Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Автоматизированное проектирование силовых трансформаторов

Организация интегрированных систем автоматизированного проектирования трансформаторов - Автоматизированное проектирование силовых трансформаторов

Оглавление
Автоматизированное проектирование силовых трансформаторов
Значение автоматизированного проектирования
Основные сведения об автоматизированном проектировании
Структура САПР
Основные принципы создания САПР
Виды САПР
Проблемы функционирования человека в САПР
Особенности технологии автоматизированного проектирования
Экономическая эффективность САПР
Понятие и назначение гибких автоматизированных производств
Проектирование технологических процессов на базе САПР
Проблемы и перспективы организации гибких автоматизированных производств в трансформаторостроении
Базовое техническое обеспечение
Периферийное техническое оборудование
Проблемы формирования комплекса технических средств САПР
Общесистемное программное обеспечение
Специальное программное обеспечение
Организация информации при использовании ЭВМ
Информационное обеспечение
Банки данных
Базы знаний
Предпосылки оптимального проектирования трансформаторов
Постановка задачи оптимального проектирования трансформаторов
Исследование характера задачи оптимального проектирования трансформаторов
Основные направления в разработке методов оптимального проектирования силовых трансформаторов
Оптимальное проектирование силовых трансформаторов методом рационализированного перебора
Разработка и исследование проектирования на основе метода случайного поиска
Сравнение и анализ эффективности методов оптимального проектирования силовых трансформаторов
Разработка математической модели трансформатора
Результаты применения методов программирования для оптимального проектирования
Развитие систем автоматизированного проектирования в электротехнике
Система автоматизированного проектирования типоисполнений трансформаторов класса 35 кВ
Система автоматизированного проектирования трансформаторов класса 110 кВ
Организация интегрированных систем автоматизированного проектирования трансформаторов
Модели графических документов
Общесистемное программное обеспечение машинной графики
Методология решения графических задач при проектировании трансформаторов
Структура чертежно-графической подсистемы
Организация специального программного обеспечения

Создание систем, аналогичных САПР-ТТ, САПР-ПРТ, САПР-ТОН, открывает возможность перехода к следующему качественно новому этапу в использовании вычислительной техники в трансформаторостроении — разработке интегрированных систем автоматизированного проектирования трансформаторов, примером которых может являться отраслевая САПР трансформаторов.
Отраслевая САПР должна обеспечить выполнение проектноконструкторских работ для трансформаторов любых видов и конструктивных исполнений данного класса (подотрасли) и функционировать на предприятиях трансформаторостроения, проектирующих и выпускающих эти трансформаторы.
Возможны следующие варианты архитектуры ОСАПР:

  1. ОСАПР строится в виде метасистемы, с помощью которой могут быть сгенерированы ядра конкретных модификаций САПР трансформаторов для соответствующих предприятий. В дальнейшем эти САПР настраиваются на конкретные условия эксплуатации путем развития соответствующих видов обеспечения (в первую очередь программного и информационного). В этом случае собственно САПР не является функционально полной для решения всего множества задач данного класса. Такой подход к созданию отраслевой САПР облегчает ее разработку, но предполагает в процессе генерации системы на конкретном предприятии ее значительное развитие путем разработки программного и информационного видов обеспечения и их адаптацию к задачам данного предприятия. Этап развития и настройки системы может значительно растянуться во времени при отсутствии необходимой квалификации специалистов предприятия и уверенности в эффективном функционировании ОСАПР.
  2. ОСАПР создается как прасистема, т. е. система, способная генерировать функционально полные конкретные САПР, не требующие их адаптации к условиям эксплуатации в части развития соответствующих видов обеспечения. Такой вариант архитектурного построения ОСАПР, весьма эффективный с точки зрения тиражирования и внедрения системы, вызывает значительные трудности при ее создании.
  3. ОСАПР создается как неделимая система, что предполагает ее использование в полном объеме в каждом конкретном случае. При таком подходе эффективная эксплуатация системы на небольшом предприятии с ограниченным кругом задач оказывается невозможной.
  4. ОСАПР создается как набор подсистем, разрабатываемых на основе единых принципов, но не связанных жестким архитектурным построением и функционирующих независимо друг от друга. В этом случае на каждом конкретном предприятии в зависимости от номенклатуры производства может быть сгенерирована функционально, полная САПР; обеспечивающая нужды предприятия и не имеющая программной и информационной избыточности.

