¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

19 ма€ 2014

—квозное проектирование инженерных систем в среде SolidWorks

јлександр јнтонов, јнтон ƒолгополов

ќт редакции isicad.ru: јвторы — сотрудники компании SolidWorks Russia: ј.јнтонов — руководитель специальных проектов компании, ј.ƒолгополов — ведущий инженер.
ѕредлага€ нашим пользовател€м комплексное решение от SolidWorks дл€ проектировани€ сложных инженерных систем в разрабатываемых издели€х, невозможно оставить в стороне вопрос их пространственного моделировани€. ¬ последние 2 года разработчиками был выполнен большой объем работы по обеспечению комплексности в решении данного вопроса.

ѕространственное моделирование инженерных систем в SolidWorks ведетс€ в контексте сборки объекта или модул€. —борка трубопровода или электрического жгута €вл€етс€ ассоциативным объектом. “о есть при внесении изменений в обстановку или конструкцию издели€, автоматически пересчитываетс€ не только положение соединителей, но и размеры сегментов трубопроводов или проводов. Ћогика прокладки и внешние ссылки при этом сохран€ютс€. “аким образом, удаетс€ организовать коллективную работу различных специалистов в единой среде, начина€ с самой ранней стадии определени€ проекта и оперативно вы€вл€ть все потенциальные ошибки проводимых изменений.

¬се решени€ SolidWorks дл€ проектировани€ систем нацелены на полное и детальное определение проекта. ѕо результатам пространственного моделировани€ получаетс€ достоверна€ информаци€ как по расходу материала, так и детальна€ информаци€ по всем резам проводов или сегментов труб, номенклатуре и числу использованной арматуры и соединителей.

ѕри формировании предложени€ мы тщательно анализируем потребности заказчика, так как существует сразу несколько программных пакетов, различающихс€ по специализации и комплексности решени€. Ќо, обо всем по пор€дкуЕ

SolidWorks Routing

ƒл€ проектировани€ относительно несложных систем во многих случа€х достаточно решени€, предлагаемого в рамках пакета SolidWorks Premium. »спользу€ в своей работе функционал SolidWorks Routing, возможно оптимально компактно расположить линии обв€зки в сборке издели€, исключить возможность взаимного пересечени€ труб, проводки и конструкции. Ќа основе схожих, и довольно несложных методов, возможно моделирование проводов, кабелей, плоских шлейфов, гнутых и составных трубопроводов. ћногие пользователи уже оценили это решение, и при его помощи был реализован не один проект. —реди последних нововведений в функционале можно перечислить работу по предварительно настроенным шаблонам, использование пон€ти€ трубных классов, добавление уклонов под самотек, работа со шлейфами, инструмент Ђкатушекї, проектирование гибких трубопроводов фиксированной длины и т.д.
SW сквозное проектирование 1

ќќќ "»“√ј«" г. ¬олгоград. Ѕлок газораспределительной станции

–асстановка оборудовани€ и потребителей определ€етс€ заранее. Ёти данные €вл€ютс€ исходными дл€ работ по пространственному моделированию трасс и систем. Ёто обычна€ сборка SolidWorks. ≈сли компоненты заимствованы из других систем или каталогов и представлены в виде нейтрального формата (STEP, IGES и др.), возможно, потребуетс€ их предварительна€ доработка. «десь не рассматриваютс€ методы Ђлечени€ї или непосредственной корректировки геометрии (эти методы в SolidWorks имеютс€ и эффективно работают), просто дл€ непосредственного включени€ такого элемента в систему должны быть определены им€, параметры и место Ђ“очки соединени€ї. “аких точек соединени€ на потребителе может быть несколько. Ёта незначительна€ по трудоемкости работа гарантирует вам корректность моделировани€ системы без последующего обращени€ к каталогам и правильную Ђнавигациюї в случае использовани€ P&ID данных. ¬ случае применени€ в конструкции потребител€ фланцевого соединени€, данна€ процедура необ€зательна.  орректный размер фланца (из перечн€ стандартных), а, соответственно, и параметры трубопровода, будут определены системой автоматически при его установке в сборку по геометрическому соответствию посадочного места.

