PDMS下的三維照明布置設(shè)計(jì)軟件

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摘要：火力發(fā)電廠主廠房、集控樓內(nèi)的電氣照明設(shè)計(jì)主要采用傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方式重復(fù)工作量大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且容易忽視房間內(nèi)已有的管道、設(shè)備、橋架和母線等，造成碰撞?；?a href="http://www.baojiexiang.com/lunwen/zmsj/151117.html" target="_blank">pdms的三維照明布置設(shè)計(jì)可以發(fā)揮三維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，避免碰撞問(wèn)題，并且隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)數(shù)字化的迅速發(fā)展，三維數(shù)字化平臺(tái)設(shè)計(jì)逐漸成為主流設(shè)計(jì)方式。在這種情況下，開(kāi)發(fā)電氣照明布置設(shè)計(jì)程序?qū)τ谔嵘始肮ぷ髻|(zhì)量有著很重要的意義。

關(guān)鍵詞：PDMS；照明設(shè)計(jì)；三維；數(shù)字化

目前國(guó)內(nèi)擁有完整電氣三維布置解決方案的軟件還處于起步階段，無(wú)論在民用建筑和電力行業(yè)，電氣專業(yè)布置設(shè)計(jì)仍然以二維設(shè)計(jì)為主，而三維布置設(shè)計(jì)僅僅為了配合其他專業(yè)進(jìn)行占位和碰撞檢查，一方面增加了電氣設(shè)計(jì)人員的工作量，另一方面不滿足全專業(yè)數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)需求。照明設(shè)計(jì)屬于電氣專業(yè)布置設(shè)計(jì)中主要內(nèi)容之一，PDMS也是目前國(guó)內(nèi)主流的三維設(shè)計(jì)平臺(tái)之一，同時(shí)，PDMS具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管控能力和數(shù)據(jù)傳遞能力，基于PDMS平臺(tái)進(jìn)行電氣照明布置設(shè)計(jì)的二次開(kāi)發(fā)，一方面能降低設(shè)計(jì)人員的工作量，提升工作效率，另一方面利用三維模型帶來(lái)的直觀可視性和數(shù)據(jù)承載能力，能夠進(jìn)一步豐富PDMS平臺(tái)上的電氣三維布置設(shè)計(jì)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)“多個(gè)平臺(tái)、一個(gè)模型、一個(gè)數(shù)據(jù)架構(gòu)”。

1照明三維布置軟件設(shè)計(jì)的思路

本軟件基于“多個(gè)平臺(tái)、一個(gè)模型、一個(gè)數(shù)據(jù)架構(gòu)”的理念，在PDMS進(jìn)行三維照明設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，創(chuàng)建一個(gè)實(shí)體的房間，將所有與房間有關(guān)的數(shù)據(jù)放置于實(shí)體房間的屬性之中，這樣在設(shè)計(jì)人員在使用不同的設(shè)計(jì)軟件對(duì)模型進(jìn)行調(diào)用時(shí)，都可以訪問(wèn)到完整的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。軟件的開(kāi)發(fā)思路如下：第一步，在PDMS中創(chuàng)建實(shí)體的房間；第二步，選擇燈具和插座，對(duì)房間進(jìn)行照度計(jì)算；第三步，將工程中房間的信息匯總，并分配照明配電箱；第四步，計(jì)算每個(gè)配電箱的供電電流，并進(jìn)行開(kāi)關(guān)選型；第五步，生產(chǎn)實(shí)際電纜接線和匯總材料表。具體設(shè)計(jì)流程詳見(jiàn)圖1。

2設(shè)計(jì)步驟

2.1定義并創(chuàng)建房間。

本軟件選擇PDMS中ROOM類型作為房間的載體，后續(xù)設(shè)計(jì)的參數(shù)均存儲(chǔ)在ROOM類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。軟件支持通過(guò)導(dǎo)入房間信息和自定義來(lái)創(chuàng)建生產(chǎn)房間。一般情況下，PDMS模型中按照順時(shí)針順序?qū)Ψ块g坐標(biāo)進(jìn)行拾取，即可完成房間節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)錄入，再對(duì)房間名稱、房間高度進(jìn)行編輯，即可創(chuàng)建并生成房間。

