NARZĘDZIA PRACY

WSPÓŁCZESNEGO INŻYNIERA

ELEKTRYKA

programy CAD/CEA

Gdańsk 2012

2

Zawartość projektu budowlanego – dokumentacja

techniczna

Podstawa prawna:

Od 11 lipca 2003 r. obowiązuje Rozporządzenie

Ministra Infrastruktury w sprawie szczegółowego

zakresu i formy projektu budowlanego.

W dniu 2 września 2004 r. ten sam minister wydał

rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu i

formy dokumentacji projektowej, specyfikacji

technicznych wykonania i odbioru robót budowlanych

oraz programu funkcjonalno-użytkowego.

3

Dokumentacja techniczna służy do:

1) poprawnego montażu urządzenia oraz wykonania połączeń,

2) prawidłowego prowadzenia ruchu,

3) dokonywania oceny stanu technicznego urządzeń i określania stopnia zużycia,

4) określania terminów i zakresów prac konserwacyjno-remontowych urządzeń.

Dla urządzeń lub obiektów od początku ich budowy aż do zakończenia eksploatacji

powinna być prowadzona dokumentacja techniczna:

1) dokumentacja projektowa ze zmianami wprowadzonymi w trakcie budowy,

2) dokumentacja fabryczna urządzeń (fabryczne instrukcje obsługi, opisy

techniczne, schematy itp.),

3) dokumentacja eksploatacyjna.

4

Projekty branży elektrycznej

Aparatura kontrolno-pomiarowa i regulacyjna

Instalacje odgromowe i uziemiające

Układy napędowe

Instalacje elektryczne z odbiornikami siłowymi

Stacje elektroenergetyczne

Instalacje oświetlenia

Napowietrzne i kablowe linie elektroenergetyczne

Urządzenia i maszyny elektryczne

5

Etapy opracowywania dokumentacji technicznej

Koncepcja projektowa (KP) – opis stanu sieci i urządzeń elektroenergetycznych,

wstępny bilans mocy, koncepcja rozwiązania instalacji,

sposób zasilania w energię elektryczną.

Na podstawie KP inwestor występuje z wnioskiem do Urzędu Gminy o wydanie warunków

zabudowy i zagospodarowania terenu

Projekt budowlany (PB) – projekt zagospodarowania terenu – układ sieci i

urządzeń na wspólnej mapie,

projekt architektoniczno-budowlany – charakterystyka energetyczna , ekologiczna i

przeciwpożarowa instalacji i urządzeń

PB przedstawiany jest odpowiednim władzom w celu uzyskania pozwolenia na budowę

Projekt wstępny (PW) – podstawa do uzyskania odpowiednich uzgodnień i pozwoleń

PW powinien mieć kilka wariantów rozwiązań do wyboru przez inwestora

6

Projekt techniczny (PT) nazywany wykonawczym – finalne stadium dokumentacji –

szczegóły budowy obiektu i prowadzenia robót budowlano-montażowych

Podstawą do opracowania PT jest zatwierdzenie PW, pisemne uzgodnienia współpracy

uczestników procesu inwestycyjnego

Dokumentacja jedno-stadiowa – dla małych nieskomplikowanych inwestycji,

powinna zawierać te elementy PW i PT, które są niezbędne dla inwestora

przy podejmowaniu decyzji, uzyskania odpowiednich uzgodnień i pozwoleń

Projektant instalacji elektrycznych w trakcie projektowania zobowiązany jest Projektant instalacji elektrycznych w trakcie projektowania zobowiązany jest

do dokonania uzgodnień:do dokonania uzgodnień:

•• z projektantami innych branż,z projektantami innych branż,

•• z odpowiednim dla miejsca inwestycji zakładem energetycznymz odpowiednim dla miejsca inwestycji zakładem energetycznym

7

RYSUNKI TECHNICZNE ELEKTRYCZNE

GRUPA 1

podstawowe

SCHEMATY

ELEKTRYCZNE

101

Schematy

strukturalne

TABLICE

WYKAZY DIAGRAMY

102

Schematy

funkcjonalne

GRUPA 2

wyjaśniające

GRUPA 3

wykonawcze

GRUPA 4

plany

wykresy

przyczynowo-

czasowe

innego rodzaju

np. klasyfik.

przyczynowe

201

Schematy

zasadnicze

202

Schematy

zastępcze

301

Schematy

połączeń

wewnętrzn.

