TechnoCAD GlassX — отечественная САПР реконструкции предприятия. Часть 3
Электротехническая часть проекта
Регламенты химических производств и интеграция в другие системы
Окончание. Начало в № 4, 5’2004.
Схемы автоматизации
В рамках профиля работ «КИП и автоматика» автоматизированы:
• подготовка схем автоматизации технологических процессов;
• импорт технологических схем из программной системы TechnoCAD Stream для использования в качестве основы схем автоматизации;
• импорт из системы САПР-Альфа чертежей для оформления и печати (поскольку в САПР-Альфа нет собственных средств печати).
Схемы автоматизации технологических процессов
Указанные схемы включаются в состав основного комплекта рабочих чертежей марок А согласно ГОСТ 21.404-85. Подготовка схем автоматизации технологических процессов производится на основе имеющейся технологической схемы (возможно, импортированной из TechnoCAD Stream) с автоматической генерацией изображений приборов и исполнительных механизмов, таблиц расположения средств автоматизации, автоматизированного проведения соединительных линий, специфицирования средств автоматизации на различных этапах на основе электронных каталогов, генерации спецификаций и заказных спецификаций, их редактирования и размещения в чертеже (рис. 1).
Основа автоматизации вычерчивания схем — модули типов «Таблица КИПиА», «Прибор» и «Исполнительный механизм», изображения которых генерируются автоматически по задаваемым, выбираемым и указываемым параметрам. Основой автоматизации специфицирования схем является выбор в электронных каталогах с автоматическим сужением списка допустимых вариантов по имеющимся признакам.
На первом этапе в чертеж с имеющейся технологической схемой добавляются прямоугольники (они изображают щиты), пульты, агрегатированные комплексы и т.п. — все они автоматически генерируются по параметрическим данным, задаваемым пользователем в соответствии с требованиями РМ 4-2-92 «Системы автоматизации технологических процессов. Схемы автоматизации. Указания по выполнению» (рис. 2). Каждая таблица с горизонтальными графами хранится в чертеже как один модуль и допускает полную перегенерацию при изменении свойств модуля в форме ввода, совпадающей с рис. 1.
Затем в чертеж помещаются новые приборы и исполнительные механизмы. На рис. 3 показаны вводимые для приборов сведения, а справа от них — сгенерированное по этим сведениям условное графическое обозначение прибора в соответствии с ГОСТ 21.404-85. После генерации обозначения прибора предлагается провести линию связи между прибором и точкой контроля в виде ломаной с вертикальными и горизонтальными сегментами по РМ 4-2-92.
Как во время задания свойств нового прибора, так и при изменении свойств уже имеющихся в чертеже приборов их можно специфицировать путем выбора в электронных каталогах. На рис. 4 показан выбор нужного каталога для приборов, измеряющих давление. Измеряемая величина определяется по уже существующему обозначению прибора, а также автоматически предлагается выбор только тех каталогов, которые содержат указанные приборы.
Кроме того, можно дополнительно сузить список каталогов, оставив в нем только первичные или только вторичные приборы. На рис. 5 представлен выбор в каталоге Томского манометрового завода прибора для измерения давления: марка уже выбрана, так что после этого последовательно запрашивается выбор характеристик, допускающих варианты (в данном случае — выбор нужных единиц измерения).
В электронных каталогах присутствуют не только сведения, помещаемые в специфицирующие документы, но и другая информация, необходимая для корректного выбора. Например, в каталоге на рис. 5 имеются такие сведения, как марка, наименование, назначение (агрессивность среды, жидкая или газообразная, измерение избыточного давления, отсчет разности давлений...), класс точности, ГОСТ, ТУ, функциональный признак (PIS, PI), верхние значения диапазона измерений (одно или список вариантов), диаметр корпуса, наличие фланца (задний, передний, нет), расположение штуцера (радиальный, осевой), исполнение и ресурс срабатываний сигнализирующего устройства, масса, примечание (ограничения напряжений, токов, мощностей).
Аналогично приборам на чертеже размещаются и специфицируются условные графические обозначения исполнительных механизмов. Они имеют несколько иной набор параметров и соответствующее им изображение (рис. 6).
