ДонНТУ Портал магістрів
Мартинов Андрій Олександрович

Електротехнічний факультет

Кафедра електропостачання промислових підприємств та міст

Спеціальність Електропостачання та енергозбереження

Дослідження можливостей САПР Csoft для проектування об’єктів електропостачання

Науковий керівник: д. т. н., проф. Бершадський Ілля Адольфович

Реферат

Зміст

  • Вступ
  • 1. Актуальність теми
  • 2. Цілі і завдання дослідження, плановані результати
  • 3. Робота в Project Studio CS Электрика
  • 3.1 Створення підоснови для майбутнього проекту
  • 3.2 Робота над проектом
  • 3.3 Результати виконаної роботи
  • Висновки
  • Список джерел

Вступ

В даний час будь-який створюваний об’єкт не обходиться без попереднього комп’ютерного проектування. Використання обчислювальних потужностей сучасних комп’ютерів дозволяє змоделювати майбутній об’єкт в найдрібніших деталях, можливість піддавати даний об’єкт різним навантаженнями втілювати в життя нові інженерні рішення.

Одним з таких інструментів в галузі проектування електротехнічних систем є програма Project Studio CS Електрика від компанії CSOFT. Перш за все, програма призначена для автоматизованого проектування силового електропостачання, а також внутрішнього і зовнішнього освітлення виробничих будівель і споруд.

1. Актуальність теми

Якщо припустити, що, хоча б кожен третій інженер використовував у своїй виробничій діяльності продукти AutoCAD, то ми будемо дуже близькі до істини. Відповідно до джерел [1], вже продано більше 3 мільйонів копій даного продукту. Слід зазначити, що Project Studio побудована саме на базі знаменитого AutoCAD, що робить цей програмний продукт простим в освоєнні і зрозумілим кожному інженеру. В основі даного САПР закладений принцип зменшення трудомісткості проектування і зведення до мінімуму кількості допускаються помилок. Функціонал програми дозволяє інженеру-проектувальнику зосередити увагу на вирішенні концептуальних питань, не витрачаючи при цьому більшу частину часу на маркування обладнання, проведенні численних розрахунків і оформленні звітов. В якості сучасного вирішення всіх цих завдань був розроблений даний програмний комплекс.

Project Studio CS Електрика – спеціалізована програма для автоматизованого проектування та виконання розрахунків в частинах силового електрообладнання, внутрішнього і зовнішнього електроосвітлення промислових і цивільних об’єктів будівництва. Дана програма розрахована для виконання наступних завдань:

  • розрахунок освітленості і автоматична розстановка світильників в приміщенні;
  • розстановка обладнання і прокладка кабельних трас;
  • прокладка кабелів по кабельних трасах;
  • проведення всіх необхідних електротехнічних розрахунків;
  • вибір уставок захисних апаратів і перетинів кабелів;
  • отримання проектної документації.
  • 2. Цілі і завдання дослідження, плановані результати

    Мета моєї магістерської роботи, яку я ставлю перед собою – освоєння, а також практичне примение комплексу програм Project Studio CS Електрика. На підставі отриманих результатів використання Project Studio можна буде говорити про подальше застосування даної програми в навчальній і виробничій діяльності. Пізніше, після успішної реалізації поставлених цілей даний проект можно буде розширювати. Таких шляхів може бути кілька. Наприклад, додатково розрахувати параметри блискавкозахисту для будівель або ж створити проект відкритого розподільного пристрою, від якого і будуть отримувати живлення вже спроектрованние об’єкти.

    3. Робота в Project Studio CS Электрика

    Робота з цим програмним продуктом в нашому університеті ведеться вперше. Тому мною спільно з моїм науковим керівником було прийнято рішення створити простий, але в той же час ємний проект. Як результат проведеної роботи у нас повинен вийти повністю готовий проект електропостачання житлового будинку з нанесеними на план електроприймачами, розподільними щитами, розетками, кабельними конструкціями і освітленням. Всі отримані резульатати повинні бути відображені також в кабельному журналі і специфікації обладнання.

