15. Типовое проектирование

Типовое проектирование пред­ставляет собой систему серийной раз­работки архитектурно-конструктивных проектов на основе типизации зданий, их фрагментов или отдельных элемен­тов для многократного повторения в строительстве. Особенно широко система типового проектирования приме­няется для строительства жилых и общественных зданий как единственно доступное средство обеспечения про­ектной документацией колоссального объема массового жилищно-гражданс-кого строительства. В то же время типовые проекты, разработка которых поручается наиболее квалифицирован­ным специалистам, обеспечивают го­сударственный стандарт жилища и об­служивания. Стандарт устанавливает необходимый качественный уровень этих зданий на период действия типового проекта (8-10 лет). Основ­ная цель типового проектирования — обеспечить внедрение в массовое строи­тельство наиболее совершенных (в рамках стандарта) архитектурно-кон­структивных решений.Типовое проектирование — спутник массо­вого строительства в сжатые сроки. Впервые методика типового проектирования жилых зданий была использована при застройке Ва­сильевского острова в Петербурге в начале XVIII в. Тогда архит. Д. Трезини разработал три группы типовых проектов одно- и двух­этажных жилых домов для лиц различного имущественного состояния. Эти проекты были обязательны к применению при застройке улиц (линий) острова.

К разработке типовых проектов привлека­лись лучшие архитекторы — А. Захаров, И. Ста­рое, В. Стасов и др. Возможность создания стилевого единства застройки в условиях част­ной собственности достигалась путем застройки на государственные средства с последующей продажей домов (секций) населению (например, типовые дома на набережной Волги в Твери). Повторное строительство в пределах одного комплекса центральной городской площади ряда административных объектов (с неболь­шими нюансами в компоновке деталей) при их разнообразной постановке способствовало созда­нию индивидуальных архитектурных ансамблей центров Полтавы, Чернигова, Симбирска и других губернских городов.

Очень широко методика типового проекти­рования фасадов массовой жилой застройки использовалась при восстановлении Москвы по­сле опустошительного пожара 1812 г. Застрой­щики пользовались продукцией вновь созданных государственных кирпичных, камнеобрабатываю-щих, лесопильных заводов. Стилевое единство застройки обеспечивалось применением образ­цов по альбомам вариантов фасадов, разра­ботанных под руководством О. И. Бове для зданий с различными типизированными схемами объемно-планировочных решений.

Методика типового проектирования формировалась в сжатые сроки парал­лельно с разработкой типовых проек­тов и была не свободна от недостатков, что потребовало ее совершенствования на базе сопоставления параллельного развития и улучшения двух методи­ческих путей — «закрытой» и «откры­той» систем типизации.

Закрытая система заключается в ориентации производственного пред­приятия на комплектный выпуск сбор­ных изделий на серию из нескольких необходимых по градостроительным условиям типов зданий. Такая система типизации позволяет ориентировать производство на выпуск сравнительно небольшой номенклатуры изделий. По­этому закрытая система была положена в основу создания отечественной домо­строительной промышленности. Это ускорило ввод производственных мощ­ностей и позволило резко увеличить объем жилищного строительства. Одна­ко формирование застройки только од-нохарактерными типовыми домами обеднило ее в эстетическом отношении.

Отход от этих недостатков закры­той системы обеспечивает ее современ­ный вариант блок-секционного проек­тирования, когда объектами типизации преимущественно становятся фрагмен­ты здания — блок-секции.

Глава 1. Общие сведения о проектировании приборов и систем

31

Проектированием называется комплекс работ по изысканиям, расчетам и конструированию, имеющих целью получение всей необходимой документации для создания новых изделий, удовлетворяющих заданным требованиям.

Дословный перевод с латинского «projectus» означает «брошенный вперед», т.е., с самых общих позиций, проектирование – это процесс описания задуманного [25].

Проектирование представляет собой сложный вид творческой деятельности, успех которой зависит от правильного сочетания всех средств познания окружающего мира, в том числе математики, естественных наук и искусства. В наше время практически невозможно добиться успешных результатов проектирования единолично и с помощью лишь одного из этих средств, так как только их сочетание, соединенное с интуицией, творческим озарением и усилиями коллектива разработчиков, способны привести к настоящему успеху. Вместе с тем неверно отрицать роль творческой личности в этом процессе. Часто только личный вклад автора разработки является залогом этого успеха.

Результатом проектирования является проект. В инженерной деятельности термин «проект» означает совокупность конструкторских и других документов (описаний, материалов и пр.), содержащих принципиальное (в случае эскизного проекта) или окончательное (в случае технического проекта) решение, дающее необходимое представление об объекте проектирования, и исходные данные для последующей разработки рабочей документации.

В качестве объектов проектирования рассматриваются измерительные устройства (ИУ), представляющие собой широкий класс средств измерений. Информация о них представляется в виде чертежей, схем, графиков, спецификаций, различных описаний, таблиц, отчетов, макетов, результатов различных исследований, испытаний и пр . Все это в целом составляет информационную модель создаваемого ИУ, т.е. проектирование является процессом создания информационной модели ИУ.

1. Место проектирования в жизненном цикле иу

В таблице 1.1 показаны этапы жизненного цикла любого ИУ.

Таблица 1.1.

