Εξαμηνιαία Εργασία 2015 Εμπορικό / Βιομηχανικό Κτίριο στο FINE. Σχεδίαση του δικτύου μίας ηλεκτρικής εγκατάστασης. Σχεδίαση του κεντρικού οριζόντιου δικτύου. Σκοπός Τοποθέτηση Υποδοχέων (φορτίων) στο δίκτυο Σχεδίαση των κατακόρυφων στηλών. Τοποθέτηση αρχής δικτύου. Αναγνώριση του δικτύου. Υπολογισμοί. Βιομηχανικό Κτίριο στο FINE Σελ. 1
Επιδίωξη της Εξαμηνιαίας Εργασίας Αντικείμενο της εξαμηνιαίας εργασίας είναι μία βιομηχανική εγκατάσταση στο εργοστάσιο της GOLDEN DOOR, μίας εταιρίας που κατασκευάζει πόρτες ασφαλείας. Τα γραφεία, η έκθεση και η μονάδα παραγωγής της εταιρίας είναι εγκαταστημένα και λειτουργούν στο ίδιο κτίριο / σύμπλεγμα (Εικόνα 1). Επειδή τα γραφεία και το εργοστάσιο της εταιρίας είναι εγκαταστημένα στο ίδιο κτίριο, η ηλεκτρική εγκατάσταση στο κτίριο συνδυάζει μία εγκατάσταση φωτισμού με μία εγκατάσταση κίνησης. Η εγκατάσταση φωτισμού περιλαμβάνει την ηλεκτρική εγκατάσταση για το φωτισμό, τη θέρμανση, το κλιματισμό και γενικά, όλες τις ηλεκτρικές συσκευές υπολογιστές, τηλέφωνα, φωτοτυπικές μηχανές, κ.ά. που χρειάζονται για τη λειτουργία των γραφείων και της έκθεσης, ενώ η εγκατάσταση κίνησης περιλαμβάνει τη τροφοδοσία των μηχανημάτων στη μονάδα παραγωγής της εταιρίας. Μέσα από αυτή την εργασία, η επιδίωξη είναι να εξετάσουμε τη μεθοδολογία και τα βήματα που ακολουθούμε στη σχεδίαση και τη μελέτη μίας πραγματικής ηλεκτρικής εγκατάστασης που περιλαμβάνει τόσο φορτία φωτισμού, όσο και φορτία κίνησης. Ποια είναι τα βήματα που ακολουθούμε στη μελέτη μίας εγκατάστασης κίνησης? Όπως και οι εγκαταστάσεις φωτισμού, μία βιομηχανική εγκατάσταση περιλαμβάνει: 1. Τη σχεδίαση του οριζόντιου δικτύου, δηλαδή των οριζόντιων αγωγών από το πίνακα ή τους πίνακες της εγκατάστασης στα διάφορα μηχανήματα που είναι εγκαταστημένα και λειτουργούν στους χώρους της εγκατάστασης. 2. Τη σχεδίαση των κατακόρυφων στηλών που διαπερνούν τα διάφορα επίπεδα / ορόφους του κτιρίου και συνδέουν τους πίνακες σε κάθε όροφο με το μετρητή / τη παροχή της ΔΕΗ. 3. Την εισαγωγή την αρχής του δικτύου. 4. Την αναγνώριση του δικτύου και 5. την εκτέλεση των υπολογισμών από το FINE που για μία βιομηχανική εγκατάσταση περιλαμβάνουν: 5.1 Τη πραγματική ισχύ λειτουργίας των τριφασικών φορτίων, δηλαδή την ισχύ που χρειάζεται κάθε μηχάνημα για να λειτουργήσει. 