Опыт использования средств САПР AutomatiCS при выполнении проекта АСУТП блока Березовской ГРЭС в ОАО «Зарубежэнергопроект»

Валерий Корольков
Генеральный директор ООО «ВиВа Энерго»
Евгений Целищев
Д.т.н., с.н.с., генеральный директор ООО «СиСофт Иваново»
Иван Кудряшов
Ведущий специалист ООО «СиСофт Иваново»

Проектная организация ООО «ВиВа Энерго» занимается разработкой проектов в области энергетики. Одним из основных направлений развития предприятия является внедрение и использование современных технологий автоматизации проектирования. Несмотря на относительно небольшой штат специалистов ООО «ВиВа Энерго», использование САПР позволяет компании при выполнении ряда разделов проектов поддерживать на должном уровне конкурентоспособность даже среди крупных проектных институтов.

Так, например, организация выступила в качестве субподрядчика проектного института ОАО «Зарубежэнергопроект» при выполнении фрагмента рабочей документации по строительству третьего энергоблока Березовской ГРЭС в части блочного оборудования в объеме следующих комплектов: «Схемы трубных и кабельных проводок», «Кабельный журнал», «Техническое задание на стенды датчиков», «Техническое задание на соединительные коробки», «Выполнение базы ПТК». Успешному выполнению задания в условиях сжатых сроков и особенностей работы с проектным институтом, занимающимся проектированием крупного энергоблока 800 МВт, способствовало использование средств САПР AutomatiCS.

Особенностью выполнения данного фрагмента проекта являлось максимальное применение средств автоматизированного проектирования на всех этапах проектных работ, начиная с получения исходных данных, их проверки, обработки, и заканчивая формированием комплекта проектных документов и заполнением отчетов. Параллельно с собственно процессом проектирования настраивалась технология автоматизированного проектирования, получения проектной документации в виде, максимально приближенном к образцам, предоставленным специалистами института «Зарубежэнергопроект» как в части оформления проектных документов, так и в части принятия технических решений.

Соотношение трудозатрат на выполнение работ по повышению степени автоматизации проектирования (доработки информационного обеспечения САПР) и собственно по выполнению проекта (построение информационной модели, формирование проектных документов и табличных отчетов), согласно экспертным оценкам, составило примерно 4 к 1, что в целом характерно и для соотношения времени выполнения этих задач в данном проекте. Общее время выполнения работ составило три месяца. При этом производство итогового проекта осуществлялось только в течение третьего месяца. В работах участвовали два специалиста на стадии подготовки и один специалист на стадии выполнения проекта.

Ставка на средства автоматизированного проектирования была сделана неслучайно. Дело в том, что на момент начала производства проекта заказчик работ не мог предоставить исходные данные для проектирования в объеме, достаточном для обеспечения выполнения проекта имеющимися ресурсами, традиционными средствами и в необходимые сроки. Таким образом, для обеспечения заданных сроков сдачи проектной документации нужно было рационально распределить необходимые трудовые ресурсы на все время выполнения договора. Это было сделано путем разделения работ на два вида: подготовительные и основные. Большую часть времени выполнялись подготовительные работы: настройка средств проектирования, отладка автоматизированных проектных процедур и операций, тестирование на предварительных проектных данных. Непосредственно основной, конечный проект формировался максимально быстро по мере поступления/накопления достаточного объема исходных данных ближе к сроку завершения работ. Такую динамику в большом проекте могло обеспечить только применение автоматизированного проектирования. Кроме того, было очевидно, что и те исходные данные, которые были получены на момент начала проектных работ, будут неизбежно скорректированы в достаточно больших объемах.

Таблица 1. Таблицы исходных данных для проектирования

Сжатые сроки со стороны заказчика сделали невозможным оформление исходных для проектирования данных в форме, отличающейся от уже существующей. Поэтому для загрузки информации в проект из различных по форме источников потребовалась разработка инструментов для предварительной конвертации и проверки исходных данных. Включение в выполнение проекта осуществлялось на достаточно поздних стадиях процесса проектирования объекта, когда часть проектных документов уже была сформирована заказчиком собственными силами, поэтому в качестве источника информации для выполнения оставшихся проектных документов были использованы уже сформированные документы и базы данных (табл. 1). Следует отметить, что загрузка в проект данных из большого количества источников, во многом дублирующих друг друга, позволила выявить, в том числе, несоответствия при заполнении этих проектных документов путем сравнения уже загруженных данных с добавляемыми, а результаты оформлялись в виде таблиц отчетов.

