untitled

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 7 - 8 / 2 0 0 4

roblematyką komputerowego
wspomagania projektowania

w elektroenergetyce Instytut Energo-
elektryki Politechniki Wrocławskiej
zajmuje się już od lat 70. ubiegłego
stulecia. Początkowo była to własna
adaptacja komputerowa żmudnych al-
gorytmów obliczeń inżynierskich
w zakresie elektroenergetyki, pozwa-
lających projektantowi przeznaczyć za-
oszczędzony w ten sposób czas na po-
szukiwanie lepszych (optymalnych)
rozwiązań. Obecnie nadal tworzymy
nowe oprogramowania, które wyko-
rzystujemy na zajęciach dydaktycz-
nych, ale równolegle korzystamy
z oprogramowania użytkowego, które
proponują wyspecjalizowane firmy.

Gwałtowny rozwój komputeryzacji

nie ominął również biur projektowych
zajmujących się rozwiązywaniem pro-
blemów energetycznych. Jednak nie
wystarczy sam sprzęt komputerowy,
aby usprawnić pracę projektantów, po-
trzebne jest do tego odpowiednie opro-
gramowanie. Wiele firm postanowiło
wypełnić tę lukę na rynku i zaczęło
tworzyć oprogramowania komputero-
we wspomagające projektantów elek-
tryków. Różnego typu oprogramowań
wspomagających projektowanie ener-
getyki pojawia się coraz więcej i doszli-
śmy do wniosku, że nie zawsze krótka
informacja o coraz bardziej skompliko-
wanych (złożonych) programach jest
wystarczająca dla projektantów, aby
dokonać wyboru odpowiedniego dla
nich oprogramowania. Wychodząc na-
przeciw potrzebom projektantów w za-
kresie projektowania instalacji i urzą-
dzeń elektrycznych uruchomiliśmy
Studium Podyplomowe „Projektowa-
nie instalacji i urządzeń elektrycznych
wspomagane komputerowo”, którego

jednym z głównych celów jest usys-
tematyzowanie słuchaczom wiedzy
dotyczącej istniejącego na rynku pol-
skim oprogramowania typu CAD/CAE
w zakresie projektowania energetyki
oraz umożliwienie praktycznego prze-
testowania wielu programów w labo-
ratorium komputerowym, często pod
opieką przedstawicieli firm produku-
jących to oprogramowanie.

podział systemów CAD/CAE

Programy komputerowego wspo-

magania projektowania w zależno-
ści od swoich możliwości technicz-
nych i przeznaczenia można po-
dzielić na:

programy wspomagające projekto-

wanie instalacji i urządzeń elektro-
energetycznych na etapie obliczeń,

programy wspomagające tworze-

nie dokumentacji technicznej pro-
jektów (schematy, plany, tabele
i wykazy, diagramy),

programy kompleksowo wspo-

magające projektowanie od zało-
żeń projektowych, przez oblicze-
nia projektowe do gotowej doku-
mentacji technicznej.
Ze względu na producentów, opro-

gramowanie komputerowe wspoma-
gające projektowanie w elektroener-
getyce można podzielić na:

programy opracowywane przez

niezależnych producentów,

programy dedykowane, które są

opracowywane przez firmy lub
koncerny przemysłu elektroener-
getycznego.
Najliczniejszą grupę programów,

spośród wyżej wymienionych, stano-
wią programy wspomagające tworzenie
schematów elektrycznych i dokumen-

tów uzupełniających projekt. Przy czym
są to duże systemy opracowywane za-
zwyczaj przez producentów niezależ-
nych. Znacznie mniej jest programów
wspomagających projektowanie na eta-
pie obliczeń projektowych, a w grupie
tej przeważają programy dedykowane.
Najmniej liczną grupę stanowią duże
systemy, które kompleksowo wspoma-
gają projektowanie, począwszy od fazy
założeń projektowych do gotowej doku-
mentacji technicznej.

