چگونه PDMS مي تواند به شما كمك كند؟
سيستم مديريت طراحي كارخانه Plant Design Management System يا PDMS يك نرم افزار كامپيوتري است كه به شما اجازه مي دهد يك مدل به اندازه واقعي و با تمام جزئيات از تمام قسمتهاي قابل توجه يك كارخانه فرآيندي در حافظه كامپيوتر بسازيد.
با نصب PDMS روي رايانه هاي مناسب اين كار، PDMS به شمار اجازه مي دهد كه با پيشرفت كار طراحي پروژه، يك مدل كامل رنگ و نورپردازي شده از كارخانه را مشاهده كنيد كه اين كار باعث مي شود، تكنيك هاي طراحي به حدي به واقعيت نزديك شود كه تا كنون سابقه نداشته است.
در مدل رايانه اي شما مي توانيد حجم عظيمي از اطلاعات مرتبط با به وضعيت مكاني، اندازه، تعداد قطعات و ارتباط جغرافيايي نسبت به قسمتهاي مختلف كارخانه را ذخيره كنيد. اين مدل به اين منبع واحد اطلاعات مهندسي براي تمام بخشها و ديسيپلين هاي مرتبط با طراحي پروژه تبديل مي شود.

تمام اين اطلاعات در يك بانك اطلاعات ذخيره مي شود. كانالهاي خروجي بسياري براي دريافت اطلاعات از بانك اطلاعات (Data Base) وجود دارد. اين روشها شامل گزارشهاي نوشتاري در مورد هر آيتم و نيز نقشه هاي مهندسي با مقياس مشخص و اندازه گذاري و نيز نقشه هاي سه بعدي رنگي است كه شما مي توانيد داخل آن حركت كرده و مدل طراحي را مشاهده كنيد.

مثالهايي از انواع مدارك توليد شده توسط PDMS
با وجود امكانات پيشرفته اي كه PDMS ارائه مي دهد، كماكان مهمترين روش ارتباط بين طراح و سازنده پروژه، نقشه ها هستند. بدون نقشه هاي مهندسي، ساخت يك كارخانه امكان ناپذير است.
براي تامين اين نياز، PDMS مي تواند انواع مختلف نقشه، از تصاوير سه بعدي پيچيده گرفته تا نقشه هاي با اندازه دقيق و نقشه هاي آيزومتريك لوله كشي را توليد كند.
قابل ذكر است كه اگر ما نتوانيم كيفيت اطلاعات طراحي را تضمين كنيم، اطلاعات موجود در يك نقشه PDMS ارزش چنداني نخواهد داشت. در حقيقت دليل ايجاد كردن چنين سيستم رايانه اي بزرگي، ارتقاء تكنيك هاي موجود بوده است. PDMS به طرق زير، كيفيت طراحي را ارتقاء مي بخشد:

• تضمين ثبات و قابليت اطمينان اطلاعات
در محيط طراحي معمول، با استفاده از تكنيك هاي ترسيم، اندازه هر Fitting بايد قبل از ترسيم تعيين شده باشد. اين روش بسيار زمان بر است و معمولاً منجر به خطاهاي گران قيمتي مي شود كه فقط در مرحله نصب مشخص مي شود. در PDMS، اندازه و شكل هندسي تمام قسمتهاي لوله كشي قبلاً در كاتالوگ تعيين شده است. اين كاتالوگ كه Component Catalogue ناميده مي شود، قابل تغيير توسط كاربر نيست. با اين روش مي توان مطمئن بود كه اندازه تمام آيتم ها حقيقي بوده و در تمام مراحل طراحي، بدون توجه به تعداد كاربران ثابت باقي مي ماند.

• وفاداري به مشخصات فني
براي اطمينان از طراحي مقرون به صرفه همراه با ثبات اطلاعات از مشخصات بسيار دقيق لوله كشي استفاده شده است. در PDMS مشخصات لوله كشي در داخل سيستم طراحي شده است، بنابراين هر آيتمي كه شما به كار مي بريد، بايد جزو يك لوله با مشخصات فني معين باشد.

