Опыт использования и адаптация Bentley Raceways and Cable Management в ОАО «Магнитогорский ГИПРОМЕЗ»

После обзора большинства присутствующих на рынке программных продуктов по электротехнической части, в качестве ПО для работы электротехнического отдела ОАО «МАГНИТОГОРСКИЙ ГИПРОМЕЗ» в дополнении к используемым продуктам был выбран Bentley Raceways and Cable Management (далее BRCM).

Решение BRCM предназначено для проектирования кабеленесущих систем всех типов (далее КНС), расстановки оборудования и выполнения кабельной разводки. Основное направление эффективного использования ПО — крупные и сложные промышленные объекты, на которых необходима прокладка большого количества кабелей, КНС (когда свои кабельные журналы и кабельные журналы от поставщиков оборудования содержат сотни и тысячи кабелей).

В 2012 г. с использованием BRCM был выполнен пилотный проект котельной (рис.1) и в дальнейшем закуплено программное обеспечение (ПО). Целью проекта было построение модели с раскладкой кабелей без оформления документации.

Рисунок 1 — Пилотный проект в BRCM

В данной статье мы подробно остановимся на возможностях нового продукта компании Bentley, а также на недостатках, присущих текущей версии ПО.

Стадия концептуального проектирования (Conceptual design)

Рисунок 2 — Задание потребителей и основных трасс на стадии концептуального проектирования

Рисунок 3 — Проложенные трассы на стадии концептуального проектирования

Стадия детального проектирования (Detail design)

Фактический аналог стадии «Рабочая документация», очерёдность для стадии:

1) Импорт кабельных журналов поступающих из других ПО, поставщиков оборудования в формате xls (откуда, куда, типа кабеля и т.п.) через настраиваемый xml файл. Если указать во входном файле мощность нагрузки для силовых линий, будет возможен подбор сечений кабеля.

2) Импорт перечня оборудование из xls (маркировка + длина трасс внутри шкафов)

3) Размещение электротехнического оборудования и привязка 3D геометрии оборудования с его описанием (шкафы, пульты и т.п.)

4) Установка кабеленесущих систем (КНС) (трубы, лотки — сплошные, лестничные и проволочные, короба, протяжные ящики и коробки и т.п.) с установкой свойств на каждый лоток, трубу (рис. 4):

• наличие разделителей
• где, какое напряжение
• статус (существующее, проектируется и т.п.)
• процента допустимого заполнения КНС (например, для труб, лотков, коробов)
• детали к трассе (картон огнеупорный и т.п.)

Рисунок 4 — Назначение свойств отдельным лоткам при прокладке

Плюсы:

• возможность одновременной прокладки нескольких параллельных конструкций — блоки труб, кабельные трассы в несколько уровней (рис. 5)
• возможность гибкой настройки правил трассировки КНС (рис. 6)
• возможность фильтрации показываемых элементов по выбранным свойствам (уровни напряжения, тип кабеля, длина, ID оборудования)
• возможность преобразования начерченных 2D линий в трассы

Рисунок 5 — Пример трассировки труб с фитингами, протяжных шкафов и ящиков

Рисунок 6 — Настройки по умолчанию при трассировке лотков, труб и вставка фитингов

Минусы:

• нет гибких труб, невозможен подсчёт длин труб с гнутыми элементами (нет расчёта общей длины трубы, длину фитингов не сложить, они считаются в штуках)
• отсутствие возможности назначения одному элементу КНС нескольких деталей, в связи с чем невозможно получать детализированные спецификации по лоткам с разнообразными элементами крепления, например ЗАО «ДКС» (рис. 7 — а), крепления труб с другими трубами, шкафчиками и т.п. элементы состоящие из нескольких элементов (рис. 7 — б, в)

Рисунок 7 — Элементы КНС, детализированный подсчёт которых реализовать не возможно (а, б, в)

5) Назначение маркировки (ID) элементам КНС

Возможно как вручную, так и полуавтоматически с помощью макросов для отдельных труб, трубных блоков, лотков в заданном пользователем формате для дальнейшего использования в отчётах:

• кабельнотрубный журнал
• кабельный журнал методом трасс
• трубозаготовительная ведомость
• нагрузка на несущие конструкции от кабелей (вес самих КНС в BRCM пока не учитывается)
• количество каждого типа кабеля проложенного в трубе\лотках\открыто (для сметчиков)

6) Указываем зазоры (air gap) между КНС (для указания из какого лотка в разрывах КНС в какой другой лоток или трубу может идти кабель).

