Рис.1 - Структура КОМПАС-ЭЛЕКТРИК

   При подготовке инженерно-технических работников направления подготовки «электротехника» и «инженерная механика» в технических ВУЗах должна учитываться сложившаяся в промышленности ситуация. Поэтому при обучении студентов особое внимание необходимо уделять практическому применению современных средств САПР при изучении дисциплин профессионально- ориентированных циклов.

   Одним из современных средств САПР в направлении электротехники является КОМПАС-ЭЛЕКТРИК. Программный комплекс КОМПАС-ЭЛЕКТРИК создан на основе ядра КОМПАС-График с использованием набора функций API КОМПАС и СУБД InterBase, MS SQL Server или Access, рис.1 В состав системы КОМПАС-Электрик входит два основных модуля:

• модуль работы с базой данных, единой для предприятия или организации;
• непосредственно сам модуль проектирования, который представляет собой прикладную библиотеку КОМПАС и подключается к системе КОМПАС-График с использованием стандартного механизма "Менеджера библиотек".

Одним из основных документов специалиста в электротехнике является принципиальная электрическая схема изделия. Эта схема состоит из условных графических обозначений (УГО) компонентов. Рассмотрим одну из составных частей работы инженера-электрика – работу с базой данных - "Менеджер библиотеки УГО" (рис. 2). Этот модуль предназначен для ведения базы данных условных графических обозначений. В его составе имеются 3 основных раздела - "УГО принципиальных схем", "УГО монтажных схем" и "УГО схем расположения".

Рис.2 - Вид Менеджера библиотеки УГО

   Условное графическое обозначение для монтажной схемы может иметь в своем составе сразу несколько УГО принципиальных схем. Примером может служить УГО для электротеплового реле. Оно состоит из УГО катушек и УГО переключающего контакта. Таким образом, в системе КОМПАС-ЭЛЕКТРИК легко реализуется разнесенный способ представления аппаратов на схемах.

  В разделе "УГО схем расположения" размещаются "реальные" изображения электрических аппаратов. Причем для одного и того же аппарата можно хранить его виды с разных сторон и даже разметку для обработки крепежных отверстий при установке аппарата на панели.

  В составе базовой поставки КОМПАС-ЭЛЕКТРИК уже имеется более 500 условных графических обозначений для различных областей электротехники. Пользователь может легко добавить новые обозначения в "Библиотеку УГО". Для организации этой работы в состав КОМПАС-ЭЛЕКТРИК входят специальные "Мастера сохранения" (рис.3). С помощью этих "Мастеров" пользователь в пошаговом режиме выполняет определенные последовательности действий, и на завершающем шаге в "Библиотеке УГО" появляется новое обозначение или изображение аппарата. При этом "Мастер сохранения" страхует пользователя от неверных действий, предупреждая его об ошибках или недостатке данных.

   Любая система проектирования может считаться "полноценной", только если в ее состав входят базы данных по оборудованию, стандартизованным компонентам и комплектующим. В базе, поставляемой вместе с КОМПАС- ЭЛЕКТРИК, имеются данные более чем по 4000 наименований различных аппаратов (пускатели, реле, двигатели, выключатели, трансформаторы и т.п.), кабельных изделий, радиоэлементов и прочих деталей, применяемых при разработке проектов электрооборудования. Эти данные соответствуют каталогам "Информэлектро" - головной организации по информатизации в электротехнике.

Рис.3 – Интерфейс Мастера сохранения УГО

   Для организации хранения данных, для их редактирования и пополнения служит модуль "Менеджер базы данных комплектующих" (рис. 4). Информация о компонентах хранится структурировано, в виде таблиц. Причем набор полей в этих таблицах можно редактировать, добавляя или удаляя данные, изменяя их числовые значения. Для различных электрических изделий в базе данных хранятся их наименования, технические параметры, нумерация зажимов, обозначение нормативно-технической документации, содержание драгоценных металлов, сведения о производителях и многое другое. Кроме этого, каждому элементу в базе данных можно поставить в соответствие условно-графическое обозначение из "Библиотеки УГО".

   База данных выполнена по клиент серверной технологии, что позволяет использовать единые данные в проектах, выполняемых на разных рабочих местах.

