Электромеханическое проектирование на примере проекта "Шкаф управления"

Важнейшим нововведением в 2016 версии продуктов AutoCAD Electrical и Autodesk Inventor появилась новая функция – Электромеханическая связь, которая связывает проект AutoCAD Electrical с проектом Inventor и позволяет в режиме реального времени проводить обмен данными.

В электромеханическом проекте механические и электрические алгоритмы интегрируются для совместной работы при разработке продуктов. Такая возможность позволяет работать параллельно в режиме реального времени. Для связывания проектов AutoCAD Electrical и Inventor создается файл электромеханической связи. Этот файл рекомендуется сохранить в общей сетевой папке, доступной всем пользователям AutoCAD Electrical и Inventor. Как только связь будет установлена, можно запустить обмен данными между проектами AutoCAD Electrical и Inventor посредством синхронизации.

Что на практике дает связывание проектов:

• связывать 2D-представление схемы с 3D-моделью;
• синхронизировать проектные данные в реальном времени;
• просматривать физические свойства (например, длину провода) в AutoCAD Electrical, что позволяет оценить его фактическую длину;
• просматривать атрибуты, заданные пользователями Mechanical, и сравнивать их с электрическими атрибутами, заданными в AutoCAD Electrical, что позволяет сопоставлять физические и логические свойства компонентов;
• экспортировать данные о компонентах, проводах и соединениях в формат Microsoft Excel для быстрых отчетов;
• автоматически прокладывать провода и кабели в Inventor в зависимости от соединений, определенных в AutoCAD Electrical.

Для апробации возьмем проект «Шкаф управления», в котором выполним:

• схему электрическую принципиальную;
• перечень элементов;
• 3D-модель;
• спецификацию оборудования и материалов;
• таблицу проводов с длинами.

Выполнение данного проекта выполнялось параллельно в AutoCAD Electrical и Autodesk Inventor.

Желательно перед началом проекта создать общую библиотеку проводов и кабелей, хотя это можно сделать и непосредственно в процессе проектирования.

При выполнении схемы электрической принципиальной в AutoCAD Electrical вопросов особых не возникало, т.к. технология проектирования уже отработана:

• создаем и настраиваем свойства проекта;

 

• создаем необходимые типы проводов;

 

• осуществляем построение Э3, назначаем каталожные данные элементам с помощью обозревателя каталогов. При необходимости назначаем функциональную группу и место.

 

Важное замечание: при проектировании Э3 нужно помнить, что синхронизация произойдет правильно, если:

• будут идентичные обозначения контактов;
• все провода пронумерованы. Желательно, чтобы не было зависших проводов (проводов без соединений).

В итоге получаем схему Э3, фрагмент которой вы видите на скриншоте.

 

Создание файла электромеханической связи из AutoCAD Electrical

Вкладка «Электромеханическая связь» - «Настройка электромеханической связи».

В диалоговом окне «Настройка электромеханической связи» выберите «Создать».

В окне «Создание электромеханической связи» неообходимо указать имя файла и папку для файла связи.

При необходимости в дальнейшем этот файл можно настраивать.

В диалоговом окне «Настройка электромеханической связи» можно выбрать «Настройку разрешения конфликта связей». Параметром по умолчанию является AutoCAD Electrical. Предполагается, что пользователи AutoCAD Electrical будут в основном запускать электромеханические рабочие процессы. Поэтому при создании связи с компонентом в качестве параметра по умолчанию задается AutoCAD Electrical.

Таким образом в  Autodesk Inventor файл этот нужно будет только указать.

После создания связи просмотрим в диалоговом окне Диспетчера проектов вкладку «Местоположение».

 

Тут очень важно помнить, что отображение устройств в проекте организовано в виде дерева. Сортировка идет вначале по коду функциональной группы, а затем коду места. Поэтому очень важно с самого начала определить, что вы будете относить к понятию функциональная группа, а что к понятию места.

В дальнейшем, если вы при редактировании элемента в AutoCAD Electrical переназначите эти коды, то связь теряется и приходится вручную указывать соответствие элементов.

Завершаем проектирование принципиальной схемы проверкой AutoCAD Electrical на наличие разъединенных проводов, несоединенных компонентов и после исправления ошибок выполняем экспорт проекта в Autodesk Inventor.

 

Хоть на скриншоте написано «экспорт из Autodesk Inventor» – не верь глазам своим, это просто ошибка перевода, подразумевается «экспорт в Autodesk Inventor».  Полученный файл xml импортируем в Autodesk Inventor.

Параллельно производим проектирование 3D-модели в Autodesk Inventor. При ее построении сразу же возникает вопрос о наличии моделей компонентов. Где их взять?

Есть несколько библиотечных ресурсов:

1. Библиотека компонентов поставщика, входящая в состав Inventor.

 

Данная библиотека содержит большое количество каталогов от различных производителей, сгруппированных по различным отраслям. Готовые модели компонентов можно скачивать сразу в формате Inventor, однако сборки будут представлены без сборочных зависимостей со всеми забазированными (неподвижными) деталями. Поэтому зачастую понадобится дополнительная работа, например, для данного проекта использовался электрический шкаф компании Schneider Electric, в котором для получения двух позиционных представлений – с открытой и закрытой дверцей, было убрана неподвижность всех, кроме одной, деталей и наложены сборочные зависимости.

 

Также некоторым неудобством является отсутствие дополнительных фильтров, поэтому поиск нужного типоразмера при большом количестве изделий представляет собой непростую задачу.