При любом способе построения ОСАПР экономический эффект от ее использования должен превосходить суммарную эффективность гипотетических автономных систем, каждая из которых могла бы решать определенные задачи подотрасли:

где У^ссапр — эффективность ОСАПР при решении всего комплекса задач подотрасли Uns; Wсапр—эффективность автономной системы при решении конкретного набора задач ns.
В дальнейшем рассматривается последний вариант архитектурного построения ОСАПР, имеющий следующие преимущества:
возможность быстрого внедрения на конкретном предприятии подотрасли;
возможность гибкого автономного использования подсистем специалистами средней квалификации;
относительную простоту разработки;
.минимальные по сравнению с остальными вариантами требования к техническому обеспечению.
Наиболее характерными отличительными особенностями ОСАПР от вышерассмотренных систем автоматизированного проектирования являются:

  1. возможность решения с помощью ОСАПР любой задачи, возникающей при проектно-конструкторских работах с заданным классом трансформаторов;
  2. наличие базы данных, содержащей полную информацию о проектируемых трансформаторах данного класса;
  3. отработка единой отраслевой автоматизированной технологии принятия проектных решений на основе ОСАПР;
  4. наличие единого проблемно-ориентированного языка проектирования, доступного соответствующим специалистам (проектировщикам, конструкторам) каждого предприятия.


Рис. 5.16. Укрупненная схема архитектурного построения ОСАПР
На рис. 5.16 представлена укрупненная схема архитектурного построения ОСАПР.
Подсистемы оптимизационных расчетов (ПОР), занимающие центральное место в ОСАПР, предназначены для автоматизации расчетного проектирования на этапе параметрической оптимизации силовых масляных трансформаторов II—IV габаритов класса напряжения 10—110 кВ.
Подсистемы обеспечивают решение следующих проектных задач:
оптимизационный расчет трансформатора с варьированием определенных проектировщиком параметров в заданных диапазонах;
оптимизационный расчет типоисполнений трансформаторов с варьированием заданных параметров;
расчет вариантов с последовательной распечаткой результатов работы каждого модуля (трассировка);
автоматизированное выполнение проектной документации.

Параметр

ПОР-1

ПОР-2

Диапазон мощности,

1-6,3

10—80

МВ-А

 

Число фаз

3

3

Частота, Гц

50—60

50—60

Количество обмоток на стержень (включая РО)

2—4

2—5

Тип обмоток

Винтовые, многослойные цилиндрические и непрерывные из прямоугольного провода; многослойные цилиндрические из круглых проводов

Винтовые и непрерывные из прямоугольных проводов

Тип магнитной системы

Плоскошихтованная, пространственная

Плоскошихтованная

Вид регулирования напряжения

ПБВ, РПН

ПБВ, РПН, ПБВ и РПН

Сочетания напряжений,

По ГОСТ 11920-85

схемы и группы соединения

 

 

