Разработка систем автоматики в ГУП «СПНУ» с помощью системы CADdy⁺⁺ Электротехника

Нина Фатеева, Игорь Жуков, Андрей Александров

Специализированное пусконаладочное управление (СПНУ) г. Москвы было создано решением Исполкома Моссовета № 52/43 от 19.11.68 для работ в строительном комплексе города и городского хозяйства. 1 апреля 2004 года Государственное унитарное предприятие «СПНУ» отметило юбилей — 35 лет со дня образования. В структуре СПНУ имеется 20 производственных участков. Специалисты предприятия обладают многолетним опытом работы на уникальных объектах в России и в других странах. Большинство заказчиков ГУП «СПНУ» — городские бюджетные организации.

Основными видами работ, выполняемыми нашим предприятием, традиционно являются проектирование, монтаж, пусконаладочные работы, техническое обслуживание и эксплуатация всех видов электротехнического и теплотехнического оборудования, систем автоматического управления и регулирования, пожарно-охранной сигнализации, вычислительной и компьютерной техники. Кроме того, наше предприятие предлагает заказчикам:

• внедрение энергосберегающих технологий;

• установку узлов учета тепла;

• проверку состояния электросетей, их ремонт и наладку;

• разработку оптимальных режимов работы энергоиспользующего оборудования;

• ремонт и поверку измерительной техники;

• выполнение любых работ, связанных с инженерно-техническим оборудованием зданий и сооружений.

Сегодня ГУП «СПНУ» предлагает заказчикам комплексные решения в области автоматизации и КИПиА — начиная с анализа исходной информации и подбора необходимого оборудования и заканчивая обучением сотрудников службы эксплуатации реализованных объектов, а также консультациями по работе автоматики и гарантийным сопровождением. В задачи 9-го производственного участка входят проектирование, монтаж и наладка узлов учета тепловой энергии и тепловых пунктов.

К наиболее значимым разработкам последних лет можно отнести реализованные проекты узлов учета тепловой энергии для следующих заказчиков:

• АНО МСК «Северная звезда» — здание бассейна;

• ГУП РЭО МПС РФ — жилое здание;

• ООО «АгроБилдинг» — административное здание.

• УФСБ по Москве и МО — административное здание;

• ОАО «Редакция газеты «Культура» — административное здание;

• ОАО «18-й таксомоторный парк» — административно-производственное здание.

Для первых трех клиентов из указанного списка нами выполнены и проекты тепловых пунктов, причем все разделы автоматики и силового электрооборудования проектов тепловых пунктов разработаны в САПР CADdy⁺⁺ Электротехника .

Изначально на нашем участке проектные работы не проводились, хотя управление имело лицензии на их проведение. Мы заказывали проекты сторонним организациям, что приводило к увеличению сроков выполнения работ, а качество выполненных проектов зачастую нас не удовлетворяло. Кроме того, проектные работы предполагают большие финансовые объемы, которые нам приходилось отдавать на сторону. Все эти причины три года назад привели нас к решению выполнять проектные работы самостоятельно. Тогда при выборе чертежной программы мы остановились на CADdy ++ Light , которая полностью удовлетворяла нас как САПР для выполнения небольших по объему проектов.

Для полноценной разработки более крупных электротехнических проектов мы заинтересовались CADdy⁺⁺ Электротехника . С целью ознакомления с возможностями программы мы получили в компании «ПОИНТ» демо-версию этой САПР и сразу обратили внимание на некоторые полезные ее характеристики. В частности, каждый проект, выполняемый в CADdy⁺⁺ Электротехника , состоит из одного файла, включающего принципиальные схемы, монтажные планы, чертежи компоновки, генерируемые таблицы, перечни, а также раздел «Другие документы», в который можно вставить файлы различных форматов (*.doc, *.xls, *.bmp, *.jpg и др.). Тем самым исключается возможность неполного переноса проекта при копировании или архивации. В системе имеется возможность одновременного открытия нескольких проектов с выполнением импорта и экспорта из одного проекта в другой как отдельных частей чертежа, так и целых листов (с переносом атрибутов символов и проводов). Кроме того, программа производит автоматическое заполнение штампов чертежей и многое другое.

