Технология расширения функций GlassX
Автоматизация неспецифичных работ
Монтажно-технологическая часть проекта
Впервые на страницах нашего журнала вниманию читателя предлагается цикл статей о комплексной отечественной САПР TechnoCAD GlassX, развиваемой с 1994 года и ориентированной на потребности проектирования при реконструкции предприятия, осуществляемого силами его проектно-конструкторского подразделения. GlassX эксплуатируется в основном в ОАО «Казаньоргсинтез» и отвечает его сложившимся потребностям. В этих статьях планируется последовательно осветить специфику решаемых задач, выбор путей решения, показатели назначения GlassX, автоматизацию неспецифических работ, автоматизацию монтажно-технологической и строительно-сантехнической частей проекта, подготовку схем автоматизации, электротехническую часть проекта, ведение регламентов химических производств и интеграцию в другие системы. В дальнейшем, по мере появления новых проблемно-ориентированных расширений GlassX, будет рассказано о каждом из них более подробно. Пока же этот цикл статей носит в значительной степени обзорный характер.
Безусловно необходимыми составляющими успешной деятельности любого производственного предприятия, действующего в условиях рыночной экономики, являются его постоянное развитие, освоение им новой продукции, технологий и оборудования, что подразумевает также непрерывное решение задач реконструкции предприятия. Автоматизация проектирования реконструкции предприятия имеет некоторые специфические особенности, о которых мы расскажем ниже.
Результатом проектирования реконструкции являются графические (в основном) и текстовые конструкторские документы для строительно-монтажных работ. При этом не существует возможностей сквозного использования электронного проекта вплоть до изготовления изделий, что бывает, например, в машиностроении и электронике.
Самой трудоемкой работой следует назвать подготовку чертежей. Все графические документы одновременно подчиняются требованиям двух систем российских стандартов — ЕСКД (единая система конструкторской документации) и СПДС (система проектной документации для строительства), что затрудняет применение иностранных графических пакетов.
Реконструкция характеризуется небольшим объемом каждого проекта при большом разнообразии марок входящих в него чертежей. Варианты различных марок (ТХ, ТК, ГСН, ГТ, ГП, АР, КЖ. КМ, КД, ОВ, ВК, НВК, ТС, ЭМ, ЭО, ЭН, ЭС, А) встречаются в одном проекте в количестве нескольких штук.
Кроме того, б о льшая часть проектной документации на предприятия, построенные до недавнего времени, имеется только в бумажной форме. Перевод ее в векторный графический формат целесообразно проводить постепенно, по мере необходимости, которая как раз и возникает в проектах реконструкции.
Проекты реконструкции, в отличие от новых проектов, эффективнее выполнять силами собственных проектно-конструкторских отделов (ПКО) действующего предприятия. К тому же среди заданий на проектирование встречаются и такие, которые связаны с аварийными ситуациями, так что для подключения внешних проектных институтов просто не бывает времени.
Выполнение множества (несколько десятков или сотен) проектов в течение года силами ПКО с небольшой численностью сотрудников затрудняет специализацию рабочих мест. На каждом рабочем месте разрабатываются чертежи нескольких марок, и потому требуются соответствующие САПР. В этой ситуации необходимы САПР с единым пользовательским интерфейсом, иначе слишком велики будут потери времени на освоение разнообразных приемов работы в нескольких средах проектирования.
Большинство проектов выполняются «поверх» прежних чертежей, с изменением одной части и сохранением другой. Поскольку прежние чертежи хранятся в архивах ПКО в бумажном виде, то варианты применения графических пакетов ограничиваются теми, которые обеспечивают эффективную работу над отсканированными чертежами одновременно с векторной частью (гибридные редакторы).
В чертежах различных марок имеются такие общие части, как строительная подоснова или технологическая схема. Они должны передаваться от одного проектировщика к другому и допускать доработку на разных рабочих местах, что возможно при поддержке единого графического формата. Производится и последовательная совместная итеративная разработка чертежей, в том числе в процессах согласования с пожарной инспекцией и другими службами.
Процесс автоматизации проектных работ в ПКО действующего предприятия идет постепенно, в том числе и в части технического оснащения. Сначала — постепенное оснащение компьютерами рабочих мест, где прежде компьютеров не было, затем — постоянное переоснащение новыми ПК, причем с параллельным оснащением изменяющимися моделями устройств печати. Особо стоит вопрос о переходе на новые операционные системы, который чаще всего не связан с производственной необходимостью.
На фоне подобной постепенности будет весьма желательно, чтобы САПР работала на компьютерах минимальной из имеющихся конфигураций и с самыми разнообразными устройствами печати.
САПР TechnoCAD GlassX разработана главным образом для нужд химического предприятия, что нашло отражение в составе электронных каталогов и развитии средств проектирования трубопроводных систем, в том числе подведомственных Госгортехнадзору. В остальном же этот материал относится не только к химическим предприятиям, но включает и задачи реконструкции любого предприятия.
Задача автоматизации проектирования реконструкции предприятия требует программного обеспечения, ориентированного на выпуск графической части проектов согласно ЕСКД и СПДС, работающего одновременно с растровой и векторной графикой и в едином пользовательском интерфейсе, автоматизирующего подготовку чертежей различной проблемной ориентации в едином графическом формате, причем с минимальными требованиями к ресурсам.
