САПР - Лекции

2. Технология проектирования тепломеханической части ТЭС

2.1. Общие сведения

Технология проектирования ТЭС охватывает широкий круг взаимосвязанных задач, выполняемых специализированными отделами ПИ (тепломеханическим, электротехническим, строительным, отделом водоподготовки и др.). Сложность выполнения проектных задач: процесс параллельного проектирования различных частей объекта с коррекцией проектных решений и со множеством обратных связей. При этом корректировки в предварительные проектные решения помимо отделов могут вносить заводы-изготовители, фирма-эксперт и заказчик.

Согласование промежуточных проектных решений ведется на различных уровнях в течение всего срока выполнения проекта.

Тепломеханические отделы проектных институтов являются ведущими отделами. Они определяют и координируют работу других отделов, выдавая им задания и технические данные на выполнение проектных работ.

На этапе разработки обоснования инвестиций находится оптимальный состав основного оборудования ТЭС для заданных исходных условий. На стадии разработки проекта принятые в ОИС технические решения уточняются, чтобы обеспечить следующие основные требования, предъявляемые к ТЭС:

•надежное снабжение потребителей электроэнергией и теплом;

•высокую экономичность превращения потенциальной энергии топлива в электроэнергию и тепло;

• минимальную стоимость строительства и низкие эксплуатационные расходы;

•безопасность работы персонала и удобства обслуживания и ремонта;

•экологическую безопасность.

Наибольшее влияние на характеристики объекта оказывают технические решения, принимаемые в теплотехнической части проекта. Этим определяются роль и объем работ, выполняемых тепломеханическим отделом проектной организации.

Технология разработки тепломеханической части проекта включает следующие этапы проектных работ:

•расчеты тепловых и материальных балансов установок ТЭС на базе данных заводов-изготовителей основного оборудования для обеспечения заданной мощности и показателей эффективности, уточнение параметров цикла;

•разработка тепловой схемы, расчеты по выбору вспомогательного оборудования и диаметров трубопроводов, составление перечней оборудования, потребителей электроэнергии, воды, пара, сжатого воздуха и т.п.;

•выдача заданий (опросных листов) на проектирование основного оборудования ТЭС (котлов, турбин, генераторов

идр.);

•разработка компоновочных чертежей оборудования и трубопроводов (на базе объемно-планировочных решений ОИС и чертежей оборудования, полученных от заводов);

•выдача заданий организациям-субподрядчикам, участвующим в комплексном проектировании объекта (на химзащиту оборудования и трубопроводов, на газоочистные сооружения и установки, на дымовые трубы и др.);

•выдача заданий отделам-соисполнителям проекта на разработку частей проекта (гидротехнической, топливоподачи, электротехнической, архитектурно-строительной, АСУ ТП, отопления и вентиляции, водопровода и канализации, генплана и транспорта, организации строительства, сметной части);

•разработка технических решений по охране окружающей среды, расчет рассеивания выбросов из дымовых труб;

•расчеты технико-экономических показателей объекта;

•составление ведомостей объемов работ;

•подготовка пояснительной записки по тепломеханической части проекта.

На стадии разработки рабочей документации в ТМО выполняются следующие виды работ:

•уточнение характеристик оборудования, разработка детальных технологических схем функциональных узлов, компоновочных и установочных чертежей оборудования;

•разработка заданий отделам-соисполнителям;

•разработка монтажных чертежей оборудования и трубопроводов.

На технологических схемах указываются параметры среды, диаметры и толщины стенок трубопроводов, марка материала труб, типы арматуры, маркировка всех элементов схемы в соответствии с принятой системой кодирования по объекту.

При разработке компоновочных чертежей должно быть обеспечено оптимальное размещение оборудования с точки зрения удобства его обслуживания и ремонта при минимальной протяженности трубопроводных и кабельных связей, занимаемых площадей и объемов зданий.

