Proiectarea asistată a instalaţiilor de automatizări

În contextul industrial, deseori lucrurile ajung să fie atât de interconectate (integrate, dacă vreţi) încât anumite soluţii software de asistenţă tehnică – nevoite fiind să se ocupe şi de această interdependenţă – devin greu clasificabile. ePLAN constituie un astfel de exemplu: poate fi considerat şi instrument CAD, dar şi instrument informatic de configurare şi de administrare a instalaţiilor industriale. Astfel că nici apelativul CAE nu-i e străin.

Un instrument de fuziune

Apropiindu-ne, aflăm că ePLAN denumeşte mai multe soluţii informatice, modulele familiei germane vizând aspecte destul de conturabile ale ingineriei industriale, dar într-o integrare avansată: proiectare şi dezvoltare (inclusiv cu specializare pe instalaţii electrice ori pe instalaţii uzinale cu fluide – ePLAN Electric & ePLAN Fluid), management de procese, administrarea datelor, componente expert ş.a. Conexiunea dintre componentele familiei este realizată explicit de ,,ePLAN Engineering Center’’ (pentru implementările de automatică/mecatronică), respectiv de ,,ePLAN Engineering CenterOne’’ pentru specializările electrică şi uzinală. Software-ul EEC constituie astfel un ,,panou de control’’, putând gestiona informaţiile referitoare la instalaţii într-o manieră deopotrivă optimizată inginereşte, dar şi profilată managerial pe particularităţile implementării.

Un alt aspect al integrării vizate de familia ePLAN se vădeşte a fi şi complementaritatea, proprietate conferită de anumite extensii specializate, precum ePLAN PLC & BUS, care permite schimbul de date cu instrumentele software de configurare a circuitelor PLC.

Planificarea şi configurarea instalaţiei

Probabil că aici exemplul de concreteţe CAD/CAE îl oferă aplicaţia ,,ePLAN Electric P8’’, software-ul arătându-şi rapid potenţele în sfera graficii de proiectare. Pe lângă abilităţile de concepere vizuală a instalaţiilor electrice vom remarca gestionabilitatea componentelor de proiect (întrerupătoare, contactoare, redresoare, invertoare statice, motoare, braţe robotice, actuatori, relee, siguranţe, instrumente de măsurare, lămpi, panouri de control, module electronice etc), facilităţile de asistenţă şi de verificare a conectărilor dintre piesele electrice, precum şi derivabilitatea parametrică a componentelor. La acestea se pot adăuga abilităţile de automatizare a sarcinilor de proiectare, de generare a rapoartelor, de lucru cu standardele internaţionale (IEEE, IEC, NFPA, GOST, GB), de coope­rare cu proiecte/modelări adiacente (electronice, de instalaţii tehnologice, IT&C).

 Figura 1 - ePLAN Electric

Proiectarea instalaţiilor electrice industriale (deservind automatizări de fabricaţie, dar şi infrastructuri energetice de întreprindere ori facilităţi logistice) se poate aborda în mai multe feluri, metodele de lucru depinzând de experienţa proiectanţilor, de beneficiile vizate, ori de cerinţe particulare. Se poate porni de la o digramă sintetică, de concept general (urmând să se detalieze ulterior desenarea circuitelor), sau se poate începe de la schema explicită a unei porţiuni din instalaţie (eventual chiar nucleul acesteia) care se va extinde ulterior spre periferiile uzinei.
Aplicaţia ePLAN suportă orice abordare (top-down, down-top, sau o mixtură între ele), neimpunând vreo metodă şi asigurând pentru toate înregistrarea corectă şi coerentă a informaţiilor constituind proiectul.

 Figura 2 - Suport interdisciplinar/fuzional pentru mecatronică

După finalizarea concepţiei topologice a instalaţiei şi după ce software-ul (,,ePLAN Electric’’ sau ,,ePLAN Fluid’’) a generat şi optimizat toate schemele/digramele electrice/uzinale, proiectul poate fi preluat de componenta ,,ePLAN Platform’’, de unde se vor produce rapoartele necesare atât administrării inginereşti cât şi gestionării economice: devize de materiale (BoM); liste de echipamente; liste de conectori (conducte de fluide şi respectiv cabluri electrice). Din ePLAN se pot genera diverse documentaţii ale maşinilor şi ale instalaţiei, iar acestea vor fi confruntate automat cu regulile definite de beneficiar şi/sau vor fi completate prin proceduri particulare.

