Введение

Система ElectriCS 3D предназначена для автоматизации проектирования кабельного хозяйства промышленных предприятий и других объектов 1.

ElectriCS 3D позволяет трассировать кабели с учетом взаиморезервирования и минимизации общих участков трасс (при общей минимизации длин кабелей). Раскладка кабелей по полкам осуществляется с учетом требований ПУЭ (с учетом групп раскладки и взаиморезервирования кабелей).

Наличие интерфейса с системами трехмерного моделирования (PLANT-4D), а также автоматизированного проектирования электрических систем и систем управления (AutomatiCS ADT, ElectriCS ADT, EnergyCS Электрика) позволяет автоматизировать ввод данных по трассам, потребителям и кабелям. Ручной ввод исходных данных может осуществляться как непосредственно в самой системе, так и путем импорта из MS Office (Access, Excel, Word). Просмотр в 3D-виде расположения кабелей, трасс, помещений и потребителей обеспечивает визуально-графический контроль при ручном вводе информации. Графический ввод информации — координат потребителей, трасс и помещений — из AutoCAD (оцифровка планов) существенно облегчает ввод координат потребителей в ручном режиме.

Фиксация существующей раскладки и степени занятости трасс позволяет размещать дополнительные кабели на общие трассы при проектировании следующих очередей того же объекта, а также при реконструкции существующих объектов, когда новые кабели прокладываются по уже существующим трассам с учетом степени занятости полок. Настройка шаблонов в среде MS Office делает возможным формирование проектных документов в полном соответствии с формами, принятыми в проектной организации. Также настраивается вывод на планы расположения условных графических обозначений потребителей, трасс и списков кабелей, проходящих по каждой трассе.

Система ElectriCS 3D позволяет выдавать кабельные журналы, сводные и заказные спецификации на кабельную продукцию и защитные трубы (металлорукав), экспликации электрооборудования и планы расположения электрооборудования и трасс.

В состав пятой версии ElectriCS 3D включен конструктор кабельных трасс, позволяющий формировать заказные спецификации на кабельные металлоконструкции (кроме закладных), сечения кабельных трасс (как непосредственно конструкции, так и списки кабелей по полкам), а также кабельные журналы с учетом разбивки кабелей по высотам прокладки (для составления смет на монтажные работы).

Иерархия объектов конструктора трасс

В основе работы конструктора трасс лежит иерархия объектов. Трасса может состоять из следующих элементов: стоек, консолей, конструкций, полок, перегородок. Кабели раскладываются по полкам, остальные элементы при раскладке кабелей значения не имеют. Предусмотрены конструкции следующих типов: лоток, лоток с крышкой, короб, скоба, труба.

Иерархия объектов конструктора выглядит так:

  • В основе иерархии — стойка. К стойке с одной или двух сторон крепятся консоли. Консоли и стойка могут быть фиктивными, то есть в дальнейшем, при выводе в AutoCAD и подсчете конструкций, учитываться они не будут.
  • На консоли может находиться несколько конструкций.
  • Конструкции содержат полки и перегородки. Перегородками разделяются полки внутри конструкции.

Пример иерархии объектов конструктора представлен на рис. 1.
Рис. 1. Пример иерархии объектов конструктора
Рис. 1. Пример иерархии объектов конструктора

Конструирование

Этот процесс представляет собой определение типа и взаимного расположения кабельных конструкций внутри трассы, осуществляемое с помощью конструктора трасс.

Возможны два режима работы конструктора:

  • конструирование до раскладки кабелей;
  • конструирование после раскладки кабелей (по факту).

Если проект содержит трассы, сформированные конструктором, то в первом режиме при открытии трассы система предложит открыть ее по прототипу — будет выведен список позиций трасс, обработанных конструктором. В этом случае текущая трасса наследует все конструкторские параметры выбранной.

Во втором режиме при открытии трассы есть возможность открыть ее по умолчанию. В этом случае тип кабельных конструкций определяется на основании группы кабелей данной конструкции.