В разработке компоновочных чертежей участвуют все специализированные отделы, имеющие отношение к проектируемому зданию или сооружению. Согласованные со всеми участниками проектирования компоновочные чертежи служат основой для дальнейшей разработки монтажных и строительных чертежей.

Структура взаимосвязи отдельных этапов разработки проектной документации в ТМО на стадии рабочего проектирования представлена на рис. 2.1.

Задания, формируемые в ТМО для других отделов, имеют вид проектной документации с регламентированным содержанием. Процесс передачи технических решений в виде заданий как внутри отдела, так и из отдела в отдел не исключает ошибки. Свести до минимума число ошибок можно путем постепенного перехода на электронный уровень передачи данных в локальной вычислительной сети отдела, а затем института.

Обычно большинство вновь разрабатываемых проектов, в том числе и входящие в них технологические схемы, имеют существенные заимствования из ранее разработанных.

Поэтому автоматизированный поиск аналогов позволяет вместо полной подготовки исходной информации выполнять корректировку уже имеющейся, что повышает уровень стандартизации проектной документации.

Для автоматизирования ведения проектной документации внедрены подсистемы пользовательского уровня для работы в локальных вычислительных сетях (ЛВС) проектных институтов.

Разработка технологических схем и изометрических схем трубопроводов проводится на основе программных надстроек (подсистем) к AutoCAD. К таким системам относится пакеты прикладных программ (ППП) ADA.

Для составления заказных спецификаций, перечней оборудования и арматуры в ТМО используются специализированные СУБД.

Перечень основных расчетных задач проектирования, решаемых в ТМО, включает задачи, постоянно решаемые при проектировании ТЭС и периодически встречающиеся. Часть из этих задач являются типовыми и имеют программное

11

обеспечение. Это прежде всего расчет трубопроводов на прочность, расчет концентрации вредных газовых выбросов и ряд задач, связанных с выбором теплообменников.

Рис. 2.1. Взаимосвязи ТМО с отделами-соисполнителями при разработке проектной документации

По изометрическим схемам трубопроводов на основе ППП проводятся гидравлические расчеты.

Разработка установочных чертежей технологического узла включает большой объем трудоемких и однотипных операций при довольно ограниченном объеме исходных данных, что и явилось основой для разработки ППП на основе параметрического задания объекта.

Основной объем работ тепломеханического отдела на стадии рабочих чертежей составляет разработка монтажных и монтажно-сборочных чертежей трубопроводов. Для их автоматизации в процессов проектирования используется целый комплекс Программных продуктов, из которых наиболее известен в нашей стране AutoCAD.

2.2. Трубопроводы ТЭС и технология их проектирования

Проектирование трубопроводов ТЭС является наиболее трудоемкой и ответственной задачей, выполняемой в тепломеханическом отделе (ТМО), от качества разработки документации по трубопроводам зависит надежная, экономичная и безопасная работа ТЭС.

2.2.1. Общие сведенья о трубопроводах

Трубопроводы ТЭС подразделяются на главные и вспомогательные, внутрицеховые и межцеховые. К главным трубопроводам относятся трубопроводы свежего пара от паровых котлов к турбинам, пара промежуточного перегрева (горячие и холодные линии), трубопроводы питательной воды и основного конденсата турбин, выхлопные трубопроводы турбоприводов а также трубопроводы пара и подогретой воды к внешним потребителям.

Квспомогательным трубопроводам относятся сливные, дренажные, растопочные, трубопроводы химически очищенной и сырой воды, разгрузки питательных насосов, пара нерегулируемых отборов, редуцируемого пара, технической воды для охлаждения подшипников, продувок и промывок.

