Elektrotechnické projekty v SolidWorks

Tags: 3D CAD | ECAD

Už několik století a podle některých archeologických objevů i tisíciletí využíváme elektřinu. Postupně jsme se od osvětlení, motorů, topidel ... propracovali k dnešku, kdy jsou elektrická zařízení prostě všude ... od obrovských průmyslových komplexů po nejjednodušší spotřební zboží. Pro mechanické výrobky se používá 3D CAD návrh. Dlouho sice v počítačovém konstruování převládalo „prkenné" 2D uvažování a 2D CADy spoléhající na zvyk promítání prostorové reality do 2D průmětů. Ale rozum i zde nakonec zvítězil. A spíš než prostý rozum to byla efektivita práce ve 3D – konstruktér vidí, co vlastně navrhuje, a šéfové si rychle spočítají, že konstruování ve 3D je vyjde mnohem levněji než kreslení čar.

V oblasti elektronávrhů je ale situace podobná jako dřív ve strojařině – obvody se většinou navrhují „tradiční" metodou – schéma zapojení a výkres. Pořád na to stačí 2D, napohled jednoduchá schémata k tomu přímo svádí.
V reálu to ale zdaleka tak jednoduché není – na jednoliniové schéma zapojení navazují schémata víceliniová s jednotlivými vodiči, výkresy s tabulkami zapojení, kusovníky s délkami vodičů... Informace mezi jednotlivými etapami se přenáší ručně, změny a úpravy je potřeba provádět pozorně. Pro souběžné zpracování návazných etap při této metodě prostor není. A protože je elektrický obvod částí prostorového zařízení, v dalším kroku se mu dále přizpůsobuje – aby byly vodiče dost dlouhé a nepřekážely při funkci, svorky byly přístupné, ovládací prvky byly na správných místech. Při „tradiční" metodě elektronávrhu se pak někdy stává, že proběhne několik kol změn v mechanické i elektročásti, aby produkt fungoval a vypadal dobře. Toto hledání kompromisů vývoj zpomalí, prodraží a výrobek tím může utrpět.

SolidWorks i pro elektrotechnické projekty

3D konstrukční systém SolidWorks je díky svému výkonu, jednoduchému prostředí a širokému rozsahu funkcí velmi rozšířen. Proto jej firma Dassault Systèmes SolidWorks Corporation doplnila o možnost návrhů obsahujících i elektrické rozvody. Při obousměrném provázání mechanické a elektročásti je spolupráce mezi profesemi ideální – výrobky se od samého počátku navrhují opravdu komplexně. Všechny změny se okamžitě přenáší z elektronávrhu do mechanického a naopak. Vývoj je levnější, rychlejší a kvalitnější. Výrobek má mnohem lepší předpoklady uspět v konkurenčním prostředí.

SolidWorks Electrical existuje ve verzích 2D, 3D a Professional. Moduly 2D a 3D se dají používat samostatně nebo se při současném použití doplňují. Professional zahrnuje 2D i 3D.

SolidWorks Electrical 2D slouží pro dynamické vytváření elektrotechnických schémat. Ta mohou být ve formě jednočárového konceptu, který se dá rozšířit na detailní víceliniová schémata. Systém je postaven na databázi elektrosoučástí, která se dá doplňovat např. o nestandardní díly. Díky této vlastnosti a křížovým odkazům je možné, aby na zakázce pracovalo několika projektantů současně. Databáze obsahuje přes 500 000 součástí a je komplexní – každý symbol použitý ve schématech se odkazuje na 3D model se skutečnými rozměry, svorkami a vazbami pro umístění ve 3D. Electrical 2D obsahuje i nástroje pro zapojování rozváděčů a PLC obvodů.

Electrical 2D není závislý na vlastním systému SolidWorks – je možné jej provozovat samostatně. Prostředí je jednoduché a přehledné. Program při konkrétní činnosti nabízí právě to, co uživatel potřebuje. Nezahrnuje ho funkcemi, které sice má, ale v dané chvíli je použít nemůže. Funkce Crtl+C a Crtl+V fungují s ohledem na jistou inteligenci použitých symbolů – zkopírované části schémat se jednoduše znovu propojí s celkem. Je možné i sdílení společných knihoven „bloků" – částí schémat pro opakované použití. Obsahuje i centrální správu symbolů, šablon výkresů, maker, kabelů a součástek, které mohou zahrnovat i odkazy pro ERP informační systém firmy.

