Проектирование кабельного хозяйства, трассировка кабелей и раскладка их по полкам являются одной из важных и трудоемких задач электротехнического отдела проектной организации. Как правило, эти работы выполняются вручную и с большими приближениями. Как результат, в проектных документах (таких как кабельные журналы и заказные спецификации на кабели) зачастую указываются завышенные длины кабелей, что ведет к их перерасходу и удорожанию сметной стоимости проекта.
При наличии большого числа кабелей задача их трассировки и раскладки по полкам с учетом требований ПУЭ еще более усложняется и отнимает много времени. Как правило, кабельная раскладка объединяет в себе силовые кабели, контрольные кабели КИПиА, кабели охранной и пожарной сигнализации, кабели связи
Расчет длин кабелей, формирование планов расположения оборудования и раскладки кабелей, кабельных журналов и заказных спецификаций на кабели каждый из отделов выполняет самостоятельно. При подобной организации работ неизбежны частые согласования, а также ошибки:
Кроме того, после трассировки кабелей их длина может значительно увеличится и будут необходимы проверочные расчеты токов короткого замыкания и потерь напряжения в кабелях. Например, при получении значения падения напряжения, превышающего допустимое, необходимо будет увеличивать сечение кабеля, что повлечет за собой выбор кабеля с большим сечением токопроводящих жил и с большим наружным диаметром — следовательно, опять придется изменять результаты кабельной раскладки. Избежать подобных сложностей, исключить ошибки, автоматизировать процесс проектирования кабельного хозяйства, уменьшить время выполнения кабельной раскладки и повысить производительность труда проектировщиков позволяет ElectriCS 3D — система автоматизированной трехмерной раскладки кабелей различного назначения при проектировании, реконструкции и эксплуатации зданий, сооружений и открытых территорий.
ElectriCS 3D — мощная автоматизированная система трехмерного проектирования кабельного хозяйства, располагающая следующими возможностями:
В качестве примера применения САПР ElectriCS 3D приведем проект кабельной раскладки для блока подготовки топливного и пускового газа газотурбинной электростанции, выполненный специалистами ОАО «Инженерный центр энергетики Урала».
Исходными данными для системы ElectriCS 3D являются:
В рассматриваемом проекте исходные данные о потребителях и кабелях были переданы через файлы обмена из программы проектирования систем автоматики AutomatiCS ADT (перечень точек контроля и контрольных кабелей) и из программы проектирования систем электроснабжения EnergyCS Электрика (электропотребители и силовые кабели).
Одни и те же потребители могут фигурировать в перечнях и кабельных журналах разных отделов. Например, питанием щитов контроля и автоматики заняты проектировщики-электрики, а кабели от соединительных коробок и датчиков подводят к щитам проектировщики отдела КИПиА. Поэтому перед объединением проектов различных отделов необходима проверка элементов Потребитель на предмет дублирования — с тем чтобы исключить потребителей с одинаковой проектной позицией (кроме первого в списке).
В системе ElectriCS 3D проверка потребителей на дублирование происходит при объединении проектов по параметру Позиция и координатам (Х, Y, Z).
Ввод трасс был осуществлен непосредственно из AutoCAD (оцифровка существующего чертежа). На плане расположения технологического оборудования в заданном слое были отрисованы линии, моделирующие кабельные трассы. Затем уже в ElectriCS 3D координаты отрисованных на плане линий использовались в качестве исходной информации о кабельных трассах.
Для каждой трассы по команде Соединение трасс по координатам автоматически определяется список трасс, с которыми она связана и на которые в последующем будет возможен переход кабелей. Степень близости трасс проектировщик может задать (в метрах) по своему усмотрению, тогда трассы не обязательно должны соединяться геометрически — если расстояние между реальными трассами не превышает заданную степень близости, автоматически будет строиться фиктивная трасса.
Ввод помещений (объемов) был осуществлен непосредственно c плана расположения технологического оборудования с помощью окна настройки ввода-вывода в AutoCAD. Список помещений представляет собой перечень объемов, внутри которых разрешен заход кабеля на трассу. Переход кабеля из помещения в помещение возможен только по заданной трассе.