Квнутрицеховым трубопроводам главного здания относятся: главные и вспомогательные трубопроводы, трубопроводы маслохозяйства турбин и генераторов, находящиеся в главном здании, а также трубопроводы мазутного хозяйства, масляного хозяйства мельниц, смывной и эжектирующей воды гидрозолоудаления, сжатого воздуха и ацетилена, золо- и шлакопроводы. Кроме трубопроводов главного здания проектируются внутрицеховые трубопроводы остальных сооружений:

а) топливоподачи (трубопроводы сжатого воздуха); б) компрессорной (трубопроводы сжатого воздуха, охлаждающей воды, продувок, сливов);

в) механической мастерской (трубопроводы сжатого воздуха, кислорода, ацетилена, охлаждения подшипников, сливов).

Межцеховые трубопроводы включают трубопроводы сжатого воздуха (от компрессорной к топливоподаче, химцеху, мастерским, мазутному хозяйству и т. д.), паропроводы и конденсатопроводы (от главного здания к мазутохозяйству и химцеху), водопроводы технической воды (из главного здания к компрессорной и обратно), трубопроводы ацетилена и

12

кислорода (от ацетиленовой и кислородной станции к главному корпусу и механической мастерской), водопроводы сырой и химически очищенной воды (от главного здания к химцеху), маслопроводы и мазутопроводы.

Границами внутрицеховых станционных трубопроводов являются: концевые присоединения трубопроводов комплектного оборудования (турбины, котла, РОУ, БРОУ и т. п.) и выводы трубопроводов за пределы здания к месту присоединения к межцеховым трубопроводам.

Согласно правилам Госгортехнадзора трубопроводы подразделяются на 4 категории и входящие в них группы (Таблица 2.1):

I1 – работа при t > 560 °С;

I и II категории – ответственные трубопроводы, работающие при избыточном давлении и температуре от 115 °С до 560 °С, изготавливаются на заводах;

III и IV – изготавливаются из поставляемых труб на монтажно-сборочной площадке.

Выбор трубопроводов производится на основании предварительных расчетов технологических схем по объемному пропуску рабочих сред, исходя из нормируемых скоростей их движения.

Таблица 2.1. Категории и группы трубопроводов

Приближенные значения внутреннего диаметра ГОСТируются следующими диаметрами выпускаемых труб:

-от 10 до 25 мм через 5 мм;

-от 40 до 80 мм через 10 мм;

-от 100 до 375 мм кратно 25;

-от 400 до 1400 мм кратно 100.

Для трубопроводов свежего пара высокого и сверхвысокого давления с толщиной стенки до 40 мм применяют горячекатаные трубопроводы из кованых заготовок, а при большей толщине стенки используют трубопроводы из кованой стали со сверлением. Трубопроводы поставляются длиной от 3 до 9 метров из высоколегированных сталей, и от 3 до 12 метров из слаболегированной и углеродистой стали.

При проектировании трубопроводов необходимо применять уклон в 0,002 для опорожнения, также на концах предусмотрены воздушники. При проектировании трубопроводов предусматриваются сливные штуцеры с запорной арматурой, гибы и колена подразделяются на нормально изогнутые и крутоизогнутые. Нормально изогнутый трубопровод имеет радиус равный 3,5 диаметра условного прохода, крутоизогнутый – не менее диаметра.

13

2.2.2. Содержание проектной документации по трубопроводам

Проектная документация по трубопроводам ТЭС с различной степенью детализации предоставляется заказчику после каждого этапа выполнения проекта. Для наиболее ответственных трубопроводов выполняется расчетнотехнический проект, в котором производится гидравлический расчет, расчет на самокомпенсацию и определение смещений, изометрическая схема трубопроводов с нумерацией расчетных участков, чертежи общего вида, плана, разреза с нанесением основных строительных конструкций и габаритов основного оборудования. В документацию рабочего проекта трубопроводов входят:

-общие данные группы трубопроводов с перечнем технической документации;

-схемы трубопроводов, содержащие все данные для их комплектования и сборки, в них указываются номера узлов;

-монтажные чертежи трубопроводов и их деталей, опор, подвесок, арматуры и привода к арматуре с соответствующей спецификацией.