Чтобы автоматизация проектных работ приносила реальную пользу, прежде всего следует заинтересовать главное действующее лицо этой автоматизации — проектировщика, создать ему условия, в которых он сам будет стремиться применять САПР.
Основной принцип решения задачи автоматизации работ в этих условиях состоит не в однократном определении требований к программному обеспечению и технике, а в установлении требований к самому процессу постепенного перехода к компьютерным информационным технологиям проектирования конкретно в ПКО. И лишь затем из общей идеологии процесса перехода вытекают требования к программному обеспечению, причем они изменяются в зависимости от стадии процесса.
В результате многолетних усилий были выработаны приемлемые подходы к САПР, которые условно можно разделить на четыре направления: самостоятельное распространение, самостоятельное освоение, оперативное сопровождение разработчиком и непрерывное развитие.
Отношения с разработчиком (поставщиком) строятся таким образом, что у ПКО и у предприятия в целом нет ограничений на число рабочих мест, где применяется САПР. Программы нетребовательны к ресурсам и работают на любых компьютерах, которые имеются в ПКО, и с различными операционными системами. Защита от копирования отсутствует — любой проектировщик (конструктор) может самостоятельно установить GlassX и поработать с ним, оценив удобство и качество результатов.
Изначально русскоязычный пользовательский интерфейс, полная поддержка требований ЕСКД и СПДС, отсутствие ненужных (и поэтому непонятных и даже мешающих) возможностей, контекстная справка в любом состоянии ожидания — вот основные свойства GlassX, позволившие всем пользователям освоить его практически самостоятельно, изредка задавая вопросы по телефону. Несколько труднее GlassX осваивался работниками, которые не занимались проектированием на постоянной основе, но вносили изменения в технологические схемы регламентов производства, и здесь помог вводный курс обучения.
Отсутствие ненужных возможностей при подготовке чертежей определенных марок достигается заданием так называемого профиля работ: каждому профилю работ соответствует набор опций главного меню.
Оперативное сопровождение автоматизации работ в ПКО включает прежде всего консультации по телефону в рабочее время и передачу новых версий на конкретные рабочие места по электронной почте. Также выполняется ряд работ непосредственно в ПКО или на предприятии: подключение и пусконаладка новых устройств печати или сканирования, массовая установка новых версий и демонстрация их возможностей, разрешение вновь возникающих и ранее встречавшихся, но забытых программных и технических конфликтов, обсуждение планов технического оснащения ПКО и развития сетей.
Развитие САПР GlassX осуществляется двумя путями. Первый можно назвать эволюционным, то есть происходит адаптация к новым инженерным условиям эксплуатации, в частности к вводу в действие новых ГОСТов, ОСТов, стандартов предприятия, руководящих технических материалов, номенклатурных каталогов изделий, к появлению новых операционных систем, устройств печати, к изменению минимальных конфигураций имеющихся компьютеров, к появлению и изменению сетевых возможностей взаимодействия рабочих мест.
Второй путь — это включение новых проблемно-ориентированных расширений, в том числе комплексирование с другими программными системами. По мере освоения и привыкания к имеющимся возможностям GlassX и системе его поддержки и адаптации у пользователей возникают новые идеи об автоматизации работ, причем не только проектных. После обсуждения с разработчиком определяется задача и делается заказ на разработку. В качестве примеров можно привести подготовку схем автоматизации технологических процессов, специфицирование аксонометрических схем паропроводов и трубопроводов высокого давления, подведомственных Госгортехнадзору, а также программный комплекс ведения в электронной форме регламентов производства, состоящих из текстовых частей в формате Microsoft Word и из технологических схем в формате TechnoCAD GlassX.
А теперь перечислим общие укрупненные показатели, характеризующие GlassX как программную систему автоматизированного проектирования реконструкции предприятий: структурные, функциональные, технологические, правовые.
Для удобства работы проектировщика, разрабатывающего чертежи определенных марок, непосредственно при загрузке GlassX предлагает выбрать профиль работ (рис.1), который впоследствии можно изменить.
Рис.1. Выбор профиля проектных работ
Состав профилей работ соответствует общепринятому распределению работ между различными бюро ПКО, а профиль работ «Производственные регламенты» добавлен для ведения графических частей регламентов производства в электронной форме. Суть работ ясна из названий профилей, а в строительный профиль также входит санитарно-техническая часть.