Programy CAD/CAE opracowywa-

ne przez niezależnych producentów
oprogramowania posiadają „otwar-
te bazy danych”, zwłaszcza aparatów
i urządzeń, które projektanci mogą
uzupełniać w miarę potrzeb o nowe
elementy, natomiast programy de-
dykowane, opracowywane przez po-
szczególne firmy przemysłu elektro-
energetycznego, wykorzystują w pro-
jektach aparaty i urządzenia produko-
wane przez zainteresowane firmy, przy
czym programy te oferowane są zazwy-
czaj bezpłatnie.

wybrane przykłady

systemów CAD/CAE

wspomagających

projektowanie na etapie

obliczeń projektowych

Projektowanie urządzeń i insta-

lacji na etapie obliczeń projekto-
wych, może dotyczyć wielu zagad-
nień. Wśród nich można wyróżnić
między innymi:

dobór przewodów i kabli zasilają-

cych urządzenia elektryczne,

dobór urządzeń zabezpieczających

i kontrolno-pomiarowych,

dobór źródeł światła i opraw

oświetleniowych,

dobór i lokalizacja urządzeń kom-

pensujących moc bierną.
Wśród programów służących do

wykonywania obliczeń projekto-
wych można wyróżnić:

programy dedykowane, które

tworzą i rozpowszechniają firmy
i koncerny przemysłu elektrotech-
nicznego np. program Ecodial 3.2
firmy Schneider Electric;

programy stworzone przez nie-

zależnych producentów takie
jak np.: program PRET P7 fir-
my PRET; SEE Calculation LT fir-
my IGE-XAO; oprogramowanie
obl2002.

ECODIAL 3.2 firmy

Schneider Electric

ECODIAL 3.2 firmy Schneider Elec-

tric, jest programem komputerowym,
wspomagającym projektowanie sieci
rozdzielczych niskiego napięcia. Pro-
gram ECODIAL 3.2 zawiera:

edytor schematów, w którym

tworzona jest graficznie projekto-
wana sieć rozdzielcza niskiego na-
pięcia;

funkcje obliczeniowe zgodne

z międzynarodową normą IEC
364-5-523 oraz zaleceniami obli-
czeniowymi CENELEC R064-003.
Wymagania sprzętowe podane

przez producenta to między innymi:
procesor Pentium 75, 16 MB pamięci
RAM, 30 MB wolnego miejsca na dys-
ku twardym, system Windows 95 lub
nowszy. Program umożliwia:

wykonanie bilansu mocy;
obliczenia prądów zwarciowych,

impedancji oraz spadków napięć
zgodnie z normą IEC 364-5-523
oraz zaleceniami obliczeniowymi

komputerowe systemy CAD/CAE

wspomagające projektowanie

w elektroenergetyce

dr inż. Kazimierz Herlender, mgr inż. Ireneusz Surówka – Politechnika Wrocławska, Instytut Energoelektryki

s y s t e m y k o m p u t e r o w e

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 7 - 8 / 2 0 0 4

CENELEC R064-003;

dobór aparatów i urządzeń elek-

trycznych oraz szynoprzewodów;

edycję zestawień obliczeń projek-

towych, obwodów i elementów;

prezentację szczegółowych wy-

ników obliczeń na jednokresko-
wym schemacie sieci,

obsługę programu i wydruk pro-

jektu w jednym z wybranych ję-
zyków: polskim, angielskim, nie-
mieckim lub francuskim,

eksport schematów i wyników

obliczeń w różnych formatach,
tak aby eksportowane pliki moż-
na wykorzystywać w innych apli-
kacjach (edytory tekstu czy pro-
gramy rysunkowe).
Wykonanie projektu z wykorzy-

staniem programu ECODIAL 3.2 po-
lega na:

wprowadzeniu informacji pod-

stawowych dotyczących projektu
i jego wykonawcy,

wprowadzeniu założeń projekto-

wych, takich jak: układ projekto-
wanej sieci, napięcie znamiono-
we, znamionowy współczynnik
mocy itp.,

zbudowaniu schematu projekto-

wanej sieci z wykorzystaniem go-
towych elementów typowych,

określeniu mocy znamionowej

odbiorników zasilanych z projek-
towanej sieci,

określeniu parametrów poszcze-

gólnych obwodów takich jak: dłu-
gość obwodu, sposób ułożenia ka-
bla, materiał przewodu, materiał
izolacji itp.
Na podstawie wprowadzonych in-

