Eplan рассказал о внедрении САПР EPLAN в ООО НПП «ЭКРА»

16 мая 2018 года Eplan рассказал о внедрении продукта Eplan Pro Panel в процесс производстве шкафов РЗА серий ШЭ2607 и ШЭ2710 компанией ООО НПП «ЭКРА».

Предпосылки проекта

Одним из важнейших продуктовых направлений ООО НПП «ЭКРА» являются шкафы микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики (МП РЗА) серий ШЭ2607 и ШЭ2710 оборудования подстанций класса напряжения 110-220 кВ и 330-750 кВ, соответственно. Потребности отрасли и жесткая конкуренция на российском рынке устройств МП РЗА диктовали необходимость сокращения сроков изготовления шкафов без ухудшения их качества. С целью дальнейшего увеличения объемов серийного производства и повышения качества технической документации было принято решение о начале работ по внедрению электротехнической системы автоматизированного проектирования (САПР), позволяющей наряду с оптимизацией процесса проектирования и увеличением производительности усовершенствовать технологический процесс производства выпускаемых шкафов РЗА.

На основании обзора имеющихся предложений и с учетом специфики разрабатываемой продукции были рассмотрены два наиболее известных программных продукта САПР: E3.series производства «Zuken» и EPLAN фирмы «EPLAN Software & Service». Основными критериями сравнения стали: удобный интерфейс программы, интуитивно понятное трехмерное проектирование, возможности стандартизации проектирования, интеграции с системами автоматизированного управления и учета, уже внедренными на предприятии. На основании результатов проектирования опытного образца шкафа серии ШЭ2607 в обоих программных продуктах предпочтение было отдано системе EPLAN.

Внедрение проекта

Схема электрическая принципиальная

Для внедрения САПР EPLAN в первую очередь потребовался ряд организационных изменений в структуре отдела разработки подстанционных защит предприятия. До системы EPLAN для разработки электрических принципиальных схем шкафов РЗА использовались графические редакторы Компас и MS Visio. Обозначения рядов клеммных зажимов и перечни элементов формировались с помощью текстового редактора MS Word. При этом проектировщику приходилось тратить немало времени на внесение необходимых по проекту изменений в типовую электрическую схему шкафа, на создание соответствующих рядов зажимов и перечня элементов. Такая рутинная работа не исключала появления механических ошибок на любом из ее этапов.

В системе EPLAN основой для проектирования шкафа являются предварительно созданные библиотеки и макросы (комбинации символов), которые разрабатываются пользователями САПР в соответствии с требованиями ЕСКД. Так как символы относятся к самым важным элементам в EPLAN, их созданием и обслуживанием БД изделий занимается специально назначенный ответственный администратор, от работы которого во многом зависит эффективность использования САПР. EPLAN является гибкой платформой, позволяющей расширять функционал с помощью Add-In, встраиваемых в программу дополнений.

В НПП «ЭКРА» в качестве ERP-системы используется программный продукт 1С8:УПП – решение фирмы «1С» для построения комплексных информационных систем управления деятельностью многопрофильных предприятий. С использованием созданных Add-In возможностей в состав проекта EPLAN выгружаются из 1С8:УПП все исходные данные о заказе шкафа. К таким данным относятся: заводской номер шкафа, тип шкафа, наименование объекта, технические характеристики шкафа, тип конструктива.

Cтандартными средствами программы выполняется проверка схемы на наличие ошибок, которая позволяет выявить дублирование контактов устройств или клемм, неправильное маркирование типов проводов для токовых цепей, использование устройств, которые уже не выпускаются, и др. Автоматическое формирование клеммного ряда (рис. 3а) и перечня элементов (рис. 3б) в табличной форме производится генерацией соответствующих отчетов. Перечень элементов (спецификация) шкафа автоматически выгружается в учетную систему 1С8:УПП, формируя потребность в складских запасах комплектующих. Принципиальная электрическая схема шкафа сохраняется в формате макроса страниц (все листы схемы в одном файле) и передается в составе задания на последующий этап конструирования. Разработанная схема, а также таблицы клеммного ряда и перечня элементов включаются в графический раздел Руководства по эксплуатации шкафа.

Конструкторская документация

Задачи выполнения конструкторских работ в системе САПР EPLAN потребовали предварительного создания БД трехмерных моделей элементов металлоконструкций и аппаратов. Используя трехмерные модели узлов металлоконструкций, были созданы шаблоны по типоразмерам всех выпускаемых предприятием шкафов РЗА. Также была проработана база по аппаратной части, куда вошли схемы сверления (пробивки) плит и дверей шкафа под установку аппаратов и описания координат их выводов по осям X, Y, Z, длинам и типам наконечников для провода и т.п.