Структура жизненного цикла иу

№	Этап	Модель ИУ	Исполнитель
1	Разработка ТЗ	Техническое задание	Заказчик, Проектировщик
2	Проектирование	Информационная модель	Проектировщик
3	Техническая подготовка	Технологическая документация	Технолог
4	Производство	Серийный образец	Изготовитель
5	Реализация	Товар	Продавец
6	Эксплуатация	Работающее изделие	Пользователь
7	Депроизводство	Архивная документация	Утилизатор

Первым этапом является разработка технического задания (ТЗ). Исполнителями этого этапа являются Заказчик и Проектировщик, которые совместно вырабатывают исходный документ – техническое задание, — определяющий основные требования к ИУ и общий порядок его разработки. Затем осуществляется непосредственно проектирование, т.е. создание информационной модели ИУ на основе исходной информации с использованием опыта предшествующих разработок и промежуточных результатов проектирования. Этот процесс является творческим, целенаправленным и итеративным. Он заканчивается созданием такой информационной модели ИУ, которая удовлетворяет заданной совокупности требований к характеристикам ИУ: метрологическим, эксплуатационным, технико – экономическим, эргономическим, эстетическим и другим.

Разработка ТЗ и проектирование являются наиболее важными этапами жизненного цикла ИУ. Ошибки на этих этапах обходятся дороже всего, так как их устранение требует многих затрат.

Последующими этапами являются: техническая подготовка производства, собственно производство (изготовление), реализация (продажа), эксплуатация и депроизводство (уничтожение и утилизация) ИУ.

Каждый из этих этапов можно рассматривать как процесс преобразования соответствующей модели ИУ. На каждом из них осуществляется перенос этой модели с языка обобщенного Заказчика на язык обобщенного Исполнителя и обратно по следующей схеме: формулировка задания – реализация соответствующей модели ИУ – оценка качества и коррекция модели — формулировка нового задания.

Из табл. 1.1 видно, что последовательные преобразования модели ИУ осуществляют следующие Исполнители: Заказчик, Проектировщик, Технолог, Изготовитель, Продавец, Пользователь и Утилизатор. В результате этих преобразований ТЗ на проектирование преобразуется в работающее изделие, которое воспроизводится с помощью сырья, энергии и информационного обеспечения. Это изделие тиражируется в необходимом количестве и используется по назначению. Снятое с производства и уничтоженное изделие в информационном плане служит аналогом или прототипом для разработки новых ИУ.

Особенностью современного этапа развития общества является существенное влияние результатов проектирования на изменение окружающей человека среды. Поэтому Проектировщик должен всегда предвидеть нежелательные последствия этих изменений и делать все возможное, чтобы они были безопасны для людей. Чем большие изменения среды предполагаются, тем меньше процесс проектирования направлен на разрабатываемый объект и тем большую часть внимания приходится уделять тем изменениям, которые должны претерпеть производство, сбыт, потребитель и общество в ходе освоения и использования нового изделия.

Ни Заказчик, ни Проектировщик обычно не могут влиять на последствия от реализации объекта проектирования, так как он выходит из под их контроля еще до поступления в производство, а тем более – в эксплуатацию . Получив заказ, Проектировщик может только лишь предвидеть свойства создаваемого изделия и реакцию потребителя на них. По результатам таких предположений формируются предложения Заказчику, исключающие негативные последствия результатов проектирования. Однако в большинстве случаев Заказчик заинтересован в объекте проектирования лишь до момента, пока достигаются поставленные им цели, после чего он перестает влиять на события. В результате изделие начинает, как бы, самостоятельную жизнь. Отсюда понятная та особая роль, которую должны играть власть и общество в вопросах регулирования технического прогресса.

Необходимо учитывать следующие особенности проектирования приборов и систем на современном этапе:

1. Проектирование современных ИУ требует системного подхода , т.е. учета всех явлений и связей, сопровождающих проектирование, изготовление и эксплуатацию ИУ.

2. Множественность путей достижения целей проектирования требует применения методов многовариантного проектирования, т.е. рассмотрения не одного, а многих альтернативных (конкурирующих) вариантов создаваемого прибора или системы.

3. Процесс проектирования приборов и систем характеризуется необходимостью многократного уточнения результатов, полученных на предшествующих стадиях проектирования, т.е. является итеративным.

4. Современные методы проектирования приборов и систем должны быть ориентированы на широкое использование компьютерных технологий, не исключая участия человека при решении наиболее сложных и творческих задач.

1.2. Виды проектных работ

Виды и способы выполнения проектных работ весьма многообразны. Однако все эти работы можно систематизировать по характерным отличительным признакам.

В зависимости от состава решаемых задач различают функциональное, конструкторское, схемотехническое, программно – алгоритмическое и технологическое проектирование (рис. 1.1). Эти виды проектных работ называют ветвями проектирования. Они образуют вертикальные уровни проектирования. В зависимости от цели проектных работ различают этап концептуализации проекта и предварительного проектирования, а также этапы эскизного, технического и рабочего проектирования. Они образуют горизонтальные уровни проектирования.

Концептуализация проекта и предварительное проектирование осуществляются на стадии выполнения научно-исследовательских работ (НИР), этапы эскизного, технического и рабочего проектирования – на стадии опытно-конструкторских работ (ОКР).

