АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Принципы создания системы автоматизированного проектирования электрической части САПР-электро

Читайте также:
  1. Aufgabe 4. Везде ли нужна частица “zu”?
  2. B. Основные принципы исследования истории этических учений
  3. CASE-технология создания информационных систем
  4. I Психологические принципы, задачи и функции социальной работы
  5. I частина (5 балів)
  6. I частина (5 балів)
  7. I. Исходные данные для проектирования
  8. I. Необходимые документы для участия в Конкурсе
  9. I. Размер базовой части трудовой пенсии по старости.
  10. I. Расчет накопительной части трудовой пенсии.
  11. I. Расчет размера страховой части трудовой пенсии.
  12. I. Сестринский процесс при гипертонической болезни: определение, этиология, клиника. Принципы лечения и уход за пациентами, профилактика.

 

Применение ЭВМ к решению каждой конкретной задачи автоматиза­ции проектирования электроснабжения состоит из ряда этапов, важ­нейшими из которых являются создание математической модели объек­та с учетом имеющейся информации, анализ возникающих при исследо­вании математической модели задач, выбор алгоритма решения, напи­сание программы, использование системного обеспечения, проведение расчетов и оценка результатов. Знание этих этапов необходимо каждо­му специалисту, активно применяющему ЭВМ и ориентирующемуся на технологию комплексного использования ЭВМ.

Итоги использования вычислительной техники показывают недоста­точность внимания, которое уделяется созданию системы автоматизи­рованного проектирования цехов и предприятий. Теоретически и прак­тически не осознано принципиальное отличие электрического хозяйст­ва как технической системы, состоящей из множества готовых изделий, от электротехники — крупного раздела науки и крупных научных проб­лем, важнейшие среди которых следующие:

 

выделение электрического хозяйства как технической системы ново­го типа, изучение особенностей его построения, функционирования и развития для формулировки критериев оптимизации;

системные исследования электрического хозяйства, опирающиеся на математическое описание элементов, системы и подсистем, на мо­делирование иерархии и структуры, особенности эволюции системы во времени, на описание взаимодействий и связей внутри системы и внешних связей, на циркуляцию информационных потоков;

изучение закономерностей электрического хозяйства, принципиаль­но отличающихся от классической физики Ньютона—Максвелла—Ло­ренца, в частности устойчивости развития и устойчивости структуры;

выделение крупных подсистем электрического хозяйства и форму­лировка задач, целей, программно-математического и другого обеспе­чения САПР подсистем;

исследование проектных информационных потоков и потоков, инфор­мационно обеспечивающих САПР-Электро, создание локальных баз данных по задачам, баз данных по институтам, подотраслевых, меж­отраслевых и отраслевых, переход к базам знаний.

Упрощенно можно сказать, что на ЭВМ легко реализуется, например, расчет электрической цепи методом узловых потенциалов, выбирается по нагреву кабель в 20-отверстном блоке, сравниваются приведенные затраты на три КТП 2 х 1000 кВ • А и две КТП 2 х 1600 кВ • А, опреде­ляется центр нагрузок нескольких потребителей.

Общая теория систем утверждает, что система обладает свойствами, не присущими элементу, что сколь бы глубоко и полно ни исследовался отдельный элемент (и даже по отдельности), это не приведет к знанию закономерностей поведения системы. Система не есть множество эле­ментов, а каждый элемент не описывается только количественными показателями — обязательно качественное описание (например, элект­родвигатель рольганговый и крановый).

Любой проектировщик участвует в создании системы и видит ее не­значительную часть. Но система всегда есть целостный комплекс взаи­мосвязанных и взаимодействующих элементов, т. е. целое, которое всегда следует рассматривать и оценивать как единое; она образует единство со средой и требует учета взаимодействия этой среды, крите­рии оптимизации определяются вне системы, система сама является под­системой или элементом системы более высокого порядка и может быть разбита на ряд подсистем более низкого порядка. Создавая часть, всегда следует помнить, что действия проектировщика проявляются в эффективности функционирования системы.

Следовательно, чтобы приступить к созданию САПР-Электро, надо знать термины и выявить объект, который подлежит автоматизации проектирования; описать его математически, как ЭДС, ток и сопро­тивление описывают эквивалентные схемы источника электроэнергии; рассмотреть законы и закономерности развития электрического хо-

 

зяйства; представить объем информации, которая необходима, во-первых, чтобы математически описать все элементы и связи, со­ставить алгоритмы и программы; во-вторых, чтобы иметь сведения по оборудованию, материалам, расценкам, нормам.

Создание САПР идет по двум взаимно дополняющим путям: 1) по проектирующим подсистемам (САПР-Электро); 2) по проектно­му институту в целом — САПР ПИ (создается система автоматизиро­ванного проектирования, охватывающая все отделы данного институ­та). До 2000 г. должна быть образована система, опирающаяся на еди­ную методологическую и информационную основу. На ближайшие го­ды будет идти создание САПР техноценозов по пути развития САПР ПИ с учетом разработок институтов "Тяжпромэлектропроект", "Электро­проект", "Энергосетьпроект", "Теплоатомэлектропроект".

САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации, и выпол­няющую автоматизированное проектирование. САПР опирается на различные виды обеспечения, каждое из которых выполняет опреде­ленную функцию:

методическое - документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизации проектирования;

лингвистическое - языки программирования и терминология;

математическое — методы, математические модели, алгоритмы;

программное — документы с текстами программ, программы на машинных носителях и эксплуатационные документы;

техническое — устройства вьиислительной техники и организацион­ной техники, средства передачи данных, измерительные и другие устройства и их сочетания;

информационное - документы, содержащие описание стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, типовых элемен­тов, комплектующих изделий, материалов и другие данные, а также файлы и блоки на машинных носителях с записью указанных доку­ментов;

организационное - положения, инструкции, приказы, штатные рас­писания, квалификационные требования и другие документы, регла­ментирующие организационную структуру подразделений и их взаимо­действие с комплексом средств автоматизации проектирования.

Если подсистему САПР определить как выделенную по некоторым признакам часть САПР, обеспечивающую получение законченных реше­ний и соответствующих проектных документов, то можно назвать САПР-Гололед, имея ввиду документацию, обеспечивающую плавку гололеда, САПР-Болт и т. д. Мы будем называть подсистемой только крупные разделы и объекты, например электроснабжение, электро­оборудование, электроремонт.

Различают два вида проектируемых подсистем по отношению к

 

объекту проектирования: объектно-ориентированные (объектные) и объектно-независимые (инвариантные). Объектные выполняют одну или несколько проектных процедур или операций, непосредственно зависимых от конкретного объекта проектирования. Проектирующая подсистема состоит из компонентов САПР. Компонент — элемент средства обеспечения, выполняющий определенную функцию в под­системе САПР.

Реализация отдельных подсистем, компонентов и работа по подго­товке организации к вводу в действие САПР проводится на всех ста­диях создания САПР до завершения рабочего проекта САПР.

Предпроектные исследования для создания САПР включают обсле­дование, сбор и анализ данных об организации и ее внешних связях. Важнейшим является получение данных об объекте тгроектирования для выделения объектов-представителей (видов): их количестве за год; прогнозируемом количестве объектов на момент ввода в дей­ствие САПР и последующую перспективу; периодичности проектирова­ния объектов, длительности, трудоемкости. Рассматриваются исходные данные для проектирования каждой стадии, соисполнители (подразде­ления, участвующие в работе), виды и количество документов; затраты времени на согласование и утверждение. Очевидны трудности сбора данных по объектам, представляющим собой техноценозы, точнее, не­возможность формализации описания и процедур применительно к крупным объектам для целей САПР.

Применительно к САПР-Электро перечень объектов и необходимые сведения о них приведены в табл. 14.1—14.3. Это электрооборудование цеха, сети района электроснабжения, ГПП и РП, объекты электроре­монта. Возможна большая детализация, например машинный зал глав­ных преобразователей, КТП склада пальмового масла. Такая детализа­ция приводит к объектам типа освещения стрелочной будки, электро­снабжения концевой задвижки газопровода. Поэтому понятие объекта не формализуется, а в качестве рабочего при создании САПР-Электро принято определение: объектом называется выделенная проектиров­щиком целостность, на которую составляется объектная смета.

С учетом предпроектных исследований разрабатывается техническое задание, которое является исходным документом для создания САПР и должно содержать следующие разделы: общие положения; назначение и область применения; описание объекта проектирования в САПР; описание процесса автоматизированного проектирования; характери­стики и анализ вариантов структуры САПР; обоснование и описание выбранного варианта; технико-экономическое обоснование.

Если возникает несколько вариантов создания САПР и необходимо выбрать рациональный, предусмотрена специальная стадия — техниче­ское предложение. Необязательной стадией является и эскизный про­ект, ставящий целью принятие основных технических решений, даю­щих представление о создаваемой САПР.

 

 

Принятие окончательных технических решений, дающих полное представление о создаваемой САПР, осуществляется на стадии техни­ческого проекта. На этой стадии: разрабатывают процесс проектирова­ния; уточняют (детализируют) структуры САПР и взаимосвязи САПР с другими автоматизированными системами; принимают окончатель­ные решения по -математическому, лингвистическому, информацион­ному, методическому и организационному обеспечению САПР в целом и по подсистемам САПР; разрабатывают компоненты САПР по подси­стемам и отдельным объектам; уточняют технико-экономические по­казатели САПР.

Оценим проблему создания и развития САПР-Электро и конкретизи­руем ближайшие цели на примере САПР электрооборудования. Сами объекты проектирования образуют структуру, близкую к иерархиче­ской: отрасль (подотрасль), предприятие, цех (комплекс), отделение или участок, элементарный объект. Все они делятся по частям проекта.