302

Schematy

połączeń

zewnętrzn.

303

Schematy

przyłączeń

401

Plany

rozmieszcz.

402

Plany

instalacji

403

Plany

sieci, linii, itp.

8

Projektowanie - rysowanie schematów

Jak?

• W dowolnym programie graficznym, np. Paint ?

• Ołówkiem, pisakiem, na papierze, na kalce ???

Dlaczego nie ?!

9

Programy CAD Computer Aided Design

Komputerowe wspomaganie projektowania

Komputer jest wykorzystywany na każdym etapie projektowania jako podstawowe

narzędzie pracy projektanta.

W skład CAD wchodzi:

• opracowanie dokumentacji konstrukcyjnej (2D, oraz coraz częściej 3D),

• analizy kinematyczne,

• wytrzymałościowe,

• termiczne

i wiele innych zagadnień związanych z powstawaniem projektu gotowego wyrobu.

Dzięki zastosowaniu CAD inżynierowie mają łatwiejszy dostęp do:

• zasobów wiedzy,

• bibliotek,

• know-how firmy,

• norm i rozporządzeń,

• przepisów prawnych

i dyrektyw obowiązujących w konkretnej gałęzi przemysłu.

10

Programy CEA Computer Aided Engineering Komputerowe wspomaganie prac inżynierskich

Oprogramowanie komputerowe wspomagające sterowanie procesami

technologicznymi, np. w zakresie testów technicznych i analiz projektów

realizowanych komputerowo.

Są to narzędzia inżynierskie umożliwiające komputerową:

• analizę sztywności i wytrzymałości konstrukcji,

• symulację procesów, np. rozpływu prądu, zachodzących w

zaprojektowanych układach i urządzeniach.

Programy CAD/CEA

11

Znane programy CAD/CEA

ADEM

Alibre Design

ArchiCAD

ArtiosCAD

AutoCAD

BricsCAD

CadenceDesigneSyste

ms

CADDS5

Caddie

Cadkey

CARD/1

CATIA

Esprit CAD/CAM

Eagle

ePLAN

Euclid

Geda

IC-Ed

I-DEAS

ImpactCAD

IntelliCAD

Inventor

MATLAB i Simulink

Matricus

ME

MegaCAD

Mentor Graphics

Microstation

MyCad

NAP

OrCAD

P-CAD

Pro/ENGINEER

PSCAD

PSPICE

Puff

Rhinoceros

QCad

SEE Electrical

Expert

SketchUp

Scilab

Solid Edge

SolidWorks

Stabie-Soft

Synopsys

T-Flex

Tanner

Research

TCAD

TechCAD

Think3

Unigraphics

Valor trilogy

5000

VariCAD

VectorWorks

TopSolid

12

KLASYFIKACJA OPROGRAMOWANIA CAD/CAE

dla inżyniera elektryka

• Zastosowanie odpowiedniego oprogramowania na wybranym etapie

projektowania może usprawnić pracę projektanta, nie zwalnia go jednak

od odpowiedzialności za wykonany projekt !

• Za wykonanie projektu w oparciu o błędne dane odpowiada projektant !