Гидравлический расчет определяет потери с учетом гибов, арматуры, сопротивления. Потери нормируются. Монтажный чертеж опоры и подвески содержит ее графическое изображение в собранном виде с креплениями к

конструкциям здания. На чертеже указывается нагрузка, а для пружинных опор – осадка. Кроме того дается спецификация деталей опоры и количество и объем монтажных материалов и элементов. Монтажные чертежи привода к арматуре включают:

-изображение привода;

-привязку его узлов к площадке;

-спецификацию элементов и монтажных материалов.

Рабочие чертежи блоков трубопроводов являются документом, необходимым для изготовления и монтажа трактов трубопровода. Графическое изображение блоков имеет спецификацию, указание металла и способа обработки.

14

3. Основные концепции САПР ТЭС

Системы автоматического проектирования родились на основе инженерной деятельности и развития вычислительной техники. Те системы, которые существуют в проектных институтах, базируются на технологии, представленной тепломеханическим отделом (ТМО) (рис. 1.2), на технологии подготовки рабочей документации, включающей в себя последовательные этапы со множеством коррекций от других подразделений проектного института.

3.1.Общее описание системы САПР ТЭС

3.1.1.Структуры САПР ТЭС

САПР ТЭС

информационное

организационное

3.1.2. Основные подсистемы

Функциональная подсистема

Подсистема выбора аналога подразумевает поиск информации в архиве проектной документации по начальнозаданным условиям. Такая подсистема должна функционировать во всех локальных прикладных программных пакетах, если они работают независимо от глобальной системы проектирования.

Подсистема «Инженерные расчеты» предназначена для выбора и обоснования технических решений и включает различные классы задач:

-поверочные расчеты по выбору вспомогательного оборудования (теплогидравлические расчеты);

-расчет на прочность трубопроводов;

-расчет монолитных и сборных фундаментов под основное и вспомогательное оборудование;

-расчет выбросов (загазованности);

-расчет теплоизоляции;

-аэродинамический расчет газоотводящего тракта (газоходы и дымовые трубы).

Подсистема инженерной графики включает в себя разработку технологических узлов, сборно-монтажных единиц и деталей.

15

Подсистема выбора оборудования.

В объектные подсистемы входят:

-трубопроводы;

-теплообменное оборудование;

-фундаменты под оборудование, компоновки технологических узлов. Функции, выполняемые по объектам, следующие:

-трубопроводы – расчеты жесткости, трассировка, гидравлические расчеты потерь и расчеты гидроизоляции;

-теплообменники – поверочный расчет (теплогидравлический), при этом делается выбор воздухоподогревателей, калориферов, пароводяных теплообменников, водоводяных теплообменников, газоохладителей различного типа, мазутных подогревателей;

-компоновки – расчет фундаментов с учетом статической и динамической нагрузки, выбор видов и технических характеристик оборудования из базы данных, составление спецификаций.

Деление на функциональные подсистемы носит условный характер, так как в каждую прикладную программу, ориентированную на какой-то объект, входят составные части подсистем выбора аналогов, инженерной графики, выбора оборудования и другие виды программного обеспечения.

Подсистема документирование.

Данная подсистема требует от каждой организации создания в соответствии с ОСТ форм штампов, таблиц и других отображений результатов проектирования в рамках предоставления пакета документации заказчику. Подсистема документирования выделяется условно, так как она присутствует во всех прикладных программных пакетах.

3.1.3.Виды обеспечения

Всостав программных комплексов САПР входят стандартные виды обеспечения (7 видов). 1) Методическое обеспечение – включает в себя следующие документы:

- описание подсистем САПР;

- документы, регламентирующие порядок эксплуатации подсистем.

2) Лингвистическое обеспечение составляют языковые средства, используемые в САПР (Delphi, Turbo СИ++, Assem-

bler, FoxPro, dBASE III plus, LISP (язык AutoCAD’а)), а также специально ориентированные на объект языки программирования.