Вид обмоточного провода

ПБ, АПБ, эмаль-провод

Марка стали

3404, 3405, 3406

Вид охлаждения

Естественное масляное М

Принудительное масляное Д или естественное масляное М

Подсистемы в процессе автоматизированного проектирования выполняют основные электромагнитные, тепловые и механические расчеты. Результаты работы подсистем оформляются в виде расчетной записки и могут запоминаться в архиве спроектированных трансформаторов, а также передаваться в подсистему поверочных расчетов (ППР) и чертежно-графическую подсистему (ЧГП).
Каждая ПОР ориентирована на отдельный класс трансформаторов. Например, область использования подсистем ПОР-1 и ПОР-2 определяется параметрами трансформаторов и их конструктивным исполнением, приведенным в табл. 5.8.
Конструктивное исполнение проектируемых с помощью подсистем ПОР-1 и ПОР-2 трансформаторов характеризуют рис. 5J17— 5.20. Математическая модель трансформатора для любого конструктивного исполнения синтезируется автоматически из набора программных модулей, каждый из которых обеспечивает решение локальной задачи проектного расчета трансформатора. Принципиальная структура математической модели трансформатора аналогична ранее рассмотренной для САПР-ПРТ (см. рис. 5.14). В зависимости от вида расчета состав и порядок выполнения программных модулей, входящих в отдельные блоки, могут изменяться. В некоторых моделях, например, при расчете типоисполнений трансформаторов ряд блоков вообще не включается в расчет (расчеты характеристик XX, размеров бака и т. д.).


Рис. 5.17. Расположение обмоток в окне магнитопровода
Схема непрерывной обмотки
Рис. 5.18. Схема непрерывной обмотки:
а- регулирование без ответвлений; б — регулирование с ответвлениями внутри обмотки; в — регулирование с переплетением витков

Рис. 5.19. Схемы регулирования напряжения ПБВ:
а — четырехходовый регулировочный концентр; б — регулировочный слой с ответвлениями
Схемы регулирования напряжения РПН;
Рис. 5.20. Схемы регулирования напряжения РПН;
а — непрерывная обмотка ВН с встроенной грубой (ГР) и тонкой (ТР) регулировкой; б — многослойная цилиндрическая обмотка ВН с ГР и ТР

Наряду с электромагнитными расчетами в математической модели трансформатора реализуются конструкторские, тепловые и механические расчеты. Следует отметить, что рассматриваемая модель, как видно из вышеприведенного фрагмента, составляется на алгебраическом уровне, т. е. не позволяет исследовать динамические процессы в трансформаторе. Исследование спроектированного трансформатора в динамическом режиме возможно с помощью подсистемы поверочных расчетов (ППР), в качестве которой используется расчетная подсистема САПР-ТОН [6]. Она представляет собой пакет программ, реализующий ряд сложных математических моделей трансформатора. В состав пакета входит 23 проблемные программы, выполняющие все основные процедуры поверочного расчета (расчет магнитного поля, токораспределения, электродинамической стойкости обмоток, потерь, нагревов, перенапряжений и др.) с использованием наиболее строгих и универсальных математических моделей. Общение проектировщика с ППР осуществляется на проблемно-ориентированных языках управления заданиями и описания данных как в пакетном, так и в диалоговом режимах. Информационный обмен между ПОР и ППР производится через централизованные базы данных на магнитных дисках с помощью специального пакета стыковки.
Расчетная подсистема САПР-ТОН широко используется автономно при промышленном проектировании трансформаторов в ВИТ, а отдельные ее компоненты — на ряде предприятий отрасли: ПО «Запорожтрансформатор», СКВ СВПО «Трансформатор», МПО «Электрозавод», ПО «Уралэлектротяжмаш» и др.

5.21. Схема организации подсистемы оптимизационных расчетов:
ИД — исходные данные; НСМ — нормативно-справочная информация

Отличие математических моделей трансформаторов, используемых в ПОР и ППР, заключается в том, что первые предназначены для быстрой многократной реализации на ЭВМ с целью нахождения оптимального сочетания основных варьируемых параметров, вторые — для детального исследования на полевом уровне и проверки работоспособности рассчитанного оптимального варианта трансформатора.