• تضمين وضعيت هندسي معين و ارتباط با لوله مشخص
خطاهاي طراحي به طرق مختلف ايجاد مي شود، مانند طول نادرست براي اتصالات، Rating نامناسب براي فلنج، يا خطا در هم راستايي قطعات، PDMS مي تواند تمام اين موارد را كنترل كند و عدم تناسب قطعات مختلف را با يكديگر پيدا‌كند. (به طوري كه خواهيد ديد، در طراحي جزئيات لوله كشي نيز مطرح است).

• پيشگيري از تداخل قطعات
با وجود تمام مهارت و تجربه طراحان، كماكان در تكنيك هاي معمول طراحي خطاي انساني پيش مي آيد. قرار دادن لوله هاي پيچيده در يك نقشه دو بعدي، ناگزير منجر به تداخل لوله ها مي شود يعني براي دو لوله، فضاي فيزيكي واحدي در نظر گرفته مي شود. PDMS شما را قادر مي كند تا به دو طريق از بروز چنين مسائلي پيشگيري كنيد:

۱٫ شما مي توانيد ضمن طراحي، طرح خود را دوران داده و از نقطه ديد ديگري به آن نگاه كنيد و در نتيجه مشكلات احتمالي را پيدا كنيد.
۲٫ شما مي توانيد از امكانات رديابي برخوردها در PDMS استفاده كنيد كه با اين كار هر نوع تداخل و برخوردي در هر كجاي نقشه رديابي مي شود.
• برداشت ابعاد فقط از بانك اطلاعات طراحي
تمام اطلاعات دريافتي از بانك اطلاعات PDMS از قبيل نقشه هاي مقياس دار، نقشه هاي آيزومتريك لوله كشي يا گزارش ها، شامل اطلاعات به روز هستند كه فقط از يك منبع گرفته شده اند. در طي مدت طراحي، اطلاعات به طور مداوم در حال تغيير هستند و بايد نسخه هاي جديد نقشه ها تهيه شود. وقتي چنين اتفاقي مي افتد، شما مي توانيد با صرف حداقل نيرو نسخه هاي جديد نقشه ها را تهيه كنيد و مطمئن باشيد كه اطلاعات روي آنها به روز هستند.

ساختار PDMS
PDMS نرم افزار بسيار بزرگي است و به همين دليل به چند برنامه عملياتي تقسيم شده است كه هر يك از آنها با هدف خاصي به بانك اطلاعات دسترسي پيدا مي كند. اين برنامه ها كه Module ناميده مي شود و هدفشان در زير نشان داده شده است.

DESIGN طراحي مدل ۳ بعدي
DRAFT توليد نقشه دو بعدي
ADMINISTRATION كنترل پروژه و كاربران
ISODRAFT طراحي آيزومتريك
PARAGON توليد كاتالوگ
SPECON توليد مشخصات فني (Specification)
PROPCON توليد خصوصيات (Properties)
DATAL فهرست بانك اطلاعات
DICE كنترل صحت بانك اطلاعات
RECONFIGURER مرتب سازي بانك اطلاعات

DESIGN
DESIGN، ورودي گرافيكي اصلي در PDMS است. شما از DESIGN براي مدل سازي استفاده خواهيد كرد. بانك اطلاعات PDMS حاوي توصيف سه بعدي تمام آيتمهاي موجود در پروژه است. با ايجاد مشخصات لوله كه فقط اجازه استفاده از ملحقات متناسب با مشخصات لوله را مي دهد، شما مي توانيد انتخاب ملحقات را كنترل كنيد.
قابليت هاي DESIGN عبارتست از:
• ايجاد مدل طراحي جديد يا عناصر اضافي
• تغيير دادن عناصر طراحي موجود در طرح
• دريافت اطلاعات و مشاهده مدل و تغيير نقطه ديد
• ايجاد گزارشهاي مربوط به نازل ها، شيرها و آيتم هاي خاص
فهرست گيري از ملحقات هر لوله و نيز طول لوله و انواع گزارشهاي مرتبط.
• اجرا كردن برنامه رديابي برخوردها براي يافتن عناصر طراحي كه با هم تداخل مي‌كنند.