    3.1 Створення підоснови для майбутнього проекту

    Як підоснови для майбутнього проекту я знайшов будівельний план невеликої одноповерхової готелі на 6 кімнат. З них 5 приміщень – житлові, а остання кімната – це кухня, поєднана з технічним приміщенням. Також з’єднує дані кімнати між собою великий коридор, який також буде електрифікована. Для продовження роботи з даної підосновою необхідно її очистити від зайвих елементів. Я зараз говорю про внутрішнє облаштування помещній, висотні позначки, назви осей, різні підписи і т.п.

    Тепер, коли вже готова підоснова, можна приступати безпосередньо до створення проекту електропостачання даного готелю. Всі подальші дії ме будемо робити використовуючи Інстурмент програми Project Studio. Починаємо роботу з визначення меж приміщень. Ці параметри нам знадобляться в подальшому при розрахунку освітленості і вибору кількості і типів світильників. Для створення контура вибираємо інструмент Створити приміщення і натискаємо на будь-яку замкнену область. Відразу ж після цього перед нами з’являється вікно редагування властивостей. Вносимо необхідні параметри, після чого в цьому ж вікні виконуємо світлотехнічні розрахунки.

    Рисунок 1 – Вікно заповнення властивостей приміщення

    У програмі передбачено розрахунок освітленості за допомогою двох методів: метод коефіцієнта використання і точковий метод. Відкриваємо на вибір один із запропонованих способів і програма пропонує користувачеві вибрати або тип використовуваних світильників або за типом джерела (лампи розжарювання, люмінесцентні або світлодіодні). Далі по черзі натискаємо Розрахувати і Помістити. Програма в автоматичному режимі виконати перерахунок всіх параметрів, вибере оптимальну кількість світильників і рівномірно розташує їх на плані. Повторюємо цю процедуру і для інших приміщень. Бажано звести до мінімуму кількість типів світильників в різних кімнатах. По-перше, дане рішення значно спрощує покупку і монтаж обладнання. А по-друге, однакові світильники у всіх кімнатах будуть виглядати більш естетично.

    Рисунок 2 – Вікно світлотехнічних розрахунків

    3.2 Робота над проектом

    Наступним кроком ми розміщуємо на плані електротехнічне обладнання. Як устаткування можуть бути електродвигуни різної потужності і виконання, електронагрівачі, кондиціонери, вентилятори та інші. Також до електроприймачів відносяться вимикачі, рубильники, розетки прихованої і відкритої установки, і шафи управління. Поза житлових будинків додатково можуть бути встановлені трансформатори, пристрої, що компенсують, пускачі, і частотні перетворювачі.

    Щоб розмістити будь-яке з перерахованих вище пристроїв скористаємося вбудованою базою умовних графічних позначень (базою УГП). У вікні вибираємо необхідний пристрій, після чого на плані вказуємо точку його розміщення. При бажанні, дані об’єкти можна розгортати, переміщати і копіювати за допомогою стандартних кнопок управління в AutoCAD. Щоб надалі не мати труднощів при виборі апаратів захисту відразу ж редагуємо властивості тільки що встановленого на плані елеткрооборудованія. Якщо це електродвигун, то для нього необхідно вказати марку двигуна, його потужність, напруга і режим роботи. Для розеток буде достатньо лише вказати потужність будушего споживача.

    Рисунок 3 – База умовних графічних позначень

    Коли усі електроприймачі і світильники вже розташовані на кресленні залишається тільки прокласти до них кабелі і підключити їх до щита рапледеленія енергією. Але тут не все так просто. Даний процес розділений на три етапи.

    Етап перший. Відкриваємо базу умовних позначень і вибираємо зі списку шафа одностороннього обслуговування. Це самі універсальні шафи, подхдящіе для будь-яких цілей. Аналогічним способом розміщуємо даний шафа на плані. А ось вже в його властивостях, крім типової комплектації, необхідно вказати кількість автоматичних вимикачів, які будуть в ньому встановлені. Для цього натискаємо на іконку у вигляді плюса і додаємо потрібну кількість вимикачів. На випадок подальшого розширення підключаються електроприймачів необхідно передбачити резерв у вигляді одного або двох запасних автоматичних вимикачів.