Рис. 1.1.

В зависимости от способа достижения поставленных целей различают нисходящее, восходящее и смешанное проектирование.

Задачей функционального проектирования является разработка различных схем объекта проектирования: функциональных, структурных, принципиальных, электрических, оптических, гидравлических, пневматические, кинематических, монтажных и других в соответствии с ГОСТ 2.701 — 84. Поэтому функциональное проектирование иногда называют схемным проектированием.

Степень детализации разрабатываемых схем зависит от стадии разработки. Сначала ставится задача разработки этих схем без их излишней детализации. В результате решаются принципиальные вопросы, влияющие на общую структуру объекта проектирования. Затем эти схемы приобретают вид, необходимый для их практической реализации. Результаты функционального проектирования обеспечивают принципиальную возможность выполнения прибором его главных задач. Поэтому к работам на этой стадии привлекаются наиболее опытные специалисты.

Задачей конструкторского проектирования (т.е. конструирования) является разработка конструкции прибора, т.е. определение такого взаимного расположения деталей, сборочных единиц, узлов и элементов прибора, при котором обеспечиваются правильная работа, необходимая защита, удобство эксплуатации и заявленные потребительские свойства. Конструирование включает в себя также решение вопросов выбора форм и материалов оригинальных деталей, выбора унифицированных деталей, определение такого пространственного расположения составных частей объекта проектирования, при котором обеспечиваются необходимые взаимодействия между элементами конструкции. Результатом конструкторского проектирования является конструкторская документация, составленная в соответствии с ГОСТ 2.102-68.

Задачами схемотехнического проектирования являются разработка, компоновка, моделирование, отладка и испытание электронных и электрических блоков ИУ (электроники, автоматики, связи, вычислительных устройств, блоков электрического питания и пр.).

Задачей программно – алгоритмического проектирования является разработка алгоритмов функционирования вычислительных систем, сетей и программного обеспечения, используемых при работе создаваемого ИУ. Этот вид проектирования является относительно новым. Его появление связано с бурным развитием микропроцессорной и вычислительной техники.

Задачей технологического проектирования является разработка технологической документации, необходимой для изготовления прибора или системы. На этом этапе разрабатываются технологические документы, необходимые для изготовления деталей, сборки узлов, настройки, юстировки и пр. На стадии технологического проектирования могут изготавливаться и подвергаться различным испытаниям отдельные детали, сборочные единицы, материалы и узлы на соответствие техническим условиям.

В ходе предварительного проектирования осуществляются постановка целей и основных задач проектирования объекта, обоснование актуальности решения этих задач и принципиальной возможности выполнения требований технического задания. Для этого проводятся различные исследования, анализ передовых достижений, изучение патентной литературы и пр., т.е. выполняются научно-исследовательские работы. Результатом этого этапа работ является техническое предложение. Цели, задачи и содержание этих работ рассматриваются в разделе 11.1.

Этапы эскизного, технического и рабочего проектирования являются составными частями опытно-конструкторских работ. Цели, задачи и содержание этих работ рассматриваются в разделе 11.2.

Преимущества нисходящего проектирования на примере использования Pro/ENGINEER WILDFIRE

Олег Гаршин, Александр Московченко

Восходящий и нисходящий способы проектирования

Создание компоновки

Проектирование деталей и узлов

Внесение изменений в конструкцию

Основные выводы

Восходящий и нисходящий способы проектирования

Проектируя новые изделия с использованием трехмерных САПР, на предприятиях обычно применяют восходящий метод (рис. 1), заключающийся в том, что сначала разрабатывают (моделируют) независимо друг от друга детали, а затем из них, как из кубиков, создают сборочную конструкцию, на основе которой впоследствии формируется спецификация.

Применение этого способа проектирования оправданно в тех случаях, когда оно осуществляется по уже имеющимся чертежам и схемам, позволяя, например, выявить неточности в конструкторской документации. Однако если параметры моделей зависят друг от друга, но их взаимосвязи не заданы, внесение изменений в конструкцию становится трудоемким и занимает много времени: конструктор вынужден изменять параметры каждой детали по отдельности, а затем проверять сборку на пересечение компонентов, механизм — на работоспособность и т.д.

Конечно, практически все системы проектирования имеют средства для создания таких взаимосвязей путем введения соотношений между параметрами деталей или путем создания моделей деталей в контексте сборки с привязкой их геометрии к уже разработанным моделям. Однако такая последовательность связей, когда каждый новый компонент сборки зависит от нескольких предыдущих, негативно сказывается на производительности компьютера при работе с большими сборками. Кроме того, применение восходящего метода при проектировании новых изделий приводит к необходимости предварительного создания их компоновки на кульмане или в двумерной системе CAD.

В таких случаях более предпочтителен нисходящий метод проектирования (рис. 2), заключающийся в том, что разработка изделия начинается с создания его компоновки и определения структуры, на основе которых затем моделируются входящие в изделие детали и узлы. Ниже мы рассмотрим, как осуществляется проектирование по нисходящему методу — от идеи к чертежам в системе трехмерного проектирования Pro/ENGINEER WILDFIRE (рис. 3) на примере механизма, модель которого приведена на рис. 4. Рассматриваемый механизм может находиться в двух состояниях: сложенном ( а ) и разложенном ( б ).