Рис. 5.22. Схема взаимодействия математической модели с алгоритмом оптимизации
На рис. 5.21 показана схема организации ПОР, в рамках которой осуществляется взаимодействие алгебраической модели трансформатора с пакетом программ параметрической оптимизации. Важно подчеркнуть, что ни математическая модель трансформатора, ни алгоритм оптимизации жестко не фиксируются, а формируются в ходе решения задачи с участием проектировщика. Такой подход позволяет в широких пределах манипулировать как моделью, так и алгоритмом оптимизации, т. е. по существу гарантирует корректное решение любой задачи из заданного класса задач. Дли обеспечения этой возможности ПП параметрической оптимизации содержит набор алгоритмов, наиболее эффективных для решения задач нелинейного программирования рассматриваемого класса [95]. Схема взаимодействия математической модели трансформатора с конкретным алгоритмом параметрической оптимизации, контролируемого и управляемого проектировщиком, приведена на рис. 5.22.
Описанная организация программного обеспечения ОСАПР предъявляет соответствующие требования и к организации информационного обеспечения системы, что оказывается возможным, как правило, на основе специализированного или универсального банка данных, на базе которого создается информационно-поисковая подсистема (ИПП) ОСАПР.
При создании ИПП, ориентированной на решение проектно- конструкторских задач, необходимо обеспечить динамизм информационной модели предметной области, под которым понимают не только то, что в ИПП периодически поступает первичная информация, изменяющая в ней состав данных, но изменяется структура самой модели, технология использования информации и другие аспекты, связанные с изменением и совершенствованием процесса автоматизированного проектирования [96].
Эффективность функционирования ИПП во многом определяемся системой управления базами данных (СУБД). Разработка СУБД, должна осуществляться с учетом имеющихся в распоряжении пользователей технических средств и стандартного математического обеспечения. Под разработкой в данном случае понимается или создание оригинальной СУБД, жестко ориентированной на решение поставленной задачи, или выбор и адаптация СУБД среди используемых в стране для решения различных задач по информационному обеспечению. Поскольку второй подход менее трудоемок, он был использован при разработке рассматриваемой ИПП ОСАПР трансформаторов. В качестве такой СУБД была выбрана ИНЕС, которая ориентирована на работу с иерархическими и сетевыми моделями данных [58]. При выборе ИНЕС учитывались перспективы дальнейшего развития баз данных, существенное расширение набора запросов и другие возможности совершенствования ИПП,. которые представляют разнообразные программные средства ИНЕС.
Структура ИПП приведена на рис. 5.23. Базы данных в соответствии с технологией ИНЕС были структурированы до уровня атрибутов с помощью языка описания документов и записаны в наборы, называемые деревьями описания данных (ДОД), которые, по существу, являются метаинформацией базы данных. Собственно информация об объектах размещается в так называемых деревьях данных БД.
Информация в деревья данных вводится с помощью разработанных макетов, которые позволяют оперативно формировать БД.
Поиск информации в БД осуществляется с помощью запросов, которые пишутся на языке запросов ИНЕС. В ИПП реализован двухконтурный поиск информации. Первый контур служит для нахождения адреса документа, второй — для выдачи конкретного документа по адресу, определенному на первом этапе. Потребителем информации может являться как проектировщик, так и прикладная программа.


