Все статьи по теме в «Точка входа в EPLAN» (удобная навигация и методические материалы по изучению). Также обязательно подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе новых материалов.
Ранее мы рассмотрели вопрос о том, как разрабатывать схему автоматизации вообще, а сегодня посмотрим, какие возможности для этого нам дает EPLAN без нудной дополнительной настройки. Нам придется немного познакомиться с модулем PPE или PREPLANNING (предварительного планирования), если хотим использовать специально созданные инструменты для этого.
Но, конечно, никто не мешает разрабатывать схему автоматизации с помощью базового функционала, используя стандартные или пользовательские библиотеки символов, графику и базу изделий. Однако, такое будет менее эффективно.
Предполагается, что пользователь, читающий эту статью, обладает знаниями на базовом уровне, имеет представление о профессиональных возможностях программы. Рассматривается версия программы 2.9.
Модуль предварительного планирования
Целями данного модуля заявлены разработка концепции технической системы и первичная оценка необходимых компонентов, с последующей детализацией и переходом к детальному проектированию.
Для этого решаются задачи:
- Определение и описание областей машины или установки для разделения на смысловые структуры и блоки.
- Создание первых графических схем в качестве общей основы планирования.
- Определение «черновых заполнителей» для функций и функциональных элементов, которые на данный момент еще не могут быть определены в деталях.
- Определение и оценка первых количественных аспектов (приводов / датчиков, входов и выходов ПЛК и т. д.).
- Создание первых спецификаций для поддержки расчетов и определения комплектующих с длительными сроками поставки.
Навигатор предварительного планирования
Работа по предварительному планированию объекта ведется в НАВИГАТОРЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ. Вы можете получить к нему доступ через главное меню ДАННЫЕ ПРОЕКТА —> ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ —> НАВИГАТОР. Естественно, модуль PPE должен быть установлен и входить в состав текущей лицензии.
Навигатор станет доступен для работы.
Далее в навигаторе предварительного планирования следует создать структуру планирования.
Структура планирования
Данная структура описывает функциональную и структурную конструкцию вашего предприятия или установки. Важно понимать, что она не дублирует и не обязана повторять структуру проекта EPLAN.
Простой пример — вы предварительно планируете производство какого-то продукта и создаете структуру: ЗАВОД —> ЦЕХ: ФУНКЦИЯ (1), ФУНКЦИЯ (2), ФУНКЦИЯ (3). Далее переходите к детальному планированию и оказывается, что ФУНКЦИЯ (1) и ФУНКЦИЯ (3) входят в состав одной УСТАНОВКИ и управляются одним шкафом управления. Ваша структура идентификаторов будет выглядеть по-другому, например: ПРОИЗВОДСТВО —> АСУ: ШУ (1), ШУ (2), ПО.
Создание структуры планирования
Структурирование в предварительном планировании осуществляется при помощи так называемых сегментов, которые подразделяются на сегменты структуры и объекты планирования.
Вы можете в навигаторе ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ через контекстное меню выбрать одну из команд: НОВЫЙ СЕГМЕНТ СТРУКТУРЫ (добавляет новый сегмент структуры), НОВЫЙ ОБЪЕКТ ПЛАНИРОВАНИЯ (добавляет новый объект планирования), НОВОЕ УСТРОЙСТВО (добавляет устройство).
По умолчанию имеются следующие определения элементов структуры планирования.
Сегмент планирования:
- Общий сегмент структуры (обобщенная функционально-логическая структура объекта планирования, например, завод или помещение), который создается с помощью соответствующей команды.
Объект планирования (как правило, создается под сегментом планирования):
- Общий объект планирования, который представляет собой часть машины или установки и описывает соответствующее устройство.
- Технологический контур (ТК), который может состоять из измерительных контуров или исполнительных механизмов (например, ТК «регулятор расхода» будет состоять из функции измерения расхода (расходомера) и функции потребления (задвижки с электроприводом)).
- Измерительный контур— это блок, который может состоять из различных частей: датчика, измерительного преобразователя, анализатора, индикатора и т. д.
- Исполнительный механизм, состоящий из разных электрических, пневматических, гидравлических и механических компонентов (например, привода, задвижки, нагревательного элемента).
- Функция измерения(подфункция функции технологического контура).
- Функция потребителя(подфункция функции технологического контура).
- Резервуары, общая информация(часть установки, которую можно вставить под общий сегмент структуры, но не под объект планирования или технологический контур).
- Объект планирования (трубопровод), общая информация (это про трубопроводы).
- Объект планирования (кабель), общая информация (это про кабели).
Сегменты планирования организуют слои. Есть один слой проекта и несколько слоев установки.