САПР-Электро является сложной открытой и развивающейся доку­ментальной системой, опирающейся на единство методического, лингви­стического, математического, программного, информационного и орга­низационного обеспечения. САПР любого института и САПР-Электро как подсистема в процессе развития превращаются в сообщество слабо­связанных и слабо взаимодействующих между собой документов — создается своеобразный информценоз. В основу САПР-Электро поло­жена иерархия, отражающая качественные, неформализуемые по Геделю, и количественные особенности электрического хозяйства. Коли­чество программ, обеспечивающих подсистему САПР-Электро, оцени­вается 104.

Каковы ориентировочные параметры САПР-Электро и каковы требо­вания к техническому обеспечению? По трудоемкости рассматриваемые разделы находятся в соотношении 5: 30: 1 (соответственно электро­снабжение; силовое электрооборудование, электропривод и автомати­зация, электроосвещение; электроремонт). В эксплуатации соотноше­ние персонала, занятого ремонтом и обслуживанием, к дежурному — около 3: 2, а собственно занятых электроснабжением близко к 15%.

Информационное обеспечение при выполнении электрической части схемы развития и размещения предприятий какой-либо одной базовой отрасли оценивается в 100 Мбайт, выполнение ТЭО для всех предприя­тий отрасли - 1 Гбайт, обеспечение всей рабочей документации - 100-1000 Гбайт. Для охвата САПР-Электро на уровне 40-60% (100% - вся документация, включая переписку, выдается с машины) необходима для каждого проектировщика собственная персональная ЭВМ с выхо­дом на центральный процессор (в информационную сеть) с возмож­ностью локально решать широкий круг вопросов, обмениваться зада­ниями через распределенные сети, в диалоге выбирать технические варианты

От проектировщика-электрика, работающего в режиме САПР, тре-

 

буется знание собственной специальности, особенностей технологии и состава объекта, языков программирования, основ создания и рабо­ты с информационными базами, возможностей вычислительной тех­ники, на которой необходимо работать. Инженер может быть пользо­вателем САПР и ее создателем.

Работа с ЭВМ развивает качества, которые требуются от инженера-проектировщика: творчество, под которым подразумевают самостоя­тельность, инициативность, опыт, знания и способности; исполнитель­ность, связанную с тщательностью, аккуратностью, усидчивостью, дис­циплинированностью, старательностью, добросовестностью, трудолю­бием; ответственность, под которой подразумевают настойчивость, оперативность, организованность, работоспособность.

Работающие на ЭВМ подразделяются на: параметрических пользова­телей (непрограммистов), которые могут обращаться к машине и производить некоторые вычисления, получать информацию в различных аспектах по готовому набору команд; аналитиков или пользователей-профессионалов — инженеров, систематически работающих с ЭВМ по широкому классу задач САПР и пишущих небольшие и вспомогатель­ные программы; прикладных программистов — инженеров, разраба­тывающих САПР-Электро; системных программистов — специалистов, обслуживающих вычислительную технику как систему.

Проектировщик — создатель и пользователь САПР — должен быть ориентирован на работу в диалоговом режиме. Проектировщик может в диалоге: выполнить расчет токов КЗ, релейной защиты и другие инже­нерные расчеты; формировать готовые таблицы, используя данные ин­формационного банка; выбрать варианты, используя имитационное моделирование, другие экономико-математические модели, оптимиза­цию; обработать графики нагрузки, прогнозировать количество обо­рудования, вычертить технологические схемы, графики, ситуационные чертежи, чертежи конструкций шкафов и пультов, чертежи раскладки кабельных линий, монтажные чертежи, спецификации; рассчитать и составить сметы.

Проектирование сопровождается большим количеством писем (крупный институт 20000 шт. в год), телеграмм, протоколов, заданий и т. д. Есть возможность перейти на безбумажный обмен заданиями и безбумажный контроль и оформление пояснительных записок, смет, спецификаций, кабельных журналов.

В запоминающих устройствах элементной базы машин 1980-1981 гг использовалась память с произвольным доступом емкостью 64 кбит/ кристалл (рекорд 1981 г. - схема с плотностью монтажа 450 тыс. тран­зисторов/кристалл). Усложнение на порядки и развитие программного обеспечения принципиально меняет подход к созданию САПР-Электро если основываться на машинах архитектуры RISC или Pentium который имеет тактовую частоту 75, 90, 100 МГц, носитель информации на

 

 

жестком магнитном диске 1 Гбайт, оперативную память 32 Мбайта с кэш-памятью 256 Кбайт, шину PCI, обеспечивающую передачу дан­ных со скоростью 133 Мбит/с, встроенную видеосистему ATI емкостью 2 Мбайта ОЗУ.

Компьютеры принимают на себя функции: 1) понимания описания проблемы и необходимых ситуаций; 2) синтеза процедур обработки;

оптимизации распределения функций между машинами (сетями);

синтеза ответа, базирующегося на машинных результатах; 5) интеллектуального общения, обеспечивающего понимание речи, текстов на
естественном языке, изображений и чертежей непосредственно с ори­гинала. Отметим, что архитектура машин РИСК основана на техноценологическом подходе, как и фрактальная машинная графика Мандель-
брота.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)