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

Структура чертежно-графической подсистемы - 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

Укрупненная структура чертежно-графической подсистемы приведена на рис. 6.6. Элементами внешней среды по отношению к ЧГП являются:
комплекс технических средств подсистемы;
программные комплексы других подсистем САПР;
инженеры-проектировщики, решающие задачи с помощью ЧГП;
программисты, развивающие и расширяющие ЧГП.
Информация, поступающая на вход ЧГП, должна быть представлена в форме сообщений на некотором входном языке. В подсистеме показаны три таких языка, каждый из которых ориентирован на решение определенной задачи.
Язык графического диалога Я1 предназначен для задания директив конструктора, работающего с дисплеем. Язык описания типовых графических изображений Я2 служит для «ручного» кодирования чертежей, т. е. для текстового описания графической информации. Полученная в результате этого программа вводится в память ЭВМ с помощью магнитных лент, перфокарт, перфолент или алфавитно-цифрового дисплея. Язык ЯЗ используется непосредственно в проблемной программе для удобного описания графической информации и операций, назначенных программистом для автоматического формирования чертежа.
Все вышеупомянутые языки могут иметь общие элементы и даже объединяться в один язык. В последнем случае необходимо четкое разделение функциональных диалектов языка. Обычно проблемно-ориентированные языки Я2 и Я3 являются «надстройками» над процедурно-ориентированными языками типа ФОРТРАН.
Ниже рассмотрена организация на базе автоматизированного рабочего места (АРМ) чертежно-графической подсистемы для выполнения некоторых чертежей типоисполнений трансформаторов класса 10—35 кВ. Структура ЧГП и режимы ее функционирования определяются составом технического обеспечения (АРМ-М на базе НАИРИ-4) и операционной системой (ДОС-АРМ).
Организация изготовления чертежей на базе АРМ осуществляется в интерактивном режиме с непосредственным участием проектировщика, который, используя различные формы диалога, вносит коррективы в модель чертежа базового исполнения, а затем инициализирует вывод скорректированного чертежа на графопостроитель. При этом диапазон корректировок заранее предопределен, а их реализация обеспечивается соответствующим программным обеспечением.

Рис. 6.7. Структурная схема подсистемы конструирования

На рис. 6.7 приведена укрупненная структурная схема ЧГП, основу которой составляет набор управляющих программ и проблемных модулей, разработанных на ФОРТРАНе с использованием графического пакета ГЯПК ДОС АРМ. В состав ЧГП входит также архив чертежей, организуемый на магнитных дисках АРМ. Взаимодействие проектировщика с программно-информационным комплексом осуществляется с помощью терминалов: АЦД — алфавитно-цифрового дисплея; УПГИ —устройства преобразования графической информации; ПКГИО — полуавтомата кодирования графической информации (оптического). Результаты этого взаимодействия выводятся на графопостроитель.
Технология конструирования на базе рассматриваемой ЧГП включает следующие этапы:

  1. Формирование модели чертежа базового исполнения трансформатора и организация долговременного хранения ее в ЧГП. Этот этап, выполняемый конструктором на ПКГИО, представляет, по существу, ввод чертежа в память ЭВМ и реализуется посредством «сколки» концов отрезков, привязочных точек графических примитивов и символов с помощью специального регистрирующего устройства (с магнитной или оптической наводкой) и клавиатур ПКГИО. Последние предназначены для указания типа элементов чертежа, вида линий, а также ввода символьной информации. «Сколка» чертежа — наименее творческий и в то же время весьма ответственный этап работы, поскольку качество ее проведения в дальнейшем определяет вид чертежей, выдаваемых на графопостроителе для различных типоисполнений трансформаторов. Выполнять эту работу необходимо по мере расширения номенклатуры базовых исполнений трансформаторов. «Сколотые» чертежи хранятся в специальном архиве, организуемом на магнитных дисках АРМ. Из-за ограниченности объема запоминающего устройства УПГИ и площади зерна (210 X Х297 мм) высвечивать сразу весь чертеж и проводить манипуляции с ним не представляется возможным. Поэтому поле любого чертежа разбивается на пять зон, каждой из которых присваивается свой код, содержащий шифр чертежа и порядковый номер зоны. Таким образом, все манипуляции (просмотр, корректировка и т. д.) на экране УПГИ проводятся с моделями изображений (отдельные виды, сечения, спецификации и др.), входящими в конкретную зону чертежа, иначе говоря, отдельными фрагментами чертежа.
  2. м
  3. Выбор режима функционирования ЧГП. Поскольку информационным базисом ЧГП является архив фрагментов чертежей, функционирование подсистемы существенным образом ориентируется на использование этого архива. Проектировщику, начинающему работу с ЧГП, на экране АЦД высвечиваются возможные режимы ее функционирования:

занесение фрагмента чертежа в архив;
просмотр архива;
удаление фрагмента чертежа из архива;
переименование фрагмента чертежа;
распечатка оглавления архива;
формирование чертежа;
конец работы.