Рис. 5.23. Структура информационно-поисковой подсистемы

Номер
параметра

Название параметра

Позиции перфокарты

1  
20
40
60

1

Вид трансформатора

0

2

Число фаз

3

3

Число сторон напряжения

2

4

Номинальная мощность

1000
6300

5
*

Номинальное напряжение высшее

10
35

24

Страна-разработчик

СССР
ГДР
ЧССР
ФРГ

25

Предприятие-разработчик

0

26

Год разработки

1974
1983

Так, например, запрос «НАЙТИ ПРОЕКТ ТРАНСФОРМАТОРА» предназначен для нахождения в дереве данных одного или нескольких обозначений трансформаторов по введенным в ЭВМ функциональным параметрам и сведениям о разработке и изготовлении трансформаторов. В качестве функциональных используются 23 параметра: вид трансформатора, число фаз, число сторон напряжения, номинальная мощность и т. д., а также 6 параметров, характеризующих его производство. Возможен поиск не только по конкретным значениям параметров, а по интервалам их изменения (табл. 5.9).
В результате поиска информации в БД проектов при реализации указанного запроса по значениям параметров, приведенным в табл. 5.9, будет выдан список архивных номеров и типов двухобмоточных трехфазных трансформаторов в диапазоне мощностей 1000—6300 кВ-А, классов напряжения 10 и 35 кВ, изготовленных в четырех странах в последнее десятилетие. Нулевые значения параметров в 1-й и 25-й строках таблицы свидетельствуют о том, что поиск будет осуществляться без учета конкретных значений этих параметров.
На следующем этапе, указав архивный номер конкретного трансформатора или его тип, проектировщик получает подробную справку о параметрах и характеристиках этого трансформатора в объеме традиционной расчетной записки.
Если при поиске информации о проектах трансформаторов ИПП может рассматриваться как объектно-характеристическая, то при поиске рефератов отчетов она является дескрипторной, что предопределяет различия в технологии поиска информации в ИПП. В описании объекта (в реферате отчета) выделяется некоторое количество слов, совокупность которых с определенной точностью соответствует описанию объекта. Эти слова носят название ключевых слов или дескрипторов. При функционировании запроса «ВЫДАТЬ ОБОЗНАЧЕНИЕ ОТЧЕТА» указывается набор ключевых слов (не более 10), в соответствии с которыми в дереве данных ведется поиск необходимой информации. При дескрипторном подходе к организации поиска информации невозможно достичь полной релевантности выдаваемой информации. Это объясняется наличием так называемых показателей шума и молчания, которые характеризуют функционирование дескрипторной ИПП. Первый показатель пропорционален числу рефератов отчетов, выданных системой, но оказавшихся посторонними для данного запроса.