formacji program ECODIAL 3.2 ob-
licza wymaganą moc źródeł zasila-
nia, prądy zwarciowe w poszczegól-
nych gałęziach sieci, przekroje prze-
wodów i kabli, jak również dobiera
zabezpieczenia na poszczególnych
poziomach sieci, począwszy od źró-
dła zasilania do odbiornika. Ponad-
to po zakończeniu obliczeń i dobra-
niu przez program zabezpieczeń,
można sprawdzić selektywności ich
działania, przez porównanie charak-
terystyk czasowo-prądowych i usta-
lić takie nastawy zabezpieczeń, któ-

re zapewnią najlepszą selektywność
ich działania.

Program wykonuje także zestawie-

nia elementów poszczególnych obwo-
dów, które wraz z zestawieniem ele-
mentów sieci, wynikami obliczeń
a także stroną tytułową projektu
można wydrukować lub wyekspor-
tować jako plik graficzny (*.DXF) lub
testowy (*.RTF). Zestawienia elemen-
tów obwodów wraz z parametrami
można ponadto eksportować do ar-
kuszy kalkulacyjnych, za pomocą
formatu *.ECD. Schemat ideowy ko-
lejności postępowania i poszczegól-
nych etapów prac przedstawiono na
rysunku 1.

Program ECODIAL 3.2 może być

użyty do projektowania sieci roz-
dzielczych o następujących para-
metrach:

napięcie od 230 do 660 V;
częstotliwość napięcia zasilające-

go 50 lub 60 Hz;

układy projektowanych sieci TN,

TT, IT.

projektowanie

oświetlenia elektrycznego

z wykorzystaniem

programów

komputerowych

Większość realizowanych obecnie

projektów oświetlenia elektryczne-
go wykonuje się za pomocą kompu-
terowych programów wspomagają-

cych. Wynika to z faktu, iż za pomo-
cą odpowiedniego oprogramowania
można bardzo szybko wprowadzić
założenia projektowe i sprawdzić
różne warianty wykonania oświe-
tlenia. Wykonanie obliczeń za po-
mocą komputera trwa kilkanaście
sekund lub minut, co w porówna-
niu z ręcznymi obliczeniami znacz-
nie skraca czas realizacji projektu.
Programów komputerowego wspo-
magania projektowania oświetle-
nia jest bardzo dużo, zwłaszcza że
zazwyczaj każda z firm produku-
jących źródła światła lub oprawy
oświetleniowe posiada w swojej
ofercie oprogramowanie wspoma-
gające, które w większości ofero-
wane jest bezpłatnie i tak np.:

firma ES-SYSTEM oferuje bezpłat-

nie oprogramowanie DIALUX 3.0
oraz programy ESOW i ESOZ,

firma AGA LIGHT oferuje bezpłat-

nie oprogramowanie LITE i LITE-
STAR 3.23;

Philips Lighting Farel Mazury

Sp. z o. o. oferuje bezpłatnie pro-
gram Calculux 5.0b.

DIALUX 3.0 firmy

ES-SYSTEM

Program DIALUX w wersji 3.0 słu-

ży do projektowania i sprawdzania
jakości oświetlenia pomieszczeń, te-
renów zewnętrznych oraz ulic. Pro-
jektowanie oświetlenia elektryczne-

go za pomocą programu DIALUX 3.0
polega na:

wprowadzeniu informacji o reali-

zowanym projekcie,

wprowadzeniu wymiarów po-

mieszczenia, terenu otwartego
lub obiektu,

wprowadzeniu założeń projekto-

wych, takich jak np. wymagane
najmniejsze średnie dopuszczal-
ne natężenie oświetlenia,