Создание компоновки

Компоновка в Pro/ENGINEER WILDFIRE происходит в два этапа: сначала создается так называемая записная книжка инженера (Layout) , а затем — каркасная модель сборки (Skeleton) .

«Записная книжка» представляет собой концептуальный двумерный эскиз (рис. 5), в котором ведущий конструктор определяет перечень основных управляющих параметров. Для рассматриваемого механизма могут быть определены следующие параметры: габариты конструкции, длина движущихся рычагов, расстояние от концов рычагов до края и, при необходимости, взаимосвязи между ними. Указанные параметры могут быть как задаваемыми, так и расчетными, причем значения первых пользователь вводит с клавиатуры, а значения вторых задаются с помощью уравнений, в которых могут быть использованы арифметические операторы, тригонометрические функции, условные операторы и т.п. Так, например, в нашем случае была задана зависимость длины рычага от высоты и длины конструкции.

Двумерный эскиз обычно определяет общую схему изделия и может быть либо создан с использованием чертежных инструментов Pro/ENGINEER WILDFIRE, либо импортирован из другого графического файла. Он никак не связан с геометрией проектируемой сборки, поэтому достаточно схематично прорисовать разрабатываемое изделие без соблюдения масштаба и детальной прорисовки. На нем указываются основные размеры, которые конструктор может изменять непосредственно на виде.

В «записной книжке» можно создать область сообщений об ошибках, которые позволят избежать ввода заведомо некорректных значений параметров. Критерии проверки корректности также определяются ведущим конструктором. Например, в нашем случае критерием проверки было выбрано расстояние между концами рычагов (см. рис. 5, параметр «Опора») — если это расстояние задается разработчиком меньшим, чем половина длины изделия, то конструкция становится неустойчивой. При вводе некорректных значений длины или высоты будет выдано сообщение об ошибке, что позволяет ввести исправление сразу, без перестроения сборки.

Использование «записной книжки инженера» позволяет автоматизировать процессы создания сборки. Для этого в «записной книжке» создаются необходимые опорные элементы: координатные системы, плоскости, оси. В деталях и сборках эти опорные элементы задаются как реперы для выполнения последующих операций сборки. При включении в сборку нового компонента система предлагает автоматически разместить его в соответствии с компоновкой.

Возможности Pro/ENGINEER WILDFIRE позволяют применять в одном проекте несколько «записных книжек» одновременно, что удобно при работе над большими проектами. Например, при разработке автомобиля можно создать отдельные «записные книжки» для двигателя, каркаса, подвески и т.д. и установить взаимосвязи между ними.

Каркасная модель сборки  — это трехмерная модель, геометрия которой определяет пространственные требования к сборке, состыковку компонентов и другие характеристики, необходимые для размещения компонентов сборки и определения их геометрии. Каркасная модель обычно состоит из опорных конструктивных элементов (плоскостей, кривых, координатных систем, точек) и поверхностей. На рис. 6 представлена каркасная модель проектируемого механизма.

При построении геометрии каркасной модели ведущий конструктор устанавливает взаимосвязи между ее размерами и параметрами «записной книжки», что позволяет в дальнейшем при изменении параметров обеспечить автоматическое изменение всех связанных параметров в каркасной модели, а через нее — во всех компонентах сборки. Ведущему конструктору достаточно поменять размер или другой параметр в компоновке, и соответствующие изменения автоматически выполнятся во всех связанных деталях, узлах и чертежах. На рис. 7 отмечены зависимости, созданные в каркасной модели.

Таким образом, ведущий конструктор, работая над компоновкой изделия, задает критерии проектирования, которые впоследствии используются проектировщиками при разработке входящих в изделие сборочных единиц и деталей.

Проектирование деталей и узлов

Следующий шаг — это создание сборки изделия. Конструктор формирует структуру изделия, создавая новые детали и узлы уже в контексте сборки (а не отдельно от нее, как при восходящем проектировании), привязывая их к геометрии каркасной модели. Затем разрабатывается геометрия компонентов. Конечно, их геометрию можно создавать и непосредственно в сборке, но, как правило, это менее эффективно, поскольку в таком случае будет сложно обеспечить возможность параллельного проектирования, при котором исполнители одновременно работают над вверенным каждому из них компонентом сборки. Другими словами, каждый член проектной команды вынужден будет иметь на своем компьютере всю сборку, а это, как правило, только мешает сосредоточиться на выполняемой им конкретной задаче.

Организовать параллельное проектирование в Pro/ENGINEER WILDFIRE дает возможность инструмент Copy Geometry , позволяющий копировать любую геометрию — поверхности, кривые, кромки, точки, координатные системы и т.д. между компонентами сборки. При нисходящем проектировании основным источником копируемой геометрии для разработчика является каркасная модель сборки, однако в некоторых случаях используется копирование между деталями и узлами сборки.

После того как ведущий конструктор создает структуру сборки (детали и узлы в ней пока пустые), разработчик копирует геометрию из ее каркасной модели. Открывая «свою» деталь или узел, он имеет дело лишь с геометрией, необходимой ему для работы, не используя сборки в целом, а это значительно снижает требования к конфигурации компьютеров, на которых проектируются входящие в сборку компоненты. В то же время между исходной и скопированной геометрией сохраняется ассоциативная связь — изменение каркасной модели влечет за собой изменение всех зависящих от ее геометрии компонентов.