Показатель молчания, который определить значительно труднее, соответствует числу рефератов, утерянных в процессе поиска. Интерес представляют средние показатели шума и молчания, которые можно определить при длительной эксплуатации ИПП. Отмеченные недостатки могут быть устранены частично. Наиболее естественный путь — увеличение числа ключевых слов и использование ключевых словосочетаний. Однако при этом увеличивается время поиска необходимой информации, возрастает сложность общения с ИПП и т. д.
Результатом запроса «ВЫДАТЬ ОБОЗНАЧЕНИЕ ОТЧЕТА» являются обозначения отчетов, их инвентарные номера и полные названия. Конкретное значение инвентарного номера отчета или его обозначения используется на втором этапе функционирования запроса «ВЫДАТЬ РЕФЕРАТ ОТЧЕТА».
В тех случаях, когда потребителем информации ИПП являются программные конструкции, должны обеспечиваться следующие условия информационного интерфейса: полная формализация обращений к ИПП и однозначность выдаваемой информации.
При функционировании программного комплекса ОСАПР обеспечивается доступ к нормативно-справочной информации, архивам проектов и моделей. Многократное выполнение однотипных расчетов (например, оптимизационный процесс) предполагает формирование необходимой информации в оперативной памяти ЭВМ аналогично тому, как это осуществляется в САПР-ПРТ.
Процесс проектирования на базе ОСАПР начинается с подготовки задания на формирование математической модели трансформатора, которое составляется проектировщиком на основании анализа технических требований и содержит сведения об основных конструктивных особенностях и параметрах проектируемого трансформатора, а также информацию о режимах функционирования подсистемы. Задание записывается на специальном бланке, в соответствии с которым осуществляются подготовка и ввод (с перфокарт или терминала) данных. После ввода производится синтаксический и логический контроль информации. В случае обнаружения ошибки проектировщику выдается на АЦПУ или терминал сообщение о характере ошибки и месте ее нахождения.
После прохождения контроля данные обрабатываются пакетом программ синтеза графа вычислительного процесса (см. рис. 5.21). При этом осуществляется поиск аналога в архиве математических моделей или автоматическое построение математической модели при отсутствии аналога. Математическая модель однозначно определяет последовательность вычислительного процесса и необходимую входную информацию для выполнения расчетных процедур. На основании математической модели формируются и выдаются на АЦПУ или терминал таблицы входного языка, которые предназначены для конкретизации исходного задания. Проектировщик должен внести в таблицы значения изоляционных расстояний, описать схемы соединения обмоток, дать указания о видах используемых материалов, применяемой технологии и
т. п. или сослаться на базовый вариант, параметры которого также распечатываются в таблице (вид таблиц приведен в предыдущем параграфе).
Проектировщик заполняет таблицы числовыми данными и символами на основании рекомендаций, приведенных в соответствующих графах таблиц. После заполнения таблиц исходные данные готовятся к вводу в ЭВМ на перфокартах (пакетный режим) либо вводятся непосредственно с терминала (диалоговый режим). Программы логического и синтаксического контроля позволяют на ранних этапах выявить и оперативно исправить ошибки в исходных данных. Кроме того, имеется возможность визуально проверить правильность введенных данных.
В соответствии с исходными данными формируется и выводится на АЦПУ или терминал таблица ограничений на ряд параметров проектируемого трансформатора (допустимые превышения температур, потери КЗ и т. д.). Проектировщику в режиме диалога либо в пакетном режиме предоставляется возможность скорректировать таблицу ограничений путем снятия или замены ряда ограничений. Программы контроля позволяют исключить синтаксические ошибки на этапах корректировки. Имеется возможность провести визуальный контроль корректировки.