Для автоматизации подготовки определенных чертежей GlassX имеет следующие функции:
• импорт технологических схем из TechnoCAD Stream и подготовка схем автоматизации технологических процессов: нанесение автоматически генерируемых обозначений средств автоматизации с выбором в электронных каталогах средств автоматизации, выпускаемых промышленностью; нанесение линий связи и их соединений; автоматическая генерация таблиц расположения средств автоматизации; автоматическое вычерчивание спецификаций и заказных спецификаций. Возможен импорт чертежей из САПР-Альфа;
• генерация чертежей строительной подосновы в плане (этаж, фундамент, покрытие/перекрытие) и в разрезе. При этом вводятся только параметры, описывающие подоснову, а графическое изображение генерируется автоматически. Задание параметров элементов строительной подосновы может осуществляться посредством выбора марки. Ведется дисковый архив параметрических представлений;
• компоновка оборудования в плане и в разрезе в производственных помещениях и на наружных установках с автоматическим контролем расстояний от габаритов оборудования до стен, колонн и другого оборудования;
• подготовка аксонометрических схем трубопроводных систем (АСТС), которая осуществляется с помощью специального графического редактора АСТС. Возможна работа в различных проекциях и видах; реализована автоматическая генерация поэтажных планов частей АСТС;
• подготовка спецификаций к аксонометрическим схемам участков трубопроводов монтажно-технологической части проектов по промышленным каталогам на давления до 10 и до 250 МПа: ведение специфицирующей информации в аксонометрических схемах с выбором в электронных каталогах; автоматизированное специфицирование фланцевых соединений. В АСТС возможно задавать общие рабочие давление и температуру для сужения списка доступных каталогов и изделий в них, автоматизированы работы с позиционными обозначениями; существует обязательное нанесение и специфицирование отводов. Комплектация фланцевых соединений для давлений свыше 10 МПа автоматически производится с соблюдением всех требований ГОСТ 22790-83;
• подготовка чертежей расположения оборудования и трубопроводов: генерация чертежей трубопроводов, опор и сечений; автоматизированная привязка арматуры к трубопроводам с изменением изображения самого трубопровода; генерация изображений теплоизоляции; нанесение обозначений трубопроводов и арматуры с выбором в каталогах;
• генерация чертежей узлов сварных соединений деталей газопроводов, паропроводов и трубопроводов высокого давления;
• подготовка рабочих чертежей элементов оборудования и трубопроводов;
• генерация чертежей узлов строительных конструкций на основе задаваемых параметров (параметрическая генерация);
• разработка чертежей профилей наружных сетей водоснабжения и канализации;
• специфицирование в чертежах отопления, вентиляции и кондиционирования, внутренних и наружных сетей водоснабжения и канализации, теплоснабжения на основе электронных каталогов, включая подготовку таблиц колодцев и дождеприемников;
• проектирование молниезащиты зданий и сооружений;
• ведение чертежей технологических схем в составе регламентов производства.
Доступность различных функций во время работы определяется профилем работ (рис. 2 и 3).
Рис. 2. Фрагмент главного меню для профиля работ «Электротехнический»
Рис. 3. Фрагмент главного меню для профиля работ «Монтажно-технологический»
Если САПР предназначена для создания чертежей, то разработка специализированных проблемно-ориентированных расширений оправдана в тех случаях, когда за счет их применения трудоемкость ввода данных существенно ниже трудоемкости черчения с помощью графического ядра САПР, включая проведение необходимых расчетов. Например, в тех случаях когда требуются трудоемкие расчеты или когда нормативные требования к чертежу предусматривают большое количество графических изображений по малому количеству исходных данных, то наиболее предпочтительна параметрическая генерация чертежа по исходным данным. Для решения подобных задач применяется технология, основанная на совместном хранении в одном элементе чертежа (в модуле) как исходных данных, так и результатов параметрической генерации.
Модуль включает видимую в чертеже совокупность геометрических элементов (рис. 4) и невидимое в чертеже параметрическое представление моделируемого объекта. Третья часть проблемно-ориентированного расширения — процедуры работы с модулем — помещается в программный код GlassX.
Рис. 4. Модуль аксонометрической схемы трубопроводной системы
Параметрические представления объектов в модулях вместе со специализированным кодом расширения САПР позволяют реализовывать самые разные модели объектов и методы их разработки. Специализация модулей легко опознается в чертеже, вследствие чего возможны многоэтапная разработка объектов проектирования и использование объектов-прототипов. Высокая структурированность параметров обеспечивает быстрый доступ к ним для различной обработки. Так, в модуль аксонометрической схемы можно автоматически вставить оси строительной подосновы — для этого нужно лишь выбрать модуль подосновы в чертеже. Легко автоматизируется и сбор сведений при генерации спецификаций и при контроле дублирования позиционных обозначений.
Комплект параметров модулей можно записать на диск (без геометрических элементов), что создает информационную среду проектирования в виде библиотек прототипов. При выборе комплекта для чтения с диска геометрия генерируется в режиме on-line, поэтому проектировщик без проблем ориентируется в прототипах (рис. 5).
Рис. 5. Выбор прототипа из дисковых комплектов параметров строительной подосновы
Как элемент чертежа модуль подчиняется обычным правилам: его можно удалить, подвинуть, растянуть и т.д., поместить в графическую библиотеку, к его геометрическим элементам возможны привязки. Все элементы модуля лежат на одном слое, но могут иметь разные типы линий и цвет.
При задании параметрического представления используется как стандартный пользовательский интерфейс (меню, формы ввода и пр.), так и специализированный для черчения и корректировки.
Таким образом, проектировщик в процессе развития GlassX всегда будет работать с привычным пользовательским интерфейсом. После освоения общей специфики работы с модулями при добавлении проблемных расширений проектировщику остается только освоить конкретную реализацию задач, которые он решает каждодневно и которые ему ясны и понятны.
Для обмена чертежами с другими графическими системами GlassX обеспечивает экспорт и импорт изображений через обменный формат .DXF.