На начальном этапе работы над структурой сборки (рис. 8) были созданы три детали, а затем в каждую из них были скопированы различные наборы геометрии из каркасной модели. На рис. 9 показана одна из этих трех деталей, открытая в отдельном окне, и ее геометрия, созданная на основе геометрии каркасной модели.

Привязка компонентов к каркасной модели позволяет также моделировать перемещение компонентов в сборке. Например, при изменении высоты конструкции, смоделированной в каркасе, изменится и положение всех связанных с каркасом компонентов (см. рис. 4). Таким образом, применение каркасной модели позволило без создания кинематических связей между компонентами смоделировать два положения конструкции.

Копирование геометрии также используется для введения в проект пространственных критериев, перенесенных из сборки верхнего уровня. Приведем пример. Для насоса, показанного на рис. 10, необходимо спроектировать обвязку, состоящую из трубопроводов на входе и выходе насоса, разработать присоединительные фланцы, подвести к специальному штуцеру магистраль для охлаждающей жидкости, спроектировать фундамент для рамы насоса и электропроводку к двигателю. Для этого создадим сборку, состоящую из насоса и «пустой подсборки» (или нескольких подсборок), в которой проектируется обвязка. В «пустой подсборке» создается каркасная модель, куда копируется геометрия, необходимая для проектирования обвязки, — присоединительные фланцы, штуцер подвода охлаждающей жидкости и т.д. Конструктор (или команда конструкторов) работает теперь только с выбранной геометрией (рис. 11). В дальнейшем геометрия из каркасной модели копируется уже непосредственно в проектируемые детали и узлы. Все входящие в сборку модели связаны ассоциативной связью, а это значит, что изменение присоединительных мест насоса повлечет за собой автоматическое изменение его обвязки.

Кроме копирования геометрии, проектируемые детали могут связываться с компоновкой подобно тому, как связывается каркасная модель с «записной книжкой инженера», — с помощью уравнений, устанавливающих взаимосвязь между размерами деталей и параметрами «записной книжки». Механизм ассоциативности здесь работает аналогичным образом — изменение управляющих параметров влечет за собой изменение связанных с компоновкой деталей сборки.

Внесение изменений в конструкцию

Продемонстрируем процесс внесения изменений при нисходящем проектировании на примере — увеличим высоту конструкции (см. рис. 4 а ) в разложенном состоянии, для чего в «записной книжке» изменим соответствующий параметр. После этого Pro/ENGINEER WILDFIRE автоматически просчитает все параметры, значения которых вычисляются с использованием уравнений, и выполнит проверку на корректность введенных значений в соответствии с заданными критериями. В нашем случае такая проверка показала, что высота увеличена слишком сильно и конструкция стала неустойчивой, а значит, необходимо увеличить и ее длину. На схеме (рис. 12) красным цветом показаны изменения, которые конструктор вносит вручную. После изменения параметров «записной книжки» каркасная модель обновляется автоматически (на рисунке показан новый каркас), а для обновления сборки достаточно выполнить команду «Перестроить» (Regenerate). Таким образом, изменение, внесенное конструктором на самом верхнем уровне — в «записной книжке инженера», повлекло за собой автоматические изменения на всех остальных уровнях — в сборке, в деталях, в чертежах.

Основные выводы

1. Применение нисходящего метода проектирования эффективно в том случае, когда нужно контролировать изменения взаимосвязанных параметров в различных компонентах сборки, а также при необходимости заранее (еще до разработки моделей деталей и сборочных единиц) определять их параметры.

2. Использование «записной книжки инженера» и каркасных моделей позволяет значительно сократить процесс внесения изменений в конструкцию за счет автоматического прохождения изменений по всем этапам не только конструкторской (модели, сборки, чертежи, спецификации), но и технологической (проектирование технологической оснастки, разработка управляющих программ) подготовки производства.

3. Нисходящий метод проектирования позволяет эффективно распараллелить работу над сборками между участниками процесса разработки, а при использовании в проектировании типовых конструкций заметно сократить сроки создания серии типоразмеров и вариантов исполнения изделий.

Эффективность использования нисходящего проектирования в Pro/ENGINEER WILDFIRE оценена по достоинству — этот метод активно применяют на многих российских предприятиях, о чем мы не раз рассказывали на страницах журнала, информируя читателей о результатах проектов, выполненных компанией SOLVER на отечественных машино- и приборостроительных предприятиях.

Олег Гаршин Руководитель подразделения «Системы автоматизированного проектирования и подготовки производства» инженерно-консалтинговой компании SOLVER. Александр Московченко Ведущий консультант отдела «Проектирование машин и конструкций» подразделения «САПР и ПП» компании SOLVER.

«САПР и графика» 11’2004

Технологическое проектирование энергетических объектов Пауэрз

Разработка ПСД на строительство и техперевооружение ТЭС

Компания разрабатывает ТЭО, проектную и рабочую документацию на строительство, реконструкцию и техперевооружение: тепловых электростанций; городских и районных котельных; тепловых сетей; автоматизированных систем коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителей; систем газоснабжения и газопотребления тепловых электростанций, котельных, промышленных предприятий; нефтебаз, складов ГСМ, складов кислот и щелочей.