Klasyfikacja

ze względu

na

realizowane

funkcje

1. Programy

obliczeniowe

2. Programy

do tworzenia

schematów

elektrycznych

3. Programy

do

projektowania

rozdzielnic

4. Programy

do tworzenia

planów

5. Programy

konfiguracyjne

6. Programy

kompleksowo

wspoma-

gające

projektowanie

13

1. PROGRAMY OBLICZENIOWE

Dobór urządzeń zabezpieczających,

sterujących i kontrolno-pomiarowych

Dobór przewodów i kabli

zasilających urządzenia elektryczne

Dobór źródeł światła

Dobór i lokalizacja

urządzeń kompensacji mocy biernej Przykłady:

PAJĄK – Moeller Electric

ECODIAL – Schneider Electric

SIMARIS deSIGN – Siemens

CANECO – Alpi

PRET P7 – Pret

SEE Calculation LT – IGE-XAO

Bazy aparatów,

urządzeń,

przewodów, kabli

14

Etapy projektowania na przykładzie

programu obliczeniowego PAJĄK

1. Wprowadzenie w pole rysunkowe grafiki projektowanej sieci

2. Zdefiniowanie parametrów technicznych

poszczególnych elementów sieci

3. Sprawdzenie układu połączeń sieci i

doboru przekrojów kabli, przewodów oraz aparatów zabezpieczających

4.Obliczenia prądów zwarć trójfaz, dwufaz. i jednofaz,

spadków napięć, impedancji w węzłach sieci

15

Przykłady grafiki sieci zasilającej utworzonej w programie PAJĄK

16

Okno edycji charakterystyk prądowo-czasowych w programie PAJĄK

17

2. PROGRAMY TWORZENIA

SCHEMATÓW ELEKTRYCZNYCH zasilania, sterowania i automatyki

Bazy aparatów,

urządzeń,

przewodów, kabli

Bazy symboli

graficznych

aparatów

i urządzeń

Automatyczne generowanie lub kontrolowanie:

połączeń aparatów,

oznaczeń aparatów, zacisków i potencjałów

Przykłady:

EPLAN – Eplan

PCschematic Elautomation – DpS CAD–center ApS

SEE Electrical Expert – IGE-XAO

PROPLAN – Moeller Electric

WSCAD – WSCAD electronic

ELCAD – Aucotec

Automatyczne generowanie:

powiązań -„logika elektryczna”;

schematów montażowych;

zestawień materiałów,

specyfikacji,

kosztorysów,

spisów zawartości dokumentacji Automatyczne generowanie lub kontrolowanie:

widoków elewacji rozdzielnic;

widoków rozmieszczenia urządzeń w rozdzielnicach;

tłumaczenia tekstów;

formatów wymiany (DWG, DXF, PDF, HTML)

18

Projekty

elektryczne

Graphical editor

Artikel beheer

Przeglądarka

Revisie management

Vertaling

Administrator functies

Interfejs (API)

Baza danych

Projekty P&ID

Graphical editor

Artikel beheer

Przeglądarka

Revisie management

Vertaling

Administrator functies

Interfejs (API)

Baza danych

Projekty

zabudowy szaf

Graphical editor

Artikel beheer

Przeglądarka

Revisie management

Vertaling

Administrator functies

Interfejs (API)

Baza danych

Projekty

pneumatyczne

Graphical editor

Artikel beheer

Przeglądarka

Revisie management

Vertaling

Administrator functies

Interfejs (API)

Baza danych

Graphical editor

Baza danych

Artikel beheer

Revisie management

Vertaling

Administrator functies

Interfacing

Przeglądarka

Edytor graficzny

Zarządzanie artykułami

Przeglądarka

Kontrola rewizji

Tłumaczenia

Prawa dostępu

Interfejs (API)

Baza danych

Oprogramowanie

Mechanika

Interfejsy ERP

Zarządzanie danymi

EPLAN portfolio

Produkty zewnętrzne

Platforma EPLAN

19

Praktyczne rozwiązania technik projektowania

1. Schematyczne:

Tworzenie schematów w oparciu o wstawianie symboli i kopi

Przypisanie aparatu w kolejnym kroku

2. Obiektowe:

Tworzenie schematów w oparciu o aparaty

3. W oparciu o listę materiałową:

Przypisywanie aparatów schematom

Rezerwacja w nawigatorze niewykorzystanych komponentów

4. W oparciu o panel montażowy:

Najpierw zabudowa „szafy” lub płyty montażowej

Równoczesne projektowanie

20

Edycja graficzna Symbole / makra

Przegląd symboli

21

Przykład makra napędu dźwigu

22

Reprezentacja schematów

Konwertowanie danych aparatów z przeglądu na schemat

Równoczesna reprezentacja symboli (wielokreskowa / jednokreskowa)