5.2 Τη τιμή της ισχύος σε κάθε φάση, για κάθε μονοφασικό και τριφασικό φορτία (μηχανή). Ε.0 ΤΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΣΧΕΔΙΑ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ Όπως η μελέτη κάθε ηλεκτρολογικής εγκατάστασης στο FINE, η σχεδίαση της εγκατάστασης για τα γραφεία και το εργοστάσιο της GOLDEN DOOR, ξεκινάει από τα αρχιτεκτονικά σχέδια των κατόψεων του κτιρίου της εγκατάστασης και την εισαγωγή τους στο φάκελο της μελέτης. Η κάτοψη (το αρχιτεκτονικό σχέδιο) του κτιρίου της GOLDEN DOOR παριστάνεται Εξαμηνιαία Εργασία 2015 Σελ. 2
Εικόνα 1: Κάτοψη του εργοστασίου της GOLDEN DOOR, για τη σχεδίαση της ηλεκτρικής εγκατάστασης στο εργοστάσιο. Βιομηχανικό Κτίριο στο FINE Σελ. 3
στην Εικόνα 1. Επάνω στο αρχιτεκτονικό σχέδιο σημειώνεται / επισημαίνεται η θέση κάθε φορτίου και κάθε μηχανήματος στο χώρο παραγωγής Για να ξεκινήσουμε να σχεδιάζουμε το δίκτυο της εγκατάστασης, χρειάζεται να εισάγουμε το αρχιτεκτονικό σχέδιο της Εικόνας 1, στο φάκελο της μελέτης. Για την εισαγωγή της κάτοψης, εκτελούμε τη διαδικασία που ακολουθήσαμε σε κάθε προηγούμενη μελέτη, για να εισάγουμε τις Δηλαδή: Κάνουμε αντιγραφή και επικόλληση της κάτοψης στο φάκελο της μελέτης. Ορίζουμε ένα σημείο εισαγωγής επάνω στη κάτοψη και την αποθηκεύουμε σ ένα νέο αρχείο που παριστάνει το επίπεδο της κάτοψης (Διαδικασία WBLOCK). Ορίζουμε τα χαρακτηριστικά του επιπέδου της κάτοψης (αριθμός επιπέδου και ύψος από το έδαφος) και μεταφέρουμε τη κάτοψη στο σχέδιο που έχει το όνομα της μελέτης που δημιουργήσαμε για την εγκατάσταση (Καθορισμός κτιρίου, εντολή AutoBLD -> Καθορισμός Κτιρίου). Ακόμα και αν η κάτοψη μίας εγκατάστασης περιλαμβάνει ένα μόνον επίπεδο, οπότε δεν χρειάζεται να ευθυγραμμίσουμε τις κατόψεις των διαφόρων επιπέδων του κτιρίου της εγκατάστασης, τη μία κάτω από την άλλη, παρ όλα αυτά, χρειάζεται να εκτελέσουμε τη διαδικασία WBLOCK και το Καθορισμό Κτιρίου, για να ορίσουμε το επίπεδο της κάτοψης (που θα είναι το 1) και να την μεταφέρουμε από το αρχείο που μας δόθηκε, στο αρχείο με το όνομα της μελέτης που δημιουργήσαμε για την εγκατάσταση που θα σχεδιάσουμε επάνω σ αυτή τη κάτοψη. Χρειάζεται απαραίτητα να ακολουθήσουμε αυτή τη διαδικασία και να μεταφέρουμε τη κάτοψη του χώρου μίας εγκατάστασης στο αρχείο με το όνομα της μελέτης που δημιουργήσαμε για αυτή την εγκατάσταση, γιατί διαφορετικά, το πρόγραμμα δεν θα εκτελεί τους υπολογισμούς για την εγκατάσταση. Ε.1 Η Σχεδίαση του Δικτύου της Ηλεκτρικής Εγκατάστασης Η σχεδίαση του δικτύου μίας ηλεκτρικής εγκατάστασης περιλαμβάνει τη σχεδίαση του οριζόντιου δικτύου της εγκατάστασης, δηλαδή των γραμμών που ξεκινούν από το πίνακα(ες) της εγκατάστασης και τροφοδοτούν