Трехмерное проектирование электрооборудования приобретает в последнее время все большую популярность, обусловленную, с одной стороны, повышением требований к срокам проектирования изделий и качеству проектной документации, а с другой — доступностью специализированного программного обеспечения, способного решать широкий круг разнообразных задач. Если еще совсем недавно такие программные продукты были очень дороги, то теперь ситуация кардинально меняется. И немаловажная роль в этом принадлежит Autodesk Inventor Professional, который по праву считается одним из наиболее рациональных решений в области трехмерного проектирования изделий электрооборудования.

Однако, при всех неоспоримых преимуществах этого программного продукта, одного его для проектирования электрооборудования явно недостаточно. Для ввода данных вручную непосредственно в Autodesk Inventor требуется значительное время, а кроме того, при этом достаточно высок риск появления ошибок. Необходим программный продукт для создания схемотехнической части проекта, способный сформировать полноценную цифровую модель электрооборудования. Но подготовить логическую структуру проекта, пригодную для экспорта в Autodesk Inventor, способна далеко не каждая схемотехническая САПР, даже если принципиальная схема будет выполнена на отлично. Перед передачей данных во внешнюю задачу все равно требуется определить структуру жгутов. Среди программных продуктов, способных справиться с этой проблемой, особое место занимает ElectriCS 6, поддерживающий модель электрооборудования, максимально приближенную к реальному изделию.

Рассмотрим технологию проектирования электрооборудования с использованием ElectriCS 6, позволяющую разрабатывать электрооборудование различных изделий, для которых требуется выполнение электрической схемы и трехмерной модели электрооборудования с получением всего комплекта проектной документации. Эта технология состоит из трех этапов (рис. 1):

  • разработка принципиальной схемы с помощью ElectriCS 6;
  • трехмерное проектирование посредством Autodesk Inventor Professional;
  • оформление чертежей средствами программы MechaniCS.
Рис. 1
Рис. 1

Autodesk Inventor выступает здесь как построитель 3D-модели электрооборудования, использующий входные данные об электрических устройствах и связях между ними, переданные из системы ElectriCS. При построении 3D-модели используется также библиотека стандартных элементов из MechaniCS. Обратно в ElectriCS передаются уточненные длины проводов и кабелей. С помощью MechaniCS чертежи электрооборудования оформляются в среде Autodesk Inventor в соответствии с ЕСКД.

Проектирование электрооборудования в ElectriCS 6

Проектирование принципиальной схемы

При проектировании электрической принципиальной схемы формируется перечень элементов и отрисовываются соединения между электрическими устройствами (рис. 2). Информация о соединениях заносится в базу данных проекта.
Рис. 2
Рис. 2

Использование технологических элементов

Некоторые электрические устройства (клеммные блоки, разъемы, соединители и т.д.) должны учитываться в структуре электрооборудования, не отображаясь на принципиальных схемах. В ElectriCS эту возможность обеспечивает Эмулятор принципиальной схемы (рис. 3), где в табличном виде указываются технологические устройства и их связи.
Рис. 3
Рис. 3

Распределение электрических устройств по оболочкам

Группировка устройств по оболочкам позволяет структурировать электрооборудование в соответствии с конструкторскими сборочными единицами (рис. 4). Поддерживаются различные типы оболочек — шкаф, пульт, щит и т.д. Размещение устройств по оболочкам позволяет автоматически производить оптимальную трассировку линий связи на провода.
Рис. 4
Рис. 4

Трассировка проводов

Трассировка линий связи производится в автоматическом режиме. По завершении этого процесса формируется таблица проводов (рис. 5). Проводам назначается марка — в ручном или автоматическом режиме. Из проводов формируются кабели, жгуты и трассы.
Рис. 5
Рис. 5

Трехмерное проектирование электроконструкций в Autodesk Inventor Professional

Пространственная компоновка электрических устройств в конструкции

В целом для электрических устройств применимы все адаптивные технологии Autodesk Inventor, обеспечивающие быстрое проектирование изделий высокой сложности (рис. 6).
Рис. 6
Рис. 6

Для электрических устройств можно задать способ установки в сборке, при этом вставка и крепление устройства выполняются буквально одним щелчком мыши. В процессе проектирования осуществляется контроль минимально допустимых расстояний от устройства до других элементов сборки. Анализ коллизий позволяет определять места пересечений деталей и узлов, а наложение растровых изображений обеспечивает возможность получения фотореалистичных изображений электрических устройств, пультов, маркировок контактов.