На следующем этапе могут быть проведены оптимизационные расчеты трансформатора или типоисполнения трансформатора, расчет конкретного варианта трансформаторов или типоисполнения трансформатора, определение возможности исполнения трансформатора с заданными параметрами в габаритах базового варианта.
При выполнении оптимизационных расчетов на АЦПУ или терминал выводится таблица варьируемых параметров. Набор варьируемых параметров формируется проектировщиком при задании исходных данных. Предельные значения и шаги варьирования для этих параметров задаются специальной программой. Проектировщик при расчете имеет возможность в пакетном или диалоговом режимах изменить характеристики варьируемых параметров (см. рис. 5.22).
При оптимизационном проектировании двухобмоточного трансформатора возможна одно- и двухэтапная организация процесса поиска оптимума. Выбор той или иной стратегии зависит от размеров исследуемой области и должен быть сделан проектировщиком уже на стадии подготовки исходного задания на расчет трансформатора.
В случае небольших размеров допустимой области используется одноэтапная стратегия поиска, при этом будет применена точная математическая модель трансформатора. Точная модель, в отличие от упрощенной, предусматривает различного рода округления и корректировку рассчитанных параметров (округление размеров провода, пересчет значения индукции в стержне после округления числа витков обмотки и т. д.), что приводит к появлению на гиперповерхности целевой функции гиперплоскостей, которые затрудняют процесс сходимости некоторых алгоритмов нелинейного программирования.
Задание конкретного алгоритма производится в общем потоке исходных данных на расчет трансформатора (при реализации пакетного режима) или в диалоге.
При больших ожидаемых затратах машинного времени используется двухэтапная стратегия оптимизации, для реализации которой должны быть заданы: начальный вектор варьируемых параметров; ограничения в виде равенств и (или) неравенств, накладываемых на область поиска оптимума; алгоритмы оптимизации первого и второго этапов. Задание координат начального вектора, представленного в таблице варьируемых параметров, должно производиться с учетом того, что время оптимизации значительно сокращается, если исходный вектор находится в допустимой области и достаточно близко к оптимуму.
Для сокращения времени оптимизации на этом этапе функциональные ограничения накладываются только на основные параметры— напряжение КЗ, потери КЗ и XX, радиальные усилия и средние превышения температур обмоток. Учет этих параметрических ограничений осуществляется преобразованием задачи нелинейного программирования с ограничениями в задачу без ограничений. В этом случае функции ограничения вводятся в структуру модифицированной целевой функции и выступают в роли «штрафа», значение которого равно нулю в допустимой области исследуемого пространства и возрастает по мере удаления точки от допустимой области.
В связи с тем, что при поиске оптимального варианта трансформатора приходится решать задачу условной оптимизации, в процессе оптимизационного расчета предусмотрено одновременное функционирование двух алгоритмов, один из которых (метод безусловной оптимизации) генерирует текущий вектор варьируемых параметров, а другой (метод условного поиска) обеспечивает проверку на принадлежность текущего вектора допустимой области и выдает информацию о перспективных направлениях дальнейшего поиска оптимума. Наиболее подходящими для решения задачи в такой постановке оказались методы Хука—Дживса, Розенброка и комплекс-метод, используемые для безусловного поиска, и модифицированные методы уровней и метод Пауэлла — Хестенса — Рокафеллара, обеспечивающие условный поиск. Каждый алгоритм условной оптимизации может функционировать с любым из алгоритмов безусловного поиска. Таким образом, возможны шесть сочетаний этих алгоритмов, каждому из которых присвоен свой номер, который и задается проектировщиком в исходных данных на расчет трансформатора. Успешное функционирование вышеперечисленных методов возможно только при использовании упрощенной математической модели трансформатора, в которой целевая функция является непрерывной и дифференцируемой, в любой точке пространства.