DRAFT
DRAFT براي ايجاد و دستكاري نوشته ها و اندازه گذاري روي نقشه ها مورد استفاده قرار مي گيرد. نوشته هاي روي نقشه عبارتند از: برچسب عناصر طراحي، Noteهايي كه به نقشه اضافه مي شود. چارچوبهاي نقشه، جدولها و خطوط مورد نياز.
نوشته روي نقشه بايد متصل به يك عنصر طراحي روي نقشه باشد به طوري كه هر تغيير در وضعيت سه بعدي عنصر منجر به تغيير نوشته همراه آن باشد. ابعاد عبارتند از تصوير فاصله بين نقاط اتصال (نقاط P) روي محورهاي مختصات در نقشه سه بعدي. اين ابعاد به طور اتوماتيك محاسبه مي شوند و هربار كه نقشه تغيير كند، ابعاد نيز تغيير پيدا مي كنند. شما مي توانيد از بانك اطلاعات طراحي (DESIGN Data Base) اطلاعات بگيريد، اما نمي توانيد آنها را از طريق DRAFT Module تغيير دهيد.

مثالي از خروجي DRAFT
Administration
پروژه هاي وسيعي را كه با PDMS طراحي مي كنيد، بايد با توجه به اندازه فيزيكي، پيچيدگي و نوع پروژه به ناحيه هاي (Areas) مختلف تقسيم كنيد (اين ناحيه‌ها، مي توانند ناحيه هاي فيزيكي يا ناحيه هاي طراحي باشند). در يك پروژه وسيع، مدير سيستم (System Administration) اول بايد در مورد تقسيم پروژه به قسمت هايي با خصوصيات زير با مدير پروژه و مدير مهندسي توافق كند.
• ناحيه ها بايد مطابق با نيازهاي گزارش گيري و كنترل پروژه باشند.
• ناحيه ها بايد زير مجموعه هايي با مرز و محتواي طراحي مشخص باشند.
• طراحان مختلف بايد بتوانند به طور موازي روي ناحيه هاي مختلف كار كنند.
PDMS مانند يك دفتر طراحي (كه داراي رئيس بخش، نقشه كشها و غيره است) شامل تيم (Team) هايي است كه از كاربرها (Users) تشكيل شده است. اين تيم ها مي‌توانند شامل تعداد لازم كاربر باشند كه در يك ناحيه دلخواه (فيزيكي يا مربوط به ديسيپلين هاي مختلف) كار كنند.

ترتيب دادن ناحيه هاي طراحي (DESIGN Areas) با استفاده از Administration Module انجام مي گيرد كه در اين صورت موارد زير تعيين مي شود:
• بانكهاي اطلاعاتي چند گانه Multiple Data Bases (MDB’s)
• بانكهاي اطلاعاتي Data Basess (DB’s)
• ناحيه‌هاي مربوط به ديسيپلين‌هاي مختلف (تيم ها و كاربرها) (Teams, Users) Discipline Areas
با استفاده از Administration Module، كاربرها فقط مي توانند در ناحيه مربوط به خود كار كنند. با اجراي هر يك از Moduleها، PDMS بايد فايلهاي اطلاعاتي بسياري را بخواند. در Administration Module، هر Module تعريف شده و نحوه دسترسي آن به فايلهاي مختلف تعيين مي شود. نوع دسترسي هر كاربر به ناحيه ها و مدارك مختلف نيز در اين Module تعيين مي شود.

ISODRAFT
با استفاده از ISODRAFT نقشه هاي آيزومتريك سمبوليك مقياس دار لوله كشي براي مقاصد ساخت و نصب توليد مي شود. اين Module مي تواند برحسب نياز نقشه‌هاي آيزومتريك را در فرمتهاي مختلف توليدكند.
امكانات آن شامل موارد زير است:
• فهرست Full Material Lists
• مشخصه گذاري اتوماتيك Automatic Spool Identification
• تقسيم كردن اتوماتيك نقشه هاي پيچيده
• ايجاد شيتهاي نقشه كه به وسيله كاربر تعريف شده
• انتخابهاي بسياري كه در مرحله طراحي در اختيار داريد.

