ОАО «Зарубежэнергопроект» — одна из ведущих проектных организаций, специализирующаяся на проектировании энергетических объектов в России и за рубежом. В процессе реализации новых проектов специалисты ОАО «Зарубежэнергопроект» используют не только базу накопленных индивидуальных решений, но и инновационные разработки. С 1997 года в компании успешно использовалась система трехмерного моделирования PDS, но сегодня ей на смену пришли новые программные продукты.

Действующие в институте внутренние стандарты определяют существующую на сегодняшний день технологию проектного производства, однако, внешняя среда, рыночные условия, взаимоотношения с иностранными партнерами, участие в тендерах заставляют специалистов института повышать производительность труда, предъявляют все более высокие требования к качеству проектной продукции. Именно поэтому ОАО «Зарубежэнергопроект» на основании анализа различных систем сделало свой выбор в пользу комплекса программных продуктов корпорации Intergraph. В 2008 году институт приступил к внедрению технологии SmartPlant Enterprise (SPE) (Intergraph, США), предназначенной для управления и информационного сопровождения промышленного объекта на всех стадиях его жизненного цикла. Сегодня институт располагает следующими приложениями SmartPlant Enterprise:

  • SmartPlant P&ID (SPPID);
  • SmartPlant 3D (SP3D);
  • SmartPlant Electrical (SPEL);
  • SmartPlant Instrumentation (SPI);
  • SmartPlant Foundation.

С успехом эксплуатируются программные продукты SPPID и SP3D. Освоение продуктов SPI и SPEL проходит с трудностями.

Проектирование электрической части ТЭС представляет собой сложный процесс, требующий комплексного подхода к разработке и принятию решений по выбору состава оборудования, формированию схем электрических принципиальных, проведению расчетов и т.д.

В технологии SmartPlant Enterprise для решения задач проектирования электрической части предназначены следующие программные продукты: SmartPlant Electrical и новый программный продукт SmartPlant Electrical Detailed (SPEL-D).

SPEL позволяет формировать модель древовидной структуры системы электроснабжения, состоящую из источников электроэнергии, потребителей, сборных шин, шкафов, сборок, ячеек, кабелей и т.д. На основе разработанной модели SPEL дает возможность автоматически генерировать однолинейные функциональные схемы фрагментов или всей системы в целом, чертежей общего вида щитов и сборок, других графических и табличных документов в соответствии со стандартами предприятия и требованиями заказчика.

SPEL-D в свою очередь позволяет детализировать модель, разработанную в SPEL, которая будет содержать данные о присоединениях проводников, клеммах, и т.д., необходимые для получения схем электрических принципиальных, выполнения чертежей общего вида щитов и формирования в автоматическом режиме схемы рядов зажимов (на основе принципиальных электрических схем), различных отчетов и таблиц. Эти программные продукты работают в сетевом многопользовательском режиме.

Характерные черты технологии SPE с применением SPEL и SPEL-D обеспечивают повышение эффективности процесса проектирования и состоят в следующем:

  • однократный ввод информации в систему с дальнейшим ее использованием в различных программных продуктах;
  • корректный обмен данными между программными продуктами и, в частности, передача данных из SPEL в SPEL-D;
  • работа всех участников проектирования в едином информационном пространстве;
  • автоматическая генерация стандартизованных выходных документов.

SPEL и SPEL-D позволяют выпускать следующие виды документов:

  • схемы функциональные в однолинейном изображении;
  • схемы электрические принципиальные;
  • схемы внешних подключений;
  • кабельные журналы;
  • перечень сигналов контроля и управления электрооборудования;
  • спецификации электрооборудования;
  • различные виды отчетов.

SPEL-D предоставляет пользователям возможность доступа к модели, реализованной в ядре системы, посредством трех отображений для удобства ее наполнения объектами и их взаимосвязями, атрибутами и т.д.

Логическое отображение описывает функциональное назначение проектного элемента и его свойства. Графическое отображение включает в себя графическое изображение проектного элемента на схеме. Для взаимосвязи логической и графической составляющих используется ID-элемента. Физическое отображение представлено описанием конкретного технического средства. Параметры технического средства — например, количество контактов, наименования контактов и пр. — совпадают с параметрами элемента (собственно, элемент наследует параметры у технического средства).

