Применение AutoCAD Electrical 2008 для проектирования объектов систем водоснабжения

Сергей Ермолов

ООО «Тепловодомонтаж-ТВМ» было образовано в 2001 году как монтажная организация с небольшим числом подразделений, причем специализированного отдела, предназначенного для разработки проектов, не было. Самыми большими по численности были подразделения, занимающиеся монтажом и пусконаладочными работами. В дальнейшем, по мере увеличения штата компании, а также сложности объектов, возникла необходимость в создании отдела, занимающегося подготовкой необходимой документации для проведения монтажных работ, а также работ с проектными институтами.

В 2007 году, после получения лицензии на производство проектных работ, в ООО «Тепловодомонтаж-ТВМ» был создан проектно-технический отдел, назначением которого является проектирование таких объектов, как котельные, насосные станции, системы водоснабжения и водоотведения.

Основными заказчиками ООО «Тепловодомонтаж-ТВМ» являются компании, работающие на территории Липецкой области, в том числе и предприятия коммунальной сферы. Компания осуществляет полный спектр услуг — от проектирования объекта до его монтажа, запуска, обслуживания и эксплуатации. В настоящее время ее штат насчитывает около 150 человек, из которых всего восемь являются сотрудниками проектно-технического отдела, причем непосредственно в проектных работах заняты пять человек.

В качестве программ для разработки проектной документации были выбраны Autodesk Inventor Professional и AutoCAD Electrical. Большое влияние на выбор именно этих продуктов оказало наличие мощной поддержки российских пользователей со стороны компании Autodesk, а также простота использования и широкие возможности указанных программ.

Применение AutoCAD Electrical позволило существенно упростить и ускорить процесс подготовки проектной документации, а также уменьшить число ошибок при проектировании. Это стало возможным благодаря следующим факторам:

• единая среда проектирования;
• единая структура данных компонентов проекта;
• использование графических и текстовых баз данных;
• автоматизация различных функций проектирования;
• контроль ошибок в реальном времени.

Программа AutoCAD Electrical базируется на всем известной платформе AutoCAD , поэтому с ее освоением новыми сотрудниками не возникает особых проблем. По сравнению с другими программами для проектирования систем автоматизации среди преимуществ AutoCAD Electrical следует отметить использование всех графических возможностей AutoCAD и в дополнение к этому специализированных функций для электротехнического проектирования, например:

• «Диспетчер проекта» и другие функции для работы в среде проекта;
• функционал для работы с компонентами схем;
• набор функций для работы с проводами, жгутами и кабелями;
• функции создания чертежей компоновки;
• автоматическая генерация отчетов.

Интерфейс AutoCAD Electrical ориентирован на предпочтения пользователей. Нужную функцию можно вызвать из основного или контекстного меню, с помощью пиктограммы или инструментальной палитры. Пользователь обеспечен стандартными возможностями AutoCAD для создания максимально удобного для работы интерфейса.

В комплект поставки AutoCAD Electrical включены обширные графические библиотеки компонентов на основе отечественных и международных стандартов. Причем это не только электротехнические компоненты, но и элементы трубопроводов, пневматических и гидравлических схем, схем автоматизации, КИПиА и многое другое (рис. 1).

Рис. 1. Вставка графического образа компонента в схему шкафа управления

В AutoCAD Electrical имеется инструмент для автоматического построения фрагментов схемы одной командой. Из библиотеки выбирается нужный фрагмент схемы, настраиваются компоненты, назначаются параметры для них и указывается точка вставки. Фрагмент схемы может быть размещен целиком или до указанного компонента.

Естественно, нет и никогда не будет базы данных, созданной раз и навсегда. Электротехническое проектирование развивается, появляются новые компоненты проектов. Для создания пользовательских графических образов компонентов в AutoCAD Electrical включен конструктор графических образов, по аналогии с редактором блоков AutoCAD. Этот инструмент обеспечивает простоту создания условных графических обозначений (УГО) компонентов схем, а также графических образов компонентов монтажных панелей.

Таким образом, чертежи проекта в AutoCAD Electrical состоят не из графических примитивов (отрезок, ломаная, окружность и т.д.) и надписей, а из компонентов проекта и соединений между выводами компонентов.

Рис. 2. Назначение атрибутов для компонентов схемы

Размещенному на схеме компоненту присваивается необходимая текстовая информация (рис. 2), например:

• позиционное обозначение компонента;
• место размещения и функциональная группа;
• дополнительные функциональные описания;
• номера выводов;
• номинальные значения;
• каталожные данные и др.

Данная процедура реализуется за счет добавления атрибутов при создании блока в конструкторе графических образов.

Позиционное обозначение компоненту назначается автоматически. Алгоритм позиционных обозначений устанавливается в параметрах проекта или в параметрах листа, если он отличается от алгоритма позиционных обозначений для проекта.