Прокладка проводов и кабелей

Кабели и провода конструкции прокладываются в жгутах (рис. 7). Диаметр жгута подсчитывается динамически и зависит от диаметра входящих в него проводов и кабелей. Жгут может содержать соединители, то есть устройства, соединяющие отдельные провода. Поддерживаются также неграфические устройства — бирки, наконечники проводов и т.д.
Рис. 7
Рис. 7

Расчет длин проводов и кабелей

Длины проводов и кабелей автоматически определяются как расстояние между двумя контактами с учетом пути прохождения провода (кабеля) по трассе. Возможно задание параметров, корректирующих длину, коэффициентов для учета прогиба провода (кабеля), дополнительных расстояний от плоскости расположения контактов в модели до места реального подключения провода в устройстве и т.п. (рис. 8).
Рис. 8
Рис. 8

Сборочные чертежи

Когда трехмерная модель создана, в полуавтоматическом режиме создаются сборочные чертежи, оформленные в соответствии с ЕСКД (при этом используется инструментарий программы MechaniCS). Предусмотрена возможность экспортировать чертежи в формат DWG для их последующего оформления средствами AutoCAD (рис. 9).
Рис. 9
Рис. 9

Чертежи жгутов (плаз жгута)

Инструмент Neilboard позволяет создавать чертежи жгута (рис. 10). Каждому проводу автоматически прописывается его обозначение. Сегменты жгута размещаются на поле чертежа произвольным образом.
Рис. 10
Рис. 10

Обмен данными между ElectriCS и Autodesk Inventor Professional

Рассмотрим процесс трехмерного проектирования электрооборудования с использованием комплекса программ ElectriCS, Autodesk Inventor и MechaniCS.

Прежде всего в ElectriCS разрабатывается проект электрооборудования, а в Autodesk Inventor создаются трехмерные модели электрических устройств.

В базе электрических устройств ElectriCS для каждого устройства указывается имя файла модели, созданной в Autodesk Inventor.

Начиная с версии 6.1 в поставку ElectriCS входит утилита Connect Inventor, посредством которой формируется и обрабатывается обменный файл для Autodesk Inventor Professional. Эта утилита состоит из двух частей: первая работает в ElectriCS, вторая — как приложение в Autodesk Inventor.

1) Экспорт данных проекта электрооборудования из ElectriCS в обменный файл

Из ElectriCS в обменный файл XML-формата передаются данные о логической структуре проекта: об электрических устройствах, соединителях (муфтах сращивания), проводах и кабелях либо по всему изделию сразу, либо по определенной его части (рис. 11). Обменный файл содержит имена файлов трехмерных моделей для автоматической вставки электрических устройств в сборку.

Динамический контроль ошибок позволяет контролировать правильность данных при экспорте.

Рис. 11
Рис. 11

2) Загрузка электрических устройств в Autodesk Inventor

Утилита Connect Inventor обеспечивает загрузку обменного файла в Autodesk Inventor и выводит перечень устройств, которые по одному вставляются в сборку (рис. 12). Конструктор может переназначить файл трехмерной модели, воспользовавшись соответствующим пунктом контекстного меню.
Рис. 12
Рис. 12

3) Импорт электрических связей в Autodesk Inventor

Импорт проводов и кабелей осуществляется стандартными средствами Autodesk Inventor из обменного файла (рис. 13). Избежать ошибок позволяет входной контроль. При наличии в библиотеке Autodesk Inventor соответствующих марок проводов и кабелей подгружаются надлежащие характеристики.
Рис. 13
Рис. 13

На модели изделия импортированные связи отобразятся в виде паутинок (проводов), соединяющих контакты устройств.

4) Построение трасс прокладки жгутов

Построение путей прокладки жгутов производится посегментно (рис. 14). Каждый жгут должен иметь свою трассу.
Рис. 14
Рис. 14

5) Трассировка проводов и кабелей

Существуют два метода прокладки проводов в жгуте.

Автоматическая трассировка

Раскладка проводов по трассам производится автоматически (рис. 15). Основной критерий при автоматической трассировке заключается в выборе пути с минимальной длиной проводников.
Рис. 15
Рис. 15

Ручная трассировка

При выборе этого метода трассировки пользователь прокладывает провода и жилы кабелей по трассе любым способом.

По завершении трассировки провода отображаются от концов трасс до контактов устройств, а вместо трассы показывается жгут с диаметром, соответствующим количеству проложенных в нем проводов.

6) Передача информации о сборке электрооборудования из Autodesk Inventor в обменный файл

Стандартными средствами создается обменный XML-файл, содержащий максимум информации о сборке электрооборудования (координаты устройств, контактов, сегментов жгута, длины и параметры проводов и т.д.).

7) Загрузка данных о длинах проводов и кабелей в проект ElectriCS

Длины проводов и кабелей передаются в проект ElectriCS посредством утилиты Connect Inventor. Соответствие количества и обозначений проводов и кабелей электротехническому проекту проверяется средствами входного контроля. Длина проводов и кабелей используется для получения сводных ведомостей необходимых материалов.

Как уже отметил заинтересованный читатель, проектирование электрооборудования в Autodesk Inventor Professional развивается очень динамично, возможности программы существенно расширяются от версии к версии. Поэтому с полной уверенностью можно утверждать, что Autodesk Inventor Professional — это наилучший выбор для профессионалов.

Михаил Чуйков
ООО «Розмысел»
Тел.: (4966) 15−9300
E-mail: Michael@rozmisel.ru