مثالي از خروجي ISODRAFT
PARAGON
PARAGON براي وارد كردن و تغيير دادن كاتالوگ پروژه كه در بانك اطلاعات ذخيره شده، مورد استفاده قرار مي گيرد. اين كار مشابه مراجگعه به كاتالوگ سازنده‌ها در هنگام طراحي به طور سنتي است. كاتالوگ PDMS براي مشخص كردن شكل هندسي، اطلاعات مربوط به انشعابات، Obstruction و اطلاعات تفصيلي ملحقات لوله كشي است.
از PARAGON براي ايجاد كاتالوگ پروژه استفاده مي شود كه مشابه استفاده از DESIGN براي ايجاد اطلاعات طراحي است. اطلاعات كاتالوگ به صورت طبقه‌بندي شده در بانك اطلاعات خاصي ذخيره مي شود.

هنگامي كه يك قطعه در DESIGN انتخاب مي شود، يك
Specification Reference يا (SPREF) تعريف شده و در اطلاعات طراحي (DESIGN Data) نگهداري مي شود. Specification Reference به Specification Component يا (SPCON) در مشخصات متعلق به Catalogue Referece يا (CATREF) رجوع مي كند كه آن نيز به نوبه خود به Catalogue Component يعني (ACOMو BCOM و غيره) در كاتالوگ رجوع مي كند.

بايد توجه كرد كه اطلاعات طراحي مختص هر طراحي خاص است اما كاتالوگ‌ها و مشخصات مي توانند متعلق به چندين پروژه در شركت باشند. به عنوان مثال كاتالوگ قطعه خاصي ممكن است در نقشه هاي ديگري كه براي پروژه ديگر در شركت تهيه مي شود، نيز وجود داشته باشد.

SPECON
SPECON براي وارد كردن و يا تغيير دادن مشخصات قطعات Component Specification مربوط به پروژه مورد استفاده قرار مي گيرد.
مشخصات فني مورد استفاده در PDMS مشابه مشخصات فني (Specification) مورد استفاده در طراحي دستي لوله كشي است كه در انتخاب قطعات براي كاربردهاي مختلف به طراحي كمك مي كند. تمام قطعات در PDMS بايد از مشخصات فني PDMS انتخاب شده باشد.
در شروع كار طراحي لوله كشي، بايد مشخصات فني مورد استفاده در طي پروژه، تهيه شود. SPECON داراي تسهيلاتي براي وارد كردن مشخصات فني جديد يا تغيير دادن مشخصات فني قديمي مي باشد. مشخصات فني علاوه بر ارجاع (Reference) به كاتالوگ قطعات (Component Catalogue) كه حاوي سيمبول هاي ترسيم، وضعيت هندسي Obstruction و اطلاعات مربوط به انشعابات است، داراي متن هاي تفصيلي نيز مي باشد. اين ارجاع به كاتالوگ مي تواند ضمن وارد كردن مشخصات فني باشد يا اينكه در مراحل بعدي طراحي انجام گيرد و نيز بعهدها مي تواند تغيير داده شود.
در ضمن تسهيلاتي براي حفظ سازگاري بين اطلاعات طراحي قديمي و مشخصات فني كه براي تنظيم اين اطلاعات مورد استفاده قرار گرفته است حتي بعد از اعمال تغييرات وسيع روي مشخصات فني، وجود دارد.

PROPCON
اين Module براي ساختن اطلاعات در داخل يك بانك اطلاعات خصوصيات Properties Data Base مورد استفاده قرار مي گيرد. بانك اطلاعات حاوي اطلاعاتي براي استفاده با نرم افزارهاي Stress Analysis مي باشد و شامل موارد زير است:
• خصوصيات مواد Material Properties
• اطلاعات ملحقات Component Data
• اطلاعات مربوط به محدوديت ها Constraint Data
• اطلاعات مربوط به Case Case Data
• اطلاعات مربوط به اجراي نرم افزار Run Data

اين بانك اطلاعات در ابتدا براي اجراي نرم افزار STRESSP تهيه شده بود، اما ساختار اطلاعات در آن طوري طراحي شده است كه براي نرم افزارهاي محاسبه استرس ديگر نيز مناسب باشد.