ѕроектирование любой системы в SolidWorks Routing начинаетс€ с задани€ свойств маршрута, к которым относ€тс€ типоразмер выбранной трубы или провода, радиус сгиба дл€ гнутого трубопровода или тип колена дл€ сборного, изол€ци€ труб и другие параметры. Ёти параметры могут быть определены комплексно на основании класса и будут использованы по умолчанию.

—ледующий этап Ч это прокладка маршрута трубопровода в модели сборки. ћаршрут представл€ет собой пространственный эскиз осевой линии трубопровода и может быть создан вручную, использу€ инструменты 3D эскиза, или автоматически на основе ортогональных линий. ¬ автоматическом режиме предлагаетс€ на выбор несколько альтернативных вариантов прокладки жесткого трубопровода между конечными точками. ѕри этом возможна прокладка вдоль выбранного элемента обстановки. ¬ случае моделировани€ гибкого трубопровода или провода, конечные точки соедин€ютс€ по законам сплайна. ¬озможен вариант жесткого назначени€ длины такого сплайна. ѕри прокладке траектории возможен учет дополнительных точек закреплени€ в виде хомутов и фиксаторов, установленных на каркасе. ¬ том числе, такое закрепление может быть отменено или добавлено в процессе дальнейшей работы. ”же на этапе прокладки маршрута происходит предварительное формирование образа кабел€ или трубопровода и отслеживаетс€ его корректность. ƒл€ трубопровода отслеживаетс€ соответствие диаметров, а дл€ гибких элементов и проводов еще и соответствие трассы ограничению по минимально-допустимому радиусу гиба. ѕри построении составного трубопровода, радиусы скруглени€ по углам трассы еще раз будут проверены на предмет соответстви€ радиусам в стандартных коленах. ≈сли такие несоответстви€ будут вы€влены, предусмотрено несколько вариантов действий, вплоть до построени€ нового библиотечного элемента Ђна летуї. ¬озможно создание как сварных трубопроводов, так и трубопроводов с резьбовыми соединени€ми труб.

ƒл€ сварных трубопроводов может быть определен зазор под сварной шов между его сегментами. ≈сли трубопровод собираетс€ на резьбовых соединени€х, то при построении трубопровода учитываетс€ и длина резьбовых хвостовиков труб. ћожно задать фиксированную предельную длину сегмента трубы, при этом система автоматически разобьет пр€молинейные участки трубопровода на сегменты и автоматически добавит фитинги в места стыка труб, если это определено трубным классом. ѕри врезке труб друг в друга система автоматически производит моделирование их разделки.

“рубопроводна€ арматура добавл€етс€ из библиотеки проектировани€ простым перетаскиванием в нужные позиции. Ѕиблиотека поставл€етс€ вместе с SolidWorks Routing и содержит, в том числе, отводы, тройники, фланцы и другие фитинги стандарта √ќ—“, ISO, ANSI, DIN.  олена, как уже говорилось выше, в сборных трубопроводах расставл€ютс€ автоматически, в соответствии с заданными параметрами маршрута и диаметром трубопровода. ѕри создании сборного трубопровода система автоматически расставл€ет отводы в местах поворота трубопровода и подбирает их типоразмер по условному диаметру трубы.

ѕри формировании электрического жгута допустимы варианты ручного соединени€ контактов колодок отдельными проводами (с последующим объединением их в жгут по предопределенной трассе), работа с кабелем с распайкой его по жилам, и автоматическое формирование жгута на основе имеющейс€ системы трасс и импортированной таблицы соединений.

SW сквозное проектирование 2

ѕример плотной пространственной компоновки издели€

 ак говорилось ранее, каждый трубопровод или жгут представл€ет собой контекстную маршрутную сборку. »значально эта сборка может быть как виртуальной, т.е. не требующей сохранени€ в виде отдельного файла, так и созданной как самосто€тельный документ. „ертеж системы формируетс€ на основе полученной твердотельной модели сборки. —ервис, предоставл€емый SolidWorks, зависит от типа проектируемой системы. ƒл€ модели электрического жгута может быть выполнена пространственна€ развертка и добавлены сгибы дл€ уменьшени€ потребной площади монтажного стола. Ќа поле чертежа может быть вынесена сводна€ таблица соединений (редактируемый бланк). „ертеж, в виде изометрической проекции трубопровода, может быть получен в автоматическом режиме. Ќа таком чертеже трубопровода проставл€ютс€ длины сегментов и позиции арматуры, которые согласуютс€ с отчетной таблицей. Ёта таблица формируетс€ на основе заготовленного бланка и может содержать всю необходимую отчетную информацию как по компонентам, так и по сегментам трубопровода. ѕричем длины сегментов трубопровода могут быть определены поэлементно или суммарно по типу использованной трубы. ƒл€ гнутого трубопровода может быть получен файл отчета в формате *.pcf, в котором имеетс€ вс€ необходима€ информаци€ дл€ программировани€ трубогибочного оборудовани€.

