11-15+-+電氣CAD技術(shù).ppt

第11章圖示化地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)與短路計(jì)算一體化CAD軟件 主要內(nèi)容 圖示化短路計(jì)算與繼電保護(hù)整定同平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的集成系統(tǒng) 該系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫為核心 運(yùn)用先進(jìn)的可視化編程技術(shù) 采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和模塊化思想 實(shí)現(xiàn)了短路計(jì)算與繼電保護(hù)整定的圖示化與一體化 11 1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)11 1 1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 11 1 2系統(tǒng)功能特點(diǎn)針對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的實(shí)際 短路計(jì)算與保護(hù)整定一體化軟件主要實(shí)現(xiàn)如下功能 1 在同一環(huán)境下完成短路計(jì)算 保護(hù)整定及圖文檔案資料管理 使三位一體化 消除現(xiàn)有程序中分步進(jìn)行的中間環(huán)節(jié) 提高功效和可靠性 2 實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的圖形 文本方式輸入和數(shù)據(jù)的規(guī)范化 以及電網(wǎng)參數(shù)的管理 3 能進(jìn)行各種接線電網(wǎng)的各類短路計(jì)算 對(duì)大電網(wǎng)采用分區(qū)的方法 短路計(jì)算能計(jì)算各種短路類型 短路方式下的短路電流及其分布 并依照實(shí)際需要生成短路電流總表與短路電流分布表 提供運(yùn)行方式 短路類型 短路點(diǎn)及短路時(shí)間的交互設(shè)置窗口 使短路計(jì)算更加方便 4 助增系數(shù) 分支系數(shù)的計(jì)算 在短路計(jì)算的基礎(chǔ)上計(jì)算出保護(hù)整定所需的助增系數(shù)和分支系數(shù) 5 保護(hù)整定 實(shí)現(xiàn)各種接線方式下的繼電保護(hù) 距離 零序 電流 定值的整定計(jì)算 6 文檔管理 生成實(shí)際所需的短路電流分布圖 保護(hù)定值配合圖 定值單等文檔并實(shí)現(xiàn)其系統(tǒng)管理 11 2數(shù)學(xué)模型及實(shí)現(xiàn)原則 11 2 1短路計(jì)算模型短路電流計(jì)算遵照 3 110KV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程 計(jì)算中考慮了以下因素 1 發(fā)電廠中多臺(tái)機(jī)組的開機(jī)方式 2 變壓器的接地方式 3 線路投切的不同狀態(tài) 4 系統(tǒng)電源的等值阻抗 5 單相兩相接地零序電源分布 6 任意分區(qū)系統(tǒng)短路計(jì)算 11 2 2繼電保護(hù)整定模型 主要進(jìn)行110KV電網(wǎng)線路的距離 零序和三段電流三大保護(hù)整定 給出定值時(shí)限及靈敏系數(shù) 整定計(jì)算主要考慮了以下因素 1 線路三種保護(hù)的前后級(jí)配合及與末端變壓器設(shè)備間的配合 2 分支系數(shù)及助增系數(shù) 3 多配合要求時(shí)定值的優(yōu)化 4 提供靈活的定值人工調(diào)整接口 檔案管理 1 原始數(shù)據(jù) 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù) 支路數(shù)據(jù)及元件參數(shù)表 2 短路電流計(jì)算結(jié)果 包括三相 兩相 單相 兩相接地短路電流表及任一節(jié)點(diǎn)短路時(shí) 支路電流分布表 分布系數(shù)及綜合阻抗標(biāo)么值 3 保護(hù)整定結(jié)果 包括各線路距離保護(hù) 零序保護(hù) 三段電流保護(hù)的整定結(jié)果 定值單及計(jì)算說明書 4 短路電流分布圖及網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置配合圖 11 2 3110KV線路保護(hù)整定原則1 距離保護(hù) 2 零序電流保護(hù) 3 階段式電流保護(hù) 11 3程序模塊及流程圖11 3 1程序流程圖 結(jié)構(gòu)框圖如下 短路電流計(jì)算 保護(hù)整定及檔案管理程序 數(shù)據(jù)輸入 圖形輸入 短路計(jì)算 保護(hù)整定 文檔管理 母線數(shù)據(jù) 線路數(shù)據(jù) 設(shè)備數(shù)據(jù) 拓?fù)浞治?