Существуют специальные решения для импорта чертежей из систем, которые эксплуатируются на предприятии и в которых не предусмотрены собственные возможности печати и оформления чертежей:
• чертежей из САПР-Альфа в формате .DXF;
• технологических схем из TechnoCAD Stream в ее формате;
• принципиальных схем управления электроприводами из TechnoCAD Power в ее формате;
• принципиальных схем питающей и распределительной сети из TechnoCAD Elec в ее формате.
Для удобства подготовки сведений о трехмерной геометрии трасс трубопроводов реализован экспорт трасс в программу расчета систем пневмотранспорта TechnoCAD Klon через текстовый файл. Система управления проектными работами и проектной документацией TechnoCAD Dispet импортирует чертежи GlassX непосредственно в формате GlassX. То же самое относится и к интегратору электронных регламентов химических производств TechnoCAD Sintez, эксплуатируемому в технических службах предприятия, и к программе печати чертежей средствами ОС Windows TechnoCAD GlassV.
GlassX обеспечивает вывод на печать чертежей с помощью команд следующих языков:
• HPGL/2 (известный стандарт для плоттеров всех производителей и типов, поддерживается также почти всеми принтерами Hewlett-Paсkard);
• PCL/5 (для вывода растровых изображений; также широко распространен для различных устройств, исключая перьевые плоттеры);
• ESC/P EPSON (для матричных принтеров EPSON и других фирм; также часто оказывается подходящим и для струйных).
Для принтеров, которые изготовлены только под Windows, в комплект входит внешняя программа GlassV, загружаемая по опции главного меню GlassX и позволяющая выводить чертеж с помощью драйверов, которые предусмотрены в Windows.
Требования к компьютеру для работы GlassX повышаются только по мере выхода из употребления в ПКО устаревшей техники. В настоящее время для работы GlassX достаточно персонального IBM-совместимого компьютера, имеющего 6 Мбайт оперативной памяти и около 20 Мбайт на жестком диске. Операционные системы — MS DOS, OS/2, Windows 95/98/NT/XP. Для реализации специальных функций (печать через Windows и обновление библиотек электронных подписей по сети) необходима одна из вышеперечисленных версий Windows. По мере появления новых операционных систем производится адаптация к ним.
GlassX хранит чертежи, экономно используя дисковое пространство. Насыщенный чертеж шириной 841 и длиной 2523 мм , содержащий более 14 тыс. геометрических элементов, занимает 410 Кбайт на диске и столько же в оперативной памяти (об этом можно получить справку во время работы).
Несмотря на наличие в GlassX различных расчетных функций и автоматической генерации чертежей узлов, данная система не берет на себя ответственность за результаты проектирования, а лишь помогает проектировщику в работе.
Все новые части и проблемно-ориентированные расширения GlassX по мере их появления проходят отраслевую и государственную регистрацию через Отраслевой фонд алгоритмов и программ Минобразования РФ (ОФАП) от имени коллектива разработчиков (группа TechnoCAD). ОФАП (http://www.ofap.ru/) создан в первую очередь усилиями его руководителя Александры Ивановны Галкиной и ведет бесплатную регистрацию программ. Документация на зарегистрированное программное обеспечение группы TechnoCAD в электронной форме доступна бесплатно и без ограничений на сайте http://www.technocad.narod.ru/.
Будучи основным пользователем GlassX, ОАО «Казаньоргсинтез», имеет право устанавливать неограниченное число копий GlassX. Это предприятие является и основным заказчиком в плане развития GlassX, и в связи с этим нельзя не сказать о большой роли, которую играет в этом процессе энтузиаст автоматизации работ в ПКО, начальник монтажно-технологического бюро Юрий Михайлович Игнатов.
Будучи основным пользователем GlassX, ОАО «Казаньоргсинтез», имеет право устанавливать неограниченное число копий GlassX. Это предприятие является и основным заказчиком в плане развития GlassX, и в связи с этим нельзя не сказать о большом личном вкладе в этот процесс энтузиаста автоматизации работ в ПКО, начальника монтажно-технологического бюро Юрия Михайловича Игнатова.
В этой части описываются характеристики GlassX, имеющие значение для всех профилей работ или для большинства из них.
Интерфейс программы реализован как равновесие между простотой освоения и ясностью действий программы, с одной стороны, и удобством и скоростью работы проектировщика, с другой. Первое условие нашло отражение в развитой системе подачи справочной и дополнительной информации, в типовых решениях диалогов на основе меню и форм ввода с заголовками, в большом количестве сообщений и запросов программы. Второе — в выполнении множества операций непосредственно с клавиатуры или с помощью мыши без организации диалогов, в большом количестве умолчаний режимов работы программы, умолчаний установок элементов чертежа, горячих клавиш для запуска того или иного режима работы, в наличии кнопочных панелей.
Контекстная справка по текущему режиму работы доступна в любой ситуации по клавише F1 и содержит 12 тыс. строк в 1300 разделах. Текст справки начинается с содержательной характеристики ситуации и заканчивается описанием правил работы в текущем интерфейсном состоянии (рис. 6). Во вторую часть заглядывают менее опытные пользователи — всем остальным достаточно первой.