wstępnym wyborze typu opraw,
rozmieszczeniu opraw w projekto-

wanym pomieszczeniu lub prze-
strzeni obliczeniowej,

wykonaniu obliczeń,
przedstawieniu wyników obli-

czeń wybranych parametrów,

wydruku uzyskanych wyników

obliczeń.
Pomieszczenia wprowadzane do pro-

gramu DIALUX 3.0 mogą posiadać nie-
regularne kształty ścian, sufitu lub pod-
łogi. Baza opraw oświetleniowych za-
wiera ponad 1200 opraw firmy ES-SYS-
TEM, które posiadają opis techniczny
oraz dokumentację fotograficzną. Ist-
nieje również możliwość uzupełnia-
nia bazy danych opraw oświetlenio-
wych o innych producentów przez in-
ternet. Wybierając oprawy oświetlenio-
we projektant ma możliwość:

wyboru kilku typów opraw

oświetleniowych, które chce za-
stosować w projektowanym po-
mieszczeniu,

wyboru sposobu ich zamocowa-

nia np. na stropie, w suficie pod-
wieszanym, na zwieszakach, wbu-
dowane w ziemię oraz instalowa-
ne na słupie lub wysięgniku.
Liczba opraw oświetleniowych,

które mają zapewnić odpowiednie na-
tężenie oświetlenia zostaje przeliczo-
na po zadaniu wymaganego najmniej-
szego średniego dopuszczalnego na-
tężenia oświetlenia oraz współczyn-
nika zapasu, a rozmieszczenie odpo-
wiedniej liczby opraw można wyko-
nywać zarówno w sposób grupowy,
jak i indywidualny.

Wyniki obliczeń programu można

przeglądać na ekranie komputera, wy-
drukować na dowolnej drukarce jak
również eksportować do pliku *.pdf.

Rys. 1 Okno graficzne programu ECODIAL 3.2

s y s t e m y k o m p u t e r o w e

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 7 - 8 / 2 0 0 4

Program DIALUX 3.2 umożliwia także
przygotowanie trójwymiarowych wi-
zualizacji pomieszczeń oraz terenów
zewnętrznych uwzględniających usta-
wienie mebli w danym pomieszcze-
niu czy budynków w terenie otwar-
tym (rys. 2).

systemy CAD/CAE

wspomagające tworzenie

schematów i planów

oraz dokumentacji

technicznej projektów

Każdy projekt instalacji elek-

trycznej lub urządzenia elektro-
energetycznego powinien być wy-
konany przy użyciu znormalizowa-
nych symboli graficznych poszcze-
gólnych urządzeń, osprzętu i oprze-

wodowania, które dodatkowo uzu-
pełnia się literowym i cyfrowym
kodem - opisem szczegółowym. Po-
szczególne linie łączące symbole
są odwzorowaniem połączeń elek-
trycznych, przez co całość staje się
planem lub schematem elektrycz-
nym, który zawiera niezbędne dane
i informacje dotyczące poszczegól-
nych urządzeń oraz ich działania
i współdziałania z innymi urządze-
niami. Schematy i plany instalacji
oraz urządzeń elektroenergetycz-
nych uzupełnia się ponadto o do-
datkowe dokumenty uzupełniają-
ce projekt, które powinny zawie-
rać zwięzły opis sposobu wykona-
nia i montażu poszczególnych ele-
mentów, jak również materiały po-
trzebne do ich wykonania.

Obecnie tworzone schematy i pal-

ny instalacji oraz urządzeń elektro-
energetycznych wykonywane są pra-
wie wyłącznie za pomocą oprogra-
mowania komputerowego, które róż-
ni się pomiędzy sobą wymaganiami
sprzętowymi, możliwościami tech-
nicznymi i ceną. Do najbardziej roz-
powszechnionych programów wspo-
magających projektowanie w tym za-
kresie należą:

programy ELCAD i Ruplan firmy

AUCOTEC;

program SEE Electrical Expert i pro-

gram Planelec 1.22 firmy IGE-XAO;

programy WSCAD 4.2 i WSCAD

it firmy WSCAD electronic
GmbH;

program Pcschematic Elautomation

6.0 firmy DpS CAD – center ApS.

