Сквозное проектирование инженерных систем в среде SolidWorks

Пространственное моделирование инженерных систем в SolidWorks ведется в контексте сборки объекта или модуля. Сборка трубопровода или электрического жгута является ассоциативным объектом. То есть при внесении изменений в обстановку или конструкцию изделия, автоматически пересчитывается не только положение соединителей, но и размеры сегментов трубопроводов или проводов. Логика прокладки и внешние ссылки при этом сохраняются. Таким образом, удается организовать коллективную работу различных специалистов в единой среде, начиная с самой ранней стадии определения проекта и оперативно выявлять все потенциальные ошибки проводимых изменений.

Все решения SolidWorks для проектирования систем нацелены на полное и детальное определение проекта. По результатам пространственного моделирования получается достоверная информация как по расходу материала, так и детальная информация по всем резам проводов или сегментов труб, номенклатуре и числу использованной арматуры и соединителей.

При формировании предложения мы тщательно анализируем потребности заказчика, так как существует сразу несколько программных пакетов, различающихся по специализации и комплексности решения. Но, обо всем по порядку…

SolidWorks Routing

ООО "ИТГАЗ" г. Волгоград. Блок газораспределительной станции

Проектирование любой системы в SolidWorks Routing начинается с задания свойств маршрута, к которым относятся типоразмер выбранной трубы или провода, радиус сгиба для гнутого трубопровода или тип колена для сборного, изоляция труб и другие параметры. Эти параметры могут быть определены комплексно на основании класса и будут использованы по умолчанию.

Следующий этап — это прокладка маршрута трубопровода в модели сборки. Маршрут представляет собой пространственный эскиз осевой линии трубопровода и может быть создан вручную, используя инструменты 3D эскиза, или автоматически на основе ортогональных линий. В автоматическом режиме предлагается на выбор несколько альтернативных вариантов прокладки жесткого трубопровода между конечными точками. При этом возможна прокладка вдоль выбранного элемента обстановки. В случае моделирования гибкого трубопровода или провода, конечные точки соединяются по законам сплайна. Возможен вариант жесткого назначения длины такого сплайна. При прокладке траектории возможен учет дополнительных точек закрепления в виде хомутов и фиксаторов, установленных на каркасе. В том числе, такое закрепление может быть отменено или добавлено в процессе дальнейшей работы. Уже на этапе прокладки маршрута происходит предварительное формирование образа кабеля или трубопровода и отслеживается его корректность. Для трубопровода отслеживается соответствие диаметров, а для гибких элементов и проводов еще и соответствие трассы ограничению по минимально-допустимому радиусу гиба. При построении составного трубопровода, радиусы скругления по углам трассы еще раз будут проверены на предмет соответствия радиусам в стандартных коленах. Если такие несоответствия будут выявлены, предусмотрено несколько вариантов действий, вплоть до построения нового библиотечного элемента «на лету». Возможно создание как сварных трубопроводов, так и трубопроводов с резьбовыми соединениями труб.

Для сварных трубопроводов может быть определен зазор под сварной шов между его сегментами. Если трубопровод собирается на резьбовых соединениях, то при построении трубопровода учитывается и длина резьбовых хвостовиков труб. Можно задать фиксированную предельную длину сегмента трубы, при этом система автоматически разобьет прямолинейные участки трубопровода на сегменты и автоматически добавит фитинги в места стыка труб, если это определено трубным классом. При врезке труб друг в друга система автоматически производит моделирование их разделки.

Трубопроводная арматура добавляется из библиотеки проектирования простым перетаскиванием в нужные позиции. Библиотека поставляется вместе с SolidWorks Routing и содержит, в том числе, отводы, тройники, фланцы и другие фитинги стандарта ГОСТ, ISO, ANSI, DIN. Колена, как уже говорилось выше, в сборных трубопроводах расставляются автоматически, в соответствии с заданными параметрами маршрута и диаметром трубопровода. При создании сборного трубопровода система автоматически расставляет отводы в местах поворота трубопровода и подбирает их типоразмер по условному диаметру трубы.

При формировании электрического жгута допустимы варианты ручного соединения 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 имеющейся системы трасс и импортированной таблицы соединений.

Пример плотной пространственной компоновки изделия

После создания модели трубопровода проектировщик может экспортировать данные о трубопроводе в формат PCF ISOGEN, являющийся промышленным стандартом для создания изометрических схем трубопроводов, и создать полностью ассоциативный чертеж трубопровода в SolidWorks. Особенно хотелось бы отметить возможность повторного использования компонентного состава и схемы соединения для моделирования аналогичной системы в контексте другого объекта. Аналогичным способом возможно использовать данные из схемотехнических САПР, если они способны экспортировать результаты разработки в виде .xml файла. При определенном навыке возможна ручная корректировка получаемого .xml файла для предопределения будущей системы и использования в качестве листа “To Do”. Такая схема работы позволит не только автоматически вызывать из базы данных необходимые компоненты и оборудование, но и обеспечить контроль их соответствующего расположения в системе, оставляя моделировщику 3D только задачу их корректного пространственного расположения.