Рис. 6. Окно контекстной справки
Документация на GlassX содержит 11 тыс. строк и доступна из главного меню, так же как и справка о текущем состоянии программы, чертежа, ресурсах компьютера. Наиболее быстро меняющаяся часть характеристики текущего режима работы указывается в информационной строке вверху экрана.
Двухмерный чертеж GlassX включает как общепринятые геометрические элементы: отрезок, окружность, ее дуга, ломаная, прямоугольник, многоугольник, многострочный текст, размер, штриховка, так и более сложные и специальные: змейка (ломаная с прогибами сегментов), магистрали — обозначения трасс, таблицы, модули. Модули, как правило, ориентированы на специальные виды проектных работ.
В GlassX принудительно удовлетворяются требования стандартов ЕСКД, СПДС и других нормативов за счет специальной модели чертежа, не допускающей иных вариантов, кроме разрешенных стандартами (жесткое принуждение), а также за счет большего удобства применения стандартизированных решений (мягкое принуждение). Благодаря последовательному проведению этой политики не только повышается качество изображения и производительность труда проектировщика, что естественно для машинной графики, но и улучшается само содержание чертежей, их удобочитаемость.
Допускаются только разрешенные стандартами типы линий, масштабы чертежа, шрифты (рис. 7), величины стрелок, засечек, перехода выносных линий за размерные. Формат выбирается из вариантов ГОСТ 2.301. Дополнительные форматы разрешены, но их размер надо задавать вручную. То же самое относится к вариантам режимов ортогонализации, к заготовкам таблиц, основным надписям, стилям штрихования.
Рис. 7. Выбор в меню допустимых по ЕСКД размеров и наклонов шрифта
При специфицировании изделий, изображенных на чертеже, осуществляется выбор в электронных номенклатурных каталогах, которые полностью основаны на стандартах, технических условиях и информации заводов-изготовителей, причем автоматическое формирование обозначений и наименований изделий происходит в точности по тем правилам, которые заданы в исходной нормативной документации. Электронные каталоги включают средства автоматизации, оборудование, трубопроводную арматуру, элементы трубопроводов применительно к химическим производствам и промышленным зданиям. Выбор в каталогах производится из специального редактора таблиц, автоматически помещающего свойства изделий в соответствующие графы табличных конструкторских документов.
Условные графические обозначения в прилагаемых графических библиотеках соответствуют стандартам (рис. 8), но можно создавать и пользовательские графические библиотеки.
Рис. 8. Выбор графической библиотеки для подключения
Условные обозначения КИПиА, их линии связи и таблицы расположения, проекты молниезащиты, специфицирующие таблицы, аксонометрические схемы, профили наружных сетей водоснабжения и канализации, планы и разрезы строительной подосновы, монтажные чертежи трубопроводов, оформление чертежа рамками, основной и дополнительными надписями автоматически вычерчиваются по требованиям стандартов из параметрического представления, причем трудоемкость их вычерчивания вручную не идет ни в какое сравнение с автоматической генерацией.
Работа с растрами в GlassX определяется потребностями задачи реконструкции предприятия (внесение изменений «поверх» прежних чертежей, имеющихся в бумажной форме). Неизменяемая часть чертежа остается в растровом виде, нужные для стыковки с новой частью элементы обводятся на растровой подложке, а новая часть вычерчивается сразу в векторном виде. При этом в чертеже одновременно присутствуют и выводятся на печать и векторная, и растровая части (рис. 9). GlassX обеспечивает нормальное быстродействие и удобство работы с растрами (монохромный .PCX) длиной до десятков метров.
Рис. 9. Фрагмент гибридного чертежа: белый цвет — растр
Над растрами выполняются следующие операции:
• «Импорт из PCX-формата», «Подключение растра к чертежу», «Перенос растра» — по базовой точке или по смещению;
• «Образмеривание растра» — растяжение или сжатие таким образом, чтобы расстояние между задаваемыми двумя точками растра равнялось известной величине;
• «Поворот растра» — до приведения к горизонтали или вертикали указываемого на растре луча;
• «Наклейка на растр» — наклейка другого растра на имеющийся по совмещаемым лучам, указываемым на каждом из растров;
• «Удаление части», «Вырезание части» — удаление или оставление в растре части, указываемой наклонным прямоугольником.
Для облегчения обводки растра применяется автоматическая подгонка к точкам растра по задаваемому приближению геометрического элемента: точки, отрезка, окружности, дуги окружности, прямоугольника.
Специфицирование в GlassX осуществляется на основе электронных номенклатурных каталогов изделий, выпускаемых промышленностью: оборудования, труб, арматуры, элементов трубопроводов, приборов и др. Эти каталоги используются при специфицировании монтажно-технологической части проекта, схем автоматизации, чертежей марок ОВ, ВК, НВК, ТС и содержат для различных изделий их свойства, отражаемые при специфицировании, а также дополнительные свойства, требующиеся для обоснованного выбора изделия. Как правило, это диапазоны рабочих температур и давлений, диаметр условного прохода, диаметр и шаг резьбы, допустимая агрессивность сред, список возможных материалов и другие ограничения. При выборе задаются автоматически накладываемые ограничения (например, рабочие температура, давление, диаметр условного прохода), значения которых берутся из заданной клетки либо задаются как установки, что ускоряет выбор в каталогах. Выборку из каталогов также можно сузить, задав условия на любое из свойств изделий.