program ELCAD

firmy AUCOTEC

ELCAD - jest programem wykorzy-

stywanym do tworzenia schematów
elektrycznych oraz opracowywania
dokumentacji technicznej w elektro-
energetyce. Podstawowe funkcje pro-
gramu obejmują tworzenie, modyfi-
kację, archiwizację i zarządzanie sche-
matami elektrycznymi oraz tworze-
nie dokumentów uzupełniających
projekt na podstawie wykonanych
schematów. Obecnie dostępnych
jest kilka wersji programu EL CAD,
w tym między innymi:
1) ELCAD Professional – jest to peł-

na wersja programu, która pozwa-
la wykorzystać wszystkie funkcje
oprogramowania;

Rys. 2 Wizualizacja 3D wyników obliczeń projektowych, wykonana dla przykładowego

wnętrza za pomocą programu DIALUX 3.2

Rys. 3 Okno graficzne programu ELCAD w wersji 5.8.2

Rys. 4 Moduły programu ELAPLAN

Rys. 5 Rozplanowanie przestrzenne instalacji i urządzeń w module 8 programu ELA-

PLAN pokazane w grafice 3D

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 7 - 8 / 2 0 0 4

Projektant ma możliwość wykorzy-

stania w procesie projektowania jed-
nego lub kilku modułów ELAPLAN.
Dane, założenia projektowe i wyni-
ki obliczeń można eksportować i wy-
korzystywać w innych modułach, co
pozwala na rozwiązanie danego za-
dania projektowego w jednym sys-
temie. System ELAPLN wyposażono
także w moduł, w którym całą pro-
jektowaną instalację można przed-
stawić na planach przestrzennych te-
renów lub budynków, w grafice pła-
skiej lub 3D, której przykład pokaza-
no na rysunku 5.

ELAPLAN jest dostępny w trzech

wersjach językowych: angielskiej, nie-
mieckiej oraz francuskiej i oferowany
jest do współpracy z systemami opera-
cyjnymi WINDOWS 98, NT, 2000, ME,
XP. Wymagania sprzętowe to między
innymi: procesor Intel Pentium III 500
MHz, 128 MB pamięci RAM, dysk twar-
dy 6GB, karta graficzna 8 MB.

podsumowanie

W artykule chcieliśmy pokazać po-

tencjalnym użytkownikom – projek-
tantom elektrykom, różnorodność
programów wspomagających projek-
towanie w energetyce. Wymieniliśmy
tylko te, które posiadamy i mając kon-
takt z twórcami mogliśmy się z nimi
zapoznać i wyrobić sobie na ich temat
opinię. Zdajemy sobie sprawę, że na
rynku polskim są wykorzystywane

2) ELCAD Compact + – program po-

siada wszystkie funkcje wersji Pro-
fessional jednak liczba schematów
w projekcie jest ograniczona do 50;

3) ELCAD Compact – w tej wer-

sji programu ograniczenia doty-
czą liczby schematów w projekcie
(maksymalnie 50) oraz modyfika-
cji struktur baz danych. Ponadto
wersja Compact nie posiada mo-
dułu do zarządzania kablami oraz
modułu do tworzenia rysunków
rozmieszczenia aparatury;

4) mikroElcad – jest to wersja demon-

stracyjna programu, rozpowszech-
niana nieodpłatnie, która pozwala
na ogólne zapoznanie się ze struk-
turą i możliwościami programu.
Podczas tworzenia schematów

elektrycznych projektant może korzy-
stać z dostępnej w programie biblio-
teki symboli, którą w miarę potrzeb
może uzupełniać o nowe lub zmody-
fikowane elementy. ELCAD posiada
również bazę danych aparatów i urzą-
dzeń, kabli, przewodów oraz zacisków,
w której można modyfikować parame-
try znamionowe istniejących w niej
obiektów lub dodawać nowe elemen-
ty, np. wczytując dane z płyt CD, które
są przygotowane w specjalnym forma-
cie przez producentów urządzeń. Przy
wstawianiu symbolu urządzenia do po-
łączenia lub odwrotnie program auto-
matycznie wytwarza punkty połączeń,
na bieżąco sprawdza liczbę wykorzysta-
nych zestyków łączników, liczbę wyko-
rzystanych żył kabli i zacisków listew
zaciskowych, a także jednoznaczność
opisów poszczególnych symboli oraz
ich powiązań z urządzeniami. Przykła-
dowe okno graficzne programu ELCAD
pokazano na rysunku 3.