ѕосле создани€ модели трубопровода проектировщик может экспортировать данные о трубопроводе в формат PCF ISOGEN, €вл€ющийс€ промышленным стандартом дл€ создани€ изометрических схем трубопроводов, и создать полностью ассоциативный чертеж трубопровода в SolidWorks. ќсобенно хотелось бы отметить возможность повторного использовани€ компонентного состава и схемы соединени€ дл€ моделировани€ аналогичной системы в контексте другого объекта. јналогичным способом возможно использовать данные из схемотехнических —јѕ–, если они способны экспортировать результаты разработки в виде .xml файла. ѕри определенном навыке возможна ручна€ корректировка получаемого .xml файла дл€ предопределени€ будущей системы и использовани€ в качестве листа УTo DoФ. “ака€ схема работы позволит не только автоматически вызывать из базы данных необходимые компоненты и оборудование, но и обеспечить контроль их соответствующего расположени€ в системе, оставл€€ моделировщику 3D только задачу их корректного пространственного расположени€.

SolidWorks Electrical 2D - проектирование схем

–азработка схемной составл€ющей издели€ ведетс€ средствами SolidWorks Electrical 2D - специализированного модул€ программного комплекса. ѕроект хранитс€ комплексно. ѕользователю он представл€етс€ в виде иерархического дерева папок и документов, нагл€дно и удобно отображающих структуру проектируемого издели€.

–азработка любого электронного блока начинаетс€ с проектировани€ различного вида схем. ѕоддерживаютс€ как логические, так и принципиальные схемы. ƒл€ каждого типа схем существует набор специализированных команд. » надо сказать, что арсенал специализированных функций достаточно обширен, чтобы работа над схемой разительно отличалась от традиционного черчени€. «десь уместно перечислить только некоторые из них:

  • –исование групповых линий с возможностью их инвертировани€;
  • јвтоматический разрыв линии при вставке символа или ее восстановление при его удалении;
  • јвтоматическое именование линий;
  • Ћогическа€ и функциональна€ поверка назначаемых св€зей и соединений;
  • ¬озможность копировани€ элементов и фрагментов схем с их автоматическим схемным переименованием;
  • јвтоматическа€ отрисовка групповых клеммных колодок, переключателей;
  • и многое другоеЕ
¬ системе по умолчанию заложен настраиваемый механизм автоматического назначени€ наименований компонентов, буквенно-цифровых позиционных обозначений, нумерации цепей и пр. Ќаличие такого функционала сильно облегчает работу пользовател€, избавл€€ его от ручного назначени€ и отслеживани€ корректности вс€кого рода обозначений и наименований при изменении схемы.
SW сквозное проектирование 3

—в€зь логической и принципиальной схемы

 лючевым моментом €вл€етс€ то, что каждый элемент на схеме св€зан с конкретным типом издели€. ¬ описание каждого компонента, помимо различных электрических характеристик, вход€т и его символьное изображение на структурной и принципиальной схемах, 2D эскиз и 3D модель. »нформаци€ на схеме отображаетс€ на основе этого реального выбора издели€. ≈сли же говорить об элементной базе, то размер ее весьма велик. Ќа сегодн€шний день база включает в себ€ описание более полумиллиона компонентов ведущих производителей оборудовани€ и посто€нно пополн€етс€.

¬ SolidWorks Electrical созданы удобные мастера импорта, позвол€ющие быстро пополнить библиотеку компонентов данными из внешних источников, будь то Excel таблицы или ранее созданные другими приложени€ми документы в формате DWG. Ёто дает проектировщикам возможность использовать старые наработки, сделанные средствами других приложений, в качестве своеобразного задела при создании новых проектов или доработки существующих.