με ρεύμα τα διάφορα ηλεκτρικά φορτία της εγκατάστασης, καθώς και της γραμμής παροχής από το δίκτυο, στο κεντρικό πίνακα της εγκατάστασης. Η γραμμή παροχής από το μετρητή ή από την αρχή του δικτύου στο πίνακα ή στους πίνακες της εγκατάστασης συνήθως διατρέχει διαφορετικά επίπεδα του κτιρίου της εγκατάστασης. Για αυτό το λόγο, η γραμμή παροχής από την αρχή του δικτύου (μετρητή) στο πίνακα ή στους πίνακες της εγκατάστασης αποτελεί το κατακόρυφο δίκτυο της εγκατάστασης. Βιομηχανικό Κτίριο στο FINE Σελ. 4
Πίνακας 1 Στοιχεία της Ηλεκτρολογικής Εγκατάστασης για το Εργοστάσιο Κατηγορία Φορτίου Ονομασία Ολική Ισχύς Μήκος [m] συνφ Φωτισμός Υποπίνακας Φωτισμού 20 2 75 W Λάμπες Φθορισμού Σύνδεση DUO 4 100 W Λαμπτήρες αλογόνων 4 απλή 65 W Λαμπτήρες αλογόνων 1 1 Γραμμές Ρευματοδοτών 10 ρευματοδότες 16 A 1 1 Φορτία Θέρμανσης Κλιματιστικά σώματα 3.78 kw 1 CNC Τόρνοι 1 και 2 2,95 KW 0,83 0,8 CNC Τόρνος 2 2,576 KW 0,8 0,82 CNC Τόρνος 3 2,2 KW 0,8 0,8 Φορτία Κίνησης CNC Τόρνος 4 2,576 KW 0,8 0,82 CNC Τόρνος 5 2,2 KW 0,8 0,8 CNC Τόρνος 6 2,576 KW 0,8 0,82 CNC Τόρνος 7 2,576 KW 0,8 0,82 CNC Τόρνος 8 2,2 KW 0,8 0,8 Βιομηχανικό κτίριο στο FINE Σελ. 5
CNC Τόρνος 9 2,576 KW 0,8 0,82 CNC Ραουελιέρα 3,7 KW 0,8 0,8 Φορτία Κίνησης CNC Punching 3,7 KW 0,8 0,8 CNC Φρέζα 1 2,2 KW 0,8 0,82 CNC Φρέζα 2 2,95 KW 0,83 0,8 CNC Φρέζα 3 3,68 KW 0,8 0,8 Πλάνη 2,2 KW 0,82 0,81 Τροχός 1,5 KW 0,8 0,85 Πίνακας 1: Στοιχεία της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης για το εργοστάσιο. Τα φορτία αυτής της εγκατάστασης του εργοστασίου της GOLDEN DOOR περιγράφονται στο Πίνακα 1. Η τοποθέτηση / παράσταση αυτών των φορτίων στη κάτοψη του κτιρίου παριστάνεται στην Εικόνα 1. Ε.1.1 Ρύθμιση του τρέχοντος ύψους Πριν ξεκινήσουμε να σχεδιάζουμε τις γραμμές του οριζόντιου δικτύου μίας εγκατάστασης, πριν ακόμα τοποθετήσουμε τους υποδοχείς (που παριστάνουν τα φορτία της εγκατάστασης), ορίζουμε το τρέχον ύψος στη τιμή 0. Το τρέχον ύψος, όπως λέει και το όνομα του, είναι το ύψος από το δάπεδο του επιπέδου που βρισκόμαστε, στο οποίο θα τοποθετηθεί οποιοδήποτε αντικείμενο σχεδιάσουμε, εφόσον δεν χρησιμοποιήσουμε για την τοποθέτηση του κάποια έλξη (OSNAP ή ESNAP). Για να αλλάξουμε το τρέχον ύψος: Από την εντολή Plus -> Τρέχον ύψος, πληκτρολογούμε την τιμή που επιθυμούμαι για το τρέχον ύψος και μετά βλέπουμε την αλλαγή της z συντεταγμένης, στο κάτω μέρος της οθόνης. Πότε πρέπει να αλλάζουμε το τρέχον ύψος? Πριν τοποθετήσουμε τους υποδοχείς στην κάτοψη πρέπει να αποφασίσουμε σε ποιο ύψος θα τους τοποθετήσουμε. Κατά κανόνα, επιλέγουμε το τρέχον ύψος να είναι 0.0, Εξαμηνιαία Εργασία 2015 Σελ. 6