3)Математическое обеспечение включает в себя математические методы и модели, используемые при проектировании соответствующих объектов. Эти методы и модели составляются на основании РТМ (руководящих технических материалов).

4)Программное обеспечение – это системное обеспечение (Windows, Linux, Unix), кроме того есть программное обеспечение для работы в локальной и глобальной сети.

5)Техническое обеспечение – парк компьютеров, рабочие станции, плоттеры, принтеры, сканеры, диски (лазерные с различной плотностью), модемы (для связи), дигитайзеры.

6)Информационное обеспечение – ни одна система САПР не может существовать без СУБД (система управления базами данных). Это системообразующие компоненты любой САПР. Для организации единого информационного пространства используются СУБД в ТМО проектных институтов, СУБД используют для ведения баз данных по оборудова-

16

нию, хранения архивов документации и нормативной документации. СУБД имеют сложную вертикальногоризонтальную структуру связи данных и могут включать и графические документы. Например, поиск аналога.

7) Организационное обеспечение включает в себя комплект документов (приказы, положения, расписания, инструкции, графики работ со сроками исполнения и т. д.), которые устанавливают правила выполнения проектирования в рамках САПР. В том числе:

-взаимодействие проектирующего и обслуживающего подразделения;

-ответственность специалистов различного профиля и уровня за виды работ;

-правила выпуска, использования и корректировки входящих и выходящих документов;

-правила доступа к базам данных и архивам проектных решений;

-правила работы в локальной сети.

3.2.Общие сведенья об автоматизированном проектировании

3.2.1. Уровни и этапы проектирования

Проектирование технического объекта связано с созданием, преобразованием и представлением в принятой форме образа этого объекта. Проектирование начинается при наличии задания.

Задание – это комплект тех или иных документов, которые дают предварительное описание объекта (исходное описание объекта). Результатом проектирования является полный комплект рабочей документации, содержащей сведенья для монтажа и строительства объекта (окончательное описание).

Проектирование – это процесс преобразования исходного описания объекта в окончательное на основе выполнения комплекса исследовательских, расчетных и конструкторских работ. Промежуточное описание объекта служит для определения окончания проектирования или выбора пути дальнейшего проектирования. Проектирование, при котором все решения или их часть получается с использованием ЭВМ, относится к автоматизированному проектированию, если ЭВМ не привлекается, это ручное проектирование. При проектировании сложных объектов применяется ряд принципов:

-декомпозиция (расчленение на части) или детализация;

-иерархичность описания (по важности);

-многоэтапность и итерационность (приближение к окончательному результату);

-типизация и унификация (типизация – стандартные решения, унификация – общий подход).

Описание технических объектов должно быть согласовано с возможностью восприятия проектировщика и возможностями оперирования описанием в процессе проектирования. Выполнить это для сложного технического объекта возможно только при расчленении его на составные части, то есть сделать структурирование описаний на определенные иерархические уровни.

Разделение описаний с детализацией отображаемых свойств и характеристик объекта лежит в основе блочноиерархического подхода к проектированию. На каждом иерархическом уровне используются свои понятия системы и элементы.

Элементы, описание которых дальнейшему делению не подлежит на данном иерархическом уровне, относятся к базовым элементам.

Принцип иерархичности означает структурирование представлений об объекте проектирования по степени детальности описания. Принцип декомпозиции означает разбиение представлений каждого уровня на ряд составных частей (блоков) с возможностью поблочного проектирования.

3.2.2. Нисходящее и восходящее проектирование

Нисходящее проектирование – это проектирование, при котором решение задач проектирования высоких иерархических уровней предшествует решению более низких уровней.

Восходящее проектирование – это проектирование, при котором процесс начинается с низких иерархических уровней.