DATAL
فهرست سازي بانك اطلاعات، توصيف كامل تمام يا قسمتي از بانك اطلاعات را به صورت نوشته توليد مي كند. البته، خروجي DATAL فرمت قابل قبول براي ورود به Module سازنده (به عنوان مثال DESIGN) را دارد، و روشي براي آرشيو كردن طراحي ها و انتقال طرح ها بين كامپيوترهاست. كاربرد اصلي DATAL توليد اطلاعات “dump” به منظور ثبت مرحله اي از طراحي در زمان خاص است و به اين عنوان براي ثبت در آرشيو كاربرد دارد. اما براي توليد مدارك كاري مثل ليست نازلها يا ليست لوله‌ها(Nozzle Schedules or Pipe Lists)، شما بايد از امكانات گزارش‌گيري در DESIGN استفاده كنيد.

DICE
DICE يا The Data Integrity Checker براي رديابي و گزارش كردن وضعيت ساختار داخلي بانكهاي اطلاعاتي پروژه در PDMS به كار مي رود. يكي از نقشهاي آن اين است كه به هماهنگ كننده پروژه اجازه مي دهد تا اندازه و كيفيت ذخيره اطلاعات در بانك اطلاعات را كنترل كند.

RECONFIGURER
از آنجائيكه مرتباً عناصري به بانك اطلاعات اضافه شده و از آن حذف مي شود، نظم و ترتيب اطلاعات در بانك اطلاعات به هم مي خورد و به اصطلاح سوراخ هايي ايجاد مي شود و در نتيجه فضاي بانك اطلاعات تلف مي شود. در اين مواقع RECONFIGURER براي نظم بخشيدن به بانك اطلاعات و فشرده سازي آن مورد استفاده قرار مي گيرد. از آن مي توان براي انتقال بانك اطلاعات بين كامپيوترهاي غير همسان استفاده كرد. در ضمن هنگامي كه نسخه جديدي از PDMS نصب مي شود، مي توان با استفاده از RECONFIGURER، بانكهاي اطلاعات را به روز كرد.

تجهيزات Equipment
مبحث ديگري كه به بررسي آن مي پردازيم، تجهيزات مورد نياز در صنعت Piping مي باشد. به طور كلي تجهيزات در صنعت Piping به دو گروه كلي تقسيم بندي مي‌شوند.
۱) Rotary Equipment
2) Fixed Equipment
ابتدا به بررسي گروه دوم از تجهيزات مي پردازم كه شامل تجهيزاتي مانند مخازن تحت فشار و مبدلهاي حرارتي و… مي باشد. به معرفي اين دسته از تجهيزات مي‌پردازيم.

مخازن تحت فشار Pressure Vessele
مخازن تحت فشار، يكي از انواع محفظه هايي هستند كه براي نگهداري مواد، مورد استفاده قرار مي گيرند. اين مخازن به شكلهاي مختلف در صنعت وجود دارند. انتخاب نوع مخزن بسته به شرايط كاري و شرايط سرويس دهي آن فرق مي كند، مخازن استوانه‌اي و كروي هستند كه در جاهاي مختلف به كاربر روند. مخازن استوانه‌اي مي‌توانند داراي سطح مقطع يكسان باشند يا بسته به نياز سطح مقطع آنها تغيير كند.