2. Библиотека компонентов компании Siemens.

 

Содержит огромное количество изделий данной компании, но при этом только около 1/3 имеет 3D-представление в формате STEP. Для ускорения поиска нужного типоразмера предусмотрены дополнительные фильтры. Однако форма представления моделей может быть различная – это может быть одиночная деталь, многотельная деталь, сборка с зафиксированными деталями. Поэтому для удобства последующей работы необходимо все компоненты привести к единому виду – деталь, используя команду Inventor – Наследование.

 

3. Библиотека компонентов компании Lovato Electric.

Содержит сравнительно немного компонентов производства данной компании, но все модели представлены в формате STEP очень качественно, без ненужной детализации, и могут быть использованы в сборках без дополнительной обработки.

 

4. Grabcad.com - библиотека компонентов со свободным доступом. Созданная энтузиастами 3D-моделирования, которые в свободное время создают и выкладывают очень качественные модели. В данном проекте на этом сайте удалось найти модель процессорного блока, которой не было у самого производителя – Siemens.

Итак, после того как найдены и подготовлены все требуемые компоненты, необходимо объявить их электрическими элементами, присвоив имена контактов, которые должны совпадать с именами на принципиальной схеме в AutoCAD Electrical.

На уровне детали параметр "КодОбоз" является необязательным и служит только заполнителем. Окончательное его значение для каждого вхождения детали задается в сборке. Также на уровне детали устанавливаем ориентацию проводов. Для электрических элементов, подключаемых в двух направлениях необходимо выбрать тип ограничения "Смещение изоляции".

Затем средствами Inventor выполняем построение 3D-модели шкафа управления, накладывая сборочные зависимости на отдельные компоненты.

После завершения построения и создания двух позиционных представлений – с открытой и закрытой дверцей, переходим в среду «Провода и кабели».

Уже находясь в данной среде, присваиваем электрическим элементам окончательные значения кодовых обозначений.

 

Используя файл формата .xml, полученный в AutoCAD Electrical, командой "Импорт данных кабелей", автоматически добавляем набор проводов в сборку кабельных трасс.

 

Отобразится диалоговое окно "Импортированные данные кабеля". В этом диалоговом окне отображаются все проблемы, возникшие при импорте. С его помощью можно также устранить эти проблемы и добавить другие необходимые данные.

 

Эти провода, соединяя контакты компонентов, проходят по кратчайшему пути с учетом допустимых радиусов гибки без учета окружающей среды, т.е. проходят сквозь компоненты. Поэтому следующим шагом является укладка проводов в кабельные лотки.

Для этого необходимо в них вставить сегменты трассы. Следует учитывать, что рабочие точки сегмента, созданные при выборе произвольных точек на грани, не обновляются при внесении изменений в геометрию модели, а также при изменениях позиционных представлений. Поэтому, в подвижной детали (дверца), которая изменяет свое положение в позиционных представлениях, для прокладки сегментов трасс необходимо установить дополнительные установочные детали (хомутики) и привязать рабочие точки сегмента к центральным точках отверстий. Последующая трассировка проводов в проложенные сегменты трассы выполняется автоматически, или полуавтоматически.

При автоматической трассировке укладывается в сегменты один или несколько выбранных проводов, или все не проложенные провода. Проложенные провода – игнорируются.

 

При полуавтоматической трассировке выбирается один или несколько проводов, а затем указывается первый и последний сегмент сети, для которой предполагается трассировка. Если возможно несколько вариантов прокладки трасс, то предлагается сделать выбор.

 

Для достижения ассоциативности компонентов AutoCAD Electrical с компонентами Inventor в активной сборке необходимо указать их соответствие.

 

С помощью утилиты электромеханического проекта создаем связь между проектом принципиальной схемы AutoCAD Electrical и проектом сборки  Inventor. Как вы помните этот файл связи (EMX) был уже ранее создан на общедоступном ресурсе (сервере) в AutoCAD Electrical. Поэтому в Autodesk Inventor завершим создание связи, выбирая этот созданный файл связи и указав проект. Немаловажно установить в обеих программах одинаковый приоритет (в нашем случае – это AutoCAD Electrical) для разрешения возможных конфликтов при синхронизации.

После создания связи между проектами AutoCAD Electrical и Inventor файлы этих проектов становятся ассоциативными, т. е. изменения в проектных данных, внесенные в одном приложении, применяются в другом посредством нажатия кнопки "Синхронизация" или предварительной настройкой параметров синхронизации.

А далее занимаемся первичной синхронизацией данных Autodesk Inventor и AutoCAD Electrical, а также достаточно сложным для новичка устранением различий связанных компонентов.

 

После устранения проблем несоответствия во вкладке "Просмотр расположения" получаем подробные сведения о проводке, длинах проводов и соединениях для компонентов, которые можем экспортировать в файл Excel.

 

Таким образом, выполненный электромеханический проект позволил на практике в реальном времени:

·         - связать схему электрическую принципиальную, выполненную в AutoCAD Electrical с реальной 3D-моделью в Inventor;

·         - выполнять синхронизацию проектных данных с заданной частотой;

·         - объединить данные, получаемые в разных программах (каталожные данные и длины проводов) и выводить их в общих отчетах;

·         - автоматизировать прокладку проводов и кабелей в Inventor с дальнейшей возможностью получать сборочные чертежи кабелей, пользуясь стандартными функциями Inventor.

Светлана Евтушенко

Павел Плащевский