При вычерчивании линий связи автоматически реализуется привязка к тем точкам обозначений приборов и исполнительных механизмов, из которых рекомендуется начинать линии связи по РМ 4-2-92, а также включается режим ортогонализации. Затем точки соединения линий связи изображаются и стираются автоматически в циклическом режиме указания точек пересечения линий связи (рис. 7).
Формирование спецификаций (ГОСТ 2.108-68), экспликаций и заказных спецификаций (ГОСТ 21.103-78) происходит автоматически с соблюдением требований стандартов к размерам граф и строк. Указывается вид нужного документа и способ его рубрикации: по месту расположения, по контурам управления. В соответствии с выбранной рубрикацией внутри спецификаций средства автоматизации объединяются в рубрики:
• по месту расположения приборов и исполнительных механизмов — собираются все имеющиеся в чертеже таблицы расположения, по ним определяются имеющиеся рубрики и входящие в них средства автоматизации; при необходимости добавляется рубрика «По месту»;
• по контурам управления — номер контура управления берется из числовой части позиционного обозначения; если у прибора нет позиционного обозначения, он включается в конец спецификации, в рубрику «Без номера».
После генерации табличного конструкторского документа и в дальнейшем его содержимое можно отредактировать, при этом графическое изображение в чертеже не перегенерируется. Новое изображение заносится в чертеж специальной командой и становится одним элементом чертежа типа «Таблица» (рис. 8); возможно его преобразование в табличный модуль с переводом заказной спецификации в новую девятиграфную структуру по ГОСТ 21.110-95.
В ходе многолетней работы по созданию схем автоматизации выявилось множество типовых решений, которые постепенно переместились в графические библиотеки, — это и отдельные приборы с их специфицирующими свойствами, и схемы подключения приборов и внешних соединений, и элементы электрических и технологических схем, и соединительные коробки, и пневматические элементы, и многое другое. В результате именно для профиля работ «КИП и автоматика» были созданы самые большие пользовательские графические библиотеки.
Импорт технологических схем из TechnoCAD Stream
Технологические схемы в системе Stream создаются путем вставки блоков — условных графических обозначений оборудования, трубопроводной арматуры и элементов трубопроводов, рамок формата, основной и дополнительных надписей. Блоки соединяются линиями, изображающими трубопроводы, снабжаются текстами-обозначениями и специфицируются с генерацией табличных конструкторских документов. Из Stream импортируется только видимая на схеме часть информации, а невидимые специфицирующие свойства не передаются. Для импорта схемы нужно задать каталог диска, где находятся файлы графических библиотек Stream, и указать файл с описанием типов линий Stream. Затем задаются таблица соответствия типов линий Stream и GlassX и длина разрывов пересекающихся потоков (рис. 9).
Шрифт чертежных текстов обеих систем почти одинаков, поэтому для текстов не требуется дополнительных установок. Количество вариантов цветности также совпадает. Заданные установки сохраняются на диске, а после их единовременной настройки можно импортировать множество технологических схем: на рис. 10 показаны результаты такого импорта. Если после импорта требуется изменить цвет сразу всем элементам схемы, это можно сделать, отметив рамкой все элементы и установив новый общий цвет. Импортированные геометрические элементы превращаются в отрезки, ломаные, дуги окружностей, тексты и таблицы GlassX, и далее с ними идет обычная работа как с чертежом GlassX. Если в схеме имеется ведомость или спецификация, то соответствующие файлы должны находиться в одном каталоге со схемой. Импортированная схема добавляется в текущий чертеж, причем ее можно переносить и размещать в нужном месте.
 |
|
Электротехническая часть проекта
Профиль работ «Электротехнический» в GlassX представлен следующими специальными возможностями:
• импорт принципиальных схем управления электроприводами из системы TechnoCAD Power;
• импорт принципиальных схем питающей и распределительной сети из системы TechnoCAD Elec;
• импорт принципиальных и монтажных схем из САПР-Альфа;
• разработка проектов молниезащиты зданий и сооружений.
Необходимость импорта схем вызвана отсутствием в перечисленных системах собственных средств печати (в них имеется лишь выдача в DXF-формат), а также привычкой проектировщиков работать в GlassX.