Работа инженера-конструктора в системе EPLAN начинается с создания нового проекта на базе готового, который содержит все виды отчетов и трехмерной модели шкафа нужного габарита и типа. Далее восстанавливается макрос страниц электрической схемы, переданной с заданием на конструирование, и импортируются все данные конструируемого шкафа из учетной системы 1С8:УПП.

Создание трехмерной модели шкафа заключается в компоновке шкафа согласно импортируемой схеме. При необходимости в БД вносятся новые макросы узлов металлоконструкций или аппаратов. Сборочные чертежи металлоконструкции шкафа создаются стандартными средствами Eplan путем настройки отображения обзоров видов трехмерной модели. Спецификация на шкаф формируется автоматически на базе шаблона.

Далее производится выгрузка в 1С8:УПП полного состава шкафа, включающего в себя разузлованную металлоконструкцию, файлы пробивок дверей и плит (формат .dхf). Затем конструктор дает команду EPLAN автоматически маршрутизировать и оптимизировать проводные соединения между аппаратами в соответствии с принципиальной схемой. Данная процедура в EPLAN выполняется из условий, что к одному выводу должны приходить не более двух проводов и длина проводов, по возможности, должна быть минимальной. Обязательным требованием является обеспечение удобства последующей эксплуатации шкафа (протяжка винтовых соединений, возможность демонтажа и др.).

На базе полученной модели шкафа автоматически создаются два вида отчетов: таблица соединений и схема соединений (монтажная схема). Комплект документации передается на участок сборочного производства.

Изготовление шкафа

После изготовления и комплектования всех необходимых деталей слесарь на основе сформированных системой EPLAN сборочных чертежей и спецификации (в бумажном виде) собирает конструктив шкафа. Монтажник, также на основании сборочных чертежей и спецификации, выполняет установку необходимых аппаратов в шкаф и маркирует их заранее подготовленными шильдиками. На заключительном этапе изготовления выполняется последовательный монтаж аппаратов в соответствии с его монтажной схемой. Каждый этап изготовления шкафа выполняется в соответствии с технологической документацией на выполнение конкретных операций под контролем ОТК.

Одним из результатов работы системы САПР EPLAN является файл информации о монтажных соединениях внутри шкафа, который автоматически генерируется на этапе работы инженера-конструктора.

По итогам полного производственного цикла изготовления «пилотных» шкафов РЗА работы были получены следующие результаты:

• сформированы бизнес-процессы разработки принципиальной электрической схемы и конструктивных решений, изготовления шкафов, создания и пополнения БД новых изделий;
• организована БД системы, созданы необходимые формы и шаблоны отчетов;
• реализована интеграция с ERP-системой предприятия, с металлосборочным и монтажными производствами, сборочным и монтажным производствами;
• внедрена автоматизация проверки монтажа.

С учетом положительных результатов производства «пилотных» шкафов было принято решение о переходе к полному внедрению САПР EPLAN в серийное производство шкафов РЗА подстанционного оборудования.

Глубокая интеграция

На этом этапе были поставлены следующие цели и задачи:

• обучение всех специалистов разработчиков работе в САПР Eplan;
• полный переход на выпуск и создание документации в формате САПР Eplan;
• глубокая интеграция САПР Eplan в производственную цепочку изготовления шкафов.

Целый ряд доработок программы, предложенный НПП «ЭКРА» по усовершенствованию системы, был учтен фирмой-разработчиком в последующих версиях программного продукта. В рамках совершенствования производственного процесса с применением САПР EPLAN особый интерес вызвал вопрос применения станка по нарезке, заделке и маркировке проводов при монтаже шкафов. Средства САПР на этапе конструирования шкафа позволяют получать данные по длинам проводов и применяемым наконечникам, что позволяет автоматизировать часть работы монтажника. Группой EPLAN были созданы отчетные формы по автоматической генерации таблиц соединения и чертежей маршрутизации проводов. Проведенные эксперименты по монтажу шкафов с нарезанными и промаркированными проводами показали возможность автоматизации технологического процесса и выявили целый ряд новых вопросов технологического сопровождения, обучения персонала.

Результат внедрения

На всех этапах серийного производства шкафов защит подстанционного оборудования выполнен переход на использование выбранной автоматизированной системы.

Важными преимуществами САПР являются возможности автоматического формирования схем электрических соединений, выявления ошибок проектирования, сквозного проектирования на всех этапах, организации планирования выпуска документации и, как следствие, повышение производительности при сокращении сроков серийного производства.