Основой любого объекта нефтеперерабатывающей, химической и многих других индустриальных отраслей является комплекс промышленных установок, объединенных сетью технологических трубопроводов. Подсистема CADdy AP—Промышленные установки специально ориентирована на решение задач их реконструкции и модернизации, внедрения новых технологий и систем управления. При этом CADdy, являясь открытой интегрированной системой, объединяет усилия разных групп специалистов в единую информационную среду.
В нынешнем году на российском рынке САПР появилась локализованная версия CADdy AP 16.0, включающая новые возможности технологического проектирования, а также базы данных отечественного оборудования, позволяющие автоматизировать выдачу проектной документации в соответствии с ГОСТ и СПДС.
Технологическое проектирование в новой версии CADdy AP—Промышленные установки
Ирина Берсудская, Евгений Вильмсен 
Разработка принципиальных технологических схем
Размещение оборудования и трубопроводов
Базы данных отечественного оборудования
В настоящее время одним из основных заказчиков предназначенных для разработки сложных технологических установок САПР являются вертикально-интегрированные нефтяные компании (включающие в себя нефтеперерабатывающие предприятия), серьезно заинтересованные в повышении степени переработки добываемой нефти в различные нефтепродукты. Кроме того, в самих нефтедобывающих компаниях осуществляется разработка и внедрение более совершенных технологических схем очистки и подготовки нефти. Все это приводит к растущей востребованности систем автоматизированного проектирования различных химико-технологических установок со стороны инженеров-проектировщиков.
В 16-й версии САПР CADdy вниманию проектировщиков предлагаются два новых модуля: CADdy APS—Проектирование технологических схем и CADdy APM—Монтажные планы трубопроводов, позволяющие решать широкий круг проектных задач, связанных с разработкой и модернизацией технологических установок. Они предназначены соответственно для создания принципиальных технологических схем промышленных установок и для размещения оборудования и трубопроводов как на технологической площадке, так и в здании.
Разработка принципиальных технологических схем
Выполнение технологического раздела проекта начинается с разработки принципиальных технологических схем, которые являются основой для всех последующих этапов проектирования установки. Например, при разработке проекта обустройства нефтегазового месторождения сюда включаются принципиальные схемы комплексов по сбору, подготовке и транспорту нефти, газа и воды.
Построение принципиальной схемы основано на использовании баз данных, содержащих схемные символы и текстовые описания элементов импортного и отечественного технологического оборудования, арматуры и трубопроводов. Каждый элемент оборудования в базе данных представляется графически (в виде трех проекций на оси X, Y, Z и аксонометрической проекции в соответствии с требованиями ЕСКД) и описывается текстовыми полями, содержащими технические характеристики, используемые для формирования различных типов спецификаций, ведомостей и перечней. Вызов символов указанных элементов производится непосредственно с экранных планшетов (рис. 1).
Набор символов, поставляемый с системой (вентили, клапаны, насосы, резервуары и другое технологическое оборудование), может быть расширен пользователем по своему усмотрению, что позволяет проектировщикам быстро освоить возможности модуля и уже через 1-2 месяца самостоятельно разрабатывать сложные принципиальные схемы (рис. 2).
При вызове элемента система CADdy гарантирует его корректное размещение в трубопроводе за счет автоматического распознавания положения ветви и направления потока в ней. При установке элемента CADdy APS автоматически разделяет трубопровод на участки, а в случае смещения или удаления одного из элементов восстанавливает трубу. Разрыв трубопроводов при их пересечении выполняется в полуавтоматическом режиме (рис. 3).
В результате создания принципиальной схемы формируются экспликации оборудования и трубопроводов, структура которых задается путем выборки соответствующих полей из базы данных. Спецификации по трубопроводам, арматуре, насосам и другому оборудованию генерируются автоматически. Двусторонняя связь базы данных с чертежом дает гарантию достоверности получаемой информации на любой стадии разработки проекта. Используя спецификации элементов принципиальной схемы, можно легко получить ведомость материалов для проекта. Путем простого ввода количества арматуры и деталей, а также длин труб автоматически создаются перечни оборудования, ведомости покупных изделий, заказные спецификации.
Принципиальные технологические схемы, разработанные в CADdy APS, служат основой для последующего формирования функциональных схем АСУТП и КИПиА.
 |
|
Размещение оборудования и трубопроводов
Построение пространственных моделей трубопроводов обвязки промышленной установки (содержащей, например, резервуары, насосы и другое оборудование) осуществляется в модуле CADdy APM. При установке арматуры трубопроводы автоматически разрываются, а размеры арматуры считываются из базы данных. Расчет длин пространственных наклонных участков, размеров и количества крепежных элементов, простановка высотных отметок и координат, образмеривание и обозначение позиций также автоматизированы.
Используя информацию из базы данных, CADdy исключает возможность ошибочного размещения в трубопроводе арматуры с неподходящими для принятых условий характеристиками (например, с меньшей рабочей температурой или давлением). Осуществляется генерация перечней, ведомостей и спецификаций.