SolidWorks Electrical 2D - проектирование схем

Разработка любого электронного блока начинается с проектирования различного вида схем. Поддерживаются как логические, так и принципиальные схемы. Для каждого типа схем существует набор специализированных команд. И надо сказать, что арсенал специализированных функций достаточно обширен, чтобы работа над схемой разительно отличалась от традиционного черчения. Здесь уместно перечислить только некоторые из них:

• Рисование групповых линий с возможностью их инвертирования;
• Автоматический разрыв линии при вставке символа или ее восстановление при его удалении;
• Автоматическое именование линий;
• Логическая и функциональная поверка назначаемых связей и соединений;
• Возможность копирования элементов и фрагментов схем с их автоматическим схемным переименованием;
• Автоматическая отрисовка групповых клеммных колодок, переключателей;
• и многое другое…

Связь логической и принципиальной схемы

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

Предусмотрен механизм схемного разграничения на функциональные блоки или объединяемые 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 ПЛК, таблицы соединений, различные произвольные отчеты. Настройки отчетов позволяют изменить тип, высоту, отображение шрифтов, задать ширину колонок таблиц и их расположение на листах, подсчитать суммарные величины длин проводов, количества элементов и т. д. Предусмотрена возможность экспорта отчетов во внешние источники в формате .txt и MS Excel.

SWR-Электрика

Процесс моделирования достаточно прост. Основой является подсборка основного изделия, в котором размещаются соединители, входящие в состав жгута. SWR-Электрика создает в сборке SolidWorks специальную монтажную деталь, в которой будут осуществляться все операции по объемному монтажу. После этого в эту деталь необходимо добавить слепки поверхностей внешней обстановки и приступить к построению трасс под будущую укладку проводов. Трасса строится по законам сплайна с возможностью определения актуального отступа от геометрии обстановки. Трасса может быть дополнена и ветвиться. В случае возникновения коллизий или несоответствия геометрии трассы требованиям разработчика, ее геометрия может быть откорректирована вручную.

Возможен ручной и автоматический вариант прокладки проводов. В ручном режиме, после выбора типа провода, определяются пары соединяемых контактов. Построенные провода укладываются в предопределенный набор сегментов трассы или автоматически - в ближайшие. В этот момент определяется реальная длина провода, а размер жгута пересчитывается в зависимости от его наполнения. Разводка проводов в автоматическом режиме осуществляется на основе текстового списка контактов, или по результатам передачи данных от автора принципиальной схемы из SolidWorks Electrical 2D. В любой момент работы на провод или группу проводов может быть добавлена металлизация и/или оплетка, изоляция. Готовый жгут геометрически представляется в виде единого твердого тела, зачитывается и отображается в составе сборки, не требуя для этого лицензии. Однако вся информация по составу жгута будет детально распознана и представлена в структуре изделия при его размещении в SolidWorks Enterprise PDM.

По результатам формирования жгута возможно автоматическое оформление чертежа жгута (упрощенное схемное изображение) и получение различного вида справочных таблиц. Таблицы выводятся на поле чертежа в соответствии с настройками системы, но могут быть получены в виде независимых отчетов в формате MS Excel.

SolidWorks Electrical 3D

По завершению компоновки в SolidWorks по данным о соединениях из принципиальной схемы выполняется автоматическое добавление в состав блока проводов, кабелей и жгутов с автоматической же укладкой их в кабель-каналы. Существует инструмент для разведения сигнальных и силовых линий по различным кабель-каналам. Предусмотрена и возможность подсчета процента заполняемости последних. По результатам прокладки проводов, система подсчитывает длину каждого из проводов и обновляет данные по проводам в проекте (системе отчетов SolidWorks Electrical 2D). Один из видов таких отчетов позволяет отображать и порядок монтажа провода по кабель-каналам.

Пример компоновки распределительного шкафа

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

Также в модуле имеется система внутренней проверки результатов построения, и отслеживаются возможные изменения в принципиальной схеме. Одной из форм отчетности является автоматическое построение изометрической схемы нужной ветви или системы в целом. Возможна глубокая настройка этой процедуры и вывод информации в форматах DXF, DWG и PDF.

Пример изометрической схемы

Заключение