από το επίπεδο που βρισκόμαστε. Επίσης όταν σχεδιάζουμε το κεντρικό οριζόντιο δίκτυο πρέπει πάλι να προσέχουμε ώστε αυτό να σχεδιάζεται στο επιθυμητό ύψος Ε.1.2 Τοποθέτηση των Υποδοχέων Ένα ακόμα βήμα, πριν ξεκινήσουμε να σχεδιάζουμε τις γραμμές του οριζόντιου δικτύου μίας εγκατάστασης, είναι να τοποθετήσουμε τους υποδοχείς, δηλαδή τα φορτία αυτής της εγκατάστασης πάνω στη κάτοψη. Η διαδικασία για τοποθετήσουμε τους υποδοχείς μίας εγκατάστασης, πάνω στη κάτοψη της εγκατάστασης είναι απλή και περιλαμβάνει τα παρακάτω βήματα: 1 Από τη γραμμή εργαλείων της εγκατάστασης, επιλέγουμε το εικονίδιο που παριστάνει τους υποδοχείς. Τότε εμφανίζεται η οθόνη με τους υποδοχείς για μία ηλεκτρική εγκατάσταση. 2 Επιλογή Υποδοχέα. Επιλέγουμε τον υποδοχέα που θέλουμε να τοποθετήσουμε, για παράδειγμα τον ηλεκτρικό πίνακα, τη κουζίνα, φωτιστικά, ή άλλα στοιχεία και πατάμε Enter. 3 Επιλογή θέσης. Μετακινώντας το ποντίκι, μεταφέρουμε του υποδοχέα «έτσι ώστε το σημείο αναφοράς του που συμπίπτει με το σταυρό του σταυρονήματος να τοποθετηθεί στο επιθυμητό σημείο, πάνω στη κάτοψη και πατάμε το δεξί πλήκτρο του ποντικιού για να οριστικοποιήσουμε την επιλογή μας». 4 Επιλογή γωνίας. Μετακινώντας πάλι το ποντίκι, ο υποδοχέας περιστρέφεται γύρω από το σημείο αναφοράς. Επιλέγουμε τη γωνία που θέλουμε να τοποθετηθεί και πατάμε το δεξί πλήκτρο του ποντικιού. Επαναλαμβάνουμε τη παραπάνω διαδικασία, για να τοποθετήσουμε κάθε έναν από τους υποδοχείς (τα φορτία) της εγκατάστασης πάνω στη κάτοψη. Ε.1.3 Σχεδίαση των Οριζόντιων Γραμμών Εφόσον έχουμε τοποθετήσει το πίνακα και τα φορτία της εγκατάστασης πάνω στη κάτοψη, μπορούμε να ξεκινήσουμε να σχεδιάζουμε το οριζόντιο δίκτυο της εγκατάστασης, δηλαδή τις γραμμές που θα συνδέουν τους υποδοχείς / τα φορτία, στο πίνακα της εγκατάστασης. Περιγράφουμε τη διαδικασία της σχεδίασης των γραμμών του οριζόντιου δικτύου μίας εγκατάστασης, σχεδιάζοντας τις γραμμές του οριζόντιου δικτύου της εγκατάστασης του εργοστασίου αυτής της άσκησης. Ε.1.3.1 Σχεδίαση της Γραμμής για έναν Τόρνο Σ αυτή την ενότητα σχεδιάζουμε τη γραμμή ενός από τους τόρνους, επιχειρώντας, μέσα από τη σχεδίαση αυτής της γραμμής, να περιγράψουμε τα βήματα, για να Βιομηχανικό κτίριο στο FINE Σελ. 7