Каждый из этих видов проектирования имеет свои плюсы и минусы. При нисходящем проектировании система или объект начинают разрабатываться, когда детали и элементы еще не известны и носят предположительный характер. При восходящем проектировании элементы системы известны, а предположительный характер носят свойства всей системы. Оба вида проектирования могут давать отклонения от оптимального варианта, так как это связано с блочноиерархическим подходом к общему процессу проектирования. Получение оптимальных решений достигается с применением итеративного подхода, то есть процедура проектирования основывается на повторении и уточнении принятых решений.

3.2.3. Внешнее и внутреннее проектирование

Разработка технического задания на одном из иерархических уровней является внешним проектированием для данного уровня. При нисходящем проектировании формулировка технического задания на разработку элементов более низкого иерархического уровня относится к проектным процедурам того же уровня и называется внутренним проектированием. Основой внешнего проектирования является правильный учет состояния техники и энергомашиностроения, технологии строительства и монтажа, прогноз по получению новых материалов и оборудования. Наряду с техническими факторами необходимо учитывать экономические показатели, то есть цены, инфляцию, сроки изготовления и строительства ТЭС.

3.2.4. Типовые проектные процедуры

Проектная процедура называется типовой, если она предназначена для многократного применения для проектирования типовых многих объектов.

17

Процедура синтеза заключается в создании описания объекта, а процедура анализа в определении свойств и исследовании работоспособности объекта по его описанию. При синтезе создаются, а при анализе оцениваются проекты будущего объекта. Процедура бывает одно- и многовариантного анализа. При одновариантном анализе внутренние и внешние параметры заданы, необходимо определить выходные параметры. В том случае, когда задается выходной параметр, исследования свойств объекта по выходному параметру проводятся в некоторой допустимой области внутренних параметров. Структурный синтез определяет типы элементов и способы связи между ними. Параметрический синтез – это определение числовых значений параметров элементов при заданной структуре и заданных условиях работоспособности и их влияния на выходные параметры объекта. Это означает, что при параметрическом синтезе необходимо найти точку (область) в пространстве внутренних параметров, в которой выполняется условие работоспособности.

3.2.5. Последовательность проектных процедур

Проектирование объекта начинается с синтеза его структуры. Для оценки этого варианта формируется модель. После выбора исходных значений параметров элементов выполняется анализ выбранного варианта. Анализ выполняется по результатам расчета и оценки его работоспособности в соответствии с техническим заданием. Если условия работоспособности объекта выполняются, то конечные результаты служат исходными данными для формулировки технического задания для следующего этапа проектирования.

Процедура анализа вложена в процедуру синтеза.

После создания структуры и матмодели объекта выполняется расчет с последующим анализом выходных результатов. В случае неполучения проектного решения проводится изменение внутренних параметров выбранной структуры объекта и проверка работоспособности по новым параметрам. В том случае, когда в пространстве изменения внутренних параметров получить проектное решение не удается, производится изменение структуры объекта (в нашем случае типоразмер или схемы) и процедура анализа повторяется вновь. Возможен вариант, когда указанные изменения структуры не позволяют получить проектного решения (не достигается заданная производительность). В этом случае необходимо вносить изменения в формулировку техзадания (Dмиу задано 300 т/ч, достичь эту производительность на выпускаемых типоразмерах невозможно, в этом случае необходимо делать 3 цепочки МИУ (n = 7, И – 600 или 2 цепочки n = 6, И – 1000)).

3.3.Программное обеспечение САПР

Всемь видов обеспечения САПР входит программное обеспечение. В настоящее время стоимость программного обеспечения превышает стоимость технического обеспечения. При организации САПР основная доля денежных затрат приходится на программное обеспечение. Все программное обеспечение САПР делится на:

1) базовое;

2) общесистемное;

3) специализированное.