При реализации таких проектов применяет комплексный подход, позволяющий добиться максимальных показателей во всех заявленных направлениях, как повышение производительности, продление паркового ресурса, снижение вредных выбросов в атмосферу. 

Проектирование систем газопотребления с АСУ котельными агрегатами

В рамках предоставляемых услуг инженеры проектируют системы газопотребления с АСУ котельными агрегатами; газомазутные водогрейные котлы, отвечающие требованиям современных норм и правил по безопасной и экономичной работе, экологии и энергоэффективности. Разрабатывают горелочные устройства для различных видов топлив тепловой мощностью от 5 до 45 МВт и аппаратуру химводоочистки, каркасы котлов, металлоконструкции, оборудование мазутоподготовки, в том числе фильтры и подогреватели, поверхностей нагрева котлов малой, средней и большой производительности, пакеты набивки РВП горячего и холодного слоев. Осуществляют перевод паровых котлов в водогрейный режим и на непроектные виды топлива. Проектируют современные горелки и разрабатывают технические решения по снижению выбросов NOx.

Системы сухого золоудаления

Наша компания разрабатывает современные экологичные системы сухого золоудаления и системы шлакоудаления из под-котла. В наших системах СЗУ применяются передовые разработки пневмотранспортировки. Подробнее

Разработка и экспертиза энергетических характеристик оборудования ТЭС и котельных

Приказ Министерства энергетики РФ, регулирующий правила технической эксплуатации электрических станций и сетей, обязует тепловые электростанции и котельные разработать энергетические паспорта, указывая характеристики эксплуатируемого оборудования, устанавливающие зависимость технико-экономических показателей его работы в абсолютном или относительном исчислении от электрических и тепловых нагрузок. Контроль за эффективностью работы тепловой электростанции и районной котельной также предполагает наличие графиков исходно-номинальных удельных расходов топлива на отпущенную электрическую и тепловую энергию. В рамках данного приказа, наша компания оказывает комплекс услуг: от формирования перечня необходимой исходной информации для заказчика до утверждения разработанной НТД по ТИ в исполнительных аппаратах генерирующих компаний.

Проведение тепломеханических расчетов котельных установок

Эффективность эксплуатации тепломеханического оборудования оценивается по итогам работы котельных предприятия за прошедший период. Расчеты по источникам тепла требуют высокой квалификации инженеров. Без теплотехнических расчетов невозможно обойтись, когда дело касается выбора типа котельной установки и вспомогательного оборудования. Сотрудничая вплотную с энергетическими предприятиями, компания выполняет тепловые расчеты схем электростанций, гидравлические расчеты, расчеты трубопроводов различных назначений.

Разработка ППР, ПОС и ПОР

Компания разрабатывает проекты организации строительства энергетических объектов, оказывает услуги разработки проектов производства работ ППР. Мы осуществляем документальную поддержку организации монтажа тепломеханического оборудования машинного зала и деаэраторного отделения ТЭС. Разрабатываем технологические графики монтажа оборудования и пр. Высокая квалификация сотрудников позволяет нам предлагать специализированные решения для упрощения сборки и монтажа тепломеханического оборудования. Мы также разрабатываем технологические процессы на ремонт энергетического оборудования (насосы, турбины и т.д.) 

Проведение аэродинамических расчетов, систем подачи воздуха, пыли

Основным условием обеспечения экономичной работы топочного устройства является равномерность и стабильность распределения воздушного потока к камерам сгорания. Исключить снижение экономичности сжигания из-за роста потерь, связанных с механической неполнотой сгорания, позволит проведение нашими специалистами аэродинамических расчетов газовоздухопроводов котельных установок. Компания выполняет тепловые расчеты схем электростанций, гидравлические расчеты трубопроводов различных назначений.  

Определение параметров нестационарных режимов систем теплоснабжения

Комплексная проработка нестационарных режимов систем теплоснабжения позволяет предотвратить аварии, вызванные повышением давления и гидравлическими ударами, которые могут сопровождаться разрушением теплофикационного оборудования источника тепловой энергии, трубопроводов и оборудования тепловых сетей. Определение параметров нестационарных режимов нацелено на улучшение функционирования систем теплоснабжения и их дальнейшей безаварийной работы.

Разработка документации на пылегазовоздупроводы

Штат конструкторов оказывает услуги по проектированию пылогазовоздухопроводов котельных агрегатов.

В комплект разрабатываемой документации стадии КМ входит: пояснительная записка; общие виды, с разбивкой на блоки; задание на строительные конструкции для крепления ПГВП; задание на компенсаторы ПГВП по трактам; сводная ведомость материалов.
В комплект разрабатываемой документации стадии КМД входит: рабочие чертежи трактов ПГВП, включая опорно-подвесную систему, компенсаторы, площадки и лестницы для обслуживания элементов ПГВП; рабочие чертежи блоков ПГВП; рабочие чертежи компенсаторов, опор и подвесок, площадок и лестниц.

Проектирование РЗА: оформление проекта | Проект «РЗА»

Есть такая хорошая поговорка, которую мы часто используем в команде – “безобразие должно быть однообразным!” Это действительно так.

