Реферат за темою випускної роботи
Зміст
- Введення
- 1. Постановка задачі
- 2. Матеріал і методи
- 3. Результати та їх обговорення
- Висновки
- Перелік посилань
ВВступ
Проектування систем електропостачання споживачів є специфічною завданням інженерного творчості. Відпроектувальника потрібно не конструювання нового електротехнічного вироби, а вміння з готових електротехнічних пристроїв (трансформаторів, пускової і захисної апаратури, кабелів, проводів і т.д.) створити цілісну систему, що задовольняє заданим вимогам [ 4 ], [ 5 ], [ 7 – 10]. Складність проектування систем електропостачання характеризується, перш за все, неповнотою інформації на всіх етапах розробки і многокритериальностью вихідних вимог. Проектована система повинна відповідати як вимогам нормативних документів, так і вимогам економічного і експлуатаційного характеру, що пред'являються до неї різними зацікавленими особами [ 3 ], які мають характерні інтереси і різні точки зору на систему , які виражаються в різних їх уявленнях про проектованої системі. Тому високий рівень невизначеності, що супроводжує створення системи електропостачання на всьому протязі процесу проектування (від аналізу технічного завдання до розробки проектної документації) не дозволяє в повній мірі застосувати точні математичні методи для вирішення задач автоматизованого проектування системи електропостачання. Таким чином, основним підходом до проектування систем електропостачання сільськогосподарських споживачів є суб'єктивні знання і досвід проектувальника, які завжди характеризуються неповнотою і фрагментарністю, що позначається на якості проектованої системи.
1. Постановка задачі
В даний час не існує програмного комплексу, що забезпечує супровід систем електропостачання споживачів на всьому протязі їх життєвого цікла.Целесообразна розробка PLM-системи, що дозволяє здійснити інтеграцію САПР систем електропостачання та оцінити економічну складову прийнятих проектних рішень.
2. Матеріал і методи
Мета роботи: Одним з напрямків зміни існуючих підходів до проектування систем електропостачання є використання методів системної інженерії [ 3 ], [ 6 ], оскільки системна інженерія є міждисциплінарний підхід і методи здійснення успішної системи будь-якої природи.
Найбільш важливим етапом процесу проектування системи електропостачання є етап розробки вимог до системи, тобто опис її як «чорного ящика», що враховує вимогу всіх зацікавлених осіб. Зазвичай це або специфікація, тобто точне формулювання параметра, або умова, яка повинна або може бути задоволено, або функція, яку потрібно буде виконати, або характеристика, яку потрібно досягти. Так, наприклад, вимога мінімальної вартості системи електропостачання накладає свої вимоги на архітектуру системи (мінімум апаратури, більш низьке її якість, зменшення довжини кабелів і проводів і т. Д.).
Успішність розробки системи електропостачання підвищується використанням систем автоматизованого проектування (САПР). Для управління життєвим циклом технічних систем використовується прикладне програмне забезпечення PLM (product lifecycle management), які є інтегратором, що зв'язує між собою різні локальні системи комп'ютерного проектування CAD (computeraided design) [ 2 ] .Інформація про об'єкт, що міститься в PLM-системи, є цифровим макетом цього об'єкта. Перевагою PLM-системи є те, що вона забезпечує управління всією інформацією про об'єкт і пов'язаних з ним процесах протягом усього його життєвого циклу, починаючи від проектування і виготовлення до ліквідації. На жаль, подібного програмного продукту для потреб проектування електропостачання поки не розроблено.
Для розробки систем електропостачання, в тому числі сільськогосподарських споживачів, використовуються САПР різних фірм, що мають свої форми представлення даних і функціональні властивості і виконують порівняно невеликий ряд завдань проектування систем електропостачання. Серед найбільш поширених і перспективних можна назвати наступні:
- SIMARIS design фірми Siemens;
-nanoCAD Електро фірми Нанасофт;
-програмні продукти групи компаній CSoft.
3. Результати та їх обговорення
SIMARIS design - програмний пакет для розробки систем енергорозподілу промислових, житлових і нежитлових будівель [ 2 ], це інноваційні програмні засоби, які являють собою еталонні рішення для проектування розподільних і внутрішніх електричних мереж. Даний програмний пакет включає інструменти проектування, конфігурації і підтримки, допоміжні та інтерфейсні засоби. Пакет SIMARIS design забезпечує побудова розрахункової однолінійної схеми системи електропостачання і автоматичний вибір пускозащитной апаратури, що забезпечує повну селективність захисту і дотримання нормативних вимог до електропостачання [ 1 ]. Основним недоліком даного програмного продукту є те, що вибирається апаратура тільки виробництва фірми Siemens.