ѕредусмотрен механизм схемного разграничени€ на функциональные блоки или объедин€емые в компоненты.

SolidWorks Electrical 2D в автоматическом режиме на основе данных проекта умеет формировать отчетные и сводные виды документов, такие как кабельный журнал, монтажный чертеж, чертежи клеммных блоков, чертежи ѕЋ , таблицы соединений, различные произвольные отчеты. Ќастройки отчетов позвол€ют изменить тип, высоту, отображение шрифтов, задать ширину колонок таблиц и их расположение на листах, подсчитать суммарные величины длин проводов, количества элементов и т. д. ѕредусмотрена возможность экспорта отчетов во внешние источники в формате .txt и MS Excel.

SWR-Ёлектрика

SWR-Ёлектрика, как программный модуль, имеет довольно длинную историю. ¬ажно отметить, что он создавалс€ по требовани€м отечественных пользователей. ¬ качестве определ€ющих условий его развити€ €вл€лись специфические требовани€ схематического отображени€ жгута по требовани€м предпри€тий оборонно-промышленного комплекса. SWR-Ёлектрика предлагает проектировщикам целый набор удобных и высокофункциональных инструментов дл€ выполнени€ различных видов электромонтажа. ’арактерными особенност€ми SWR-Ёлектрики €вл€ютс€ наличие пополн€емой библиотеки соединителей и проводов, высокопроизводительные алгоритмы трассировки проводов с укладкой в жгуты, автоматический расчет массово-габаритных характеристик и расхода проводов каждого типа, возможность генерации отчетов, 100-процентна€ поддержка отечественных √ќ—“ов, наличие русско€зычных интерфейса и документации.

ѕроцесс моделировани€ достаточно прост. ќсновой €вл€етс€ подсборка основного издели€, в котором размещаютс€ соединители, вход€щие в состав жгута. SWR-Ёлектрика создает в сборке SolidWorks специальную монтажную деталь, в которой будут осуществл€тьс€ все операции по объемному монтажу. ѕосле этого в эту деталь необходимо добавить слепки поверхностей внешней обстановки и приступить к построению трасс под будущую укладку проводов. “расса строитс€ по законам сплайна с возможностью определени€ актуального отступа от геометрии обстановки. “расса может быть дополнена и ветвитьс€. ¬ случае возникновени€ коллизий или несоответстви€ геометрии трассы требовани€м разработчика, ее геометри€ может быть откорректирована вручную.

¬озможен ручной и автоматический вариант прокладки проводов. ¬ ручном режиме, после выбора типа провода, определ€ютс€ пары соедин€емых контактов. ѕостроенные провода укладываютс€ в предопределенный набор сегментов трассы или автоматически - в ближайшие. ¬ этот момент определ€етс€ реальна€ длина провода, а размер жгута пересчитываетс€ в зависимости от его наполнени€. –азводка проводов в автоматическом режиме осуществл€етс€ на основе текстового списка контактов, или по результатам передачи данных от автора принципиальной схемы из SolidWorks Electrical 2D. ¬ любой момент работы на провод или группу проводов может быть добавлена металлизаци€ и/или оплетка, изол€ци€. √отовый жгут геометрически представл€етс€ в виде единого твердого тела, зачитываетс€ и отображаетс€ в составе сборки, не требу€ дл€ этого лицензии. ќднако вс€ информаци€ по составу жгута будет детально распознана и представлена в структуре издели€ при его размещении в SolidWorks Enterprise PDM.

ѕо результатам формировани€ жгута возможно автоматическое оформление чертежа жгута (упрощенное схемное изображение) и получение различного вида справочных таблиц. “аблицы вывод€тс€ на поле чертежа в соответствии с настройками системы, но могут быть получены в виде независимых отчетов в формате MS Excel.