2.2建立參數(shù)化燈具模板庫(kù)。

電氣照明燈具的種類繁多，且不同廠家的參數(shù)設(shè)置也不一樣。我們對(duì)常用的燈具進(jìn)行篩選和比對(duì)之后，確定以燈具的安裝方式進(jìn)行分類，同時(shí)可以通過(guò)光源類型和燈具類型進(jìn)行篩選，并參照三維設(shè)備建模板的方式，每種燈具內(nèi)都建立了5個(gè)參數(shù)化的設(shè)備模版（光源數(shù)量、光源類型、安裝方式、光源功率、功率因數(shù)），以滿足實(shí)際工程的需求。

2.3照明燈具的布置。

在實(shí)際的電氣照明設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常忽視實(shí)際施工過(guò)程中的可能遇到的碰撞問(wèn)題。照明燈具所在的房間內(nèi)，各種管道、設(shè)備、橋架、母線可能十分密集，本軟件燈具布置提供了自動(dòng)布置、平面布置、扇形布置等多種方式在避開(kāi)了房間內(nèi)的實(shí)體設(shè)備之后，再進(jìn)行燈具的布置。設(shè)計(jì)人員在選取房間類型之后，軟件根據(jù)不同房間類型的照度需求，給出推薦的燈具數(shù)量，可選擇安裝方式，行列的排列方式，選定后軟件會(huì)自動(dòng)算出行間距、列間距，并進(jìn)行燈具布置。當(dāng)房間內(nèi)有實(shí)體設(shè)備和燈具碰撞，或者實(shí)際的燈具布置行列間距超出房間的范圍時(shí)，軟件會(huì)彈出提示，提醒設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改。

2.4房間的照度計(jì)算。

選取需要進(jìn)行照明照度計(jì)算的ROOM結(jié)構(gòu)房間，將顯示房間燈具信息，包括型號(hào)、數(shù)量、電流等信息。根據(jù)先前選取的不同的房間類型，軟件會(huì)對(duì)應(yīng)顯示其照度維護(hù)系數(shù)、室形系數(shù)、功率密度要求、照度要求等參數(shù)數(shù)值，并自動(dòng)計(jì)算得出房間的平均照度與功率密度數(shù)值，給出照度計(jì)算是否滿足照度計(jì)算要求。

2.5配置照明配電箱。

照明電氣布置最繁瑣的設(shè)計(jì)過(guò)程之一就是配置照明配電箱。本軟件在房間完成房間的照度計(jì)算之后，可以選取房間配置并生產(chǎn)照明配電箱。然后，根據(jù)需要該配電箱需要供電的房間信息（包括回路數(shù)和回路的電流等），軟件自動(dòng)生成需要照明配電箱供電的回路，并在列表中顯示出來(lái)。通過(guò)列表顯示出來(lái)的目的，主要是方便設(shè)計(jì)人員對(duì)供電的回路進(jìn)行修改，可以燈具進(jìn)行增加或移除操作。同時(shí)為了滿足實(shí)際工程的需求，在配置照明配電箱的時(shí)候，可以對(duì)新增，刪除，合并和拆分供電回路。同時(shí)，對(duì)供電回路進(jìn)行修改配置之后，可能出現(xiàn)燈具未被供電或者被重復(fù)供電的情況，本軟件在確定供電回路時(shí)，彈窗提示設(shè)計(jì)人員，對(duì)違背供電或重復(fù)供電的燈具進(jìn)行調(diào)整。