節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣形成 節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣形成 距離保護(hù) 零序保護(hù) 三段式電流保護(hù) 圖11 2功能模塊程序結(jié)構(gòu)圖 11 3 2模塊設(shè)計(jì) 1 輸入模塊 2 短路計(jì)算模塊 3 保護(hù)整定模塊 電網(wǎng)原始數(shù)據(jù)輸入 支路阻抗計(jì)算 數(shù)據(jù)規(guī)范化處理 方式設(shè)定 短路計(jì)算類型指定 短路點(diǎn) 計(jì)算短路電流及其分布 寫表 返回主界面 指定母線 全部母線 線路中間某點(diǎn) 形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣與節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣 圖11 3短路電流計(jì)算程序框圖 4 文檔管理模塊 1 電網(wǎng)原始數(shù)據(jù)的瀏覽 修改和打印 2 短路電流的瀏覽和打印 3 短路電流分布圖的預(yù)覽 打印 4 保護(hù)配合圖的預(yù)覽 打印 5 定值庫的瀏覽與維護(hù) 5 圖形模塊 11 3 3窗體及界面設(shè)計(jì) 主界面窗體 數(shù)據(jù)輸入窗體 短路計(jì)算方式設(shè)定窗體 保護(hù)整定 11 3 4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫采用Access2000與ADO ActiveXDataObject 數(shù)據(jù)連接對(duì)象 DAO DataAccessObject 數(shù)據(jù)控件 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存取 為保證數(shù)據(jù)安全 本程序采用了兩個(gè)數(shù)據(jù)庫 一個(gè)靜態(tài)庫 基本庫 一個(gè)動(dòng)態(tài)庫 臨時(shí)庫 11 3 5重點(diǎn) 難點(diǎn)的處理 1 線路分類的考慮 2 保護(hù)裝置類型考慮 3 運(yùn)行方式的考慮 4 助增系數(shù) 分支系數(shù)的考慮 11 4應(yīng)用舉例 11 4 1放射線路實(shí)例 如圖11 10為某實(shí)際110KV電網(wǎng)放射線路的一次接線圖 試分別整定瑤花線瑤504開關(guān)的距離保護(hù) 零序保護(hù)和電流保護(hù)的定值 圖11 10系統(tǒng)結(jié)線圖 輸入元件參數(shù)后 得到網(wǎng)絡(luò)的正序 負(fù)序與正序網(wǎng)相同 零序序網(wǎng)圖 如圖11 11 圖11 12 圖11 11正序序網(wǎng)圖 圖11 12零序序網(wǎng)圖 1 距離保護(hù)整定 圖11 13整定線路 開關(guān)指定及配合要求窗口 1 選取整定線路及開關(guān) 圖11 14保護(hù)類型及整定方式選擇 2 保護(hù)類型的選擇 3 整定值計(jì)算 圖11 15助增系數(shù)計(jì)算 圖11 16距離保護(hù)自動(dòng)整定 2 零序保護(hù)整定 圖11 17零序保護(hù)手動(dòng)交互整定 3 電流保護(hù)整定 11 4 2環(huán)網(wǎng)整定實(shí)例 圖11 18為某地區(qū)電網(wǎng)一分區(qū)環(huán)網(wǎng)接線圖 線路電壓等級(jí)110KV 試對(duì)小秀線小側(cè)510 500開關(guān)的定值整定進(jìn)行分析 圖11 18某地區(qū)環(huán)網(wǎng)接線圖 第12章電氣設(shè)備選型與優(yōu)化CAD程序設(shè)計(jì) 12 1電網(wǎng)輸配電線路的合理與優(yōu)化選擇12 1 1架空線路截面的合理與優(yōu)化選擇 1 導(dǎo)線必須能承受負(fù)荷電流通過時(shí)引起的發(fā)熱 滿足允許載流量的要求 2 保證線路末端的電壓損失不超過允許范圍 滿足電壓損失的要求 3 必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度 4 考慮經(jīng)濟(jì)性 