23

Wiązki kablowe

Uproszczony widok

Wiązki logiczne

Połączenie widoku jedno-

i wielokreskowego

Zwiększona ilość informacji na schemacie

(25-żyłowy Kabel 1 Połączenie)

24

Globalizacja: Języki obce

Pliki językowe w pełni importowalne

Zgodność z UNICODE

Bazy danych w formacie MS Access

25

Wyprowadzenia: Formularze i pliki

Formularze (strony) dynamiczne

Formularze (strony) graficzne

Ręczne plasowanie zestawień

Automatyczna aktualizacja formularzy

Wyprowadzenie do plików

HTML, XML, Excel, etc.

30 rodzajów stron tworzonych

automatycznie (dynamicznie)

26

3. PROGRAMY DO

PROJEKTOWANIA ROZDZIELNIC

NISKIEGO NAPIĘCIA

Bazy obudów,

aparatów,

szyn i przewodów

Bazy widoków

aparatów

i obudów

w 2D i 3D

1. Automatyczne generowane lub kontrolowane

rozmieszczenie aparatów na płycie montażowej

Przykłady:

eCabinet – Eplan

ELCOM – Hager

SISpower – Schneider Electric

XL PRO2 – Legrand

2. Automatycznie generowane:

obliczenia długości przewodów montażowych

i szynoprzewodów;

zestawienia materiałów; kosztorysy;

spisy zawartości dokumentacji

3. Automatyczne generowanie lub kontrolowanie:

widoków elewacji rozdzielnic;

widoków rozmieszczenia urządzeń;

wzorników otworowania do ręcznej obróbki;

formatów exportu do obrabiarek NC

27

Przykład wygenerowanej zabudowy rozdzielnicy – program EPLAN Cabinet

Obliczanie długości przewodów

montażowych

28

4. PROGRAMY DO TWORZENIA

PLANÓW INSTALACJI Bazy aparatów,

urządzeń,

przewodów, kabli

Bazy symboli

graficznych

aparatów

i urządzeń

*Obliczenia mocy, przekrojów przewodów i kabli

Dobór urządzeń rozdzielczych, zabezpieczających,

kontrolno-pomiarowych

Programy CAD ogólnego zastosowania

+ ew. nakładki:

np. BricsCad, AutoCAD, ELsoftCAD

Programy specjalne CAD/CEA

np. WSCAD it,

PCschematic Elautomation,

Planelec

Kreślenie tras instalacji elektrycznych

na importowanych przekrojach

lub rzutach obiektu

Automatyczne generowanie lub kontrolowanie

zestawień materiałów, specyfikacji, kosztorysów

29

5. PROGRAMY KONFIGURACYJNE Bazy aparatów, urządzeń,

przewodów, kabli

danego producenta

Dobór urządzeń rozdzielczych,

rozruchowych,

zabezpieczających,

kontrolno-pomiarowych,

elementów instalacji

i innych Przykłady:

L’Expert Detection – Scheider Electric

Konfigurator NZM i IZM – Moeller Electric

DAQ Designer – National Instruments

CLIP PROJECT – Phoenix Contact

XIGUS - igus

Suwaki elektroniczne

30

Przykłady suwaków elektronicznych

31

6. PROGRAMY

KOMPLEKSOWO WSPOMAGAJĄCE PROJETOWANIE

Konfiguracja projektowanego systemu

Przykład:

ELAPLAN - Alstom

Obliczenia i konfiguracja oświetlenia

Obliczenia elementów obwodów elektrycznych

Obliczenia sieci elektroenergetycznych

Projektowanie ochrony odgromowej

Koszty, ekonomia

Zestawienia, oferty, zamówienia

Plany budynków, obiektów

Projektowanie sieci komunikacyjnych (LAN)

Projektowanie automatyzacja budynków

Wymiana danych

32

Szybka dezaktualizacja baz i programów

Wysoki koszt zakupu licencji

Niedomówienia w instrukcjach obsługi (Help)

Cykliczne opłaty za aktualizacje i wsparcie techn.