После получения на первом этапе квазиоптимального вектора происходит автоматическая корректировка первоначально назначенных пределов изменения варьируемых параметров.
При этом новое начальное значение каждого параметра определяется как разность между соответствующей координатой квазиоптимального вектора и N шагами изменения этого параметра,, а новое конечное значение — увеличением соответствующей координаты на N шагов.
Таким образом, результатом оптимизации трансформатора на первом этапе являются скорректированные значения пределов изменения варьируемых параметров. Таблица с этими значениями: выдается на АЦПУ.
На втором этапе оптимизации используется точная математическая модель (с учетом дискретности, всех ограничений и т. д.), для которой с помощью рационализированного перебора определяется оптимальный вариант трансформатора. Переход от упрощенной математической модели к точной и задание алгоритма, оптимизации происходят автоматически при переходе ко второму этапу.
Проектировщик имеет возможность следить за ходом оптимизационного процесса с помощью экспресс-информации о ходе проектирования.
Результатом оптимизационного процесса являются две таблицы, каждая из которых содержит основные параметры лучших, вариантов проектируемого трансформатора (типоисполнения трансформатора). Первая таблица содержит десять так называемых корректных вариантов, удовлетворяющих всем требованиям и ограничениям, наложенным на область поиска оптимума; во второй, аналогичной по форме, таблице наряду с корректными, вариантами могут находиться и некорректные варианты.
Вариант считается некорректным в том случае, если некоторые параметры этого варианта выходят за ограничения на проектирование трансформатора на значение, не превышающее некоторого заданного, выраженного в относительных единицах. В соответствующей строке таблицы распечатываются номера тех ограничений, которым не удовлетворяет некорректный вариант.
Все варианты, представленные в таблицах, располагаются в порядке убывания критерия оптимальности, причем последний вариант первой таблицы по значению критерия лучше первого варианта второй таблицы при условии, что это корректный вариант. Некорректные варианты второй таблицы могут оказаться лучше любого варианта первой таблицы.
Проектировщик анализирует таблицы и дает указание провести распечатку всех параметров выбранного варианта из любой таблицы в режиме диалога. Предусмотрена возможность выполнить распечатку для любого другого варианта из таблиц.
После проведения расчетов проектировщик принимает решение о целесообразности занесения в архив проектов трансформаторов рассчитанного варианта трансформатора.
После распечатки машинного формуляра возможно подключение чертежно-графической подсистемы, для изготовления некоторых схем, эскизов и чертежей. Необходимость подключения чертежно-графической подсистемы определяется на этапе формирования исходного задания.
Необходимость подключения подсистемы поверочных расчетов (ППР) определяется после функционирования подсистем оптимизации в режиме диалога. При подключении ППР пакет программ стыковки осуществляет формирование таблиц описания обмоток и магнитопровода трансформатора, полученного в результате оптимизации. Эти таблицы записываются в актуальную базу данных ППР, которая копируется в личный архив пользователя на магнитной ленте. При необходимости выполнить поверочный расчет трансформатора с помощью ППР пользователь, используя личный архив на магнитной ленте, вводит в режиме диалога новые таблицы в актуальную базу данных и корректирует уже записанные таблицы, после чего выполняются необходимые расчеты.
Расчет типоисполнений трансформаторов осуществляется на основе заданного проектировщиком базового варианта трансформатора. В качестве исходных данных в этом случае задаются несколько параметров типоисполнения трансформатора, отличающие его от базового исполнения. Технология проектирования при этом аналогична технологии оптимизационного расчета трансформатора. При расчете типоисполнений возможны два режима функционирования ПОР, т. е. определение возможности исполнения трансформатора с данными ^параметрами в габаритах базового варианта и оптимизация типоисполнения.
В первом случае просмотр вариантов в заданном диапазоне варьирования параметров обмоток продолжается до тех пор, пока не будет обнаружен технически реализуемый вариант, после чего выдается сообщение «НАЙДЕН ВАРИАНТ ТИПОИСПОЛНЕНИЯ», в противном случае выдается сообщение «ТИПОИСПОЛНЕНИЕ НЕВОЗМОЖНО».
При оптимизации типоисполнения процесс проектирования сводится к поиску оптимального варианта. В обоих режимах при нахождении реализуемого варианта результаты представляются в виде машинного формуляра.
Организация сквозного проектирования на базе систем типа ОСАПР предполагает подготовку не только конструкторской, но и технологической документации, а также связь с другими автоматизированными системами, поскольку только комплексный подход, как отмечалось в гл. 2, может дать максимальный экономический эффект. При производстве трансформаторов важную роль играет проведение испытаний изготовленных трансформаторов с целью проверки правильности их изготовления, отсутствия каких-либо дефектов, соответствия исполнения  расчетным данным и принятым стандартам. Каждый изготовленный трансформатор проходит приемо-сдаточные испытания, а новые типы, трансформаторов дополнительно еще и типовые испытания.
На рис. 5.24 показан возможный вариант связи САПР с системой автоматизированных испытаний (САИ). Обе системы должны, быть согласованы на информационном уровне, что позволяет постоянно накапливать результаты испытаний в базе данных САПР и использовать их при выполнении проектных работ.


Рис. 5.24. Схема взаимодействия САПР и САИ
Можно отметить следующие показатели эффективности автоматизации, испытаний [40]:
сокращение цикла испытании в несколько раз;
увеличение точности результатов и повышение их достоверности;
повышение эффективности результатов испытаний за счет оперативной обработки данных и представления результатов в наглядной форме;
сокращение численности персонала, необходимого для проведения испытаний;
оперативное выявление негативных тенденций в производственном процессе и своевременное их устранение.


Рис. 5.25. Общая структура САИ
На рис. 5.25 в общем виде показана структура САИ, технической базой которой является мини-ЭВМ, связанная с ЭВМ более высокой производительности.

Рис. 6.1. Схема получения чертежа в процессе конструирования

Чертеж создается на основе геометрической модели (ГМ) объекта, для синтеза которой необходима геометрическая информация, получаемая в процессе конструирования (рис. 6.1).



 
Вакуумная сильноточная дуга в магнитном поле »
электрические сети