SolidWorks Electrical 3D

ƒл€ моделировани€ в 3D очень сложных систем и систем на основе кабельной разводки на основе данных SolidWorks Electrical 2D наиболее подходит модуль SolidWorks Electrical 3D. ƒл€ обеспечени€ совместной работы специалистов в SolidWorks Electrical предусмотрено получение актуальных данных о проекте в режиме реального времени. ¬с€ информаци€ по компонентам, определенна€ в схемах, 3D проектировщику предоставл€етс€ в виде оформленного списка конкретных 3D компонентов под установку. ≈сли компоненты уже имеютс€ в сборке, можно произвести их синхронизацию. ƒл€ размещени€ новых компонентов в системе предусмотрен р€д эффектных инструментов: размещение сразу группы элементов с определенным шагом на DIN-рейке внутри шкафа управлени€; прокладка кабель-каналов и установка DIN-реек различной длины; автоматическа€ компоновка клеммных блоков в указанной области шкафа и пр. ѕри изменении принципиальной схемы будет, соответственно, изменена панель задач и добавлены новые компоненты, или удалены из состава 3D сборки удаленные в схеме.

ѕо завершению компоновки в SolidWorks по данным о соединени€х из принципиальной схемы выполн€етс€ автоматическое добавление в состав блока проводов, кабелей и жгутов с автоматической же укладкой их в кабель-каналы. —уществует инструмент дл€ разведени€ сигнальных и силовых линий по различным кабель-каналам. ѕредусмотрена и возможность подсчета процента заполн€емости последних. ѕо результатам прокладки проводов, система подсчитывает длину каждого из проводов и обновл€ет данные по проводам в проекте (системе отчетов SolidWorks Electrical 2D). ќдин из видов таких отчетов позвол€ет отображать и пор€док монтажа провода по кабель-каналам.

SW сквозное проектирование 4

ѕример компоновки распределительного шкафа

SMAP 3D Plant Design Ц сквозное проектирование трубопроводных систем в среде SolidWorks

SMAP 3D Plant Design предназначен дл€ детальной разработки установок на основе трубопроводных систем. Ёто решение по идеологии работы похоже на SolidWorks Electrical. Ќо, естественно, имеет свой функционал и интерфейсное оформление. “акже имеютс€ 2 базовых программных модул€, св€занных механизмом внутренней передачи информации на основе единой базы данных. Smap3D P&ID Ц рабочее место дл€ проектировщика систем на схемном уровне и SMAP 3D Plant Design Ц дл€ пространственного моделировани€ систем в среде SolidWorks. ¬нутренн€€ база данных и, соответственно, технологи€ работы в модуле, базируетс€ на определении трубных классов. Ёта методика заключаетс€ в объединении стандартных компонентов в группы по услови€м применени€. Ёто значительно упрощает работу по выбору необходимых компонентов в процессе проектировани€, и обеспечивает полное соответствие внутренним стандартам разработки конкретного предпри€ти€. ѕо данным из принципиальной схемы формируетс€ список компонентов и ветвей, расстановку и моделирование которых необходимо произвести. ћодели компонентов вызываютс€ в требуемой конфигурации. ƒл€ корректного построени€ ветки трассы соответствующие точки подсоединени€ на модел€х расставленного в сборке оборудовани€ могут быть подсвечены специальными маркерами. ѕосле построени€ контура трассы в виде 3D эскиза по данным, определенным трубным классом и принципиальной схемой, производитс€ полное построение ветки трубопровода с установленной арматурой. ћодуль прекрасно подходит дл€ проектировани€ систем кондиционировани€ и лотковых систем, так как имеет специальный внутренний механизм ориентации компонентов трассы (труб) произвольного сечени€.

“акже в модуле имеетс€ система внутренней проверки результатов построени€, и отслеживаютс€ возможные изменени€ в принципиальной схеме. ќдной из форм отчетности €вл€етс€ автоматическое построение изометрической схемы нужной ветви или системы в целом. ¬озможна глубока€ настройка этой процедуры и вывод информации в форматах DXF, DWG и PDF.

SW сквозное проектирование 5

ѕример изометрической схемы

«аключение

≈стественно, в рамках одной статьи практически невозможно рассказать обо всем максимально подробно, однако мы надеемс€, что даже этого краткого описани€ вполне достаточно дл€ того, чтобы читатели смогли составить общее представление о том, каким образом и с помощью каких специализированных модулей в SolidWorks осуществл€етс€ полный цикл проектировани€ систем. «а более подробной информацией о программных продуктах обращайтесь, пожалуйста, в офисы компании SolidWorks Russia.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ѕромышленный интернет пива, или судьба инноваций
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2021 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.