Рис.4 - База данных комплектующих

   Для того, чтобы различные чертежи, схемы, таблицы и ведомости не хранились на локальном диске или на сервере "как попало", все документы одного проекта на электроустановку собраны в единый "Файл проекта". Управление проектами и управление документами внутри проекта ведется с помощью "Менеджера проектов" (рис. 5). Набор команд "Менеджера проектов" позволяет создавать, редактировать и удалять проекты, отдельные документы внутри проекта, отдельные листы чертежей или схем, входящие в состав многолистового документа. Заполнение основных надписей чертежей и схем можно произвести непосредственно из "Менеджера проектов", а можно, наоборот, прочитать из чертежа сведения из основной надписи и поставить их в соответствие документу.

   Непосредственно проектирование электроустановок в среде КОМПАС- ГРАФИК происходит с помощью прикладной библиотеки KE.RTW. Она содержит полный набор команд для отрисовки на чертеже различных УГО из описанной выше "Библиотеки УГО", для вычерчивания линий одиночной и групповой связи, шин, точек связи, элементов заземления, клемм, обрывов линий связи для создания многолистовых электрических схем с межлистовыми переходами.

Рис.5 – Вид Менеджера проектов

Рис.6 – Фрагмент проекта

  Процесс проектирования электрического оборудования "сверху вниз", т.е. "от электрической принципиальной схемы" является, согласно производственного опыта проектирования, наиболее рациональным. Такой порядок действий позволяет автоматически получать все "нижестоящие" документы - таблицы (схемы) соединений, перечни элементов, ведомости покупных изделий и другие отчеты. Однако в системе КОМПАС-ЭЛЕКТРИК можно вести проектирование не только в указанной выше последовательности, но и в свободном порядке. Правда, степень "автоматизации" процесса проектирования при этом снижается.

   Интересной особенностью системы КОМПАС-ЭЛЕКТРИК, является возможность получения не только комплекта документов по электрической части проекта, но и чертежей "механической" части - панелей, крышек, щитов и т.п., на которых автоматически размещаются отверстия для крепления электроаппаратуры, входящей в состав проекта. При проектировании электрических схем расположения на лист чертежа помещаются реальные изображения аппарата, содержащиеся в базе данных. В состав этих изображений входит и скрытый слой, на котором как раз и хранится разметка посадочных мест. При создании чертежей панелей эти изображения переносятся из базы непосредственно на лист. Конструктору остается только дооформить чертеж стандартными средствами КОМПАС-ГРАФИК.

Рис.7 - Фрагмент таблицы соединений.

• Развитие системы КОМПАС-ЭЛЕКТРИК продолжается и в ближайших планах предполагается реализация новых возможностей:
• Хранение в базе данных системы типовых участков цепей и схем;
• Добавление функций работы с дополнительными свойствами линий электрических связей (экранирование, скрутка, объединение в кабель и т.п.);
• Поддержка схем, использующих построение однолинейных цепей;
• Расширение номенклатуры базы данных комплектующими изделиями зарубежных производителей;
• Расширение возможностей системы в области выпуска проектов соответствующих требованиям СПДС.

   В перспективе предполагается развитие системы в следующих направлениях:

• Создание расчетных модулей, позволяющих выполнять электрические, механические и тепловые расчеты проектируемого изделия;
• Использование 3D проектирования для размещения комплектующих изделий на проектируемых поверхностях;
• Объемная трассировка связей (проводов) между соединяемыми объектами;
• Автоматическое формирование всего перечня документов для типовых проектов по заданным входным и выходным электрическим параметрам проектируемого изделия.

   Работа в САПР КОМПАС-ЭЛЕКТРИК существенно повышает качество проектирования, поскольку наличие в системе достаточного количества функций построения, редактирования и сервиса исключает множество рутинных операций. За счет использования в системе функций копирования объектов между документами проектов, наличия функций автоматического формирования некоторых документов существенно повышается скорость проектирования.

  Применение компьютерных технологий с учебном процессе позволяет ускорить процесс освоения теоретических дисциплин, привить студентам навыки работы с современными программными продуктами, сократить время выполнения учебных работ, при проектировании технологических процессов проработать большее количество возможных вариантов, что позитивно сказывается на качестве подготовки специалистов.