Импорт принципиальных схем управления электроприводами из системы TechnoCAD Power
Импорт схем из TechnoCAD Power мало отличается от импорта технологических схем из TechnoCAD Stream (см. раздел «Схемы автоматизации»), поскольку эти САПР довольно однотипны и созданы одним и тем же разработчиком. Здесь тоже необходимо задать установки каталогов диска, где лежат схемы, графическая библиотека блоков, библиотека форматов, основных и дополнительных надписей, указать файл с описанием типов линий Power, таблицу соответствия типов линий Power и GlassX, длину разрывов пересекающихся потоков. В Power обычно используется шесть типов линий. При наличии в схеме ведомости или спецификации соответствующие файлы должны находиться в одном каталоге со схемой. Если имеются диаграммы ключей управления, то эти файлы должны также находиться в одном каталоге со схемой. Импортированная схема добавляется в текущий чертеж. На рис. 11 представлен результат импорта схемы из Power.
Импорт принципиальных схем питающей и распределительной сетей из системы TechnoCAD Elec
Для импорта требуется задать каталоги диска, где лежат схемы Elec; форматы; основные и дополнительные надписи Elec. Типы линий в Elec не изменяются, а потому их соответствие типам линий GlassX задавать не нужно. Файл установок системы Elec должен находиться в одном каталоге со схемой. Если схема Elec содержит в себе одновременно принципиальные схемы и распределительной, и питающей сетей, запрашивается выбор одной из них. Импортированная схема добавляется в текущий чертеж. На рис. 12 показан итог импорта схемы Elec.
Импорт чертежей из САПР-Альфа
В ранних версиях САПР-Альфа в качестве выходного формата чертежа применялся DXF-формат AutoCAD 10, в последних — DXF-формат AutoCAD 14. Для импорта из последнего применяется универсальная процедура GlassX, а для AutoCAD 10 имеется специальная, более удобная возможность: задаются сохраняемые установки местонахождения на диске принципиальных схем и монтажных схем в соответствии со спецификой их размещения в САПР-Альфа. Вследствие существенных различий применяемых шрифтов при импорте каждой схемы предусматривается возможность задать свою степень растяжения пробелов. Кроме того, задаются таблица соответствия типов обнаруженных в схеме линий и признак игнорирования точек — элементов построения (рис. 13).
Исходный чертеж САПР-Альфа — обычно белый, а при работе в GlassX для одноцветных чертежей чаще всего применяется черный цвет, поэтому цвет схемы становится черным (рис. 14). Импортированная схема полностью заменяет собой текущий чертеж.
Молниезащита зданий и сооружений
В GlassX имеются чертежи молниезащиты зданий и сооружений, входящие в основной комплект рабочих чертежей марки ЭГ «Молниезащита и заземление» согласно ГОСТ Р 21.1101-92 и содержащие сечения зон защиты, которые рассчитаны по РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений». Учитываются и рассчитываются комплексы из стержневых (одиночных, двойных и многократных), тросовых (одиночных и двойных) и сеточных молниеприемников (МП). Основой автоматизации является быстрый (а точнее, мгновенный) расчет зон защиты по РД 34.21.122-87 для подбираемых проектировщиком вариантов молниезащитных сооружений с демонстрацией на чертеже нескольких сечений зон защиты в нескольких проекциях и с таблицами основных данных.
Допускаются только плоские сечения зон защиты — без изломов секущих плоскостей. Все вертикальные сечения являются вынесенными, то есть они располагаются вне изображения предмета. На виде сверху находится одно или несколько горизонтальных сечений зон защиты для разных высот, на каждом вертикальном сечении — только одно сечение зон защиты. Каждое из сечений зон защиты может учитывать собственный набор молниеприемников.
