計算機應用研究,2006(1):132-135.

  [4] 劉智強,陳明.基于VB_NET的CATIA三維參數化船舶設備庫的開發[J]. 船海工程,2012,41(5):57-60.

  [5] 羅虹,胡亮,盧海峰.基于Web2.0的設備共享系統的設計與實現[J]. 機械科學與技術,2012,31(10):1638-1643.

  [6] .無線電監測站設備庫智能化管理系統研究[J]. 管理信息化,2019(2):69-71.

 

 

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

編輯:溫曉霞

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