    Рисунок 4 – Додавання нових груп в розподільному щиті

    У другому етапі прокладаємо кабелі від розподільної шафи до всіх споживачів електроенергії. Відкриваємо інструмент під назвою Прокласти трасу з каналом. У вікні насамперед вказуємо висоту, на якій будуть розташовуватися кабелі. Також з бази даних оборудорваніе вибираємо тип кабеленесучих конструцій і спосіб з прокладки. Спосіб прокладки кабелів вказує до якої з поверхонь будуть крепітсья кабельні конструкції. Тут є всього три варіанти: стать, стіна, стеля. Нічого складного. А ось вибрати тип майбутніх конструкцій набагато складніше. Все буде залежати від області їх застосування, навколишніх умов і способу прокладки. Щоб не викликати труднощі найпростіше подивитися в Інтернеті приклади для типових приміщень. Оскільки ми робимо проект електропостачання готелю, то тут є всього два варіанти. Або використовувати прокладку кабелів в коробах (кріплення до стіни) або в металлорукаве (гофра, пластмасова або металева) за підвісною стелею (кріплення до стелі). У нашому випадку було прийнято рішення в житлових кімнатах прокладати кабелі в Кобори, а в коридорі і тех.помещеніі – в гофре. Подальша прокладка кабелів не викличе проблем. Процес підключення електропіемніков вкрай простий. Як і в AutoCAD досить просто намалювати лінію від одного електріемніка до іншого.

    Рисунок 5 – Вікно заповнення властивостей утримує систем

    Але і це ще не все. Тепер переходимо до третього етапу. Програма повинна чітко розуміти, що намальовані нами лінії це повноцінні кабельні конструкції. Для вибору марки і перетину кабелів потрібно присвоїти кожному автоматичного вимикача свій ряд електроприймачів. І вже на підставі цих даних в автоматичному режимі буде розраховані довжини кабелів з урахуванням перепадів висот, запасів на вигин і підключення кабелів.

    На панелі інструментів знаходимо інструмент із зображенням вилки. Він називається Майстер підключення обладнання. Спочатку вибираємо зі списку наш розподільний шафа. Потім із списку вибираємо одну з груп, для кожної з який вже обраний автоматичний вимикач. Залишилося лише натиснути на кнопку Підключити і можна вибирати ті споживачі електроенергії, які будуть отримувати живлення від даної групи. Якщо всі дії виконані вірно, то при виборі групи зеленим кольором будуть підсвічуватися підключені споживачі, а помаранчевим кольором – споживачі, підключені до інших груп. Якщо один або кілька споживачів не були підключені до жодної з груп, то вони не будуть підсвічені ні зеленим ні помаранчевим кольором, а програма покаже попередження.

    3.3 Результати виконаної роботи

    Отже, освітлення вже пораховано, кабелі прокладені, електроприймачі розміщені на кресленні і розбиті на різні групи. Залишилося лише провести підсумковий розрахунок. На головній панелі інструментів відкриваємо Вікно електротехнічної моделі. Це вікно складається з трьох великих розділів. Перший з них – це вкладка під назвою Обладнання. У центральній частині вікна розташований список устаткування, встановленого на плани проекту. Устаткування може бути згруповано за видами обладнання, по будівлям і по приміщеннях. Користуючись цією вкладкою можна підключати обладнання без використання спеціального майстра. Тут вже підключене устаткування підсвічується зеленим кольором, а ще не підключене – рожевим.

    Друга вкладка Підключення ідеально підходить для відображення підключеного обладнання з урахуванням кабелів. Також, як і в попередньому випадку, можна вибрати будь-який фідер РУ. Але в цей раз по центру буде відображено дерево відходять кабелів до електричних навантажень. Синім кольором позначені кабелі. Властивість будь-якого кабелю (маркування, тип, переріз і т.п.) можна побачити справа. Знизу буде показана таблиця всіх використовуваних кабелів в даній групі включаючи коротку інформацію про кожного з них. Використовуючи вкладку Підключення можна вибирати тип кабелю як окремо для кожної ділянки траси, так і для цілої групи приєднання. Автоматично буде проведено аналіз на допустимість вибору автоматів, уставок і кабелів на відповідність розрахунковому, пусковому току і струмів КЗ.