AutoCAD Electrical имеет специальный функционал для включения в проект таких компонентов, как контакторы/реле и клеммники. В базу данных изделий для контакторов/реле включена необходимая информация о зависимых контактах (тип контактов и их номера). Это позволяет включать в проект контакторы/реле разнесенным способом. Предусмотрены удобные функции назначения для катушки реле и ее зависимых контактов одинакового позиционного обозначения, а номера контактам назначаются автоматически на основании информации из базы данных. AutoCAD Electrical в реальном времени отслеживает использование для назначенного типа реле только допустимых контактов, а при некорректном назначении сразу же сообщает об ошибке.

Клеммы в проект также включаются разнесенным способом, но каждой клемме помимо номера присваивается обозначение клеммника. Вся информация о клеммах проекта доступна в редакторе клеммных колодок (рис. 3). В частности, можно ознакомиться с составом клеммника, каталожными данными для клемм, узнать, какие провода и жилы кабеля подключены к выводам клемм. Можно добавить резервные клеммы и детали клеммника, а также воспользоваться функционалом для создания многорядных клемм.

Рис. 3. Использование редактора клеммных колодок

Редактор клеммных колодок автоматически формирует графическое или табличное представление клеммной колодки и таблицу перемычек. Можно назначить атрибуты, которые необходимо включить в графическое представление клеммной колодки, задать масштаб и угол поворота и разместить клеммник на чертеже компоновки.

При последующей доработке проекта все изменения будут учтены в редакторе клеммных колодок. После нажатия кнопки Перестроить эти изменения будут перенесены на чертеж компоновки.

Линии связи между выводами компонентов превращаются в провода, если они размещены на слоях соединений проекта. В свойствах проекта или чертежа назначаются необходимые стили для пересечений и разветвлений проводов. Если новое соединение начинается или заканчивается на существующем соединении, то в точке разветвления цепи автоматически ставится узел. Удаляется ответвление одновременно с узлом.

Производительность проектирования значительно повышают такие функции, как многопроводная шина и многозвенная цепь. В первом случае создается трасса из нескольких параллельных соединений, например трехфазная цепь, во втором — каркас будущей схемы, например верхняя и нижняя шины и заданное количество вертикальных звеньев цепи. В эти звенья затем размещаются компоненты, причем в точках подключения компонентов соединения автоматически разрываются. Если компонент удаляется, соединение автоматически восстанавливается. Это очень удобно, так как при вставке или удалении компонента не требуется редактировать соединения.

Очень удобна функция Многократная вставка, когда из графической базы данных выбирается компонент и строится вспомогательная линия. В точках пересечения вспомогательной линии и соединений схемы размещается компонент. Сколько соединений пересечет вспомогательная линия, столько компонентов и разместится. Каждому размещенному компоненту автоматически будет назначено позиционное обозначение.

Слоям для соединений в параметрах назначены цвет, сечение провода и другие характеристики, которые можно отобразить в отчетах. Цепи проекта могут быть автоматически перенумерованы в соответствии с заданным алгоритмом нумерации, при этом для нумерации трехфазных цепей имеется специальная функция.

Номер цепи при автонумерации размещается в соответствии с настройками единожды (рис. 4). Однако при необходимости (например, для очень разветвленных цепей) указанный номер можно скопировать на любом участке цепи.

Рис. 4. Настройка параметров нумерации проводов

Соединять цепи между листами проекта — AutoCAD Electrical предлагает с помощью ссылок Источник — Приемник. Специальная функция Переход позволяет быстро перемещаться по чертежам проекта от начала к продолжению цепи, от катушки к ее контактам или к компоновочному образу.

AutoCAD Electrical включает специальные функции работы с кабелями. Графические образы жил кабелей, витых пар и экранов выбираются из графической базы данных и размещаются на соединениях проекта. Кабели можно также определять в специальном окне диалога. В перечне соединений следует выбрать нужные записи, назначить им обозначения и графические образы жил кабелей, а затем в соответствии с этими данными обновить проект.

В процессе работы над проектом постоянно требуется что-то менять, и на эти модификации порой тратится больше времени, чем на саму разработку конкретной версии проекта. AutoCAD Electrical имеет удобные функции редактирования схем, значительно ускоряющие процесс проектирования. Например, выравнивание компонентов по горизонтали или вертикали, копирование или смещение компонентов или частей схемы. Так, при копировании новому компоненту схемы автоматически присваивается новое позиционное обозначение, а при смещении проводника смещается весь соответствующий участок цепи.

Программа также включает обширную базу данных модулей программируемых логических контроллеров (ПЛК) и обладает необходимым инструментарием для передачи программисту исходных данных по ПЛК — описания подключенного к ПЛК оборудования (рис. 5). В результате каждый, кто задействован в процессе подготовки объекта к эксплуатации, получает именно тот объем документации, который ему необходим.

Рис. 5. Пример использования модуля контроллера в проекте

Специальные средства AutoCAD Electrical обеспечивают проверку целостности проекта и создают электронные логические связи между схемой и компоновкой. По данным схем формируется перечень компонентов для размещения на чертежах компоновки.