Для взаимосвязи графического символа на схеме (выключатель) и реального технического средства происходит процедура ассоциации между ними. Необходимо, чтобы параметры графического символа и технического средства совпадали друг с другом, в противном случае существует возможность проверки совпадения значения параметра.

Рис. 1. Взаимосвязь моделей
Рис. 1. Взаимосвязь моделей

Согласно технологии SmartPlant Enterprise, в SPEL-D передается задание из SPEL (однолинейная схема с набором оборудования). На основании этого документа в SPEL-D осуществляется разработка принципиальной электрической схемы.

SPEL-D

Вышеперечисленные возможности были по достоинству оценены специалистами ОАО «Зарубежэнергопроект». В 2012 году в организации было проведено первоначальное обучение сотрудников специалистами компании Intergraph. Для реализации пилотного проекта за основу было взято «Задание заводу на нетиповой шкаф НКУ (низковольтного комплектного устройства)».

На первом этапе реализации этого проекта специалистами ОАО «Зарубежэнергопроект» была сформирована база данных символов в соответствии с российскими стандартами:

  • для принципиальной электрической схемы;
  • для схемы общего вида;
  • символы рамок и основной надписи.

В SPEL-D заполнение графы основной надписи на чертеже выполняется в автоматическом режиме.

После выполнения формирования базы данных символов осуществлялся переход ко второму этапу — выполнению настройки шаблонов выходных отчетов:

  • схемы рядов зажимов;
  • таблицы НКУ;
  • перечня монтажных единиц;
  • перечня надписей в рамках;
  • описи документов;
  • перечня шкафов;
  • технических данных металлоконструкции.

Третий этап состоял в формировании набора технических средств во внутреннем каталоге SPEL-D, а четвертый этап — в формирования схемы электрической принципиальной и схемы общих видов. Пятый этап заключался в процедуре проверки корректной передачи данных SPEL с SPEL-D (выгрузка нетипового шкафа НКУ с параметрами).

Разберем поподробнее, каким образом осуществляется каждый из этапов.

Формирование базы данных символов

В SPEL-D под базу данных символов выделена отдельная библиотека. Существуют глобальная и «местная» библиотеки. Глобальные библиотеки доступны для всех проектов, а «местная» библиотека используется для конкретного проекта. Реализованные символы в SPEL-D соответствует российским стандартам.

С помощью глобальных библиотек в соответствующем проекте формируется и заполняется символами «местная» библиотека. В «местной» библиотеке символы можно изменять в соответствии с требованиями договора, не изменяя при этом символ в глобальной библиотеке. Для разных типов документов доступны разные виды символов.

Символ содержит не только графическую, но и логическую информацию. Символы состоят из следующих элементов:

  • название и комментарии;
  • логические определения документального и функционального типа;
  • графика;
  • клеммы;
  • текстовый заполнитель.
Определение символа
Определение символа

Создание принципиальной электрической схемы

Суть формирования принципиальной электрической схемы (чертежа) в SPEL-D сводится к логической расстановке графических символов электрических элементов на поле документа и соединению контактных точек между собой электрической связью. После выполнения этого этапа связи между элементами, как впрочем, и сами элементы, неактивны и отображаются зеленым цветом. В этом виде схема не несет пока никакой информации и является простой графикой. После сопоставления (присвоения) элементов схемы с соответствующими проектными единицами схема меняет окраску и приобретает динамичность, заключающую в себе помещенную на схеме информацию о каждой из них.

Существует два способа «активации схемы»:

  • заполнение проектных данных через меню свойств графического символа;
  • ассоциирование проектных сведений из табличного редактора перечня элементов, предварительного подгруженного из SmartPlant Electrical, с графическими символами.

В результате построения схемы электрической принципиальной база данных проекта будет содержать все необходимые сведения для автоматического формирования некоторых документов РД, в том числе и схемы рядов зажимов.