    Рисунок 6 – Вікно електротехнічної моделі

    Вкладка з назвою Розрахунки надає детальну інформацію щодо розрахунків і доступному наборі перевірок для обраного фідера. Якщо не задані кабелі або параметри автомата, то перевірки просигналізує про те, що будь-якої параметр не заданий або не задовольняє перевіряється умов. Ті види перевірок, які не задовольняють заданим умовам будуть виділені червоним кольором. Оскільки розміри вікна обмежені, то інфомація про помилки виводиться в спрощеному вигляді. Детальну інформацію можна отримати в графі Опис, розташованому в сусідньому вікні.

    Крок за кроком усуваємо помилки і добиваємося успішного виконання всіх перевірок. На цьому проект можна вважати закінченим. Також слід зазначити, що в програмі передбачена можливість отримання різної звітної документації в декількох форматах. Для цього поверненні в вікно Менеджера проекту в якому вже представлені варіанти звітної документації. Наприклад, для отримання кабельного журналу натискаємо на відповідний розділ правою кнопкою миші і оновлюємо дані. Після чого знову натискаємо праву кнопку миші по обраному звіту і натискаємо Завантажити документ в Word. Отриманий звіт можна зберегти на комп’ютері або відразу ж роздрукувати. Правила оформлення всіх звітів відповідають поточним нормам ГОСТ.

    Рисунок 7 – Отримання звітної документації. Специфікація обладнання

    Висновки

    На поточний момент за допомогою засобів програми Project Studio CS Електрика був виконаний проект електропостачання першого поверху готельного комплексу. В якості основи був використаний існуючий план будівлі, загружденний з програми AutoCAD.

    Для його реалізації було використано такі інструменти: майстер менеджера проекту, вікно електротехнічної моделі, вікно технологічного обладнання, база даних обладнання, майстер створення приміщень, база умовних графічних позначень, майстер підключення обладнання, майстер створення контрольних з’єднань, майстер прокладки кабелів і проводів, майстер прокладки трас з каналом.

    Рисунок 8 – Послідовність етапів створення проекту (анімація: 8 кадрів, 10 циклів, 52 кілобайт)

    В даному проекті вдалося реалізувати такі технічні рішення:

  • виконані світлотехнічні розрахунки відповідно до вимог освітленості для різних кімнат;
  • освітлення виконано світлодіодними і люмінесцентними лампами;
  • в кімнатах встановлені двополюсні штепсельні розетки, частина з яких здвоєні, а частина строєні;
  • в якості силового навантаження встановлено два електродвигуни СМ-1 і СМ-2, а також нагрівач Н-1;
  • силові споживачі електроенергії і електричне освітлення отримують живлення від різних розподільних щитів;
  • усі споживачі електроенергії розділені на 14 груп;
  • для кожної з груп обрані апарати захисту і уставки автоматичних вимикачів;
  • кабелі прокладені в металевих рукавах (з кріпленням до підвісної стелі) і в лотках (уздовж стін).
  • Список джерел

    1. Руководство пользователя Project Studio EnergyCS 10.0, 2016г.
    2. ГОСТ 21.608−84 Система проектной документации для строительства. Внутреннее электрическое освещение
    3. ГОСТ 21.613−88 Система проектной документации для строительства. Силовое электрооборудование.
    4. РТМ 36.18.32.4−92 Указания по расчету электрических нагрузок. Утверждены ВНИПИ Тяжпромэлектропроект им. Ф.Б. Якубовского
    5. Справочная книга по светотехнике / Под ред. проф. Ю.Б. Айзенберга. — М.: Энергоатомиздат, 1995.
    6. Проектирование электроснабжения объектов гражданского и промышленного строительства средствами Project StudioCS Электрика [Электронный ресурс] / О.Б. Фуникова – Режим доступа: http://www.cadmaster.ru/magazin/articles/cm_46_22.html#hcq=cbEPDmq
    7. Project StudioCS Электрика. Строим и электрифицируем [Электронный ресурс] / С.А. Третьяков – Режим доступа: http://www.cadmaster.ru/magazin/articles/cm_18_project_studio_electrica.html#hcq=dbLPDmq

    Резюме Реферат