7) Автотрассировка кабеля или раскладка вручную, там где необходимо или для прокладки резервов:

• с учётом категорий (информационные, контрольные, силовые кабели разных напряжений)
• с заданием типа размещения кабелей (навалом, в один ряд вплотную, в один ряд с шагом)
• для каждого лотка вычисляется вес проходящих кабелей, при этом возможно указать несущую способность каждого типоразмера лотка (в настоящее время, к сожалению, нет возможности задания несущей способности для разных шагов опор)

Плюсы:

• возможность задания каталогов кабелей по которым подбираются силовые кабели исходя из нагрузки и длины кабеля, подбор кабеля не по ПУЭ (по таблицам максимально допустимых длин кабеля в километрах с определенным сечением жил для ряда нагрузок в кВт)
• обновление длин кабелей при изменении конфигурации трасс (change management)
• наличие статуса кабелей, с блокировкой уже проложенных и существующих кабелей позволяет «вести» объекты реконструкции. Видеть где проходят все кабели и где есть резерв

Минусы:

• нет раскладки по ПУЭ по большему диаметру между силовыми кабелями, только по большему диаметру в лотке
• есть ошибки заполнения (например, в лоток укладывается кабель с высотой большей, чем высота лотка)
• нет возможности назначать тип размещения кабелей по сечению фазы, вследствие чего силовые кабели сечением до 16 мм² должны выделяться и прокладываться отдельно

8) Задаются размеры и место установки секущей плоскости, на выносках получаем информацию о проходящих кабелях

Плюсы:

• получаются выноски практически всех вариантов, необходимых для оформления по ГОСТ (см. рис. 8)
• при изменении в сечении количества, отметок КНС или раскладки кабелей есть возможность обновления выносок

Рисунок 8 — Адаптированные выноски (а, б, в)

Минусы:

• нет возможности сформировать выноску с перечнем кабелей подключенных к оборудованию
• нет понятия «позиция элемента», и соответственно нет функционала их проставления на чертеже, ассоциативности с моделью
• нет функционала получения информации с отдельных элементов, обязательно нужно ставить сечения
• нет возможности Маркировка лотка + Кабель + отметка уровня
• при простановке выносок одних кабелей нет возможности исключения знаков"—" (в КНС без кабелей), рис 8, в
• нет округления отметок до 3 символов после запятой

9) Установка опорных конструкций КНС (стойки, полки, и крепления трасс к ним, а также перфорированные и прокатные металлоконструкции на основании полученных нагрузок в лотках) (рис. 9):

Рисунок 9 — Пример КНС с опорными конструкциями

Рисунок 10 — Информация по кабелям проходящим в лотке

10) Получение отчётов по объёмам из SQL базы данных.

В комплекте поставки BRCM входят только отчёты ориентированные на зарубежные нормы. Ввиду отсутствия локализации, разработка необходимых ведомостей выполнялась самостоятельно.

Спецификация (форма 7 ГОСТ Р 21.1101-2009)

Рисунок 11 — Спецификация в формате *.xls

Рисунок 12 — Спецификация вставленная на чертеж

Кабельнотрубный журнал (форма 6. ГОСТ 21.613-88)

Рисунок 13 — Кабельнотрубный журнал в формате *.xls

Рисунок 14 — Кабельнотрубный журнал вставленный в форматку в формате *.doc

В BRCM в настоящее время нет возможности выполнения «девятиграфной» спецификации оборудования, изделий и материалов по форме 2 ГОСТ 21.110-95.

В нашей организации данный вопрос будет решаться импортом из BRCM таблицы с уникальным номером позиции и количества позиций (рис. 15) в единую базу оборудования, с которой работают все проектировщики в институте для составления спецификаций оборудования, изделий и материалов.

Рисунок 15 — Спецификация с уникальными номерами PCODE перед экспортом в формат *.xls

Выходные данные для сметчиков

Рисунок 16 — информация для задания сметному отделу

• потребность кабелей и проводов (форма 4 ГОСТ 21.613-88)
• потребность труб (форма 5 ГОСТ 21.613-88)
• кабельный журнал для прокладки методом трасс (форма 7 ГОСТ 21.613-88)
• трубозаготовительная ведомость (форма 8 ГОСТ 21.613-88)
• ведомость заполнения труб кабелями, проводами (форма 9 ГОСТ 21.613-88)

Плюсы:

• возможно получение всех необходимых отчётов, указанных выше
• возможно получение объёмов материалов, как с отдельных файлов, систем напряжения, так и всего проекта в целом

Минусы:

• невозможно получение объёмов материалов с выбранного участка в модели
• отсутствие возможности экспорта спецификаций «на лист», только в xls, csv
• не предусмотрена возможность разделение оборудования по типам для вывода в нужной последовательности с спецификации в соответствии с требованиями ГОСТ.