Любую структуру в навигаторе предварительного планирования можно сохранить в макросе предварительного планирования (через команду контекстного меню СОЗДАТЬ МАКРОС ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ). Такой макрос представляет собой собственный тип файла с расширением имени файла *.emv. Благодаря использованию макросов предварительного планирования у вас есть возможность быстро и удобно организовывать предварительное планирование (без графического представления) из готовых подструктур для типовых объектов.
На объектах планирования можно сохранить файлы макросов с «обычным» оконным или страничным макросом (*.ema или *.emp). Такой макрос обычно содержит объекты-заполнители с переменными. Значения переменных можно выбрать в диалоговом окне "Свойства" объекта планирования, используя выбор набора значений, или изменить вручную. При размещении макроса выбранные в объекте планирования или указанные вручную значения копируются на размещенные функции. Если на объекте планирования сохранен не макрос, а изделие, которому присвоен макрос, то для размещения функций используется макрос изделия.
Именно с помощью макросов в демонстрационных роликах компании инженеры несколькими кликами создают готовые проекты за несколько минут.
Сегмент структуры
Итак, сегменты структуры описывают часть структуры проекта в предварительном планировании. Один сегмент структуры может замещать один или несколько структурных идентификаторов (обычно функциональное назначение) в детальном проектировании.
Возможные варианты структур первого слоя проекта: предприятие, здание, шкаф (для локальных систем). Для следующего слоя — здание, помещение, этаж, отметка, шкаф.
Еще одна иерархическая структура сегментов может выглядеть так.
- высший уровень (Main Function) – главные разделы проекта (например, «Электроснабжение», «Управление»).
- средний уровень (Function) – подразделы (например, «Освещение», «Розетки»).
- нижний уровень (Location) – физическое расположение (например, «Этаж 1», «Комната 101»).
Сегменты структуры позволяют организовать проект до детального проектирования. Помогают распределить оборудование по функциональным зонам. И могут использоваться для автоматической генерации отчетов и спецификаций оборудования и устройств (например, распределение по шкафам, панелям). На сегменте структуры можно анализировать свойства для необходимых затрат (время, энергия и расходы) по подчиненным объектам планирования. Сегменты структуры можно размещать в качестве обозначений местоположения на страницах типов страницы «Предварительное планирование» и «Функциональная схема автоматизации».
Далее мы будем строить функциональную схему ректификационной колонны для получения чистого метанола. Автор, кстати, проектировал цех по производству метанола много лет назад и получил много впечатлений: объект повышенной опасности, куча различных нюансов, специфический подход участников проекта к своей работе…
Ректификационная колонна предназначена для регенерации водного метанола. Колонна, представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат из нержавеющей стали, внутри которой укреплены 24 колпачковые тарелки.
Предусмотрено: регулирование уровня кубовой жидкости 1 ± 0,5 м в колонне путем отбора кубового остатка (технологический контур №1); регулирование расхода водного метанола на колонну 259 ± 53 м3/ч (технологический контур №2); контроль перепада давления на колонне 0,008 ÷ 0,0165 МПа (технологический контур №3); контроль температуры паров метанола на выходе из колонны не более 64 °С (технологический контур №4); контроль температуры по высоте колонны 0 ÷ 100 °С (технологические контуры №5…8).
Колонна располагается в составе установки по производству метанола (FA1), клеевого цеха (GLUE), предприятия по производству древесностружечных плит (AAA).
Давайте создадим требуемую структуру в навигаторе предварительного планирования с помощью команды НОВЫЙ СЕГМЕНТ СТРУКТУРЫ. Введите ОБОЗНАЧЕНИЕ и ОПИСАНИЕ. При необходимости заполните иные требуемые свойства.
Аналогично добавьте под ним клеевой цех (ступень дерева 2) и установку метанола (ступень дерева 3).
Объекты планирования
Как упоминалось выше, объекты планирования определяют часть машины или установки в предварительном планировании, они описывают соответствующее устройство и относятся к функциям устройства. При этом устройство представляет функцию машины или установки (например, электродвигатель для ленточного конвейера). Каждый объект планирования может представлять только одно устройство.
На объектах планирования, однако, можно сохранять макросы. Такой макрос может содержать несколько устройств, так что объект планирования может быть связан с несколькими устройствами. Однако он непосредственно описывает через свои свойства только одно устройство — центральное устройство функциональности.
Объект планирования может описываться с разной степенью подробности:
- Через описание функции установки. Этот текст заносится в поле ОПИСАНИЕ диалогового окна свойств.
- Через дополнительные технические признаки. Для этого в поле ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ диалогового окна свойств можно внести любые признаки и значения, например мощность, тип привода, давление, ток и т. д. Кроме того, для ввода технических данных можно использовать определенные пользователем свойства.
- Через шаблоны функции, относящиеся к тому же устройству.