Програмний продукт nanoCAD Електро може бути використаний для проектування силового електрообладнання, внутрішнього і зовнішнього штучного освітлення виробничих і цивільних будівель. Функціональні можливості nanoCAD Електро дозволяють інженеру-розробнику виконувати тільки рішення концептуальних питань, звільнивши його від рутинної роботи: маркування обладнання, громіздких розрахунків, визначення потреби в обладнанні, матеріалах, покупних виробах і відомості результатів в специфікації, ведення кабельного журналу, формування принципових схем електричної мережі . При цьому ризик виникнення помилок у проектній документації, викликаних «людським фактором», є мінімальним. Використання програмного продукту nanoCAD Електро забезпечує підвищення якості проектів і продуктивності праці розробників.
Власне графічне ядро що робить nanoCAD Електро самостійної САПР, що не залежить від графічних програм. Наявна в nanoCAD Електро підтримка формату DWG (від drawing (креслення) - бінарний формат файлу, який використовується для зберігання двомірних і тривимірних проектних даних і метаданих) забезпечує безперешкодний обмін інформацією з іншими розробниками (субпідрядниками) і замовниками. Програмний продукт nanoCAD Електро вирішує такі основні завдання проектування систем електропостачання, як розрахунок освітленості і розстановка освітлювальних приладів в приміщеннях; розміщення силового електрообладнання; трасування та прокладання кабельних ліній; визначення уставок захисних апаратів і перетинів кабелів; оформлення проектної документації.
Переваги nanoCAD Електро:
- власне графічне ядро;
- зрозумілий інтерфейс;
- вбудований Менеджер проекту
;
- великий спектр різних налаштувань, що дозволяє організувати проектні роботи в повній відповідності до стандартів організації та особливостями проектів, що розробляються;
- можливість автоматичної маркування обладнання та кабелів по настроюється масці, а також ручного заповнення технічного завдання і його імпорту з обмінного файлу XML (eXtensible markup language - розширювана мова розмітки);
- розробка варіантів електричної мережі на декількох планах і збереження зв'язків між ними;
- моделювання силової та контрольної електричної мережі;
- наявність таких додатків, як Майстер перевірок
(контролює якість побудови електричної мережі, вибір обладнання та кабелів) і Менеджер баз даних
(здійснює управління даними в базах даних системи) .
Коротко проаналізуємо процес розробки системи електропостачання в програмі nanoCAD Електро. За допомогою спеціальних інструментів розробник створює модель проекту, становить план розташування обладнання і прокладання кабельних ліній. Програма nanoCAD Електро реалізує в автоматичному режимі всі необхідні розрахунки, розробник вибирає перетину кабелів і уставки захисних апаратів, а програма робить перевірки. Після цього вся проектна документація (крім плану) формується автоматично.
Роботу в nanoCAD Електро починають з відкриття вікна Менеджер проекту
, в якому знаходяться засоби управління документами розроблюваного проекту (створення, видалення, підключення, попередній перегляд, редагування і т. Д.), А також базами даних обладнання. Менеджер проекту забезпечує зберігання проектних документів і швидкий доступ до них. В nanoCAD Електро використовується поділ баз даних на базу даних проекту і бази даних програми, яких може бути багато, їх можна формувати по виробникам і видів устаткування. Необхідне обладнання вільно переміщається з баз даних програми в базу даних проекту, зазначену процедуру здійснює Менеджер баз даних
.
Модель електричної мережі створюється оформленням плану розташування обладнання і прокладання кабельних ліній на попередньо створеної архітектурної підоснові. За допомогою спеціальних інструментів розробник розставляє на плані обладнання, «приєднує» електроприймачі до розподільних пристроїв, прокладає кабельні лінії. Після цього проводиться остаточне оформлення плану. Команди Атрибути
, Виноска
і Спец. виноска
дозволяють проставити винесення до обладнання, кабельних лініях, приміщень.
 |
(3.1) |
Істотним недоліком nanoCAD Електро є те, що вибір типів і уставок пускозащитной апаратури здійснюється самим проектувальником за результатами розрахунку електротехнічної моделі, що може привести до порушення селективності захисту елементів системи електропостачання [ 1 ].