Рис. 10. Выбор в электронных каталогах труб
Данные заносятся в так называемый табличный модуль. В таблицу попадают пересчитанные значения в нужных единицах измерения, хотя при просмотре в каталогах могут встретиться и другие (мм вод.ст., кгс/см 2, МПа). Сервис табличного модуля дает возможность продолжать таблицы влево или вправо фрагментами нужной высоты, вставлять строки с номерами граф или повторять шапку, менять типы разделительных линий, шрифты текстов в каждой клетке и т.п. с мгновенной перегенерацией изображения. Комплект параметров табличного модуля можно записать на диск (файлы.TMO) для последующей доработки или использования как прототипа.
Автоматическая генерация спецификаций реализуется путем хранения в элементах чертежа невидимых специфицирующих свойств изделий. Проектировщик задает область сбора информации (текущий чертеж или несколько записанных на диск, типы учитываемых модулей, множество элементов в текущем чертеже), а затем производится автоматическое заполнение спецификаций. Имеется «Буфер изделий», позволяющий переносить одноименные специфицирующие свойства между специфицирующими документами, в том числе различных видов. Далее выполняются создание разделов, фасовка изделий между ними, упорядочивание, выделение общих частей и, при необходимости, перенумерация.
В GlassX есть ряд возможностей, которые часто отсутствуют в графических редакторах, но насущно необходимы пользователям.
Резервное копирование по заданным дням недели производится автоматически при первой загрузке GlassX; в этот день записываются копии чертежей, измененных или добавленных с момента создания предыдущей резервной копии.
В насыщенных чертежах удобен поиск нужного текста по подстроке.
Возможность выделения и вставки фрагментов чертежей облегчает повторное использование частей проектов.
При совместном использовании разными проектировщиками одних и тех же частей проектов (например, при дополнении технологической схемы схемой автоматизации, создании чертежей различных марок на общей строительной подоснове) полезно сравнение версий чертежа, при котором измененные, удаленные и добавленные геометрические элементы выделяются цветом.
Для сохранения и контроля целостности чертежа при передаче его на другое рабочее место в GlassX применяется метод электронной подписи. Он состоит в том, что при наличии хотя бы одной подписи запрещено любое изменение чертежа. Сами подписи являются личными и защищены личными паролями. Наличие подписи на чертеже гарантирует идентичность его содержания тому, что было в момент подписания.
Даже описываются способы автоматизации работ по профилю «Монтажно-технологический».
Генерация чертежей сварных соединений осуществляется по требованиям ГОСТ 16037-80 и др. на основе специальной неизменяемой графической библиотеки с заготовками чертежей. Вначале предлагается выбрать нужный вариант сварного шва из графической библиотеки, включающей 11 вариантов швов для деталей паровых рубашек, 108 и 65 вариантов швов соответственно для стальных трубопроводы с Ру до 10 МПа и с Ру от 10 до 100 МПа. Затем с помощью простых форм ввода и меню уточняются качественные и количественные характеристики, такие как тип шва, размеры и др., при этом запрашивается только нужная для выбранного варианта информация. Потом дополнительные характеристики автоматически вносятся в нужные места — и чертеж готов (рис. 11).
Рис. 11. Чертеж сварного шва и вводимые для него данные
Генерация осуществляется аналогично генерации чертежей узлов сварных соединений, но результатом является оформленный рабочий чертеж детали с техническими требованиями к изготовлению (рис. 12).
Рис. 12. Рабочий чертеж линзы для фланцевого соединения высокого давления
Состав элементов монтажа, для которых генерируются рабочие чертежи:
• фланцы арматурные Dу до 1000 мм по ГОСТ 12815-80, ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12821-80;
• фланцы для арматуры, соединительных частей и трубопроводов Dу от 6 до 200 мм и Ру от 20 до 100 МПа по ГОСТ 9399-81;
• концы присоединительные резьбовые Dу от 6 до 200 мм , Ру от 10 до 100 МПа по ГОСТ 9400-81;
• линзы уплотнительные Ру от 10 до 100 МПа по ГОСТ 10493-81 (компенсирующие, с буртом и без бурта);
• шпильки Ру от 10 до 100 МПа по ГОСТ 10494-80;
• гайки Ру от 10 до 100 МПа по ГОСТ 10495?80;
• переходы с фланцами Ру от 10 до 100 МПа по ГОСТ 22806-83;
• фланцевые соединения труб и деталей трубопроводов высокого давления по ГОСТ 22790-83.
GlassX автоматизирует работы по компоновке оборудования и по вычерчиванию трубопроводов.
Группы геометрических элементов чертежа отмечаются для объединения в компоновочные блоки, у которых задается ширина отслеживаемых проходов. По опции «Изменение блоков» возможны перенос на другое место, растяжение, сжатие, вращение на угол, кратный 90°, и зеркальное отражение выбранного множества блоков, которые могут выбираться только целиком. Операция «Компоновка» имеет два режима работы: основной и проверочный.
Основной режим компоновки позволяет просматривать габариты блоков и установленные ширины их отслеживаемых проходов. Подсвечиваются также ширины проходов между блоками. Можно проводить перемещение блоков (по одному с показом расстояний), поворот их на угол, кратный 90°, изменение отслеживаемых ширин проходов.