Далее разрабатываются монтажные чертежи расположения технологической установки на генплане и поэтажных планах зданий и сооружений, а также сборочные и деталировочные чертежи нестандартного оборудования. При создании плана размещения оборудования и трубопроводов в здании проектировщик использует поэтажные планы, созданные в модуле CADdy А1—Двухмерное/трехмерное проектирование подсистемы CADdy—Архитектура.
В CADdy АPM реализованы простые и удобные функции разводки пространственных трубопроводов на плане с использованием высотных отметок. Такой подход существенно ускоряет получение итогового чертежа (рис. 4), выполненного в полном соответствии со стандартами СПДС (Система проектной документации для строительства).
Модуль CADdy APM содержит обширные базы данных элементов технологического оборудования, арматуры, деталей трубопроводов, выполненные по отечественным и зарубежным стандартам. Каждый элемент оборудования в базе данных представлен, во-первых, своими двухмерными символами для плана и разрезов (рис. 4), во-вторых — трехмерным символом для пространственной модели, а также текстовыми описаниями для формирования спецификаций, ведомостей и других документов. Пользуясь модулем CADdy APM, можно получать полный комплект итоговой документации на проект, соответствующей российским стандартам (рис. 5, 6).
Все базы данных открыты для редактирования и расширения пользователем. При необходимости предоставления чертежей и другой итоговой документации зарубежному заказчику предусмотрена работа в соответствии со стандартами DIN.
Подчеркнем, что создание сложных трехмерных символов технологических объектов (насосов, сепарационных установок и т.п.) целесообразно выполнять в модуле пространственного твердотельного моделирования CADdy K2. Этот модуль предоставляет конструктору широкий набор функций объемного моделирования, позволяя создавать сложнейшие объекты. После создания объемной модели детали или сборки основные чертежные проекции, произвольные разрезы и сечения получаются автоматически.
Последовательность действий конструктора при построении объемных тел может протоколироваться в отдельном макрофайле, представляющем собой обычный ASCII-файл. По окончании всех построений этот файл можно отредактировать и повторно вызвать для пошагового или автоматического выполнения построений. Таким образом, без какого-либо программирования пользователь может создать собственные библиотеки размерных рядов типовых трехмерных деталей.
Имеется возможность передачи параметров модели в модуль трехмерного поверхностного моделирования CADdy 3DF, являющийся составной частью базового пакета CADdy. Генерация трехмерных изображений оборудования в этом модуле осуществляется автоматически на основании двухмерного плана размещения с подключением библиотек трехмерных символов. Наличие трехмерной модели технологической установки позволяет проектировщику визуально проконтролировать отсутствие ошибок размещения оборудования и трассировки трубопроводов (рис. 7), а также автоматически получать изометрические (по зарубежным стандартам) или аксонометрические (соответствующие СПДС) схемы трубопроводов.
При проектировании технологических трубопроводов большой объем чертежных работ связан с созданием стальных опорных конструкций для размещения технологического оборудования и крепления трубопроводов (ферм, рам, каркасов). Здесь на помощь проектировщику приходит модуль CADdy STB—Двухмерное проектирование металлоконструкций, позволяющий разрабатывать подобные конструкции в проекциях с простановкой размеров и позиций, составлением спецификации, обозначением резьбовых и сварных соединений и т.п. В поставляемую с этим модулем CADdy базу данных (которая может быть расширена проектировщиками) входят все используемые виды проката: швеллеры, тавры, двутавры, равнополочные и неравнополочные уголки, трубы. Одновременно на основе чертежей, разработанных в CADdy STB, средствами модуля CADdy STD—Трехмерное проектирование металлоконструкций создаются объемные модели.
|
|
Базы данных отечественного оборудования
В настоящее время компания ПОИНТ предлагает пользователям в качестве одной из услуг разработку баз данных отечественного оборудования, необходимых им для выполнения конкретных проектов. В качестве примеров уже имеющихся баз данных по разделу технологического проектирования можно привести следующий перечень:
- детали трубопроводов: отводы ГОСТ 17375-83*, переходы ГОСТ 17378-83*, тройники ГОСТ 17376-83*, фланцы ГОСТ 12820-83*, сгоны ГОСТ 8969-75*, кресты ГОСТ 8951-75*, муфты ГОСТ 8966-75*, ниппель ГОСТ 8967-75;
- задвижки ЗКЛ2, 30с41нж, ЗКСН, ЗКСГ, 30Б56к, 30с941нж, 30с950нж, 31с81нж, 31нж81нж, ЗКЛ2М, 30нж41нж, 30нж99нж, 30с99нж, 30с507нж, 30с907нж, 30с564нж, 30с964нж;
- клапаны обратные 16кч9п, 16кч9нж, 16с13нж;
- краны 11Б33п, 11Б6бк, 11Б7бк, 11ч6бк11, 11Б18бк, 11с20бк;
- детали стальных трубопроводов: подвески ГОСТ 16127-78, опоры подвижные ГОСТ 14911-82;
- типовые детали крепления технологических трубопроводов для котельных установок, серия 4.903-14 выпуски 1, 1У;
- узлы и детали электрозащиты подземных инженерных сетей от коррозии, серия 5.905-6;
- оборудование, узлы и детали наружных газопроводов, серия 5.905-15, а также разнообразные насосы, котлы, агрегаты насосные, установки водоподготовительные и т.д.