При проектировании молниезащиты используется заранее подготовленный чертеж с изображениями зданий и сооружений (например, строительная подоснова зданий), которые подлежат защите. Чертеж представляется в виде одного обязательного вида сверху (плана) и нескольких необязательных вертикальных сечений и содержит следующие специфичные элементы:
• изображения зданий и сооружений в нескольких видах, опоры молниеотводов и токоотводов, подземные инженерные сооружения (подземный трубопровод, резервуары, фундамент и пр.) — эти элементы вычерчиваются обычными, неспецифичными средствами GlassX;
• изображения стержневых молниеприемников — отдельно стоящий на земле МП на виде сверху изображается квадратом с диагональными линиями; стоящий на каком-либо объекте МП на виде сверху изображается жирной точкой; на других проекциях и видах МП изображается равнобедренным треугольником, вытянутым вверх по его высоте;
• изображения сеточных МП в виде ограничивающих многоугольников, которые при разработке для наглядности штрихуются как неметаллы (2x45°), а при дооформлении чертежа штрихуются проектировщиком более точно, с учетом шага сетки на различных участках;
• изображения одиночных и двойных тросовых МП;
• позиционные обозначения МП;
• обозначение вида сверху;
• обозначения вертикальных сечений на виде сверху (включая изображение секущего отрезка) и на самом вертикальном сечении;
• размеры, характеризующие расстояния между МП;
• линии горизонтальных и вертикальных сечений зон защиты, порождаемых различными наборами МП;
• текстовые обозначения горизонтальных сечений зон защиты на виде сверху с указанием высот;
• размеры радиусов зон защиты одиночных МП на нулевой высоте;
• размеры минимальной ширины зон защиты двойных МП на нулевой высоте;
• таблица расчета молниезащиты;
• изображения заземлителей, обеспечивающих растекание тока молнии в земле;
• другая текстовая информация более общего характера, относящаяся к зонам молниезащиты, к конструкции МП, к обозначениям имеющихся на чертеже видов.
В соответствии с РД 34.21.122-87 зона защиты одиночного стержневого МП ограничивается конусом с осью, расположенной на стержне. Зона защиты двух стержневых МП ограничивается более сложными поверхностями. В частных случаях, когда высота МП одинакова и расстояние между ними не превышает их высоты, конусы границ МП соединяются плоскостями. В общем же случае соединение конусов производится с помощью поверхностей, похожих на винтовые и образующихся как геометрическое место отрезков горизонтальных прямых, которые проходят на горизонтальном сечении зоны защиты через точки окружностей конусов, наиболее удаленные от соединяющего МП отрезка, и через точки наименьшей ширины зоны защиты.
Считается, что всякое сечение боковых поверхностей вертикальной плоскостью дает отрезок прямой. Сечение конической поверхности любой вертикальной плоскостью дает гиперболу. В GlassX нет геометрических элементов чертежа, которые изображают гиперболические кривые непосредственно, поэтому линии сечений зон защиты представляются как элементы чертежа типа «Змейка» — это совокупность продолжающих друг друга отрезков и дуг окружностей. Замена каждой из гипербол на несколько дуг окружностей производится так, чтобы обеспечить отклонение дуг от гиперболы не более 0,3-мм бумаги при отсутствии изломов (с непрерывным изменением направления).
Зона защиты одиночного тросового МП представляется как объединение конусов от опор тросов с клином, соединяющим эти конусы. Зона защиты сеточного МП — как объединение зон защиты одиночных тросовых МП, образуемых соседними вершинами ломаной, ограничивающей контур молниезащитной сетки. К этому добавляется цилиндрическая область непосредственно под сеткой, с плоским верхом. Зона защиты двойного тросового МП получается вследствие объединения двух зон защиты от каждого из входящих тросовых МП, плюс к этому — область, ометаемая зоной защиты двойного стержневого МП, образованного опорами начала тросов, при движении зоны к концу тросов параллельно самой себе. На рис. 15 показан рельеф зоны защиты, который строится только для наглядности и не помещается в чертеж. В указываемой курсором точке подсчитывается и показывается высота зоны защиты в миллиметрах.
Операции по подготовке проекта молниезащиты иллюстрируются составом опций основного меню, меню добавления, редактирования и установок — рис. 16, 17, 18, 19. Пример задания общих установок представлен на рис. 20.
Весь проект молниезащиты помещается в чертеже как один геометрический элемент-модуль, содержащий все параметры проекта, достаточные для перегенерации изображения. Комплект параметров можно сохранить и на диске, не помещая проекта в чертеж.
|
|
Регламенты химических производств и интеграция в другие системы
Описанные в предыдущих разделах общие и специальные возможности GlassX обусловили применение этой системы при решении задач, не относящихся к подготовке графических частей проектов реконструкции предприятия. При этом происходила интеграция функций различных средств автоматизации работ. Наиболее представительной в этом плане выглядит технология ведения регламентов химических производств в электронной форме, в значительной степени основанная на GlassX. Возможно также применение данной системы при управлении проектными работами, в расчетах предохранительных клапанов и систем пневмотранспорта, в иллюстративной картографии. Наконец, целям интеграции служит обмен чертежами с другими САПР: вышеописанный импорт из TechnoCAD Stream, TechnoCAD Power, TechnoCAD Elec, САПР-Альфа, а также экспорт и импорт чертежей в формате DXF.