После того как в систему введены исходные данные, производится полная обработка и проверка проекта. После исполнения этой команды выполняются следующие действия:
После проверки и полной обработки выполняется первый этап кабельной раскладки — трассировка кабелей. Для каждого потребителя программа автоматически с обоих концов кабеля ищет ближайшую трассу, а затем кратчайшее расстояние по схеме кабельных коммуникаций. При этом учитываются следующие условия, заданные проектировщиком в исходных данных:
После трассировки для всех кабелей высчитываются и добавляются следующие значения:
Результаты первоначальной трассировки кабелей позволяют определить общий перерасход кабеля по проекту как разницу между общей длиной кабеля и ортогональной длиной между потребителями. Параметр Перерасход является также косвенным показателем качества расстановки кабельных конструкций.
Второй этап кабельной раскладки — раскладка оттрассированных кабелей по полкам. Она происходит автоматически по команде Раскладка кабелей по полкам в соответствии с определенными параметрами трасс и заданными проектировщиком условиями:
Результаты раскладки кабелей по полкам в любой точке трассы можно просмотреть с помощью специального окна программы.
После раскладки кабелей по полкам для каждого участка трасс автоматически добавляется следующая информация:
Для каждого кабеля формируется параметр ТрассаПолная, представляющий перечень всех участков трасс и полок, по которым проходит кабель.
Общее число необходимых полок определяется в программе как сумма полок под все группы кабелей. В результате кабельной раскладки могут появиться трассы, у которых реальное число необходимых полок больше заданного. В этом случае проектировщику нужно скорректировать предварительную раскладку, произведя следующие действия:
По окончании кабельной раскладки ее результаты могут быть выведены на план в среде AutoCAD. По команде Вывести на план можно поместить на план следующие элементы:
Каждому элементу Потребитель может быть присвоено свое УГО. Вид УГО определяется параметром Фрагмент. В его значении указывается название файла AutoCAD, где находится условное графическое обозначение электротехнического устройства для чертежей, выполненных в масштабе 1:100 (в соответствии с
При указании у элемента Потребитель значения параметра Слой, программа автоматически будет создавать слой в чертеже AutoCAD и выводить в него графические обозначения.
Трассы могут выводиться на план специальными типами линий (кабель в трубе, кабель в коробе, кабель в лотке) при указании у элемента Трасса значения параметра ТипЛинии.
По команде Позиции кабелей в AutoCAD на план можно вывести позиции кабелей, проходящих по данному участку трассы. По команде Параметр элемента в AutoCAD на план можно вывести значение параметра элемента на усмотрение проектировщика (например, ТипТрассы=Кабельный короб).
Для проверки на предмет коллизий, корректировки расположения кабельных трасс и получения единой трехмерной модели объекта габариты трасс могут быть переданы в систему трехмерного проектирования (например, PLANT-4D) через обменный файл XML-формата.
Табличные документы выводятся в MS Word c помощью шаблона *dot, содержащего специальные макросы. Эта технология позволяет сформировать проектные документы в полном соответствии с формами, принятыми у заказчика. В рассматриваемом проекте были получены кабельные журналы и заказные спецификации на кабели и трубы сразу для двух отделов — КИПиА и электротехнического. Кабели были отсортированы по параметру Проект и выведены с помощью подготовленного шаблона отдельными классами.
Полученные после кабельной раскладки длины кабелей могут быть переданы через файл обмена данными в программы проектирования систем электроснабжения — для проведения расчетов токов короткого замыкания и допустимого падения напряжения.
Возможности системы постоянно расширяются. В программу планируется включить конструктор кабельных трасс, позволяющий формировать:
Действительно, после того как выполнены трассировка и раскладка кабелей, проектировщику предстоит решить еще одну важную и трудоемкую задачу — подсчитать кабельные металлоконструкции (короба, лотки, консоли, стойки, трубы, гибкие металлорукава), определить весовую нагрузку кабельных трасс на строительные конструкции и сформировать их сечения. Работая в конструкторе кабельных трасс, специалист может сам определить вид и конструкцию трассы:
Далее проектировщик может сформировать физические сечения кабельных трасс в любом их месте (то есть кабели на полках, их позиции, а также схематическое изображение кабельных металлоконструкций). Полученные сечения в заданном масштабе можно вывести в AutoCAD.
После подсчета конструкций новый инструмент позволит сформировать заказную спецификацию на кабельные металлоконструкции с точным числом каждого вида изделий.
За основу базы элементов кабельных металлоконструкций принята номенклатура бывшего Главэлектромонтажа (ГЭМ) как наиболее часто применяющаяся в проектах для отечественных заказчиков. Тем не менее в последние годы на российском рынке появилось множество других отечественных и зарубежных производителей кабельных металлоконструкций с иной номенклатурой изделий. Поэтому в программе предусмотрена возможность добавлять в базу данных изделия других производителей.