Вы даже не представляете, сколько времени потеряете на приведение всех схем к одному виду, если не решите вопрос оформления перед началом работ! Особенно если над проектом работает несколько человек.

Все форматки, все шрифты, последовательность подразделов схем и т.д. должны быть выполнены одинаково! Руководитель группы должен всем указать, где брать шаблоны и строго контролировать результат.

Поставьте себя на место проверяющего. Что он почувствует и как он будет к вам относиться, если вместо стройного документа получит пачку «разнокалиберной» бумаги?

Требования к составу проектной документации описаны в Постановлении правительства РФ от 16.02.2008 N 87 (ред. от 12.11.2016) «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию», однако, я бы посоветовал использовать более полный документ – ГОСТ Р 21.1101-2013.

Итак, какие шаги нужно предпринять, чтобы проект в конце концов был оформлен в едином стиле:

1. Определиться со стилем текста.

Обычно в проекте используют текстовый стиль ГОСТ тип А (В). Этот стиль наиболее похож на тот, который использовался при ручном проектировании и имеет привычный для проверяющих вид.

В настоящее время, однако, нет особых требований к стилю текста, главное, чтобы он нормально отображался при печати.

Для этого не стоит использовать жирные шрифты и слишком мелкий текст потому, что на больших форматах он будет сливаться.

При написании Пояснительной записки подходят стандартные Times New Roman и  Arial, но можно использовать тот же ГОСТ тип А(В).

Файлы шрифтов нужно скопировать в папки Fonts программ MS Office и Autocad, а также в соответствующую папку САПР, если таковая используется вами.

Высота текста для позиционных обозначений элементов на схемах и примечаний обычно берется 3,5 мм.

2. Определиться с видом используемых условно-графических элементов (УГО)

Вид входов/выходов терминалов РЗА, реле, переключателей, ламп и других элементов схемы должен быть одинаковым во всех чертежах.

Если работаете в Автокаде на черном фоне, то старайтесь не использовать совсем светлых цветов, например, голубой или желтый. Их хорошо видно на черном фоне в программе, но при печати эти цвета практически исчезнут.

Есть также правила нанесения позиционных обозначений элементов и номеров цепей. Эти правила очень хорошо описаны в книге А.В. Беляева “Вторичная коммутация в распределительных устройствах, оснащенных цифровыми РЗА”. В части 2, на стр. 91 приведены основные правила маркировки цепей и позиционных обозначений сложных элементов, например, трансформаторов тока.

Думаю, подобную информацию можно найти и в более старых ГОСТах, но там скорее всего не будет таких цепей как ЛЗШ, шинок дуговой защиты и т.д., которые получили массовое применение именно для цифровых защит.

3. Определиться с нумерацией листов.

Существует несколько вариантов нумерации листов. Обычно листы нумеруют по количеству подразделов тома РЗА.

Например,

Общие данные — лист 1/ листов 1

Схема размещения защит – лист 2/ листов 1

Релейная защита и автоматика трансформатора Т1(Т2) – лист 3.1-3.18 / листов 18

Автоматика РПН трансформатора Т1(Т2) — лист 4.1-4.14 / листов 14

И так далее…

Таким образом номер листу дает подраздел тома РЗА (РЗА для различных присоединений, план шинок, схема оперативной блокировки и т.д.), начиная с листа 1. В каждом из подразделов сначала идет схема на форматке с большим штампом, а последующие листы – на форматках с маленькими штампами.

Если в подразделе больше одного листа, но его основной номер прописывается для всех листов схемы, а дополнительный номер указывается через точку (4.1, 4.2, 4.3…)

Иногда также прописывают сквозную нумерацию страницы, для всего тома в формате 1, 2, 3, 4…, начинаю с листа титульного листа (обложка не подлежит нумерации).

4. Определиться с порядком следования разделов внутри каждого листа схем.

Например, для принципиальной схемы РЗА линии 35 кВ порядок следования разделов такой:

— Перечень элементов

— Поясняющая схема

— Токовые цепи

— Цепи напряжения

— Цепи привода

— Оперативные цепи

— Цепи сигнализации

— Выходные цепи защит

— Цепи телемеханики

— Цепи АСУ

— Вспомогательные и резервные контакты

— Логические схемы

Нужно следить чтобы этот порядок сохранялся для каждой схемы.

 

5. Дополнительные условия (унификация узлов схем).

Самое сложное договориться о незаметных на первый взгляд вещах.

Например, сколько в каждом комплекте оставлять резервных выходов или транзитных клемм?

Делать ли закольцованную шинку из цепи 102 (минус дискретных входов терминала РЗА) для надежности или просто провести обычный шлейф?

Использовать ли в цепях для интерфейсов RS-485 терминалов разветвительные коробки или же просто применить клеммы?

На эти вопросы нет однозначных ответов. Нужно просто принять решение и следовать ему. Естественно следовать должны все.

Конечно эти моменты не так сильно бросаются в глаза, как первые четыре пункта, но все-таки определенный стиль должен быть

 

Помните! Несмотря на то, что оформление проекта не является самой важной задачей проектирования, вас всегда будут “встречать по одежке”. Иногда хватает одного взгляда на документацию, чтобы понять уровень проектировщика.

