При проектировании производственных линий, цехов и целых промышленных предприятий конструкторам приходится разрабатывать столь разные по идеологии проектирования объекты, как специальное оборудование, строительные металлоконструкции, трубопроводные и электрические коммуникации. Практика показывает, что в этом случае используются узкоспециализированные решения. Такой подход оправдан, пока не возникает необходимость объединить наработки в едином проекте, в котором размещаются не только трубопроводы и металлоконструкции, но присутствует и механика, и системы управления с электрическими или электронными частями, и при этом необходимо обеспечить их взаимодействие. Можно оставить все как есть и проектировать по отдельности каждую из составляющих. Но такой подход чреват серьезным ошибкам компоновки, зачастую обнаруживаемыми непосредственно на этапе сборки или монтажа изделия.
На первый взгляд, выходом из сложившейся ситуации является обмен необходимой информацией посредством нейтральных форматов. Да, это выход, но выход компромиссный. Сразу теряется ассоциативность, нарушается состав изделия, вероятны ошибки трансляции с потерей геометрии. Либо возникают не диагностируемые ошибки, приводящие к невозможности дальнейшей работы с проектом и т.п. В этом случае наиболее эффективным решением будет являться связка SolidWorks с профессиональным модулем проектирования инженерных систем и строительных элементов – SolidPlant.
Процесс разработки в общем случае с использованием SolidPlant будет состоять из нескольких этапов:
- Разработка схемы трубной обвязки.
- Формализация технических требований к трубопроводу.
- Размещение элементов строительных конструкций и оборудования. Объемный монтаж трубопроводов.
- Получение спецификации на проект, чертежей деталей и узлов. При необходимости выгрузка данных в формат PCF либо в автоматическом режиме генерация по заданным шаблонам монтажных изометрических схем (ISOGEN).
Проектирование можно проводить как на одном рабочем месте, когда разработчик схем и инженер-проектировщик совмещается в одном лице, так и распределить работу между разными исполнителями в зависимости от специализации и характера выполняемых работ.
Разработка схем
На вопрос, как работает изделие или объект, будь это управляющая линейная система включения/выключения прибора или же разветвленная система нефтеперерабатывающего завода, самый исчерпывающий ответ дает схема. В ней описывается принцип работы изделия или объекта, определяется порядок подключения, номенклатура и количество необходимого оборудования.В состав SolidPlant включен специализированный P&ID-редактор, который, значительно упрощает процесс разработки схем трубной обвязки, используемой в качестве первичной информации при объемном монтаже в SolidPlant3D. Естественно, SolidPlant P&ID позволяет разрабатывать и другие типы схем: подключения, технологические, принципиальные и т.п.
В отличие от множества узкоспециализированных сторонних решений для разработки схем, SolidPlant P&ID является полнофункциональным 2D-редактором. В его основе лежит платформа Graebert, хорошо зарекомендовавшая себя как универсальный инструмент конструктора. Интерфейс SolidPlant P&ID прост и понятен, легок в использовании и будет знаком многим инженерам и проектировщикам. Те, кто имел опыт работы с 2D-редакторами, смогут начать работать с системой практически сразу.
При описании магистралей на схемах используются так называемые динамические линии связи. Это означает следующее: если пользователь изменяет положение УГО компонента на схеме, то связанные с ним линии связи отслеживают изменения и при необходимости автоматически удлиняются либо, наоборот, становятся короче. Если же компонент будет исключен из схемы, то место разрыва линии соединения будет автоматически восстановлено. Для указания направления перемещения среды по магистралям используются лини связи с маркерами в виде стрелок. При необходимости возможно создание своих типов оформления линий связи.
Специальный инструмент SolidPlant P&ID позволяет назначать пользовательские метки и свойства (схемное обозначение, параметры фитинга) УГО компонентам или линиям связи. При этом будет осуществляться автоматическая проверка уникальности схемного обозначения. Если условие будет нарушено, пользователь получит оповещение об этом.
Технические требования. Каталоги фитингов
Основное назначение Specification Creator – работа с базой каталогов стандартных фитингов, формирование технических требований проекта.Каждый каталог представляет собой набор таблиц в базе данных с характерными размерами и свойствами, присущими тому или иному типу фитинга или крепежного элемента. Также в каталоге содержится ссылка на мастер-модель, по которой «на лету» будет создаваться запрашиваемый элемент при объемном монтаже. Естественно, для различных типов фитингов набор характерных размеров и свойств будет индивидуальным. Например, у трубы будет указан наружный диаметр и толщина стенки, а для фланца – наружный диаметр, размеры и количество отверстий под крепеж, диаметр центрального отверстия. Как правило, каталог содержит полную номенклатуру фитингов, выполненных по определенному промышленному стандарту либо стандарту поставщика, либо по типу фитинга. В штатную поставку входит более полусотни каталогов арматуры по различным стандартам и производителям. Это как широко известные стандарты DIN/ISO, так и не часто встречающиеся JIS.