Na podstawie wykonanych sche-

matów ELCAD automatycznie two-
rzy dokumenty uzupełniające pro-
jekt, takie jak:

zestawienia użytych w projekcie

aparatów i urządzeń,

zestawienia kabli i przewodów,
schematy listew zaciskowych,
tabele połączeń,
zawartość dokumentacji.

ELCAD oferowany jest dla syste-

mów operacyjnych WINDOWS 95,

98, Me, NT, 2000 i XP. Minimalne
wymagania sprzętowe to: 150 MB
wolnej pamięci na dysku twardym,
32 MB pamięci RAM oraz procesor
Pentium 120 MHz.

systemy CAD / CAE

kompleksowo

wspomagające

projektowanie

w elektroenergetyce

Zakres zastosowania przedstawio-

nych wcześniej programów komputero-
wego wspomagania projektowania jest
zazwyczaj ograniczony do jednego z eta-
pów lub zadań projektowych. Przykła-
dem oprogramowania, które komplek-
sowo wspomaga proces projektowania
w elektroenergetyce od założeń projek-
towych przez obliczenia do kompletnej
dokumentacji technicznej oraz koszto-
rysów jest pakiet ELAPLAN.

system ELAPLAN

firmy ELECTRASOFT

Pakiet oprogramowania o wspólnej

nazwie ELAPLAN zbudowany jest z mo-
dułów, które opisano i przedstawiono na
rysunku 4. Cały pakiet składa się z 14
modułów, w których użytkownik może
realizować poszczególne etapy projekto-
wania, w tym między innymi:

Elaplan 1 – Konfiguracja systemu

– definicja poziomów sieci, wa-
runków zasilania, kompensacja
mocy biernej,

Elaplan 2 – Oświetlenie – projek-

towanie oświetlenia wnętrz, pla-
ców i ulic,

Elaplan 3 – Obwody elektryczne

– dobór kabli, przewodów oraz
urządzeń zabezpieczających,

Elaplan 4 – Sieci elektroenerge-

tyczne – obliczanie rozpływów
mocy i prądów zwarciowych,

Elaplan 8 – Plany budynków – na-

noszenie instalacji na mapy i pla-
ny budynków,

Elaplan A – Oferty zamówienia –

sporządzanie kosztorysów,

Elaplan B – Użytkownicy, projek-

ty – zakładanie projektów, kontro-
la użytkowników.

również inne programy komputero-
we. Jednak nie zawsze mamy do nich
dostęp. Mamy nadzieję, że ten arty-
kuł umożliwi nam nawiązanie no-
wych kontaktów z twórcami opro-
gramowania CAD/CAE dedykowane-
go polskiej energetyce i wspólnie bę-
dziemy je promować.

literatura

1. Herlender K., Surówka I., Kompu-

terowe wspomaganie projektowa-
nia w elektroenergetyce – charak-
terystyka wybranych systemów
komputerowych, II Krajowa Kon-
ferencja Naukowo-Techniczna,
Myczkowce 2001.

2. Markiewicz M., Instalacje elektrycz-

ne, Wyd. 4, Warszawa, WNT 2002.

3. ECODIAL 3.2: Program do projek-

towania sieci rozdzielczej niskie-
go napięcia, Schneider Electric
Polska, 2003.

4. ES-SYSTEM: www.essystem.pl,

ES-SYSTEM, 2003.

5. TECHNODAT:

www.techno-

dat.com.pl, Technodat Polska Gru-
pa 2003.

6. AUCOTEC GmbH, TECHNODAT

Sp. z o.o., ELCAD, Gliwice 2002.

7. SEE Worldwide: www.ige - xao.com.pl,

IGE-XAO Polska, 2003.

8. ELAPLAN:

www.elaplan.com,

ElektraSoft 2001.

9. ELAPLAN: Elaplan CAE/CAD – To-

ols Elektrotechnik, Alstom 2000.

reklama