Реализованная схема электрическая принципиальная НКУ
Реализованная схема электрическая принципиальная НКУ

Создание схемы общего вида НКУ

Имеются дополнительные библиотеки символов для представления элементов, используемых в шкафах. Эти символы можно загрузить в схему шкафа, ассоциировать их и задать им имена.

Оборудование шкафов, такое как стандартные монтажные рейки и кабельные каналы, включаются в перечень элементов, если им были присвоены идентификаторы.

Символы схемы общего вида шкафа имеют специфические свойства в отличие от символов и схемы электрической принципиальной. Они включают:

  • пространство подключения — для добавления межсимвольного пространства;
  • зона выравнивания — для точного позиционирования оборудования на монтажной рейке;
  • новое текстовое поле — позиция (порядок представления в легенде) и монтажная площадка.
Реализованная схема общего вида НКУ
Реализованная схема общего вида НКУ

Формирование схемы рядов зажимов

Все необходимые подключения к рядам зажимов выполняются на схеме электрической принципиальной. Схема рядов зажимов несет информацию о подключении жил кабелей к клеммной коробке с передаваемыми по этим жилам сигналами управления и иной информации. Схема рядов зажимов формируется автоматически по вызову из контекстного меню как с принципиальной электрической схемы, так и из табличного редактора выбранного клеммника. Схема представляет собой статичный графический документ, сохраняемый в разделе документов проекта. Все изменения подключений на принципиальной электрической схеме автоматически сохраняются в базе данных. Для обновления ранее созданного документа по схеме рядов зажимов необходимо вызвать функцию построения схемы зажимов и пересохранить результат в тот же документ.

Реализованная схема ряда зажимов НКУ
Реализованная схема ряда зажимов НКУ

Генерация отчетов

Формирование отчета происходит в три этапа:

  • формирование шаблона документа отчета;
  • формирование запроса для отчета;
  • формирование отчета.

Работа с каталогами производителей

В SPEL-D реализована удобная каталожная база, в которой хранится описание технического средства с параметрами (количество и наименование контактов и т.д.). С помощью этой каталожной базы в дальнейшем легко формировать различные спецификации, перечни оборудования и т.д. Также данные, находящиеся в базе, используются для контроля соединений. Они прямо влияют на процедуру ассоциации технического средства с проектным элементом. Происходит проверка на совпадение или автоматическое присвоение наименований контактов.

Каталожная база
Каталожная база

Заключение

В этой статье представлен опыт реализации задания заводу на нетиповой шкаф НКУ. На завершающем этапе была разработана технология выполнения задания заводу на нетиповые шкафы НКУ. Прописаны инструкции на выполнение той или иной процедуры.

Технология разработки задания заводу на нетиповой шкаф НКУ
Технология разработки задания заводу на нетиповой шкаф НКУ

В результате работы над проектом специалисты «Зарубежэнергопроекта» пришли к выводу, что эта САПР может и должна быть использована не только в таких узких рамках. Специалисты института успешно реализовали следующие задачи:

  • формирование необходимого комплекта проектной документации;
  • обеспечение соответствия форм проектных документов действующим нормам и правилам;
  • повышение качества проекта;
  • сокращение времени на изменение технической документации в процессе проектирования;
  • корректная передача данных между SPEL и SPEL-D;
  • работа в единой технологии SPE.

Преимущества от использования этой САПР на первоначальном этапе работы минимальны, так как наработанного материала и опыта работы оказалось недостаточно. Опыт использования этой САПР демонстрирует явные преимущества по сравнению с действующей технологией проектирования. Схема электрическая принципиальная, включающая сведения о клеммно-кабельных соединениях, позволяет сократить перечень выпускаемой документации, исключив выполнение схемы электрической монтажной и схемы рядов зажимов в их традиционном исполнении.

Сергей Страхов,
заместитель начальника ОИТ

Иван Чикунов,
аспирант ИГЭУ, инженер 2-й категории

ОАО «Зарубежэнергопроект»

Евгений Целищев,
д.т.н., с.н.с., генеральный директор
CSoft Иваново