При необходимости, пользователи могут самостоятельно модифицировать данные каталогов, добавлять новые свойства, типоразмеры и, разумеется, создавать свои собственные каталоги. Интуитивно понятный интерфейс Specification Creator, развитая система фильтрации и сортировки данных, операции экспорта/импорта из таблиц Excel значительно сокращают трудоемкость и уменьшают количество возможных ошибок ввода данных при решении такой задачи.
Требования к трубопроводу, также называемые трубным классом, это не только используемые фитинги, но и единицы измерения, которыми будет оперировать проектировщик. Трубный класс можно настроить на работу с размерами в дюймах или миллиметрах. Либо использовать и смешанный подход, когда для диаметральных размеров используется дюймы, а для линейных – миллиметры.
Объемный монтаж
Перед началом трассировки трубопроводов необходимо разместить металлоконструкции и оборудование. В SolidWorks имеется специальный, удобный и высокопроизводительный функционал для моделирования и расчета металлоконструкций. В сочетании с использованием библиотечных элементов и баз знаний он позволяет достичь уровня специализированных инженерных систем, настроенных на особенности работы конкретного предприятия. И, несмотря на это, SolidPlant предоставляет инструменты, которые поднимают возможности системы на еще более высокий уровень.В первую очередь это инструмент по работе с пространственными сетками, используемый в металлоконструкциях. Штатный функционал SolidWorks «Система сеток» был значительно доработан в угоду удобству и эффективности использования. С помощью SolidPlant по одной команде автоматически формируется файл-модель для создания новой металлоконструкции и внутри него – пространственная многосекционная сетка. При этом пользователь может указать направление формирования сетки, по каким осям она будет строиться, задать дискретный шаг для последующих секций.
Прикладные конструкции, такие как лестницы (навесная, шахтная, кольцевая), смотровые площадки, ограждения и ряд других теперь создаются одним щелчком мыши. В окне выбранной команды достаточно ввести определяющие размеры конструкции, и SolidPant «на лету» создаст запрашиваемый объект. Причем для сложных объектов, таких как лестница, будет создана не многодельная деталь, а полноценный узел (сборка) со всеми входящими.
Еще один из способов получения оборудования – это генерация необходимой модели по шаблону. SolidPlant предоставляет готовые шаблоны оборудования, такого как насосы, циклоны, баки, теплообменники в различных исполнениях. Как и в случае работы с металлоконструкциями, пользователю достаточно указать схемное обозначение, характерные размеры интересующего оборудования, а система создаст необходимую модель. Параметры часто используемого оборудования можно сохранить в разделе «избранное», при последующих обращениях не будет необходимости заполнять поля размеров вручную.
SolidPlant не обязывает пользователя создавать схемы для относительно простых систем трубопроводов. В этом случае всю необходимую информацию для монтажа можно указать непосредственно из интерфейса SolidPlant 3D вручную или импортировать из таблиц Excel.
При монтаже трубопроводов пользователю доступно несколько способов трассировки. Для труб круглого сечения:
- Классический или традиционный. Пользователь полностью контролирует процесс создания трубопровода. Трубопровод создается последовательно, шаг за шагом, от начального фитинга до замыкающего. Каждый элемент размещается «вручную». Способ несколько трудоемок, но дает максимальную гибкость в проектировании и комплектации трубопроводной обвязки.
- Полуавтоматический. Совмещает подход ручного размещения компонентов и полностью автоматического. Позволяет пользователю «вмешиваться», насколько это возможно, в процесс автоматической трассировки.
- Автоматический. Обеспечивает максимальную скорость трассировки трубопроводов. Пользователь буквально за несколько кликов мыши может построить участок трубопровода со всеми необходимыми фитингами. Фитинги размещаются автоматически.
Для труб некруглого сечения, которые могут использоваться в системах вентиляций и кондиционирования, цементного производства, прокладки коробов и лотков, доступны способы:
- Ручной. Предполагает последовательное размещение компонентов.
- Автоматический. Генерация и размещение компонентов по заранее определённому маршруту.
Нельзя не упомянуть о еще одной интересной возможности SolidPlant, позволяющей изменять размеры сегмента или добавлять патрубки простым перетаскиванием за характерную точку трубы. При этом автоматически будет заменен фитинг, если изменятся условия соединения участков труб.