SolidWorks Electrical 3D je doplňkový modul SolidWorks. Propojuje 2D schémata se 3D konstrukcemi. Obousměrná aktualizace mezi 2D a 3D v reálném čase zaručuje spolehlivá komplexní data v průběhu celého procesu vývoje, včetně strukturovaných kusovníků. Umísťování elektrických součástí a vodičů do 3D modelu umožňuje konstrukce lépe plánovat, identifikovat případné problémy a kolize a zabránit vzniku zmetků či nákladnému přepracovávání návrhů.

Použití starších 2D výkresů

Jedna z důležitých vlastností dat vytvářených počítačem je možnost jejich opakovaného použití. Když je dokumentace se spoustou modelů, výkresů, kusovníků, zpráv a dalších informací kompletní, proč ji nevyužít pro další projekty? V případě dat, která jsou vzájemně provázána, se při zpracování obdobných zakázek ušetří opravdu hodně nákladů.

Jak už bylo řečeno, elektrikářská schémata vypadají jednoduše, proto se pro jejich vytváření často používají 2D CADy. Jsou to pak sice statická schémata, která nejsou napojena na databázi a sama se neaktualizují, ale obsahují značný objem práce, kterou do nich projektanti vložili. Pokud se uloží do formátu DWG, SolidWorks Electrical je načte. Mohou se pak použít ve 3D, např. pro nalezení nejvhodnějšího umístění elektrosoučástí, optimálních kabelových tras, vygenerování výrobní dokumentace. Nebo se takto načtená a „oživená" schémata použijí pro další podobné projekty.

Proč vlastně usnadňovat projektantům práci?

Na příkladu 3D strojařských programů je v první řadě jasná jejich efektivita – opakované použití hotových projektů, možnost souběžné práce, spolehlivost výrobní dokumentace, dříve dokončené zakázky. To znamená přímý zisk – peníze pro firmu.

Ve druhé řadě jsou to vlastní uživatelé – projektanti. SolidWorks Electrical je přehledný a jednoduchý nástroj, který provede mnoho činností za projektanta sám. Ten pak může svou práci udělat kvalitněji. V optimálním případě se pak z běžného projektanta stane projektant, kterého práce vysloveně baví a pro kterého je práce hrou.

Například při návrhu elektrorozvodů pro hotové objekty může využít poloprůhledné snímky z digitálního fotoaparátu, které umístí na nahrubo vytvořený 3D model objektu. Pak rozmístí elektrické přístroje, rozváděče, přichystá průvlaky, vodítka. Propojení provede ručně – nebo programu dodá i schéma a nechá jej pracovat. Program pak sám propojí všechny svorky odpovídajícími kabely a vodiči, které se jako v pohádce Ubrousku, prostři se najednou objeví na správných místech. Nakonec jen zkontroluje, jestli návrh opravdu odpovídá jeho plánům a představám – vidí hned každou nedomyšlenost nebo zbytečnou komplikovanost zapojení.

Je školení potřebné?

V poslední době se často hledá zboží „akční, se slevou...". Tato praxe má bohužel i druhou stranu – pokud chce uživatel takového výhodně koupeného nástroje získat informace potřebné pro efektivní práci, hledá je sám a většinou velice pracně. SolidWorks Electrical má za sebou dlouhou historii, v průběhu které jej svými přáními a připomínkami pomáhali rozvíjet také jeho uživatelé. Existuje k němu rozsáhlé zázemí, kde je možné získat potřebné informace. SolidWorks Electrical se dá pořídit od autorizovaných partnerů firmy SolidWorks, kteří tyto informace schraňují a dál rozvíjejí. Firma 3E Praha Engineering mezi tyto autorizované partnery patří. Partneři mají specialisty, kteří dokonale zvládají program i vlastní oblast elektro. Umí se postarat o nasazení, přizpůsobení, výuku...

A pro ty uživatele, kteří dávají přednost samostudiu, je k dispozici mnoho výukových materiálů ze všech oblastí: doplňování databáze o nové součásti z webových katalogů, vytváření nových typů kabelů, definování několikaúrovňových svorkovnic, zapracování PLC obvodů, import podkladů v DWG, uživatelské šablony pro výkresy, technické zprávy...

A nakonec: Příliv nových výnosných zakázek

Detailně zpracované 3D projekty slouží hlavně jako podklad pro automaticky vytvořenou podrobnou výrobní dokumentaci. Vypovídají ale také hodně o tom, jakým způsobem firma pracuje. Pokud investor hledá dodavatele a srovná precizně provedené 3D návrhy s „běžnou" výrobní dokumentací ostatních firem, může toto srovnání výrazně přispět k úspěchu ve výběrovém řízení.

Autor pracuje ve společnosti 3E Praha Engineering.