انواع مخازن استوانه اي در صنعت با ابعاد مختلف مورد استفاده قرار مي گيرند. اندازه اين مخازن حتي به طول صديتر و قطر چندين متر هم مي رسد. به عنوان مثال برجهاي تقطير، يكي از مخازن تحت فشار است. مخازن استوانه اي تحت فشار به صورت افقي و عمودي وجود دارند يك مخزن تحت فشار معمولاً از اجزاي زير تشكيل مي شود:
• پوسته استوانه اي كه از رول كردن ورق ساخته مي شود.
• كلگيها (عدسي انتهايي) كه با فرم دادن ورق ساخته مي شوند.
• رينگ تقويتي كه معمولاً از پروفيل استاندارد انتخاب مي شوند.
• لوله و فلنج ها.
• تكيه گاه مخازن كه در مخازن افقي به نام Saddle و در مخازن عمودي به نام Skirt، Leg و Lug وجود دارند.
مخازن عمودي اغلب بزرگتر از مخازن افقي هستند، در طراحي قسمتهاي مختلف مخازن، پارامترهاي متعددي مورد استفاده قرار مي گيرند.

از جمله اين پارامترها مي توان به طول و قطر يا حجم مخزن، فشار طراحي مخزن اعم از داخلي و خارجي، تعداد نازلها، طريقه اتصال و غيره اشاره كرد. براي داشتن يك مخزن مناسب بايد تمام پارامترهاي آن به طور صحيح بررسي شوند. علاوه بر آن پارامترهاي ديگري نيز وجود دارند كه بايد به طور مناسب بررسي شوند. از جمله اين پارامترها مي توان به محل كار مخزن، نوع ماده مورد استفاده در مخزن، عوامل جغرافيايي، مثل باد و زلزله و غيره، اشاره كرد. همچنين قيمت مخزن مورد نظر با توجه به سرويس دهي و عمر مفيد آن از جمله پارامترهاي مهم در طراحي يك مخزن مي‌باشد در طراحي مخازن تحت فشار سه مرحله وجود دارد.
مرحله اول: طراحي اوليه (Primary Design)
مرحله دوم: تحليل تنش (Stress Analysis)
مرحله سوم: طراحي نهايي (Final Design)
در مرحله اول فقط استانداردها براي طراحي مورد استفاده قرار مي گيرند. نتايج طراحي مرحله اول بايد در مرحله دوم مورد تحليل تنش قرار گيرد.
ابعاد و اندازه هاي بدست آمده براي بارهاي ديگري كه به مخزن اعمال مي شوند، نيز مورد بررسي قرار گيرند. مخزن طراحي شده بعد از مرحله دوم، براي زمان ضد طراحي شده است. در مرحله سوم با توجه به عمر مخزن و مدت زمان كاري آن، پارامترهاي طراحي مورد بازبيني قرار مي گيرند.
در اين قسمت به توضيح اجمالي در مورد اجزاء تشكيل دهنده مخازن تحت فشار مي پردازيم.

پوسته هاي كروي و استوانه‌اي
پوسته هاي استوانه اي از رول كردن ورقها با ضخامت هاي مختلف ساخته مي‌شود. معمولاً ورقهاي استاندارد به عرضهاي معولم موجودند. در پاره اي از اوقات براي ساختن يك سيلندر نمي توان با رول كردن تنها يك ورق سيلندر مزبور را به دست آورد. در اين مواقع از دو يا چند كورس ورق استفاده مي شود.
در اين قسمت به معرفي پارامترهاي عمومي در طراحي مخازن تحت فشار مي‌پردازيم:
• حداقل ضخامت مورد نياز براي پوسته ها و كلگيها
• دماي طراحي
• فشار طراحي
• نيروها
• حداكثر تنش مجاز
رينگهاي تقويت براي پوسته هاي استوانه اي تحت فشار خارجي رينگهاي تقويتي از پروفيلهاي استاندارد ساختماني يا از ورق كه به صورت يك رينگ در مي آيد ساخته مي شوند. اين اجزاء براي جلوگيري از كمانش كردن مخزن تحت فشار به مخزن اضافه مي شوند. اتصال آنها مي تواند هم در داخل پوسته استوانه اي و هم در خارج آن باشد. ولي اتصال خارجي اين رينگها معمولي تر است. همچنين اين رينگها مي توانند به عنوان تقويت براي تكيه گاههاي مخازن افقي نيز مورد استفاده قرار گيرند.