Аналогично, имеется широкий перечень баз данных для раздела проекта «Водоснабжение и канализация»:
- трубы водогазопроводные ГОСТ 3262-75;
- трубы стальные электросварные ГОСТ 10704-91;
- трубы чугунные напорные раструбные ГОСТ 9583-75;
- трубы пластмассовые ГОСТ 18599-73*,ТУ 6-19-99-78,ТУ 6-19-100-78;
- трубы пластмассовые канализационные и фасонные части ГОСТ 2689.0-77, 22689.20-77;
- трубы и соединения, серия 4.900-10 выпуск 1;
- фасонные части ГОСТ 6942.*-80;
- фасонные части стальные бесшовные приварные ГОСТ 17375-89; ГОСТ 17376-89, ГОСТ 17378-89;
- фасонные части для пластмассовых трубопроводов ОСТ 6-05-367-74;
- крепление трубопроводов, серия 4.900-9;
- арматура водоразборная, туалетная и смывная ГОСТ 25809-83, а также разнообразные колодцы водопроводные и канализационные, люки чугунные, водостоки, мойки, краны и пр.
Предлагаются также следующие базы данных отечественного оборудования по разделам проекта «Отопление и вентиляция»:
- регистры из гладких труб ГОСТ 10704-91;
- воздуховоды ГОСТ 14918-80*, 19903-74, 19904-74 и детали воздуховодов круглого и прямоугольного сечения (тройники, переходы, отводы);
- глушители трубчатые, серия 5.904-17;
- вставки гибкие, серия 5.904-38;
- заслонки воздушные унифицированные АЗД, серия 5.904-13, 5.904-33, 5.904-49;
- клапаны огнезадерживающие АЗЕ, серия 3.904-18, 5.904-20;
- клапаны воздушные КВУБ утепленные;
- клапаны регулирующие РД, УРРД;
- арматура, в том числе:
- задвижки 30ч6бр, 30с41нж;
- элеваторы 40с10бк;
- клапаны обратные 16ч3бр, 16б7п;
- краны пробковые 10Б9бк1, 11Б25бк;
- кран двойной регулировки КДРП;
- кран регулирующий трехходовой КРТП;
- клапаны регулирующие 25ч940нж, 25ч943нж;
- клапаны 15кч18п2, 15кч18п1, 15кч18п2, 15кч22нж;
- узлы управления, а также разнообразные вентиляционные установки, дефлекторы, воздушно-тепловые завесы и установки, конвекторы, калориферы, рециркуляционно-обеспыливающие агрегаты, фильтры, конденсатоотводчики, воздухосборники, узлы прохода вентиляционных шахт через покрытия и т.д.
|
|
Выдача документации на проект
Формирование выходных текстовых документов по созданному чертежу происходит автоматически (рис. 8, 9). Типовые настройки для получения спецификаций (в частности, заказных) включены в комплект поставки модуля CADdy APM. Кроме того, проектировщик имеет возможность создать собственные форматы спецификаций, соответствующие отраслевым стандартам или даже требованиям конкретного проекта (рис. 10).
Подчеркнем, что для технологического раздела проекта очень важным является понятие узла. При выдаче комплекта документации система CADdy сама включает в список такие элементы, которые обычно не изображаются на чертеже проектируемого объекта, но должны быть учтены в спецификации (ответные фланцы к арматуре, болты, гайки, шайбы и т.д.).
Особо следует выделить возможности модулей CADdy APS/APM по внедрению информационных технологий в деятельность таких служб предприятия, как авторский и технический надзор. Принципиальные технологические схемы, планы и аксонометрические схемы трубопроводов, созданные в подсистеме CADdy AP—Промышленные установки, позволяют разработать автоматизированную информационную систему технологической установки. При этом на схеме или плане могут быть заданы любые контрольные точки, отражающие особенности функционирования установки. Результаты текущего контроля состояния изделия в этих точках заносятся в базу данных модулей CADdy KIS/KAS— Разработка/использование графических информационных систем. В процессе эксплуатации установки постоянно накапливается информация о ее техническом состоянии, что позволяет планировать профилактические и ремонтные работы.
В заключение отметим, что на российском рынке САПР сегодня предлагаются две аналогичные CADdy AP системы автоматизированного проектирования — MicroStation фирмы Bentley и Plant 4D фирмы CEA Technology. Однако они не полностью локализованы и не имеют таких развитых баз данных технологического оборудования, как CADdy. Стоят они значительно дороже, чем CADdy APS/APM, а освоение этих систем по отзывам пользователей требует не менее полугода (даже не учитывая дополнительных временных затрат на создание необходимых баз данных).
«САПР и графика» 6'2000