使網(wǎng)絡(luò)年運(yùn)行費(fèi)用最少 1 截面選擇方法 2 程序?qū)崿F(xiàn)方案 1 設(shè)置導(dǎo)線截面選擇菜單 有4種選擇方案1 按允許電流選擇 2 按允許電壓損失且線路消耗有色金屬最少的原則優(yōu)化選擇 3 按允許電壓損失且各段同一截面選擇 4 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 2 設(shè)置計(jì)算方式 3 架空線分類 1 居民區(qū)高壓配電 3 10KV線路 2 非居民區(qū)高壓配電 3 10KV 3 低壓配電線路 1KV以下 4 35KV架空線5 35KV以上架空線 4 導(dǎo)線幾何均距取值設(shè)定 1 6 10KV線路幾何均距取1500mm 2 35KV線路幾何均距取3500mm 3 110KV及以上線路幾何均距取5500mm 5 導(dǎo)線材質(zhì)分類及型號(hào)選擇 6 原始數(shù)據(jù)輸入 7 程序結(jié)構(gòu)框圖 3 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 12 1 2高壓電纜截面選擇計(jì)算程序1 電纜截面選擇方法 1 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面 2 按允許電流選擇截面 2 程序?qū)崿F(xiàn) 1 設(shè)置高壓電纜截面選擇方法菜單1 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 2 按允許電流選擇 2 支路類型菜單設(shè)置 3 網(wǎng)絡(luò)識(shí)別采用節(jié)點(diǎn)數(shù)字編號(hào)法 4 程序結(jié)構(gòu)框圖 5 電網(wǎng)拓?fù)涿枋?3 原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)備實(shí)例 12 2變電所一次設(shè)備選擇計(jì)算程序 1 計(jì)算原理及使用公式 1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及負(fù)荷電流計(jì)算負(fù)荷計(jì)算采用需用系數(shù)法 計(jì)算負(fù)荷 12 15 j支路工作電流 12 16 2 主變選擇 3 電力電容器柜選擇補(bǔ)償總?cè)萘?電容器柜總數(shù)為 4 限流電抗器選擇 5 母線選擇 6 電流互感器選擇 7 電壓互感器選擇 8 高壓開關(guān)設(shè)備和熔斷器選擇 9 絕緣子選擇 10 穿墻套管選擇 2 程序設(shè)計(jì)方案 1 支路設(shè)備分類 2 節(jié)點(diǎn)數(shù)字識(shí)圖 3 工作方式設(shè)置工作方式由菜單提示 分為兩種 一種是全部設(shè)備均自動(dòng)選擇 另一種是對(duì)用戶指定的支路設(shè)備進(jìn)行選擇 4 數(shù)據(jù)處理 5 程序結(jié)構(gòu) 3 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 1 節(jié)點(diǎn)編號(hào)與支路參數(shù) 2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備每一支路輸入以下8個(gè)數(shù)據(jù) 詳見表 3 數(shù)據(jù)輸入 4 舉例選擇計(jì)算圖12 7所示礦山地面變電所主要設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)備如下 12 3最佳無功補(bǔ)償容量的選擇及分配 12 3 1電網(wǎng)無功補(bǔ)償容量的優(yōu)化配置在電網(wǎng)總補(bǔ)償容量一定的前提下 如何將合理分布到電網(wǎng)的各節(jié)點(diǎn) 使全電網(wǎng)總的有功網(wǎng)損達(dá)到最小 由于各節(jié)點(diǎn)的有功負(fù)荷已確定 只與通過各支路的無功功率有關(guān) 即是各節(jié)點(diǎn)無功補(bǔ)償容量的函數(shù) 目標(biāo)函數(shù) 約束條件 是全網(wǎng)無功網(wǎng)損 用拉格日乘子法解此優(yōu)化問題 需先構(gòu)造一個(gè)新的目標(biāo)函數(shù) 拉格朗日函數(shù) 上式對(duì)求偏導(dǎo)數(shù)并令其為0 得為最小的條件為 最優(yōu)補(bǔ)償程序框圖 12 3 2企業(yè)供電系統(tǒng)最佳無功補(bǔ)償容量的選擇及分配程序 1 最佳無功補(bǔ)償容量選擇數(shù)學(xué)模型 1 