В соответствии с действующим изданием ПУЭ по условиям раскладки кабели делятся на следующие группы:

  1. силовые кабели напряжением 6 кВ и выше;
  2. силовые кабели напряжением до 1 кВ с сечением жил 25 мм² и более;
  3. силовые кабели напряжением до 1 кВ с сечением жил менее 25 мм²;
  4. контрольные кабели напряжением более 60 В;
  5. контрольные кабели напряжением менее 60 В;
  6. кабели, требующие специальных средств защиты;
  7. кабели, требующие искрозащиты.
8 и 9-я группы в системе ElectriCS 3D определены как резервные. Так, 8-я группа часто используется для кабелей постоянного тока.

По умолчанию кабелям 1-й и 2-й группы выделяются пустые консоли, кабелям 3-й группы — открытые лотки на консолях, всем остальным — короба на консолях.

Далее, работая в конструкторе кабельных трасс, проектировщик может сам корректировать конструкции трассы:

  • выбирать/изменять тип конструкции (в коробе, в лотке, в трубе, на скобах);
  • изменять высоту кабельной стойки;
  • задавать расстояние между кабельными стойками;
  • изменять размеры консоли;
  • задавать расстояние между консолями;
  • выбирать вид расположения консолей относительно кабельной стойки (левостороннее, правостороннее или двустороннее);
  • перемещать консоли (изменять порядок консолей на стойке);
  • изменять размеры конструкций;
  • добавлять/удалять крышки кабельным лоткам;
  • добавлять/удалять в лотках огнеупорные перегородки;
  • перемещать конструкции между консолями и на консоли;
  • изменять размеры полок;
  • перемещать полки между конструкциями и внутри конструкции.

В пятой версии ElectriCS 3D перемещать кабели при конструировании можно только с помощью автоматического раскладчика, ручное перемещение кабелей запрещено.

В конструкторе трасс существует специальное окно просмотра параметров (свойств) текущего элемента. На рис. 2 приведен пример двустороннего расположения консолей на стойке (трассе) с просмотром свойств кабеля на третьей полке, а на рис. 3 показано одностороннее расположение консолей на стойке с просмотром свойств консоли.

Рис. 2. Пример двустороннего расположения консолей
Рис. 2. Пример двустороннего расположения консолей
Рис. 3. Пример одностороннего расположения консолей
Рис. 3. Пример одностороннего расположения консолей

Подсчет конструкций

Подсчет конструкций осуществляется на основе параметров, сформированных конструктором трасс, и состоит из двух этапов:

  1. подсчет линейных участков трасс;
  2. подсчет соединений трасс.

При подсчете конструкций линейных участков вычисляется количество стоек, консолей, конструкций (лотков, коробов, труб, скоб) и перегородок. Количество стоек вычисляется на основании длины трассы и расстояния между стойками. В случае двустороннего расположения консолей число стоек умножается на два. Если конструкция имеет крышку, последняя подсчитывается отдельно. Количество стоек и консолей вычисляется в штуках, а конструкций и перегородок — в метрах.

При подсчете соединений рассматриваются следующие варианты:

  • Соединение двух трасс. Возможны следующие типы соединений:
    • продолжение — если одна трасса является продолжением другой, то есть угол между ними равен 180 градусов. В этом случае сравниваются размеры (не должны совпадать) и положение конструкций по высоте и типу (должны совпадать). При возможности создается конструкция типа «переход»;
    • поворот — если две трассы находятся в горизонтальной плоскости и на одной высоте. В случае, если угол между трассами равен 90 или 135 градусов, а их размеры и тип совпадают, создаются конструкции типа «поворот»;
    • подъем/спуск — две трассы находятся в одной вертикальной плоскости. Если угол между ними равен 90 или 135 градусов, а их размеры и тип совпадают, создаются конструкции типа «подъем/спуск».
  • Соединение трех трасс. Если соединение имеет Т-образный вид (углы между трассами равны 90, 90 и 180 градусов), а конструкции расположены в одной горизонтальной плоскости на одной высоте и имеют одинаковый тип, создается конструкция типа «тройник».
  • Соединение двух трасс. Если соединение имеет Х-образный вид (углы между трассами равны 90 градусов), а конструкции расположены в одной горизонтальной плоскости на одной высоте и имеют одинаковый тип, создается конструкция типа «крестовый переход».