Базовое программное обеспечение не является предметом разработки при создании САПР. Общесистемное программное обеспечение является инвариантным объектом проектирования, то есть оно применяется для любого объекта проектирования в качестве системной поддержки (организация работы в локальной сети). Основные функции общесистемного программного обеспечения САПР:

- управление процессами вычисления; - обеспечение ввода и вывода; - обработка инструкций пользователя;

- диалоговое взаимодействие с пользователем (интерактивный режим работы); - хранение (архивация) информации; - поиск данных или информации; - модификация данных; - защита целостности данных;

18

- контроль и диагностика решения задач проектирования.

В состав общесистемного программного обеспечения входят:

-СУБД;

-информационно-поисковые системы;

-инструментальные средства хранения и формирования графической и текстовой информации. Специализированное программное обеспечение создается для выполнения конкретного проектирования объектов

(по типу САПР МИУ). Как правило, оно создается на основе базового и общесистемного программного обеспечения и учитывает их ограничения и возможности. В целом программное обеспечение можно представить в виде:

Обслуживающие программные комплексы (ОПК)

ОПК предназначены для поддержания работоспособности проектирующих специализированных программ и входят в состав общесистемного программного обеспечения.

Инструментальные программные комплексы (ИПК)

ИПК – это обслуживающие программные комплексы, которые представляют технологические средства для разработки, развития и модернизации САПР (система ведения проектной документации), которые позволяют так же, как СУБД, создавать архивы проектных решений, связанных логикой по вертикали и горизонтали. В случае использования инструментальных средств пользователь-технолог не занимается прямым программированием системы САПР, а использует для ее построения возможности инструментальной среды.

Области использования инструментальных средств:

-СУБД;

-средства для работы с общими структурами данных;

-системы ведения проектов;

-языковые процессоры для взаимодействия пользователя с ЭВМ;

-средства машинной графики;

-пакеты математических программ.

3.4. Основные принципы создания программного обеспечения САПР

ПО САПР осуществляется на основе следующих принципов:

-системного единства;

-развития;

-совместимости;

-стандартизации.

Принцип системного единства при создании САПР позволяет в случае ее модернизации и развития сохранять связи между отдельными подсистемами (компонентами) и не нарушать целостность САПР.

Принцип развития заключается в том, что ПО должно создаваться и функционировать с учетом возможности пополнения, совершенствования и обновления информации.

Принцип совместимости – языки, символы, коды информации, связи между компонентами должны обеспечивать их совместное функционирование и сохранять открытую структуру всей системы.

Принцип стандартизации – при проектировании ПО необходимо унифицировать и типизировать их программные модули.

3.5.Общие требования к ПО САПР

1)Адаптируемость – это приспособляемость ПО к функционированию в различных условиях (например – изменение объектов проектирования).

2)Гибкость – это возможность легко вводить изменения и дополнения при сохранении всей системы ПО.

3)Компактность – это потребление минимальных ресурсов ЭВМ (минимальный объем оперативной памяти и объема жесткого диска).

4)Мобильность – способность функционировать на различных технических средствах.

19

5)Реактивность – это обеспечение быстрого решения задачи при ориентации на пользователя, не являющегося специалистом в области программирования. Программно-технические комплексы должны включать в себя помощь с инструкциями пользователя и программиста, сведенья о предметной области и тест-программу.

6)Надежность – это обеспечение получения достоверных результатов проектирования (должно быть тестирование исходных данных и тестовая программа для прогонки и проверки работоспособности программы).

7)Эволюционируемость – возможность дополнения ПТК новыми компонентами.

Эти требования должны обеспечивать высокое качество функционирования ПО САПР, а также получение проектных решений в соответствующих формах, удобство освоения и сопровождения ПО САПР, полноту диагностических сообщений, защищенность программ и данных от несанкционированного доступа к данным, а также полноту этих данных.