Режим проверки постоянно поддерживает выделенными на экране габариты блоков, которые расположены неудовлетворительно по отношению друг к другу. GlassX также позволяет просматривать габариты блоков с учетом ширины их отслеживаемого прохода, находить минимальную ширину проходов на большом протяжении вдоль вводимого пользователем отрезка.
Для вычерчивания трубопровода указываются радиус и тип поворота (гнутый, сварной, встык), вершины ломаной осевой линии, а сам трубопровод вычерчивается автоматически в интерактивном режиме. Соединения и концы трубопроводов предлагаются GlassX как варианты изображения, соответствующие указанной проектировщиком точке на трубе, в месте пересечения труб или их окончания.
Графические обозначения арматуры выбираются в графической библиотеке и изменяются в масштабе с указанием строительной длины, затем подводятся к нужному месту трубопровода и автоматически точно привязываются к его оси (или к пересечению осей для угловой арматуры и тройников).
При вычерчивании опор повторение их изображений с заданным шагом и простановка расстояний между ними происходят автоматически.
Изображения сечений трубопроводов строятся автоматически в части сечений самих труб, теплоизоляции и расстояния между трубами (рис.13).
Рис.13. Сгенерированные чертежи трубопроводов с обозначением и сечением
Для нанесения обозначения трубопроводов запрашивается точка на оси первой трубы, затем точка на оси последней трубы. Генерируется и наносится на чертеж их нумерация с засечками на осях труб, а также текст обозначения с указанием диаметров, толщины стенок и материалов входящих труб (см. рис. 13).
Под аксонометрическими схемами в GlassX понимаются аксонометрические схемы трубопроводных систем (АСТС), включаемые в состав рабочих чертежей по ГОСТ 21.401 «Технология производства» (схемы соединений монтажные, чертежи специальных технологических трубопроводов), по ГОСТ 21.601 «Водопровод и канализация» (схемы систем водопровода и канализации), по ГОСТ 21.602 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» (схемы систем отопления, теплоснабжения, вентиляции). В соответствии с требованиями этих стандартов АСТС представляются во фронтальной диметрической или изометрической проекциях по ГОСТ 2.317 (аксонометрические проекции) и отвечают требованиям ЕСКД. В системе допускается использование указанных проекций с поворотом осей X и Y (шесть дополнительных проекций).
Общие требования ЕСКД обеспечиваются графическим ядром GlassX. Собственно АСТС содержит следующие специфические элементы (не обязательно все одновременно):
• линии, изображающие трубопровод, включая разрывы в виде серии точек или двух волн обрыва;
• условные графические обозначения опор, элементов трубопроводов и трубопроводной арматуры;
• буквенные обозначения разрывов труб;
• текстовые сведения о маркировке и диаметрах труб, о типе и размерах опор, об обозначениях элементов трубопроводов и арматуры;
• текстовые сведения об уклонах труб;
• другая текстовая информация более общего характера, относящаяся к трубам, опорам, элементам трубопроводов и трубопроводной арматуре;
• позиционные обозначения для специфицирования элементов трубопровода с одним или несколькими позиционными номерами в каждом обозначении;
• размеры, характеризующие длины труб, положение поворотов и концов труб, положение опор и арматуры на трубах;
• отметки высоты поворотов и концов труб, высоты расположения опор и арматуры на трубах;
• оси плана строительной подосновы;
• вспомогательное изображение аксонометрических осей координат (картинка с осями);
• изображения аппаратов, в которые входят трубы.
Видимое в чертеже плоское изображение этих элементов генерируется по параметрическому трехмерному представлению в соответствии с заданной проекцией. Трехмерное представление хранится в чертеже вместе с графическим представлением как модуль АСТС и допускает также хранение на диске в виде файла с комплектом параметров .ACS.
Изображение допускает самостоятельную корректировку — оформление, которое уже не отражается в трехмерном представлении. Связь двух сторон модуля АСТС между собой осуществляется заданием нужной проекции, видимости объектов и требуемого слоя по высоте. Различные проекции, установки видимости и слои используются для создания окончательного изображения всей схемы, для генерации поэтажных планов в целях контроля правильности схемы, для наглядного рассмотрения схемы во время ее подготовки. Трехмерное представление включает сведения, достаточные для генерации изображения собственно схемы — вышеперечисленных специфичных элементов АСТС, за исключением изображений аппаратов. Дополнительно в нем хранятся специфицирующие свойства элементов, достаточные для генерации спецификации к этой схеме.
Операции по подготовке АСТС иллюстрируются составом опций основного меню, меню добавления, редактирования и установок (рис. 14-17).
По опции основного меню «Специфицирование части» загружается редактор таблиц для правки специфицирующих свойств элементов с выбранными позиционными обозначениями. Из редактора таблиц обеспечивается доступ к электронным каталогам.
В ходе работы можно «покрутить» схему в пространстве, проверяя правильность ее вычерчивания (рис. 18).