При создании чертежа компоновки из списка компонентов схем выбирается нужный компонент и указывается место его размещения в шкафу. В заданной точке отображается графический образ конструкции размещенного компонента. Далее программа создает электронные логические связи между принципиальной схемой и образами компонентов в шкафу. При изменении значимой информации на одном чертеже вы получаете запрос на обновление другого чертежа (рис. 6).

Рис. 6. Пример создания чертежа компоновки на основе базы данных схемной части проекта

AutoCAD Electrical включает также следующие возможности добавления элементов конструкции:

• выбор из базы данных и размещение шкафов и монтажных панелей;
• создание кабельных каналов и монтажных реек;
• размещение планок с надписями.

Имеются также функции настройки, назначения и размещения выносок с номерами позиций.

В процессе использования AutoCAD Electrical формируется набор необходимой документации для передачи заказчику, для проведения работ по сборке шкафов управления, для формирования заказов на оборудование (рис. 7 и 8). Все это позволяет сделать одна и та же программа, причем в наиболее удобной для применения форме. К примеру, для сборки шкафов управления формируются следующие документы: принципиальные схемы шкафов, спецификации по позициям, заказная спецификация для закупки оборудования и получения его со склада (на основании чертежа шкафа управления), таблица клеммных колодок с указанием производителя, марки клеммы, ее номера в колодке (для ускорения процесса сборки колодок), чертежи шкафа управления (рис. 9). В результате к моменту начала работ по сборке шкафа монтажники имеют полный комплект оборудования и необходимую документацию.

Рис. 7. Настройка параметров отчетной документации

Рис. 8. Отображение сформированного отчета «Таблица соединений»

Рис. 9. Спецификация оборудования на проект, сгенерированная в AutoCAD Electrical

Для установки и подключения шкафа управления на объекте монтажникам передаются принципиальные схемы, а также план подключения с указанием марок кабелей и их маркировкой, с названием подключаемого внешнего оборудования.

AutoCAD Electrical содержит формы отчетов, легко настраиваемые под конкретные области применения. Следует также отметить широкую поддержку продукта на различных сайтах, где можно обменяться опытом в области проектирования с другими пользователями программы.

Простой и интуитивно понятный интерфейс программы позволяет освоить ее за короткий срок. Например, подготовка раздела проекта, состоящего из принципиальных электрических схем (50-60 листов), чертежей шкафов, спецификаций и плана автоматизации занимает всего месяц, а если за основу берется уже ранее подготовленный проект, то сроки сокращаются до недели, причем всю эту работу выполняет один проектировщик.

Среди наиболее значимых объектов, спроектированных и построенных ООО «Тепловодомонтаж-ТВМ», следует отметить пароводогрейную котельную завода железобетонных изделий ООО «Крафт-Бетон», котельные для свиноводческого комплекса в Лев-Толстовском районе Липецкой области (группа компаний «Черкизово»), пароводогрейную котельную для комбикормового завода в поселке Лев Толстой Липецкой области (группа компаний «Черкизово»), водогрейную котельную Подгоренского мукомольного завода ОАО «Липецкхлебмакаронпром». Все эти объекты отличаются высоким уровнем автоматизации, а также простотой эксплуатации за счет заложенных в них технических решений, реализованных с помощью продуктов компании Autodesk.

В качестве оборудования систем автоматизации и управления используется продукция таких всемирно известных производителей, как Telemecanique ( Schneider Electric), ABB, WAGO, Finder Relays. Это позволяет в максимально короткие сроки создавать надежные в эксплуатации системы управления, отвечающие требованиям заказчика.

Следует отметить, что для эффективного применения AutoCAD Electrical нет необходимости использовать все заложенные в нее возможности. Зачастую достаточно лишь ограниченного набора функций. Естественно, дополнительные возможности помогут ускорить процесс проектирования, но одно из главных условий эффективного применения любой САПР — удобство ее использования.

В новых версиях AutoCAD Electrical хотелось бы увидеть повышение «интеллектуальности» инструментария программы. Так, в настоящий момент для нового проекта приходится вручную определять нагрузки каждого элемента схемы, открывая чертеж за чертежом. Это долго и неудобно. Предлагается два варианта: либо при добавлении элемента в базу данных определять его электрические параметры (напряжение и нагрузку), либо предусмотреть специальный редактор (аналогичный редактору клеммных колодок), где можно будет определять нагрузку и напряжение питания сразу для большой группы элементов схем, например для реле, контакторов, двигателей и т.п. Нелишним было бы и автоматическое изменение слоя проводов при добавлении в схему кабеля в соответствии с цветами и сечением жил кабеля, определенными в базе данных.

Использование AutoCAD Electrical позволило нам существенно сократить сроки разработки проектов при одновременном сокращении числа ошибок и повышении наглядности результатов проектирования как для сотрудников фирмы, так и для заказчиков. Тем не менее основной целью остается дальнейшее совершенствование функциональных возможностей AutoCAD Electrical.

САПР и графика 11`2008