3.6. Лингвистическое обеспечение прикладных программ САПР

Это совокупность языков, терминов и определений, необходимых для САПР. САПР отличается от обычных программ необходимостью в языковых средах, обеспечивающих взаимодействие вычислительных процессов и операций, производимых человеком. Языки взаимодействия являются особыми и специально ориентированными языками на проектировщика. Они предназначены для наиболее комфортного взаимодействия проектировщика с ЭВМ. Успех применения САПР во многом зависит от выбора языкового взаимодействия. Языки взаимодействия подразделяются на 3 типа:

1)естественный;

2)ограниченно-естественный;

3)командный (меню и шаблоны).

Естественный язык – язык проектировщика, он является специальным по терминологии и упрощенный до формализма, и пользователь, редко работающий с этой программой, может попадать в заблуждение от двусмыслицы. Поэтому естественный язык не получил широкого распространения.

Ограниченно-естественный – наиболее перспективный способ взаимодействия пользователя с программным обеспечением. Пользователю предоставляется набор команд, с помощью которых он может управлять проектными процедурами, при этом команды могут выполнять 2 вида функций:

-определять процессы, которые должны быть выполнены;

-содержать в себе данные, которые передаются для выполнения проектных процедур.

В процессе проектирования в диалоговом взаимодействии информация, вводимая пользователем, разбивается на большое число команд, содержащих относительно малое количество данных, выводимых на экран. Это позволяет на экране монитора регистрировать ошибки и вносить изменения, то есть вести контроль.

Командный язык (меню и шаблоны) – этот язык является наиболее распространенным в ПО, с помощью меню пользователь управляет процессом проектирования, а с помощью шаблонов вводит исходные данные, получает результаты, выводимые на экран, или другую информацию. Шаблон представляет собой специально ограниченный кадр экрана монитора, содержащий информационные поля. С помощью командного языка меню и шаблонов может выполняться любая программа, но при этом меняется гибкость, характерная для естественного и ограниченно-естественного языков.

3.7. Математическое обеспечение САПР

Математическое обеспечение САПР включает в себя:

-математические модели объекта проектирования;

-методы и алгоритмы выполнения проектных процедур.

Как правило, математические модели служат для описания свойств объекта в процедуре САПР. Требования, предъявляемые к математическим моделям:

-универсальность;

-адекватность (соответствие);

-точность;

-экономичность.

Степень универсальности математической модели характеризует полноту отображаемых свойств объекта проектирования. Математическая модель отображает лишь основные свойства объекта. Матмодели функционального проектирования предназначены для отображения протекающих в объекте физических процессов (АСУ).

Точность оценивается степенью совпадения значений параметров, получаемых на модели, по сравнению с реальным объектом.

Перечень моделей:

1)Топологические модели – отображают состав и взаимосвязь элементов объекта. Их применяют для описания объектов, состоящих из большого числа элементов, модели имеют форму графов, таблиц и матриц.

2)Геометрические модели – отображают свойства объекта, характеризующие его форму и взаимное расположение элементов в объеме. Эти модели описываются уравнениями линий, кривых, поверхностей, алгебрологическими соотношениями, списками типовых элементов.

3)Аналитические модели – это уравнения, описывающие поверхности и плоскости.

a·x + b·y + c·z = 0 – уравнение плоскости

(x / a)2+(y / b)2+(z / c)2 + d = 0 – уравнение эллипсоида

4)Алгебрологические модели включают в себя логические соотношения, отображающие условия принадлежности точек или процессов к определенной области объекта или изменения параметров.

5)Функциональные модели – системы уравнений, связывающих параметры внутренние и внешние, входные и выходные с учетом фазовых превращений или информационных переходов с одного иерархического уровня на другой (управление или регулирование).

Объекты ТЭС могут иметь описания, делящиеся по аспектам (исходя из свойств): - тепловые; - гидравлические;

- электрические и др.

Матмодели в зависимости от места в иерархии описаний подразделяются на: - матмодели, относящиеся к микроуровню; - матмодели, относящиеся к макроуровню; - матмодели, относящиеся к метауровню.

20