По мере выполнения проекта, уже после формирования первых версий проектных документов, неоднократно приходилось корректировать проектные решения, оговоренные техническим заданием на проектирование. Например, несколько раз по требованию заказчика была выполнена замена моделей использованных кабелей. Это не привело к значительным трудозатратам, поскольку применяемые программные средства обеспечивали как быстрый поиск нужных элементов в проекте, так и внесение необходимых групповых изменений, в том числе с их автоматическим внесением в уже сформированные проектные документы.

Для получения комплекта документов было разработано «с нуля» все информационное обеспечение в части формирования графических документов (шаблоны документов — 3 шт., комплект графических блоков — 94 шт., шаблоны вывода документов — 3 шт., команды оптимизации заполнения документов — 5 шт.). Необходимость этого была обусловлена требованием обеспечения идентичности сформированных проектных документов образцам, предоставленным заказчиком. Сложность автоматизированного выполнения данного проекта заключалась не столько в большом объеме проекта, сколько в разнообразии применяемых технических средств и вариантов их подключения, как электрического (схема электрического подключения), так и технологического (монтажная схема, схема трубной обвязки). Это привело к разработке значительного числа графических блоков для документирования (более 90 блоков для выполнения такого, например, проектного документа, как схемы внешних электрических проводок). С другой стороны, задание заводу на соединительные коробки удалось сформировать с помощью одного так называемого адаптирующегося графического блока. При вставке в документ у такого графического блока скрываются/отображаются как графические (линии, статический текст и т.д.), так и информационные (содержимое информационных полей — слотов) фрагменты в зависимости от параметров и подключения документируемого элемента. Большое количество графических блоков для формирования отдельного документа является следствием недостаточной проработки исходного материала для выполнения данного проекта. В перспективе имеется возможность снижения количества используемых графических блоков до 50% за счет более глубокой настройки их адаптивности и повышения универсальности. Это позволит снизить трудозатраты при работе над качеством формируемых проектных документов при выполнении очередных проектов (рис. 1).

Рис. 1

Необходимо отметить, что «доводить» графические блоки пришлось и после формирования первых версий проектных документов. Для этого был использован существующий механизм обновления измененных блоков в уже полученных документах. Просматривая графический документ, пользователь может выделить графический блок, отредактировать его в документе или открыть для редактирования во встроенном графическом редакторе, сохранить изменения и «обновить» данный блок командой во всех документах в проекте (рис. 2).

Для формирования комплекта проектных документов были настроены восемь шаблонов документов. Табличные — три штуки формата *.dot: Кабельный журнал, Объем поставки модулей, Спецификация оборудования. Графические — пять штук формата *.xft: Кабельные и трубные, Кабельные и трубные Содержание, Кабельные и трубные Спецификация, Задание на коробки, Задание на коробки Содержание.

Рис. 2

Отчеты получены путем экспорта в Excel стандартными командами открытого списка элементов.

Настройки шаблонов заполнения графических документов выполнены таким образом, чтобы при экспорте листов документа в формат *.dwg все листы оборудования отдельных подсистем попали в отдельные dwg­документы, как это соответствовало предоставленным заказчиком образцам. Кроме того, потребовалась разработка инструментов для оптимизации заполнения листов графических документов путем более рационального размещения отдельных графических фрагментов на разных листах комплектов отдельных подсистем.