- Через конкретные изделия, относящиеся к тому же устройству.
Для нашего примера мы будем создавать специальные типы объектов планирования, а именно: резервуар, измерительный контур, исполнительный механизм, трубопроводы. Иные объекты установки могут быть определены через «Общий объект планирования».
Резервуар
В технологии производственных процессов резервуары относятся к группе аппаратов. Они могут составлять часть установки и вставляться под слой сегментов структуры.
В предварительном планировании управление резервуарами осуществляется параллельно с общими объектами планирования, их поведение имеет сходства. Хотя в одном резервуаре могут быть сохранены шаблоны функции и внешние документы/страницы, однако это не представляется возможным в отношении адресов ПЛК, изделий и макросов. Соответственно диалоговое окно СВОЙСТВА резервуара имеет в наличии только одну вкладку «РЕЗЕРВУАРЫ, ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ», которая соответствует резервуару объекта планирования, и вкладки ДОКУМЕНТЫ/СТРАНИЦЫ и ШАБЛОНЫ.
Создадим резервуар R001 с помощью команды НОВЫЙ ОБЪЕКТ ПЛАНИРОВАНИЯ и далее в окне ВЫБРАТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕГМЕНТА —> РЕЗЕРВУАРЫ —> «РЕЗЕРВУАРЫ, ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ».
Технологические контуры в предварительном планировании
Технологические контуры (ТК) в предварительном планировании управляются параллельно с общими объектами планирования и ведут себя так же. На технологических контурах можно сохранять макросы, но нельзя сохранять изделия или шаблоны функций. Технологические контуры представляют собой измерительные контуры или исполнительные механизмы.
В нашем примере следующие технологических контура:
- регулирование уровня кубовой жидкости 1 ± 0,5 м в колонне путем отбора кубового остатка (технологический контур №1) в составе регулирующего клапана VA1 и уровнемера;
- регулирование расхода водного метанола на колонну (технологический контур №2) в составе регулирующего клапана VA2 и расходомера;
- контроль перепада давления на колонне 0,008 ÷ 0,0165 МПа (технологический контур №3) в составе датчика перепада (разности) давления;
- контроль температуры паров метанола на выходе из колонны не более 64 °С (технологический контур №4) в составе датчика температуры;
- контроль температуры по высоте колонны 0 ÷ 100 °С (технологические контуры №5, №6, №7, №8) в составе датчиков температуры.
Как видно, контуры №1 и №2 состоят из нескольких элементов (объектов планирования), в связи с этим для них можно создать в структуре соответствующие сегменты планирования: FA1.1 «регулятор уровня кубовой жидкости» и FA1.2 «регулятор расхода водного метанола». Давайте сделаем это.
Отрегулировать положение элементов в навигаторе в пределах слоя можно с помощью кнопок со стрелками. Перенести отдельный компонент на другой уровень можно путем «перетаскивания» его мышью.
Создать технологический контур — измерительный контур
Выделите вновь созданный слой установки FA1.1 (регулятор уровня кубовой жидкости), выберете всплывающее меню НОВЫЙ ОБЪЕКТ ПЛАНИРОВАНИЯ —> ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТУР —> ВСТАВИТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОНТУР.
Введите в диалоге СВОЙСТВА (УСЛ. ОБОЗНАЧЕНИЕ): ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТУР в поле ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ дополнительное буквенное обозначение для технического оборудования при необходимости. Не задавайте.
Выберите из раскрывающегося списка ИЗМЕРЯЕМАЯ ВЕЛИЧИНА измеряемую величину или непосредственно введите измеряемую величину. Введите «L».
Рядом с полем ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРИЗНАК ПРИБОРА нажмите кнопку […]. В диалоговом окне отображаются все предопределенные буквенные обозначения для обработки измеренных значений. Установите флажок для одной или нескольких записей и нажмите [ОК]. Буквенное обозначение выбранных функций обработки автоматически вносятся в поле ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРИЗНАК ПРИБОРА. Если нет необходимости выбирать функцию обработки, можно непосредственно ввести буквенное обозначение. Выберете «IRC».
Введите в поле НОМЕР обозначение счетчика (номер элемента контура). Введите «1a».
Добавьте и заполните дополнительные свойства, например <44018> РАСЧЕТНОЕ ЗНАЧЕНИЕ = 150000 (рублей).
Некоторые дополнительные свойства, которые можно использовать для описания элемента.
Также вы можете заполнить иные вкладки данного объекта планирования.
Создать технологический контур — исполнительный механизм
Собственно, данный объект планирования создается аналогично, вы выбираете в окне ВЫБРАТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕГМЕНТА: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТУР —> ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ. Создадим регулирующий клапан VA1.