按兩部電價(jià)收費(fèi)的企業(yè)補(bǔ)償容量的優(yōu)化選擇 2 按一部電價(jià)收費(fèi)的企業(yè)補(bǔ)償容量的優(yōu)化選擇 2 程序設(shè)計(jì)方案 1 數(shù)據(jù)處理 2 執(zhí)行步驟 3 程序結(jié)構(gòu)框圖 3 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備實(shí)例 圖12 10某企業(yè)供電結(jié)線圖程序運(yùn)行后部分輸出結(jié)果如下 第13章礦井電網(wǎng)計(jì)算繪圖與數(shù)據(jù)處理一體化CAD系統(tǒng) 主要內(nèi)容 介紹礦井電網(wǎng)微機(jī)CAD系統(tǒng) 該系統(tǒng)集數(shù)據(jù)庫 設(shè)計(jì)計(jì)算 概算統(tǒng)計(jì)及結(jié)線繪圖于一體 采用人機(jī)交互式設(shè)計(jì)方法 逐步完成電網(wǎng)的各步設(shè)計(jì) 本文將就此系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 設(shè)計(jì)原理 方案 結(jié)構(gòu)模塊及功能特點(diǎn)作一介紹 一方面供設(shè)計(jì)單位及相關(guān)讀者參考 另一方面為促進(jìn)微機(jī)在礦山機(jī)電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用拋磚引玉 13 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)1 礦井電網(wǎng)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)任務(wù) 礦井電網(wǎng)特點(diǎn) 供用電設(shè)備分類明確 數(shù)量有限且規(guī)格化 易于數(shù)據(jù)庫構(gòu)成及計(jì)算機(jī)識(shí)別 以國家 煤炭設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)范為準(zhǔn)則 2 礦井電網(wǎng)CAD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn) 1 系統(tǒng)功能 分析計(jì)算 設(shè)備選型 統(tǒng)計(jì)概算 繪圖 2 結(jié)構(gòu)框圖及運(yùn)行環(huán)境礦井CAD系統(tǒng)由主控模塊 輸入輸出模塊 設(shè)計(jì)計(jì)算模塊 統(tǒng)計(jì)概算及繪圖模塊組成 主框圖見圖 3 特點(diǎn) 采用人機(jī)交互式分步設(shè)計(jì) 全屏幕多層次菜單提示及問答式參數(shù)輸入 網(wǎng)絡(luò)采用節(jié)點(diǎn)數(shù)字識(shí)別 原始數(shù)據(jù)集中輸入 數(shù)據(jù)及參數(shù)處理自動(dòng)進(jìn)行 包含了所有礦井電網(wǎng)供用電設(shè)備的選擇和保護(hù)整定計(jì)算方法 有良好的適用性 隨機(jī)存取型鏈表結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫包含了現(xiàn)有礦井所有常用電氣設(shè)備的型號(hào)規(guī)格及技術(shù)數(shù)據(jù) 通用性強(qiáng) 設(shè)備選型采用了自動(dòng)與人工兩種方式 自動(dòng)方式下由系統(tǒng)按常規(guī)原則選定 而人工方式則可發(fā)揮專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn) 并可利用現(xiàn)存設(shè)備 做到廢物利用 節(jié)省投資 13 2數(shù)學(xué)模型及程序模塊設(shè)計(jì) 1 礦山井下電網(wǎng)通用計(jì)算程序設(shè)計(jì)模型及處理原則 1 用需用系數(shù)法計(jì)算井下電網(wǎng)總負(fù)荷及各干線 支線的有功功率 無功功率與電流 2 電纜截面按機(jī)械強(qiáng)度及允許載流量校驗(yàn) 并按環(huán)境溫度修正 3 網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的三相及兩相短路電流計(jì)算采用有名值法 4 電動(dòng)機(jī)支路起動(dòng)電壓降校驗(yàn)用精確的阻抗法進(jìn)行 5 熔斷器保護(hù)的電纜截面大于或等于最小熱穩(wěn)定截面時(shí)校驗(yàn)合格 否則不合格 2 礦井配電網(wǎng)設(shè)計(jì)模型及處理原則 