Существующий комплект схем электрического подключения (63 варианта) дорабатывать не понадобилось. Но поскольку разрабатываемая система будет эксплуатироваться с контроллерами фирмы Siemens, потребовалось обеспечить идентичность маркировок связей с альбомом ИА.600.РП­АТХ.01.206_Схемы_подключения. Для этого был использован готовый механизм кодирования существующих принципиальных марок связей по списку замен в соответствии с использованной схемой электрического подключения, типом сигнала и напряжения. В рамках подготовительных работ для этой команды был настроен словарь. Для обеспечения правильной коммутации подключений потребовалась разработка дополнительных команд в части разных вариантов разводки питания дискретных сигналов на промежуточных клеммниках — соединительных коробках.

Поскольку подбор технических средств и способов монтажа был выполнен на более ранних стадиях проектирования, эти задачи как самостоятельные не рассматривались. Но ввиду необходимости использования таких данных при формировании документа «Задание на стенды датчиков», а также для обеспечения правильного заполнения схем внешних электрических проводок данные о монтажных частях были загружены в проект и использованы для документирования и проектирования. В рамках существующей автоматизированной технологии проектирования гораздо рациональнее оказалось продублировать проектирование монтажных частей при подборе схем трубных обвязок и проектировании стендов датчиков. Одновременно с этой операцией автоматически была выполнена операция проверки загруженных параметров. Для выбора стендов датчиков потребовалась доработка существующей базы данных с занесением в базу новых конфигураций оборудования по альбому схем трубных обвязок данного проекта, предоставленному заказчиком (рис. 3).

При выполнении проекта автоматизированными средствами был проведен хронометраж времени выполнения отдельных проектных процедур и операций. Их временные характеристики приведены в табл. 2.

Таблица 2. Характеристики выполнения проекта

Рис. 3

При настройке информационного обеспечения большое внимание было уделено максимальной автоматизации процедур применения САПР AutomatiCS. Для этого были разработаны и настроены комплексные проектные процедуры, которые обеспечивали выполнение типовых цепочек проектных действий нажатием одной кнопки. Таким образом, участие специалиста в процессе проектирования было сведено к функции «оператора», «контролера», а не непосредственного исполнителя. Это решение позволило снизить трудозатраты специалиста, эксплуатирующего САПР при выполнении проекта и значительно упростило интерфейс программы.

Особенностью выполнения этой части проекта является необходимость загрузки в систему данных сведений из базы, разработанной сторонней организацией, с последующим выводом в ту же базу данных характеристик подключений. При этом в указанной базе отсутствовало разделение на отдельные фрагменты проекта. В приведенном случае при общем объеме порядка 8 тыс. подключений необходимо было найти и обработать порядка 2,5 тыс. подключений, относящихся к разрабатываемому фрагменту проекта. Причем передача и получение базы данных производились несколько раз с корректировкой содержимого. Применение средств автоматизации этих операций обеспечило нулевые трудозатраты, а время выполнения операций получения необходимых данных и заполнения базы в необходимом объеме занимало всего около 15 мин. Важной особенностью такой работы является возможность формирования отчетов о загрузке данных, которые позволяют выявить ошибки, связанные с несоответствием содержимого проектов, выполняемых разными подрядчиками (рис. 4).

Рис. 4

В приведенном проекте документация выполнялась на двух языках — русском и английском. Табличные документы сформированы отдельно на русском и  английском, а графические включают поля на русском и английском в одном документе. В части процедур получения проектных данных такая особенность проявилась в необходимости загрузки исходных данных из отдельных таблиц по каждому из языков. При выполнении этой операции выполнена автоматическая проверка идентичности дублированных характеристик.

В рамках указанной работы сформированы проектные документы, представленные в таб. 3.

Таблица 3. Проектные документы

В заключение отметим, что приведенный опыт признан успешным. По предварительным оценкам, выполнение в аналогичном режиме очередного проекта можно осуществить в два раза быстрее, поскольку разработка необходимого информационного обеспечения уже выполнена и может потребоваться только его доработка с целью повышения качества оформления проекта и оптимизации проектных процедур и операций. Одним из направлений развития выполнения комплекса работ по автоматизации проектирования в части систем управления в целом является унификация форм получения исходных данных и процедур передачи проверки результатов проектирования. По результатам выполнения проекта разработчиками AutomatiCS получена ценная информация для дальнейшего использования этой САПР в условиях выполнения проектов большого объема. 

САПР и графика 4`2015