11) Получение документации средствами BRCM и Bentley’s Microstation PowerPlatform

Из получившейся модели средствами Microstation PowerPlatform можно подготовить 2D планы размещения кабельных конструкций, прокладки трубных блоков, размещения электротехнического оборудования, выполнить необходимые сечения/разрезы.

При этом у BRCM есть проблемы с оформлением планов прокладки кабелей и труб в связи с отсутствием возможности автоматического получения условно-графическое отображения (УГО) кабельных трасс, выносок перечней кабелей, отметок, сечений трасс, высот по ГОСТ:

• невозможно получить УГО трасс в соответствии с ГОСТ 21.613-88. «Силовое электрооборудование. Рабочие чертежи» и ГОСТ 21.614-88. «Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах.»
• невозможность получения 2D УГО оборудования/КНС на разрезах

Базы Элементов

Для наполнения баз BRCM элементами, используемыми электротехническим отделом, из внутренней базы оборудования, через которую проходит формирование всех спецификаций оборудования, изделий и материалов были взяты данные по применяемому оборудованию за последние 2 года. На основании полученных данных в BRCM внесён сортамент наиболее часто используемых поставщиков — ЗАО «ДКС» и ОАО «КУРГАНСКИЙ ЗАВОД ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ», также выполнены параметрические часто используемые сварные конструкции (ящики, кронштейны и т.п.):

• типовой альбом трубной разводки
• сортамент наиболее часто используемых лотков
• конструкции кабельные сборные
• параметрический сортамент электромонтажных и прокатных профилей
• параметрический сортамент шкафов, коробок и протяжных ящиков и т.п.

Оборудование вставляется и редактируется через менеджер оборудования (Equipment manager) и бывает двух типов:

• полностью параметрическое
• содержащее в себя частично/полностью готовые 3D блоки (Cell), для сложной геометрии

Рисунок 17 — Менеджер вставки/редактирования оборудования

Рисунок 18 — Варианты настраиваемого параметрического оборудования

Плюсы:

• пользователь работает с таким оборудованием как с одним элементом
• в спецификации получается полная информация по всем элементам
• одно оборудование может иметь несколько точек подвода (шкаф — клеммы)
• любому оборудованию для 2D отображения в плане возможно назначить его УГО

Минусы:

• нет возможности назначить и получить пользовательские свойства оборудования в отчётах (масса, стоимость, код оборудования и т.п.)
• нет категории стальных профилей, проблемы с подсчётом их погонными метрами
• отсутствие подавления нулей в описании оборудования при использовании формул
• нет 2D отображения оборудования в виде его УГО в разрезах

Также можно отметить сложность добавления нового параметрического оборудования сложных форм или составной геометрии для обычных пользователей.

Эта работа должна выполняться CAD-администратором организации, т.к. в настоящее время в BRCM, например нельзя просто взять 3D элемент и присвоить ему необходимые свойства, это требует знания работы описания оборудования в xml.

Резюме

1. Размещать электротехническое оборудование, шкафы, ящики и т.п. элементы и подготовить 2D планы размещения электротехнического оборудования.
2. Прокладывать кабельные конструкции (лотки, трубы, протяжные ящики) и подготовить 2D планы/разрезы размещения кабельных конструкций, прокладки трубных блоков.
3. Прокладывать кабельные трассы в кабельных конструкциях. Загрузив перечни кабельной продукции из другого ПО в формате xls, можно автоматически или вручную разложить кабели, оценить загруженность направлений в предварительном режиме, получить предварительные или точные длины кабельной продукции.

В этой части в настоящее время есть проблемы с оформлением данного типа документации.

BRCM является продуктом с развитыми возможностями по работе с кабеленесущими системами практически всех типов, с многофункциональным менеджером оборудования и с возможностью оперативного выполнения кабельной разводки. Большая часть функционала приложения поддаётся гибкой настройке с помощью XML.

Работая на платформе Microstation PowerPlatform, BRCM обладает широким и удобным функционалом по работе с 3D моделью. Важными моментами для работы с крупными объектами являются:

• Возможность разделения электротехнической части проекта между разными пользователями (например, один прокладывает КНС, несколько размещают оборудование, разводят кабели).
• Выделить только необходимый объем 3D модели, гибко настроить видимость модели.
• В процессе работы контролировать коллизии.

Стоит ответить, что для рассматриваемой сферы применения ПО, у разработчиков BRCM ещё есть много над чем работать, но даже первая версия является продуктом, выгодно выделяющимся по своим возможностям от тех решений, которые есть на рынке в данное время.