Каждому режиму присваивается цифровой код (от 1 до 7), который набирается проектировщиком на клавиатуре АЦД. В первом режиме осуществляется занесение сколотого фрагмента чертежа в архив. В режиме «Просмотр архива» содержимое архива последовательно высвечивается на экране УПГИ, что дает возможность проектировщику при необходимости выбрать любые пять фрагментов (по числу зон) и сформировать из них чертеж. При этом каждый фрагмент архива может быть подвергнут корректировке в режиме «Формирование чертежа». Данный режим является основным рабочим режимом ЧГП, и его содержание будет рассмотрено ниже. Переход от одного режима к другому выполняется подсистемой автоматически по указанию проектировщика.

  1. Формирование чертежа. На экран УПГИ последовательно выводятся пять фрагментов чертежа, шифры которых проектировщику заранее известны или были определены в режиме «Просмотр архива». Для облегчения работы пользователя в режиме «Формирование чертежа» с ним ведется активный диалог в форме «меню» с кратким инструктажем. Диапазон действий проектировщика при работе с каждым фрагментом чертежа регламентируется набором следующих альтернатив, высвечиваемых на экране АЦД:

выводить без изменения; корректировать световым пером; корректировать расположение и форму элементов; не выводить фрагмент; конец формирования чертежа.
При корректировке световым пером выдается, например, инструкция вида: «Отключите на УПГИ клавишу ЭВМ и корректируйте изображение. После окончания нажмите клавишу <ВК>».
Посредством корректировки возможно удаление и (или) добавление отдельных элементов изображения, в результате чего формируется новый фрагмент чертежа, который может быть записан в архив ЧГП. Последовательность этого процесса также определяется ЭВМ.
Основным подрежимом из перечисленных выше является подрежим «Корректировать расположение и форму элементов», который реализуется путем графического диалога на УПГИ. Суть этого процесса состоит в следующем. Имеется фрагмент базового чертежа, который высвечивается на экране УПГИ. Этот фрагмент требуется дополнить различными элементами, имеющими определенный набор конструктивных исполнений, в результате чего должен быть сформирован фрагмент чертежа типоисполнения трансформатора, т. е. решиться поставленная задача. Принципиально она может быть решена и в подрежиме «Корректировать световым пером». Однако используемые технические средства не обеспечивают высокой точности и соответствующего качества результирующего чертежа. Поэтому и был введен подрежим «Корректировать расположение и форму», позволяющий реализовать поставленную задачу на программном уровне.
В этом подрежиме рядом с фрагментом чертежа на свободном поле экрана УПГИ последовательно выводятся наборы вариантов конструктивных исполнений узлов и деталей, под каждым из которых имеется соответствующий номер. Проектировщик на клавиатуре УПГИ набирает номер конкретного конструктивного элемента и световым карандашом указывает точку (точки), куда этот элемент должен быть введен на фрагменте чертежа базового исполнения. Для повышения точности этого процесса используется целый комплекс мероприятий: высвечивание вспомогательной прямой, выбор в режиме диалога масштаба размещаемого элемента и т. д. Последовательно сформировав таким образом фрагмент чертежа, проектировщик дает команду на его запись в архив и переходит к работе со следующим фрагментом.
При реализации рассмотренного подхода к организации процесса конструирования типоисполнения трансформатора возникла существенная трудность согласования вносимых корректировок на одном виде (фрагменте) чертежа с соответствующими корректировками остальных видов. Эта трудность обусловлена отсутствием единой математической модели чертежа, создание которой, как отмечалось выше, в рамках используемых технических средств оказалось затруднительным.
Для согласования математических моделей фрагментов чертежа к организации корректного процесса конструирования при разработке ЧГП был предложен принцип добавочного скалывания, суть которого заключается в возможности учета всех последующих изменений в чертеже на этапе работы с ПКГИО. При получении исходных моделей всех фрагментов чертежа выполняются согласованные специальные манипуляции на ПКГИО регистрирующим устройством, которые фиксируются в этих моделях и в дальнейшем являются как бы привязочными точками для вносимых в чертеж дополнений. Эти дополнения делаются на определенном виде чертежа (как правило, на главном) и автоматически учитываются на всех остальных видах.

  1. Вывод чертежа на графопостроитель. Данный этап в технологии конструирования является заключительным и выполняется автоматически по команде проектировщика. Вычерчиванию подлежит весь чертеж; увязка фрагментов чертежа осуществляется автоматически.

На рис. 6.8 приведена схема организации технологического процесса конструирования на базе разработанной ЧГП.


Рис. 6.8. Схема организации процесса конструирования на базе графической ПК

Чертеж выполняется постепенно с использованием имеющихся стандартных деталей, а при необходимости — новых конструкций. Каждую конкретную деталь проектировщик может запросить из памяти ЭВМ в- стольких экземплярах, сколько ему необходимо. После того как проектирование некоторой части узла закончено, проектировщик может, используя симметрию, запросить у ЭВМ отражение построенной части относительно любой указанной линии. По мере того как в процессе проектирования используются стандартные детали, в памяти ЭВМ непрерывно накапливается спецификация этих деталей. В нее заносятся номер детали и количество использованных экземпляров. Если проектировщик модифицирует часть узла, спецификация автоматически обновляется с учетом добавленных деталей. Точно так же при удалении части чертежа соответствующее количество используемых деталей исключается из спецификации. После того как проект завершен, чертеж заносится в архив чертежей и проектировщик может запросить распечатку спецификации на печатающем устройстве АРМ.



 
Вакуумная сильноточная дуга в магнитном поле »
электрические сети