Поскольку при автоматизации технологических процессов используются программируемые логические контроллеры (ПЛК), для нас были актуальны возможности CADdy⁺⁺ Электротехника , позволяющие создавать символы ПЛК со свойственными им атрибутами. Наличие большой библиотеки символов электротехнического оборудования и возможность создания своих символов с заданными атрибутами также говорили в пользу данной САПР. К достоинству CADdy⁺⁺ Электротехника можно отнести возможность генерации самой программой полного пакета выходной документации. Для обмена чертежами с другими САПР в программе имеется функция импорта и экспорта в форматах *.dwg, *.dxf, *.pic. После ознакомления и тестирования данной программы нами было принято решение о приобретении системы, а в конце 2002 года мы начали работу в CADdy⁺⁺ Электротехника версии 3.8. Еще одной из причин предпочтения CADdy⁺⁺ Электротехника было наличие разнообразной поддержки пользователей, существующей у компании «ПОИНТ».

Оказалось, что даже у человека, не работавшего до этого ни с одной профессиональной САПР, с освоением CADdy⁺⁺ Электротехника не возникает никаких существенных проблем. Единственное, в чем нам потребовалось обучение, так это в создании символов программируемых контроллеров. Так, в соответствии с ГОСТ 21.101-97 и ГОСТ 21.110-95 специалистами компании «ПОИНТ» в шаблон проекта по нашей просьбе были дополнительно вставлены следующие разделы: обложка и титульный лист, общие данные, общие указания, функциональные схемы, схемы внешних проводок. Кроме того, были произведены изменения в разделе «Графические таблицы», а также откорректированы и добавлены дополнительные таблицы и спецификации.

Технология проектирования

При создании проекта CADdy ++ Электротехника генерирует шаблон проекта, состоящий из следующих разделов: обложка и титульный лист проекта, общие данные, общие указания, функциональные схемы, принципиальные схемы, схемы внешних проводок, монтажные планы, чертежи компоновки, графические таблицы и перечни и другие документы. Прежде чем начать проектировать, требуется создать шаблоны листов разных форматов, графических таблиц и спецификаций с заданными атрибутами. Это необходимо для автоматического заполнения штампов всех листов проекта, а также для правильного формирования генерируемых программой таблиц и спецификаций.

При создании проектов автоматизации и электроснабжения тепловых пунктов мы используем технологическую часть проекта, выполняемую партнерами-теплотехниками. В случае замены технологического оборудования в процессе работы над проектом (например, установки нового насоса с другими электрическими характеристиками) мы имеем возможность оперативно вносить изменения в свои части проекта с минимальными затратами времени: проводить замену автоматических выключателей, контакторов, сечений проводов и кабелей.

Схема автоматизации — это основной документ, описывающий функциональную структуру узлов автоматического контроля, управления и регулирования, а также оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации. Специалисты по КИПиА создают ее на основе технологической схемы проектируемого объекта, указывая в соответствии с действующими стандартами места расположения датчиков, приборов, кабелей и др. Символы теплотехнического оборудования, расположенные на схемах автоматизации технологического процесса (функциональных схемах), также можно привязать к базе данных (рис. 1). Фирмы, выпускающие средства автоматизации, производят также и оборудование, участвующее в регулировании технологического процесса. Поэтому иногда целесообразно, чтобы это технологическое оборудование выводилось в спецификации проекта автоматизации.

Создание принципиальных схем в CADdy⁺⁺ Электротехника облегчается благодаря большой библиотеке символов, инструментам создания шин, трех- и однополюсных соединений и кабелей, а также возможности одновременной работы с несколькими проектами. Наличие в программе функции предупреждения об ошибках и недопустимых соединениях позволяет исключить их еще в процессе проектирования и сразу выпустить качественный проект.

Размещенные на принципиальных схемах аппараты автоматически отображаются в разделе проекта «Перечни», где имеется возможность просмотра всех аппаратов, клемм, кабелей, проводов, примененных в проекте, а также используется удобный способ редактирования и замены вышеуказанного оборудования. Кроме того, в «Перечнях» действует опция «Фильтр», позволяющая производить сортировку по широкому спектру параметров: устройство, лист, зона, функциональная группа, позиционное обозначение, тип и т.д. Для внесения изменений в проект (в принципиальных схемах, в генерируемых таблицах и спецификации оборудования) достаточно отредактировать соответствующий перечень, объединив аппараты в группы с помощью опции фильтра.