Рис. 14. Основное меню подготовки АСТС
Рис. 15. Меню добавления объектов в АСТС
Рис. 16. Меню редактирования АСТС: доступны опции для выбранного объекта «труба»
Рис. 17. Меню установок подготовки АСТС
Рис. 18. «Облет» АСТС с произвольными угловыми шагами в пространстве
Спецификации в монтажно-технологических частях проекта создаются к аксонометрическим схемам участков трубопроводов (АСТС) по промышленным каталогам на давления до 10 и свыше 10 МПа (ГОСТ 21.401 «Технология производства» — схемы соединений монтажные, чертежи специальных технологических трубопроводов). Специфицирующие свойства элементов АСТС могут назначаться (выбираться) при подготовке самой АСТС либо в режиме специфицирования, причем в обоих случаях с доступом к электронным каталогам.
Для АСТС в GlassX создаются четыре табличных документа: спецификация по ГОСТ 2.108-68; заказная спецификация по ГОСТ 21.103-78; ведомость трубопроводов по участкам, которая реализована не в форме ГОСТ 21.401, а в специальной табличной форме, более удобной для монтажных подразделений и называющейся в дальнейшем монтажной ведомостью; спецификация по ГОСТ 2.108-68 для трубопроводов высокого давления.
Из электронных каталогов автоматически заполняются графы «Обозначение», «Наименование», «Масса единицы, кг», «Наименование и техническая характеристика оборудования и материалов. Завод-изготовитель (для импортного оборудования страна, фирма)», «Тип, марка оборудования. Обозначение документа и номер опросного листа», «Единица измерения: наименование» и большая часть граф монтажной ведомости.
Сложная и детализированная структура монтажной ведомости позволяет, с одной стороны, облегчить проведение монтажных работ, а с другой стороны, дополнительно автоматизировать выбор изделий в каталогах и другие работы по ее подготовке. Указываемые в характеристике участка трубопровода рабочие температура и давление действуют на все изделия, специфицируемые в рамках этого участка. Диаметр условного прохода арматуры и фланцев должен быть одинаковым в рамках одной трубы. В рамках одного фланцевого соединения требуется соответствие по таким размерам, как диаметр условного прохода, диаметр и шаг резьбы, длина шпилек и толщина фланцев и др., а также количественное соответствие отверстий во фланце, числа шпилек, болтов, гаек и шайб.
Спецификация трубопровода высокого давления по ГОСТ 2.108-68 содержит те же графы, что и для давлений до 10 МПа, но не имеет разделов. Графа «Позиция» содержит позиционные номера изделий в аксонометрической схеме трубопровода, расположенные в порядке последовательного увеличения вниз по спецификации, начиная с единицы. Документ допускает автозаполнение из модуля АСТС в чертеже или из комплекта параметров АСТС на диске .ACS.
По опции «Правка таблицы» при работе с монтажной ведомостью автоматически устанавливаются условия выборки из электронных каталогов по рабочим температуре и давлению, по диаметру условного прохода, если они уже указаны в монтажной ведомости. Автоматически устанавливается и выборка объектов в каталогах, например крепеж или трубы (рис. 19).
Рис. 19. Выбор из списка имеющихся каталогов для объекта «трубы»
Доступная для монтажной ведомости операция «Фланцы» автоматизирует специфицирование фланцевого соединения как последовательный выбор в электронных каталогах образующих его фланца, шпильки или болта, гайки, шайбы, прокладки или линзы, с учетом требуемой длины резьбового стержня и последующим расчетом их количества.
Специфицирование специальных технологических трубопроводов имеет особенности, которые касаются отводов, фланцевых соединений, позиционных обозначений и специфицирующих свойств элементов АСТС.
На всяком повороте трубы обязательно вставляется отвод, который включается в спецификацию и должен иметь на схеме позиционное обозначение. В библиотеке условных графических обозначений АСТС монтажно-технологического профиля для этих целей предусматриваются специальные элементы — отводы с углами 15, 30, 45, 60 и 90°.
ГОСТ 22790-83 «Сборочные единицы и детали трубопроводов на Pу свыше 10 до 100 МПа» накладывает ограничения на технические характеристики элементов фланцевого соединения (фланцев, прокладок или линз, шпилек, болтов, гаек, шайб). GlassX имеет специальные средства специфицирования фланцевых соединений, упрощающие выполнение этих ограничений. Групповое позиционное обозначение с пятью номерами считается относящимся к фланцевому соединению. Позиционные обозначения проставляются на трубы и блоки, которые подлежат включению в спецификацию. Каждое позиционное обозначение имеет сноску на трубу или блок и содержит один или несколько позиционных номеров. Каждый позиционный номер означает одно или несколько одинаковых изделий, занимающих одну строку в спецификации. В составе группового позиционного обозначения могут встречаться и позиционные номера невидимых на схеме элементов, таких как крепеж или прокладки. GlassX обеспечивает автоматическую перенумерацию в позиционных обозначениях при изменении АСТС, таким образом, что позиционные номера всегда идут от единицы подряд.
При создании спецификации учитываются только элементы АСТС, имеющие позиционные обозначения. Тем самым допускается специфицирование только изменяемой при реконструкции части трубопровода — посредством нанесения на АСТС и на неизменную его часть. Специфицирующие свойства сохраняются в чертеже в модуле АСТС и на диске в комплекте параметров АСТС.
Продолжение следует.