Это своего рода разведпризнак по которому проектировщики определяют “своих”) Советую разобраться во всех тонкостях оформления проекта и следить за единым стилем. Косвенно это будет повышать ваш статус как эксперта.

Принципы проектирования вторых путей. Комплексность проектных решений. Учет непрерывности движения поездов

14.Принципы проектирования вторых путей. Комплексность проектных решений. Учет непрерывности движения поездов.

Проектирование плана второго пути, особенно при наличии на су­ществующем пути значительного числа кривых, является «одним из наиболее сложных и трудоемких разделов проекта второго пути. Для обеспечения безопасности движения поездов план второго пути должен быть запроектирован так, чтобы его сооружение, а также движение рабочих поездов в период строительства не нарушали поездной работы по существующему пути. Проектом должна быть обеспечена также возможность выполнения последующей реконструкции существую­щего пути без переустройства вновь построенного второго пути и без нарушения условий нормальной эксплуатации последнего.

Исходными данными для проектирования второго пути являются:

— план существующего пути;

— продольный профиль;

— данные о принятой сторонности второго пути;

— данные об участках, на которых необходимо устройство раздельного земляного полотна или его размещение на уширенном междупутном расстоянии;

— схемы главных путей в пределах раздельных пунктов.

При проектировании плана второго пути ось существующего пути рассматривают как базисную линию. Положение оси второго пути опре­деляется расстоянием от оси первого пути, называемым междупутьем, или междупутным расстоянием.

На особо сложных участках линии (при косогорности, наличии противодеформационных сооружений и т. п.) задачу расчета плана решают путем последовательных приближений — выполняют комплексное проектирование плана, продольного и поперечных профилей на основе взаимной  увязки решений по каждому из этих элементов проекта.

Расчет обычно ведут в следующем порядке:

— параллельно и независимо от плана линии проектируют продольный профиль и поперечники из условия их   наибольшей целесообразности;

— формируют решение, общее по этим элементам проекта, путем их взаимной корректировки и определяют требуемые и допустимые смеще­ния оси пути в каждой расчетной точке;

— намечают решение по плану линии, по которому корректируют проектировку продольного и поперечных профилей.

Проектирование систем электрообогрева

Примеры проектов электрообогрева

Проектирование – один из самых важных этапов создания любого объекта, в том числе и систем электрообогрева. При проектировании объекта определяются основные его технические параметры, прорабатываются технические решения, подбирается элементная база и т.д. При проектировании систем электрообогрева в частности приходится решать задачи по теплотехнике, электротехнике, конструированию, а также задачи экономики при выборе в пользу того или иного технического решения. Созданная в ходе проектирования техническая документация позволяет Заказчику получить более точные сведения о системе электрообогрева, а также является основным рабочим документом для служб снабжения, монтажа и других подразделений.

Наша компания осуществляет работы по проектированию систем электрообогрева на основании технического задания Заказчика в соответствии с нормативными документами: ПУЭ, ГОСТ 50571.25-2001, ГОСТ Р МЭК 62086-2—2005, СНиП 41-03-2003, СНиП 23-01-99 и другими.

За 10 лет мы выполнили более 1200 проектов

320 резервуаров

168 000 м трубопровода

3 200 м² площадок

Бесплатный качественный расчет вашего проекта в сжатые сроки

Наличие CPO на выполнение проектных работ

Помощь в согласование проектной документации с контролирующими органами

Использование современной элементной базы, в том числе новинок оборудования и материалов

Обеспечение максимального экономического эффекта при работе системы электрообогрева

Предоставляем полную техническую документацию, исполнительные схемы шкафов управления обогревом

Этапы проектирования

1. Изучение технического задания, формирование ТКП на проектирование.
2. Теплотехнический расчет системы электрообогрева.
3. Выбор элементов системы обогрева (кабеля, соединительных коробок, автоматики, ШУ, крепления и т.п.).
4. Выполнение рабочей документации (РКД) на систему обогрева в соответствии с проектно-технической документацией и требованиями заказчика.
5. Согласование комплекта РКД с заказчиком.
6. Выдача согласованной РКД Заказчику в требуемой форме (pdf, dwg, бумажный экземпляр).

Реализованные объекты

Состав проектной документации

1. Пояснительная записка с расчетами, особенностями монтажа и эксплуатации систем обогрева.
2. Теплотехнический расчет объекта обогрева.
3. Схема монтажа нагревательного кабеля на объекте.
4. Монтаж типовых узлов системы электрообогрева.
5. Принципиальная схема шкафа управления электрообогревом.
6. Схема подключения нагревательного кабеля к шкафу управления, а также шкафа к питающей сети.
7. Спецификация оборудования и материалов.
8. Задание на подвод питания.

• Помощь в согласовании проектной документации с контролирующими органами;
• Оперативные корректировки проекта на этапе согласования;
• Соблюдение требований ГОСТ, ПУЭ, СНиП и т.д.

Сертификаты и благодарственные письма

Полезные статьи

Бесплатный расчет электрообогрева

• Рассчитаем требуемую мощность
• Подберем кабель и крепления, подходящий для Вашего объекта
• Порекомендуем удобную систему управления

Спасибо, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время

Заполните обязательные поля

Расчеты будут отправлены на Ваш e-mail, внимательно проверьте данные при отправке.