Созданные принципиальные схемы еще не являются полноценным проектом. Необходимо каждый элемент схемы, будь то автоматический выключатель, программируемый контроллер, кабель или провод, привязать к базе данных для автоматической генерации таблиц и спецификаций. Создание базы данных является отдельным видом работы проектировщика, значительно упрощающим процесс проектирования, причем формировать ее можно путем импорта ECAD-данных или таблиц MS Excel. Поскольку навык работы в Excel имеет практически каждый, заполнение таблиц и импорт в базу данных не составляют большого труда.

В CADdy⁺⁺ Электротехника есть возможность создания базы данных контактных групп для реле и контакторов. При установке на принципиальных схемах катушек реле или контакторов под ними размещается контактная группа, созданная в базе данных контактных групп с указанием типа контакта и его расположения (лист/зона).

В отличие от простой чертежной программы, CADdy⁺⁺ Электротехника позволяет производить нумерацию проводов как по порядковому номеру, так и по сочетанию «лист/порядковый номер». Можно задать марку провода, его сечение и цвет. Чтобы выполнить монтаж проводов в щите, монтажнику необходима таблица проводов с указанием номера провода, марки, сечения, цвета, а также данных о том, откуда и куда поступает проводник. Программой генерируется таблица проводов по заданному шаблону.

Размещенные на схемах внешних проводок кабели также имеют определенные им атрибуты. Указываются тип кабеля, сечение, цвет, номер жилы кабеля, длина. Кабель, как и другие аппараты, привязывается к базе данных. В разделе проекта «Графические таблицы» есть возможность автоматической генерации таблицы кабелей (с указанием номера, марки, длины, откуда и куда он поступает), аналогичной таблицы жил кабелей (с указанием номера кабеля, номера и цвета каждой жилы кабеля, откуда и куда поступает жила кабеля), а также спецификации с указанием марки кабеля, производителя и суммарной длины кабеля (рис. 2).

Применение в автоматизации современных программируемых логических контроллеров позволяет проектировщику, работающему в CADdy ++ Электротехника, создать символ модуля входов и выходов сигналов контроллера с определенными ему атрибутами. В символе модуля входов и выходов отображается информация о заполнении и наличии свободных каналов, а также ссылки, на каком листе принципиальной схемы расположен канал входа или выхода контроллера. При обращении на символе контроллера к ссылке «лист/зона» программа позволяет перейти на тот лист, на котором расположен вход или выход контроллера (рис. 3). В разделе «Графические таблицы» можно автоматически сгенерировать таблицу контроллеров по заданному шаблону.

Раздел «Чертежи компоновки» позволяет создавать чертежи монтажных панелей с размещенным на них оборудованием и внешний вид щитов. После создания передней панели щита, монтажной панели с размещенными на ней DIN-рейками и коробами проектировщик вызывает базу применяемых в проекте аппаратов и выполняет их размещение (рис. 4). При обращении к размещенному оборудованию на чертежах компоновки можно определить его позиционное обозначение и тип в базе данных.

Еще одним достоинством CADdy⁺⁺ Электротехника является и то, что, будучи специально разработанной для проектирования в области электротехники, она может успешно использоваться и при создании других типов чертежей (рис. 5).

В заключение попробуем оценить наши перспективы после перехода на новую САПР. Возможности работы в CADdy⁺⁺ Электротехника позволяют быстро и качественно выполнять проекты, доводя их до изготовления оборудования систем автоматизации, требуемых заказчику (рис. 6). Для такого сектора рынка, как разработка систем автоматизации, характерна серьезная конкуренция. Сегодняшним заказчикам необходимо выполнение комплексных проектов (технология, автоматизация, электроснабжение). Кроме того, мы хотели бы дополнительно проводить работы по проектированию технологического оборудования на самом современном уровне.

Заказы на реконструкцию тепловых пунктов и установку узлов учета тепловой энергии достаточно стабильны. А так как реконструкция тепловых пунктов невозможна без наличия проектов, согласованных в филиалах «Тепловые сети» и «Энергосбыт» ОАО «Мосэнерго», а также ФГУ «Мосгосэнергонадзор», подобные проектные работы всегда будут востребованы.

«САПР и графика» 5'2004