Група компаній CSoft розробляє і поставляє програмне забезпечення САПР, що дозволяє реалізувати весь технологічний ланцюжок проектування електричної частини для виробничих об'єктів, в тому числі для таких специфічних, як системи електропостачання власних потреб теплових і атомних електростанцій [ 2 ]. Основними програмними модулями є такі продукти.
Програма AutomatiCS забезпечує автоматизацію проектування систем контролю і управління, обліку електроенергії. AutomatiCS - розрахована на багато користувачів САПР, що підтримує всі етапи проектних робіт від отримання технічного завдання на розробку автоматизованої системи контролю (управління) до проектного рішення і оформлення документації. Використання AutomatiCS в практиці проектних робіт забезпечує підвищення якості проектів, скорочення термінів виконання проектних робіт і зниження кількості помилок у проектній документації. У AutomatiCS реалізовано багаторазове використання даних вже розроблених проектів. Підтримується одночасна робота декількох розробників з одним проектом, чому сприяє розрахований на багато користувачів доступ до проектних даних, а також до бази даних технічних засобів і типових проектних рішень.
 |
(3.2) |
Програмний пакет ElectriCS 3D використовується для автоматизованої трасування кабелів різного призначення в будівлях і на відкритих майданчиках. Оригінальні технології ElectriCS 3D дозволяють забезпечити якість проектної документації за рахунок зниження кількості помилок, неминучих при неавтоматизованому проектуванні; скорочення витрати кабелю і захисних труб; підвищення продуктивності праці проектувальників; скорочення термінів проектування і витрат на будівництво та експлуатацію інженерних комунікацій.
- однолінійних принципових схем внутрішніх і розподільних електричних мереж в традиційному вертикальному (графічному) поданні, а також в горизонтальному (табличному);
- загальних видів електрощитів; переліків складових частин до них;
- замовних специфікацій обладнання, матеріалів, виробів;
- матриць навантажень, втрат напруги, струмів короткого замикання;
- кабельних журналів.
 |
(3.3) |
Пакет ElectriCS Light виконує світлотехнічні розрахунки і застосовується при розробці систем електричного освітлення підприємств. Засоби ElectriCS Light дозволяють проводити розрахунки внутрішнього освітлення приміщень і зовнішнього освітлення виробничих майданчиків. До істотних переваг пакета ElectriCS Light, який вирізняє його від аналогічних САПР, можна віднести:
- розрахунок освітленості з використанням кривих сили світла світильників (з відстеженням затінення і відображень);
- можливість отримання зведеного результату при розрахунках безлічі приміщень, перегляду в тривимірному зображенні результатів розрахунку світлових полів, що дає можливість розробнику оцінити розподіл освітленості по площі освітлюваної території; отримання готової проектної документації в форматах AutoCAD і Microsoft Word.
Програмний комплекс EnergyCS Електрика - система електротехнічних розрахунків при проектуванні внутрішніх і розподільних електричних мереж, в ньому поєднуються зручний інтерфейс і комплексний підхід для розрахунку режимів розімкнених внутрішніх і розподільних мереж. EnergyCS Електрика використовується для проектування внутрішніх електричних мереж різних підприємств, розподільних мереж, систем електропостачання власних потреб електричних станцій і підстанцій, для розробки технічних умов на підключення нових споживачів до джерел електроенергії, а також для оперативного контролю та аналізу можливих режимів електричних мереж.
Основним недоліком всіх перерахованих САПР систем електропостачання є те, що вони не дозволяють визначити один з основних показників проектованої системи електропостачання, а саме, її вартісні показники.
Висновки
1. Для розробки систем електропостачання, в тому числі сільськогосподарських споживачів, використовуються САПР різних фірм, що мають свої форми представлення даних і функціональні властивості і виконують порівняно невеликий ряд завдань проектування систем електропостачання.
2. В даний час не існує програмного комплексу, що забезпечує супровід систем електропостачання сільськогосподарських споживачів на всьому протязі їх життєвого циклу.
3. Доцільна розробка PLM-системи, що дозволяє здійснити інтеграцію САПР систем електропостачання та оцінити економічну складову прийнятих проектних рішень.