Подсчитываются абстрактные конструкции, то есть конструкции определенного типа (например, лоток или крышка лотка) и определенных размеров (например, 200×50), поскольку номенклатуры различных компаний могут значительно отличаться друг от друга.

Подбор конструкций

Подбор конструкций выполняется на проекте, где уже осуществлен их подсчет. В базу системы должна быть загружена база определенного производителя — например, ГЭМ. На рис. 4 показан фрагмент базы в части лотков. Система осуществляет подбор конкретных конструкций (например, лотка ЛНМЗ-200) на основании совпадения типов (например, лоток неперфорированный), размеров (к примеру, 200×50) и других параметров. При подборе конструкций, имеющих размерность в метрах, может осуществляться переход к размерности в штуках — если в этом возникает необходимость. Кроме того, система позволяет формировать вспомогательные конструкции: замки для крепления консолей, соединители лотков и т.д. Если в базе имеется подходящий для конструкции вариант, то ей добавляются все параметры этого варианта (такие как ТУ, вес, материал, климатическое исполнение, модель и другие).

Рис. 4. Фрагмент базы в части лотков
Рис. 4. Фрагмент базы в части лотков

Если для тех или иных конструкций подходящий вариант отсутствует, ElectriCS 3D выдает соответствующее сообщение. В этом случае следует либо дополнить базу системы, либо вернуться в конструктор и изменить параметры конструкций.

На основании полностью проведенного подсчета и подбора конструкций можно осуществить вывод спецификации на монтажные конструкции. Фрагмент спецификации на кабельные конструкции показан на рис. 5.

Рис. 5. Фрагмент спецификации на кабельные конструкции
Рис. 5. Фрагмент спецификации на кабельные конструкции

Вывод сечений трасс на план и в 3D

Вывод сечений трасс на план осуществляется в два этапа: сначала выводятся собственно конструкции (по настройке с контурами кабелей), а затем позиции кабелей с возможной разбивкой по полкам. На рис. 6 представлено окно настройки вывода кабельных конструкций на план. В этом окне можно задать масштаб, установить вывод кабелей, расстояния между консолями, номер полки, тип вывода позиций кабеля. Рис. 7 иллюстрирует результаты вывода на план кабельных конструкций и позиций кабелей.

Рис. 6. Окно настройки вывода кабельных конструкций на план
Рис. 6. Окно настройки вывода кабельных конструкций на план
Рис. 7. Результат вывода кабельных конструкций и позиций кабелей на план
Рис. 7. Результат вывода кабельных конструкций и позиций кабелей на план

Как таковой вывод кабельных конструкций и кабелей в 3D проектировщику не нужен: нет соответствующих проектных документов. В конструкторе трасс системы ElectriCS 3D он играет вспомогательную роль — с его помощью легче проверить соответствие высот размеров стыкуемых трасс, а это, в свою очередь, позволяет проверить правильность подсчета переходных кабельных конструкций (тройников, поворотов и т.д.).

На рис. 8 приведен пример вывода кабельных конструкций в 3D. Вывод может быть осуществлен с заданным масштабом и с наложением на 3D-модель проектируемого объекта.

Рис. 8. Пример вывода кабельных конструкций в 3D
Рис. 8. Пример вывода кабельных конструкций в 3D

Конструктор кабельных трасс позволяет значительно повысить производительность труда при проектировании кабельного хозяйства и избавить проектировщиков от большого объема рутинной работы по подсчету конструкций, а также усовершенствовать качество выполнения проектов благодаря снижению количества ошибок, неизбежных при ручном проектировании.

  1. А. Салин, Е. Целищев, А. Шемякин, Д. Куликов. Автоматизированная раскладка кабелей в среде ElectriCS 3D. — CADmaster, № 3/2002, с.28−31; О. Александров. Автоматизация процесса раскладки кабелей в среде ElectriCS 3D — на примере реального проекта. — CADmaster, № 4/2007, с.78−84
Алексей Салин
Ивановский государственный
энергетический университет