Создание исполнительного элемента технологического контура (регулирующий клапан)
Объекты планирования, соединения
В предварительном планировании в качестве дополнительных сегментов доступны «Объекты планирования, соединения» (объекты планирования, трубопроводы; объекты планирования, кабели). Объекты планирования (соединения) определяют, какие сегменты связаны между собой, и описывают трубопровод или кабель в предварительном планировании. На объекте планирования (соединении) также можно указывать внешние документы / страницы, изделия и шаблоны функций, но не адреса ПЛК или макросы.
Объект планирования (соединение) должен иметь источник и цель по аналогии с соединением. Источник и цель можно указать в диалоговом окно «Свойства» объекта планирования (трубопровода) с помощью двух полей (Исходный сегмент и Целевой сегмент), а в диалоговом окне «Свойства» объекта планирования (кабеля) — с помощью двух одноименных свойств.
Для нашего примера мы имеем трубопроводы: водный метанол (L001), горячий пар (L002), флегмы (L003), кубового остатка (L004), газообразного метанола (L005). Так как они относятся ко всей установке, то давайте, создадим их на слое FA1. Данный объект планирования создается аналогично предыдущим, но вы выбираете в окне ВЫБРАТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕГМЕНТА: ОБЪЕКТ ПЛАНИРОВАНИЯ, ТРУБОПРОВОД —> ОБЪЕКТ ПЛАНИРОВАНИЯ (ТРУБОПРОВОД), ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ.
На самом деле свойств для объекта, которые далее предполагается использовать при выводе отчетов, можно задать больше. Но здесь требуется некоторая предварительная подготовка, об этом поговорим в какой-нибудь следующей статье.
Стороннее задание на автоматизацию
Вручную создавать технологические контуры довольно трудозатратно. Кроме того, исходное задание от технолога часто включает перечень точек измерения (управление) с параметрами в формате электронной таблицы.
Выполним следующую таблицу в Excel.
Далее подготовим ее для импорта в EPLAN. Для этого переходим во вкладку ФОРМУЛЫ и далее в ДИСПЕТЧЕР ИМЕН, где создаем именованный набор данных (название должно начинаться с символа нижнего подчеркивания: «_Установка_метанола_ИК»).
Далее перейдем в EPLAN и выберем ДАННЫЕ ПРОЕКТА —> ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ —> ИМПОРТИРОВАТЬ. В появившемся окне ИМПОРТИРОВАТЬ ДАННЫЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ следует выбрать ТИП ИСТОЧНИКА ДАННЫХ (Excel), далее ИСТОЧН. ДАННЫХ — это файл и таблица с данными и, наконец, схему импорта.
Создайте новую схему импорта и настройте соответствие полей таблицы Excel и EPLAN так, как показано на рисунке. ВНЕШНЕЕ ПОЛЕ — это столбец электронной таблицы. В поле СТУПЕНЬ вы указываете номер ступени (слоя), к которой будет записываться переносимое свойство. Это работает следующим образом. Наш измерительный контур расположен на пятом слое, и мы последовательно проходим через всю структуру для его позиционирования, задавая ОБОЗНАЧЕНИЕ. Далее мы вписываем конкретные свойства для заданного типа сегмента планирования, в данном случае — ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОНТУРА.
Аналогично выполните импорт для исполнительных механизмов из таблицы Excel.
Запустив процедуру импорта, после проверки и подтверждения данных, вы получите обновленную структуру в навигаторе планирования. Можно приступать к созданию схемы автоматизации.
Однако мы забыли добавить элементы первого технологического контура — «измерение уровня кубовой жидкости» и «управление клапаном удаления кубовой жидкости». Добавьте эти элементы самостоятельно любым известным способом для тренировки.
Итак, сгенерирована структура нашего проекта, пора преступать непосредственно к разработке графической функциональной схемы автоматизации. Но об этом в следующей статье.
Источники, дополнительная информация:
- Севастьянов А. А. Методические указания по разработке и оформлению технической (проектной) документации (на базе САПР E-Plan)
- Бернд Гишель, EPLAN Electric P8. Практическое пособие пользователя
- Справочная система программы (в настоящее время постоянно доступна online)
Ознакомиться с содержанием журнала.
Уважаемые коллеги, желаю хорошего дня. Подписывайтесь, чтобы иметь возможность обсудить со мной вашу задачу в комментариях. Буду рад лайку, альтернативному мнению или истории по теме статьи. Также при желании вы можете поблагодарить автора чашкой чая, кофе или альтернативными напитками.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ №1: Оценки, суждения и предложения по рассматриваемым вопросам являются личным мнением автора.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ №2: Техническая информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владелец сайта не несет никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной из данного источника.
Все изображения, если не указано иное, либо выполнены автором, либо взяты из открытых источников.