Εικόνα 2: Πολική Ιχνηλάτηση. Πριν ξεκινήσουμε να σχεδιάζουμε τις γραμμές μίας εγκατάστασης, ενεργοποιούμε τη πολική ιχνηλάτηση, για να σχεδιάσουμε τις γραμμές, να ξεκινούν ανά καθορισμένη γωνία, από το πίνακα. σχεδιάζουμε κάθε γραμμή μίας εγκατάστασης. 1 Όμως, πριν ακόμα ξεκινήσουμε να σχεδιάζουμε τις ηλεκτρικές γραμμές του οριζόντιου δικτύου μίας εγκατάστασης, είναι χρήσιμο να ενεργοποιήσουμε τη πολική ιχνηλάτηση με την εντολή: Tools Drawing Aids Coordinate Input Polar Tracking Στο πλαίσιο διαλόγου (στη καρτέλα) που ανοίγει, πατάμε στην επιλογή Polar Tracking (Πολική Ιχνηλάτηση). Από τη λίστα Increment angle, επιλέγουμε τη γωνία των 30 (Εικόνα 2). Μ αυτή τη ρύθμιση, επιλέγουμε να εμφανίζονται όχι οι καρτεσιανές, αλλά οι πολικές συντεταγμένες σημείων στο σχέδιο. Όταν δηλαδή, κατά την εκτέλεση μίας Εξαμηνιαία Εργασία 2015 Σελ. 8
Εικόνα 3: Πριν ξεκινήσουμε να σχεδιάζουμε μία ηλεκτρική γραμμή, αποεπιλέγουμε την ορθογώνια σχεδίαση, για να ξεκινήσουμε τη γραμμή ακτινικά, από τον πίνακα. Μετά, πατάμε στο εικονίδιο της καλωδίωσης, στη παλέτα των ηλεκτρολογικών στοιχείων, για να σχεδιάσουμε τη γραμμή. Βιομηχανικό Κτίριο στο FINE Σελ. 9
Εικόνα 4: Ξεκινάμε κάθε ηλεκτρική γραμμή από τον κεντρικό πίνακα της εγκατάστασης, χρησιμοποιώντας έλξη σε σημείο, για να ορίσουμε / να υποδείξουμε την αρχή της γραμμής στο σημείο αναφοράς (τη κόκκινη κουκίδα του πίνακα. Εξαμηνιαία Εργασία 2015 Σελ. 10
εντολής, μετακινούμε το ποντίκι για να ορίσουμε το επόμενο σημείο, οι συντεταγμένες αυτού του σημείου θα εμφανίζονται σαν σχετικές πολικές συντεταγμένες, με την απόσταση αυτού του σημείου από το προηγούμενο και γωνία που σχηματίζει με τον άξονα των x. Η επιλογή της πολικής ιχνηλάτησης έχει σαν σκοπό, να μας βοηθήσει να σχεδιάσουμε τις γραμμές της εγκατάστασης να αναχωρούν ακτινικά από το πίνακα, επιλέγοντας τη γωνία που θα σχηματίζει κάθε γραμμή με τον άξονα των x και σχεδιάζοντας τις γραμμές να ξεκινούν ανά καθορισμένη γωνία, για παράδειγμα ανά 30 ή ανά 15, από το πίνακα. 2 Επειδή κάθε γραμμή του δικτύου θα πρέπει να ξεκινάει από το πίνακα, ακτινικά, για «μεγαλύτερη σαφήνεια και εποπτεία του σχεδίου», πριν ξεκινήσουμε να σχεδιάζουμε μία γραμμή, απόεπιλέγουμε την ορθογώνια σχεδίαση (Εικόνα 3). Αποεπιλέγουμε την ορθογώνια σχεδίαση, για να μπορούμε να ξεκινήσουμε μία γραμμή σε οποιαδήποτε γωνία από το πίνακα και όχι αναγκαστικά σε ορθή γωνία, όπως θα επέβαλε η ορθογώνια σχεδίαση. Έχοντας κάνει αυτές τις ρυθμίσεις, μπορούμε τώρα να ξεκινήσουμε να σχεδιάζουμε τη γραμμή της ηλεκτρικής κουζίνας. 