După finalizare, rapoartele privind instalaţiile electrice/uzinale ajung în faze din avalul proiectării – achiziţii, fabricaţie, asamblare, punere în funcţiune, mentenanţă. Pe de o parte informaţiile din proiect sunt diseminate şi departamentelor adiacente, iar pe de altă parte soluţiile ePLAN preiau la nevoie date din alte aplicaţii/proiecte (prin interfeţe predefinite sau preparate pe loc), confirmând ideea de integrare informaţională. Susţinerea unei astfel de interdisciplinarităţi se va vedea în multitudinea de funcţii „enterprise” vizate: controlul proceselor şi al fluxurilor de fluide, urmărirea parametrilor electrici (deci tot aspecte SCADA); dispecerizări inginereşti; dispecerizări tehnico-economice; monitorizări logistice etc.

Atât ,,ePLAN Electric’’ cât şi ,,ePLAN Fluid’’ vădesc preocuparea pentru standardizare, ştiindu-se că aceasta constituie o premisă pentru asigurarea unei calităţi înalte, pentru coerenţa proceselor şi pentru reducerea costurilor. Dar poate, din perspectivă inginerească, cel mai interesant aspect al standardizării este cel al asigurării cunoştinţelor incluse/implicate în proiect (captare, sistematizare, diseminare). Refolosirea sub-circuitelor electrice (modularizarea ierarhică a proiectului) stă la baza eficienţei în proiectarea ECAD.

În acest sens ePLAN Electric P8 face un pas înainte: schemele parţiale (numite aici macro-uri) pot conţine şi variante grafice derivate, reprezentări alternative şi valori predefinite extinse pentru caracteristicile componentelor electrice. Structura şi terminalele multor piese sunt similare, astfel că particularizarea o conferă versiunile dimensionale, variantele constructive şi parametrii electrici, proiectantul având de unde alege pentru a îndeplini diverse cerinţe locale vizând circuitul. Variantele sunt create în interiorul acelor macro-uri de componente electrice, deci ne va fi mai simplu să apelăm versiunea potrivită decât să modificăm definiţiile de piese. Conceptul se poate extinde şi la nivel mai înalt, îngăduind trecerea rapidă la scenarii alternative pentru întregul proiect.

Suport pentru administrarea instalaţiei

Am tot văzut că managementul ingineresc înseamnă integrare. De exemplu, suportul ePLAN pentru echipamentele de automatizări acoperă: gestionarea desenelor de proiect (funcţiuni PDM), fie ele diagrame de uzinare a fluidelor (deci conexiuni PlantDesign ori P&ID), ori scheme electrice/electronice (ECAD/EDA); calcularea unor aspecte tehnice (valenţe CAE); cooperarea cu software-urile PLC (de programare a controller-lor digitale; firmware); generarea şi/sau gestionarea listelor de materiale (a costurilor, deci aspecte ERP); alte chestiuni generice ori specializate.

În rândurile anteriore am întâlnit diverse aspecte ale cooperării, ale extinderii dincolo de ingineria proiectării instalaţiei. Acum este deja simplu să ne imaginăm cum informaţiile din pro­iectul ePLAN ne pot ajuta să monitorizăm derularea investiţiei, adică la materializarea instalaţiei (valenţe PPM), precum şi, ulterior, la managementul operaţional al respectivei secţii de întreprindere.

Totul asigurat prin acea coerenţă a proiectului la a cărui bază stă atât logica software-ului cât şi datele ,,păstorite’’ de specialiştii întreprinderii beneficiare. Apropo de date, mai menţionăm, la final, faptul că software-ul ePLAN foloseşte o bază de date distinctă (ePLAN Platform furnizează un modul SGBD standard pentru stocarea datelor alfa-numerice asociate componentelor de proiect/instalaţie) şi are implementat un sistem robust de admi­nistare a drepturilor de acces la aplicaţie/informaţii.

  Figura 3 - ePLAN ierarhie funcțională

English summary

ePLAN brings together several IT solutions used for design and deve­lopment (electrical, fluid plants), for process management, for data management etc. with the possibility to connect family modules. It can handle engineering and/or management information. Electrical plants are designed visually, process components are managed, component links are checked, design tasks can be rendered automatic, obser­ving several standards and ensuring compatibility with related projects. Industrial electrical plants may be designed (automatic systems, electrical, power infrastructures, logistics) in several modes, starting from a synthetic diagram or from a detailed drawing.

ePLAN allows for monitoring investments, operational management through software logic and through data controlled by company specialists. Access rights to applications/information are also managed.

MIRCEA BĂDUŢ este inginer, consultant CAD/IT