2.6照明回路配置計(jì)算書(shū)和布線。

根據(jù)先前的計(jì)算數(shù)據(jù)和信息，軟件可以方便生成每個(gè)供電回路的計(jì)算電流，和配電箱的總電流，生成照明回路的配置計(jì)算書(shū)。同時(shí)，燈具、插座和照明箱等設(shè)備的高度、KKS編碼等信息都已賦值在模型中，根據(jù)這些信息，設(shè)計(jì)人員編制出照明電纜清冊(cè)。將照明電纜清冊(cè)導(dǎo)入軟件中，設(shè)計(jì)人員可以直接利用PDMS進(jìn)行虛擬電纜路徑敷設(shè)，在虛擬路徑的基礎(chǔ)上，軟件考慮電纜實(shí)際的轉(zhuǎn)彎半徑，槽盒的容積率等信息，對(duì)照明設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)體電纜敷設(shè)，最后統(tǒng)計(jì)材料，開(kāi)列出材料匯總。

3創(chuàng)新點(diǎn)優(yōu)勢(shì)和不足

3.1本軟件的優(yōu)勢(shì)。

電氣照明設(shè)計(jì)是電氣專業(yè)布置設(shè)計(jì)的組成部分，本軟件充分發(fā)揮了PDMS三維布置設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，一方面讓照明設(shè)計(jì)可以參與到多專業(yè)協(xié)同中來(lái)，另一方面在設(shè)計(jì)階段通過(guò)準(zhǔn)確定位設(shè)備，避免了因碰撞造成的損失，也為現(xiàn)場(chǎng)施工提供了直觀和可靠依據(jù)。實(shí)體電纜敷設(shè)的功能利用的是我院開(kāi)發(fā)的另一款基于PDMS的三維電纜敷設(shè)軟件，已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用于樂(lè)山福華項(xiàng)目燃煤項(xiàng)目等火電項(xiàng)目中，同時(shí)被多家單位采購(gòu)使用，在材料統(tǒng)計(jì)上，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，統(tǒng)計(jì)效率高，提升了設(shè)計(jì)人員工作效率的同時(shí)，也節(jié)省了施工采購(gòu)的時(shí)間和金錢(qián)。參數(shù)化的燈具模板定制，可以讓燈具模型的適用性更廣，針對(duì)不同的項(xiàng)目和實(shí)際工程，不需要額外的開(kāi)發(fā)和錄入燈具參數(shù)，節(jié)省了設(shè)計(jì)人員的時(shí)間，提升了設(shè)計(jì)的便捷性和效率。

3.2本軟件的不足。

目前來(lái)說(shuō)，軟件在與外專業(yè)的電氣三維提資的功能上存在缺失，是下一步研究和開(kāi)發(fā)的方向；另一方面，軟件在照明配電回路的新增，刪除，合并和拆分的操作上，還存在不便捷的地方，需要進(jìn)一步完善；軟件目前的照度計(jì)算主要針對(duì)于房間、集控樓等建筑，目前在道路照明等場(chǎng)合的計(jì)算，仍然需要完善和改進(jìn)。

4結(jié)論

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法中，在三維設(shè)計(jì)主要作為工藝專業(yè)檢查碰撞而使用，但是隨著三維設(shè)計(jì)已成為國(guó)內(nèi)主流設(shè)計(jì)手段，電廠的數(shù)字化和信息化要求也越來(lái)越高，現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)方法對(duì)三維電氣專業(yè)提出了更多的需求和更高的要求。三維照明布置設(shè)計(jì)除了豐富電氣在三維協(xié)同設(shè)計(jì)中的發(fā)展外，也使得電氣照明設(shè)計(jì)更加精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，避免了大量重復(fù)的人力勞動(dòng)。同時(shí)，在工程投標(biāo)和為業(yè)主展示等方面，三維照明設(shè)計(jì)也能體現(xiàn)出差異化設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，也更能適應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)的需求，提高設(shè)計(jì)院的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]劉慶輝.PDMS三維燈具建模方法[J].信息與電腦，2015（8）：5-6.

[2]楊戰(zhàn)光，趙忠明.集控樓照明三維設(shè)計(jì)的探討與研究[J].信息與電腦，2010（10）：147.

作者：吳琨 單位：四川電力設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司