3 Επιλέγουμε το εικονίδιο της καλωδίωσης από τη γραμμή εργαλείων της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης. 4 Επειδή κάθε γραμμή του οριζόντιου δικτύου θα ξεκινάει από το πίνακα της εγκατάστασης, ορίζουμε την αρχή της γραμμής στο πίνακα. Έτσι, επιλέγουμε / χρησιμοποιούμε την έλξη σε σημείο, για να εντοπίσουμε και να επιλέξουμε το σημείο αναφοράς του ηλεκτρικού πίνακα ως πρώτο σημείο της γραμμής (Εικόνα 4). 5 Στη προτροπή Δώστε επόμενο σημείο:, μετακινούμε το ποντίκι και επιλέγουμε ένα σημείο ακτινικά στο πίνακα, σαν επόμενο σημείο της γραμμής. Επειδή έχουμε ενεργοποιήσει τη πολική ιχνηλάτηση, βλέπουμε πως καθώς μετακινούμε το ποντίκι για να δώσουμε το επόμενο σημείο στη σχεδίαση της γραμμής, οι συντεταγμένες κάθε σημείου εμφανίζονται σε πολική μορφή. Σαν επόμενο σημείο στη γραμμή της ηλεκτρικής κουζίνας, επιλέγουμε ένα σημείο που σχηματίζει γωνία 210 με τον άξονα των x. Η λογική στη χρήση της πολικής ιχνηλάτησης είναι πως μας επιτρέπει να προσδιορίζουμε το επόμενο σημείο κάθε γραμμής, από την αρχή του πίνακα, σε συγκεκριμένη γωνία με τον άξονα των x, σχεδιάζοντας τις γραμμές της εγκατάστασης, ανά καθορισμένη γωνία, τη μία από την άλλη. Στη σχεδίαση της εγκατάστασης αυτής της άσκησης, θα σχεδιάσουμε τις Βιομηχανικό Κτίριο στο FINE
γραμμές της εγκατάστασης, ώστε η γωνία μεταξύ δύο γραμμών, από το πίνακα, να είναι 30 ή πολλαπλάσιο των 30. 6 Ενεργοποιούμε πάλι την ορθογώνια σχεδίαση και δίνουμε τα επόμενα σημεία της γραμμής παράλληλα με τους εσωτερικούς τοίχους της κάτοψης (Εικόνα 5). 7 Προχωρούμε παράλληλα με τους τοίχους της κάτοψης, μέχρι να φτάσουμε στο τόρνο 9. Συνδέουμε τον τόρνο στη γραμμή, επιλέγοντας έλξη σε άκρο και καταδεικνύοντας το σημείο αναφοράς του υποδοχέα, δηλαδή τη κόκκινη κουκίδα στο μπλοκ του τόρνου (Εικόνα 5). Στη κατάδειξη Endpoint επάνω από τη κόκκινη κουκίδα του κινητήρα (Εικόνα 5), πατάμε αριστερό κλικ, για να έλξουμε / να συνδέσουμε τη γραμμή στη κόκκινη κουκίδα του κινητήρα. Πατάμε Enter, για να τερματίσουμε την εντολή. Συνδέοντας τη γραμμή του τόρνου 9 στο σημείο αναφοράς (τη κόκκινη κουκίδα) του τόρνου, ολοκληρώνουμε τη σχεδίαση αυτής της γραμμής. Παρόμοια, σχεδιάζουμε τις άλλες γραμμές του οριζόντιου δικτύου της εγκατάστασης. Αρχή Δικτύου Εξαμηνιαία Εργασία 2015
Εικόνα 5: Μετά τη σχεδίαση του ακτινικού τμήματος (ΑΒ) της γραμμής του τόρνου, ενεργοποιούμε την ορθογώνια σχεδίαση και επιλέγουμε το επόμενο σημεία της γραμμής, παράλληλα με τα εσωτερικά χωρίσματα. Προχωρώντας προς τη θέση που είναι εγκατεστημένος ο τόρνος. Βιομηχανικό Κτίριο στο FINE Page 13