2. Wykonanie projektu zgodnie z

standardami UE

3. Możliwa bieżąca aktualizacja

Zalety i wady projektowania przy użyciu CAD/CAE

Długi czas szkolenia i nabycia biegłości 1. Oszczędności czasu projektowania: Tworzenie schematów – 4%

Oznaczanie aparatów – 6%

Powiązania - 6%

Oznaczanie przewodów – 12%

Wykaż materiałów – 8%

Opracowywanie PLC – 8%

Tłumaczenie – 10%

Schematy montażowe – 4%

Kontrola błędów – 5%

Rewizje i serwisowanie – 1%

Serwisowanie danych zasadniczych – 1%

W sumie: 65%

33

Program wspomagający projektowanie i stosowanie norm powinien umożliwić użytkownikowi

wykonanie co najmniej następujących czynności:

1. Rozpoczęcie pracy przez otwarcie szablonu projektu zawierającego strony projektowe dla

schematów ze wstawionymi ramkami, jak również strony dla zestawień części i części

zapasowych.

2. Pobieranie symboli elektrycznych zgodnych z normą z dostępnego bezpośrednio menu

symboli.

3. Umieszczanie symboli elektrycznych na stronach schematu – program automatycznie

przydziela kody literowe zgodnie z normą, a następnie automatycznie łączy symbole

liniami rysowanymi zgodnie z normą .

4. Ponieważ zgodnie z różnymi normami zalecana jest ciągła numeracja symboli, program

powinien automatycznie kontrolować, jakie numery/nazwy zostały użyte dla różnych

rodzajów symboli i automatycznie sugerować następną dostępną nazwę dla danego

rodzaju symbolu.

34

5. Podczas kopiowania symboli, obszarów, stron projektu lub całych projektów program

powinien pozwolić wybrać, dla których symboli – w całej dokumentacji – zmienić

automatycznie nazwy zgodnie z przyjętym nazewnictwem i oznaczeniami

referencyjnymi.

6. Podczas zmiany oznaczeń referencyjnych na poziomie rozdziału, strony lub

obszaru program powinien pozwolić wybrać, które z symboli powinny zmienić

swoje oznaczenia referencyjne automatycznie zgodnie z normą.

7. Zgodnie z normą w projekcie muszą istnieć odsyłacze między symbolami.

Odsyłacze powinny być zarówno wstawiane jak i aktualizowane automatycznie.

8. Zgodnie z normą, dokumentacja musi zawierać listę części zapasowych; takie

zestawienie powinno być wypełniane automatycznie danymi z projektu.

35

9. Zgodnie z normą dokumentacja musi również obejmować graficzny plan połączeń;

powinien on być tworzony automatycznie na podstawie schematów.

10. Zgodnie z normą zastosowane symbole niestandardowe muszą być opisane

osobno w dokumentacji; program powinien mieć możliwość automatycznego

wykonania dokumentacji symboli.

11. Zgodnie z normą dokumentacja elektrotechniczna dla eksportowanych maszyn

powinna być stworzona w języku odbiorcy; program powinien umożliwiać

tłumaczenie tekstów projektu na podstawie słowników tworzonych i

modyfikowanych przez użytkownika i pod jego pełną kontrolą.

12. Zgodnie z normą żyły kabli muszą być identyfikowane w jednoznaczny sposób;

program powinien umożliwiać automatyczne numerowanie żył oraz połączeń.