Технология электронных регламентов химических производств
Действующие до 2010 года регламенты должны удовлетворять требованиям РД 6-26-3-81 «Положение о технологических регламентах производства продукции на предприятиях химического комплекса», а при их пересмотре после 6 мая 2000 года — требованиям «Положения о технологических регламентах производства продукции на предприятиях химического комплекса» (Минэкономики России, 2000). В обоих случаях в постоянные, временные, разовые и лабораторные технологические регламенты необходимо включать чертежи технологической схемы производства. Эти схемы создаются и корректируются при пересмотре регламентов в среде GlassX, а затем передаются на ответственное хранение в интегратор электронных регламентов TechnoCAD Sintez.
В интеграторе осуществляются приемочный контроль выполнения нормативных требований, каталогизация схем и текстовых частей регламентов, а также создание так называемых просмотровых комплектов на компакт-дисках для работы на компьютерах, не оснащенных GlassX. При работе с такими компакт-дисками для выбора нужного регламента и его части используется иерархическая система меню и допускаются просмотр и печать схем, но не их корректировка (рис. 21).
Все необходимое для этого программное обеспечение (TechnoCAD ReView) размещается на компакт-диске. Для работы со схемами и Sintez, и ReView унаследовали из GlassX реализацию соответствующей части функций.
Для подготовки регламентных технологических схем в GlassX введен профиль работ «Производственные регламенты» и реализованы некоторые специальные операции.
Формат схем, в том числе для зарубежных технологий, часто не соответствует требованиям стандартов России, вследствие чего в модулях оформления чертежа можно задать произвольный пользовательский формат. Имеется специальная графическая библиотека условных графических обозначений арматуры, элементов трубопроводов и их оформления. В ходе проставления библиотечных обозначений обеспечивается точная автоматическая привязка их к линии (с поворотом на угол до 30°), а в дальнейшем ту часть линии, которая становится невидимой под обозначением, можно вырезать автоматически, указывая обозначения. Если на схеме часто используется обозначение, отсутствующее в библиотеке, его можно занести в библиотеку, создав из него нужный модуль со свойствами осевой привязки и вырезаемого отрезка.
Для нанесения на схемы условных обозначений приборов и средств автоматизации согласно ГОСТ 21.404-85 используются возможности GlassX по профилю работ «КИП и автоматика». Реализована специальная возможность нанесения некоторых вариантов обозначений КИПиА, употребляемых в схемах процессов, которые поставляются по импорту. С помощью специального модуля «Таблица КИП» автоматизируется вычерчивание таблицы размещения и назначения приборов, в том числе сигнализации и блокировки.
Если в результате ряда изменений линия потока будет состоять из ряда фрагментов (отрезков, ломаных), то ее можно автоматически объединить. Также можно указать неточно совпадающие концы линий для автоматического доведения их друг до друга (стыковка углов). Вырезание невидимых частей потоков при их пересечении без соединения выполняется путем указания на такие пересечения.
Позиционные обозначения наносятся как модули специального типа, что позволяет в дальнейшем автоматически заполнить графу с позиционными обозначениями в спецификации основного технологического оборудования. При автозаполнении строки спецификации упорядочиваются по позиционным обозначениям следующим образом: обозначение разбивается на структурные части слева направо с разделителями из набора «.-/()», строки упорядочиваются по возрастанию 1-й части, внутри группы строк с одинаковой 1-й частью они упорядочиваются по возрастанию 2-й части и т.д. Упорядочивание по возрастанию означает, что все числа идут по возрастанию значений, числа идут прежде букв, арабские числа — прежде римских, русские буквы — прежде латинских, прописные буквы — прежде строчных, в алфавитном порядке русского и английского языков. Столь сложное упорядочивание связано с разнообразием источников самих регламентов и с соответствующим разнообразием в способах структурирования позиционных обозначений.
