Кафедра электрических станций
Московского энергетического института и кафедра автоматизированных электрических
систем Уральского политехнического
института
СТРУКТУРА И ОСОБЕННОСТИ
РАЗРАБОТКИ САПР ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
При создании САПР ГОСТ
23501.119-83 устанавливает следующий состав и последовательность выполнения
стадий создания комплексов средств различных видов обеспечения: техническое
задание, эскизный проект, технический проект, рабочий проект, изготовление,
отладка и испытание, приемочные испытания.
В
техническом задании определяются цели разработки, состав, условия применения,
формулируются требования, осуществляется оценка затрат на разработку,
вычисляется ожидаемый экономический эффект, устанавливаются сроки выполнения
отдельных работ и состав документации. В эскизном проекте осуществляется
разработка структуры комплекса, принимаются решения по составу, функциональному
назначению, организации и реализации отдельных компонентов, образующих комплекс.
В техническом проекте выявляются структура и алгоритмы функционирования
комплекса и компонентов и рассчитываются технико-экономические показатели. В
рабочем проекте разрабатывается документация, как по отдельным компонентам, так
и по всему комплексу в целом. В дальнейшем проводятся отладка и испытание
компонентов и всего комплекса, осуществляется его опытная эксплуатация, и
выполняются приемочные испытания.
САПР по своим
функциональным признакам содержит техническое, математическое, программное,
информационное, лингвистическое, организационное и методическое обеспечения
(рис. 9.1). Техническое обеспечение САПР составляет ЭВМ и периферийное
оборудование (устройства связи человека и ЭВМ, устройства для изготовления
технической документации). Математическое обеспечение САПР включает
математические модели объектов проектирования, методы и алгоритмы выполнения
проектных операций и проектных процедур. Программное обеспечение содержит
программы для ЭВМ, которые служат для организации, планирования и управления
вычислительным процессом (операционные системы), а также для решения конкретных
проектных задач. Информационное обеспечение САПР представляется в виде банка
данных, содержащего сведения, необходимые для выполнения проектирования.
Лингвистическое обеспечение САПР включает множество алгоритмических языков для
описания исходных данных и результатов проектирования, обмена информацией между
человеком и ЭВМ в процессе проектирования. Организационное обеспечение САПР
определяет состав и функции подразделений проектной организации, форму
документов и др. Методическое обеспечение САПР — это совокупность документов,
отражающих условия эксплуатации средств автоматизации процесса проектирования и
технологию проектирования.
Основные особенности разработки САПР
электрической станции рассмотрены в. САПР должна ориентироваться как на задачи
сегодняшнего дня, так и на поиск решений принципиально новых задач, которые пока
не находят решения по причине их сложности, большого объема информации и
недостатка времени.
Структура САПР должна быть
достаточно гибкой, т. е. должна разрешать ее изменение и расширение, а также
изменение связей между отдельными ее частями, иметь возможность самостоятельного
использования отдельных информационно согласованных частей системы. Структура
САПР должна обладать четкой организационной структурой со строгим разграничением
задач, решаемых при помощи ЭВМ и вручную. Система должна обеспечивать
одноразовый ввод исходной информации, накопление массивов данных на магнитных
носителях информации, контроль исходной и промежуточной информации. Должна быть
создана служба постоянной информации и обновления информационных массивов
независимо от конкретных задач.
Исходная
информация при проектировании электростанции состоит из трех основных групп:
директивные материалы, справочные материалы и задания смежных по специальности
подразделений. Директивные материалы включают приказы проектного института и
министерства, решения вышестоящих инстанций, нормы, правила, указания и т. д.
Материалы отличаются по форме и терминологии. Их использование представляет
сложную задачу.
К справочным материалам
относятся справочник проектировщика, типовые проекты, ценники, прейскуранты,
каталоги и т. д. Директивные и справочные материалы относятся условно к
постоянной информации проектирования электростанции, хотя с течением времени
информация изменяется и требует обновления. Задания смежных подразделений
проектной организации представляют одну из самых емких форм исходной информации:
таблицы, списки, пояснительные записки, чертежи. Задания представляют собой
переменную информацию, индивидуальную для каждой проектной
задачи.
Исходная информация должна быть
достоверной. Любые ошибки в исходных данных должны быть исключены. Наличие
ошибок вызывает задержки решения, необходимость внесения исправлений и хранения
больших массивов промежуточных результатов решения. Полная машинная диагностика
исходных данных может быть соизмерима по времени со временем решения задачи.
Целесообразно разумное сочетание ручной и машинной
диагностики.
Задача создания САПР электрической
части электростанций представляет собой сложную научно-техническую задачу,
требующую крупных материальных затрат и значительного человеко-машинного
времени. Поэтому целесообразно разработать рациональную стратегию создания САПР
(учебной САПР), от реализации которой зависит эффективность ее
использования.
На первых порах должно быть
выполнено разграничение задач, решаемых на ЭВМ и вручную, и определен порядок
выполнения проектных работ. Установленная последовательность работ не должна
быть жесткой. Возможно возвращение к предыдущим этапам расчета, повторение
расчетов с выявленными более точными исходными данными и изменение порядка
расчета в зависимости от специфики проектируемого объекта с учетом того, что
приходится проектировать в условиях недостаточной определенности исходных
данных.
Затем каждая проектная задача
представляется в виде блока с указанием входных и выходных параметров.
Выполняется информационная согласованность блоков решаемых задач. Увеличение
массивов данных приводит к росту размерности решаемых задач, затрат машинного
времени и требуемого объема оперативной памяти ЭВМ. Снижение же размерности
массивов данных может вызвать ограничение области применения задач, решаемых на
ЭВМ.
На следующем этапе решаются вопросы выбора
центральной ЭВМ, периферийных устройств, основного алгоритмического языка и
создаются многочисленные пакеты прикладных программ (ППП) с элементами обучающих
систем. Полученные программы в дальнейшем должны войти в нижние уровни САПР, их
можно будет использовать для самостоятельного решения отдельных и конкретных
задач как с элементами АОС, так и без них. Это позволит уже на начальной стадии
создания САПР использовать прикладные программы в процессе
проектирования.
Далее разрабатывается
информационное обеспечение САПР на основе создания банка данных. Он организуется
с использованием известных информационных систем общего назначения путем выбора
наиболее подходящей системы.
Разработка САПР
отдельных проектных задач осуществляется на следующем этапе создания САПР. В
дальнейшем выполняется наращивание и усложнение САПР в направлении создания
единой САПР электрической части электростанции. Например, вначале создается САПР
схемы выдачи мощности станции, затем — САПР схемы РУ повышенного напряжения,
САПР ГЭСЭ, САПР системы с. н. и т.
д.
Баков Ю.В. Проектирование
электрической части электростанций с применением ЭВМ: Учеб. пособие для вузов. —
М.: Энергоатомиздат, 1991. — 272 с.: ил. (с. 223-226).