По мере нанесения позиционных обозначений и особенно при завершении создания схемы можно просматривать списки имеющихся позиционных обозначений. При этом могут выявиться неточности, для поиска которых в больших схемах (иногда их длина превышает 10 м ) используется операция «Поиск текста». Список обозначений можно записать в текстовый файл, а затем напечатать для удобства сверки позиционных обозначений в схеме и в тексте регламента.
Следует подчеркнуть, что переход на технологию ведения регламентов в электронной форме осуществляется не мгновенно — ему предшествует этап перевода имеющихся бумажных регламентов в электронную форму. И здесь решающую роль играет поддержка GlassX работы с растровыми изображениями.
Управление проектными работами
В системе управления проектными работами и проектной документацией TechnoCAD Dispet выполняются функции учета заданий на проектирование и их выдачи подразделениям, планирования, учета выполненных заданий, хранения проектной документации и др. Несмотря на то что эти задачи в основном решаются средствами реляционной базы данных, возникает необходимость просмотра и печати чертежей, которые реализованы прямым переносом соответствующего программного кода из GlassX. Фактически используются несколько модулей, образующих Viewer, — так же как в Sintez и ReView.
Расчет предохранительных клапанов и систем пневмотранспорта
Для расчета предохранительных клапанов и систем пневмотранспорта программа TechnoCAD Klon использует сведения о физико-химических свойствах технологически х агентов, о пружинах и марках клапанов и т.д. Эти сведения организованы в DBF-файлы, доступ к которым осуществляется с помощью фрагментов подсистемы работы с электронными каталогами GlassX. Кроме того, для расчета систем пневмотранспорта требуется задать геометрические сведения о трассе трубопровода. Поскольку Klon не имеет графического интерфейса, то для облегчения этой работы в GlassX предусмотрена возможность вычерчивания трассы и экспорта ее геометрии во входной формат Klon (рис. 22).
Иллюстративная картография
Назначение TechnoCAD Globus — наглядно иллюстрировать распределение значений какого-либо показателя по административно-территориальным единицам на объединяющей их карте. Насыщенность цвета для каждой территории автоматически назначается в соответствии со значением этого показателя (рис. 23).
Подготовка картографической основы для Globus реализована в GlassX: отсканированная бумажная карта обводится ломаными, задаются точки райцентров, наносятся тексты — наименования территорий, а затем комплект файлов с этими данными экспортируется в формат Globus.
Экспорт и импорт чертежей в формате DXF
Ввиду широкого распространения системы AutoCAD фирмы Autodesk и применения разработанного ею графического формата DXF для обмена чертежами, выполненными во множестве других систем проектирования, в GlassX обеспечивается возможность такого обмена. Имеется два варианта взаимодействия: экспорт чертежей в DXF-формат (версии, соответствующие AutoCAD 10 и 12) и импорт из этого формата (версия, соответствующая AutoCAD 14, и уже описанный импорт схем САПР-Альфа из формата версии AutoCAD 10).
Экспорт чертежа в DXF-формат реализуется с использованием тех же установок, что и вывод чертежа на бумагу: толщина основной линии, весь чертеж или его часть в рамке, поворот на 90°, масштаб, выборка элементов чертежа по свойствам. Выходной DXF-файл служит в качестве заготовки для печати. Чаще всего экспорт используется для подготовки плакатных и других иллюстративных материалов в среде CorelDRAW или MS Word.
При импорте DXF-чертежа примеряется противоположный подход: из DXF-формата берется все, что возможно, но с игнорированием установок видимости, чтобы не потерять информацию, имевшуюся в DXF-чертеже. Распределение элементов чертежа по слоям сохраняется, и отключить их видимость можно в GlassX. Можно принудительно задать выбор единиц измерения (дюймы или миллиметры) — это требуется, если в какой-либо программе был подготовлен DXF-чертеж без указания единиц измерения, далее он был импортирован в AutoCAD, где по умолчанию стояли дюймы, а затем вновь экспортирован как DXF-файл. В этом случае в новой версии DXF-чертежа будут проставлены дюймы, хотя реально это могут быть и миллиметры. Импорт DXF-чертежей, передаваемых поставщиками оборудования и технологий, проектными организациями, обычно применяется для печати на бумагу или при доработке чертежей в GlassX.
|
|