提供人工與自動(dòng)兩種功能 1 計(jì)算部分與電網(wǎng)通用計(jì)算相同 2 各設(shè)備與電纜型號(hào)選擇均設(shè)有兩種方式 用戶指定 自動(dòng)選擇 自動(dòng)方式時(shí)程序選取常用且性能優(yōu)良的類型 規(guī)格由計(jì)算確定 3 礦用變壓器一般選KS7型 容量按大于或等于計(jì)算容量確定 臺(tái)數(shù)以最少為原則 4 礦用高壓隔爆配電箱一般選PB2 6或新型BPG7 6型 1140V綜機(jī)采面選用PBL 6型 整定過流保護(hù) 并校驗(yàn)靈敏度 5 采區(qū)電源按一根選擇 6 低壓開關(guān)選擇 7 低壓電纜選擇 8 高壓開關(guān)過流保護(hù)整定 校驗(yàn)靈敏度 9 屏幕自動(dòng)繪制供電系統(tǒng)結(jié)線圖 10 統(tǒng)計(jì)概算 4 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 1 數(shù)據(jù)處理 2 菜單設(shè)置 5 電網(wǎng)結(jié)線圖形的自動(dòng)生成 1 支路識(shí)別及元件圖繪制 2 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接 3 圖面布局控制 繪圖方向控制 層次與間隔控制 篇幅限制及縮放控制 13 3系統(tǒng)使用方法及實(shí)例 3 設(shè)計(jì)舉例 第14章電機(jī)CAD技術(shù)14 1概述 電機(jī)CAD 它已經(jīng)歷了三個(gè)階段 即校核設(shè)計(jì) 綜合設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì) 校核設(shè)計(jì)時(shí)參數(shù)事先設(shè)置好 能計(jì)算出產(chǎn)品的運(yùn)行性能 綜合設(shè)計(jì)是根據(jù)已知的性能要求 決定電機(jī)各設(shè)計(jì)參數(shù) 優(yōu)化設(shè)計(jì)程序是對(duì)設(shè)計(jì)問題提出明確的數(shù)學(xué)模型 然后依據(jù)現(xiàn)代數(shù)學(xué)的尋優(yōu)理論并采用優(yōu)化方法 得到較優(yōu)或最優(yōu)方案的程序 設(shè)計(jì)電機(jī)大致可分為這樣幾個(gè)步驟 選定目標(biāo) 數(shù)學(xué)描述 數(shù)值處理 編制程序 整理輸入數(shù)據(jù) 檢驗(yàn)程序和對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行分析 14 2基本的電機(jī)CAD14 2 1校核設(shè)計(jì) 1 校核設(shè)計(jì)與人工手算的異同 2 校核設(shè)計(jì)程序的編制步驟五個(gè)步驟 1 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)來確定技術(shù)條件和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 2 搜集有關(guān)參考數(shù)據(jù)資料 3 建立數(shù)學(xué)模型 4 框圖設(shè)計(jì) 5 編寫源程序 3 編寫校核程序時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的問題 1 迭代的處理 迭代計(jì)算過程的處理 a 初設(shè)值b 允許誤差C 再設(shè)值 防止 死循環(huán) 的處理 2 編寫源程序的要點(diǎn) 標(biāo)識(shí)符的命名原則 輸入數(shù)據(jù)的組織 輸出數(shù)據(jù)的組織 14 2 2綜合設(shè)計(jì) 特點(diǎn) 1程序結(jié)構(gòu)以循環(huán)計(jì)算為主體 2由程序本身來計(jì)算 確定各設(shè)計(jì)參量的選值 故輸入量較少 3程序?yàn)槎喾桨赣?jì)算 即能輸出給定運(yùn)算范圍內(nèi)的全部可行方案 4程序?qū)Ω髟O(shè)計(jì)方案具有自動(dòng)運(yùn)算 判斷 調(diào)整和挑選能力 因此自動(dòng)化程度高 5程序能綜合考慮電機(jī)性能 成本 結(jié)構(gòu) 工藝性 系列化和通用化等多方面的設(shè)計(jì)要求 三種類型 綜合開槽設(shè)計(jì)綜合循環(huán)設(shè)計(jì) 循環(huán)變量的確定 循環(huán)的處理3 綜合調(diào)整設(shè)計(jì) 14 3電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 14 3 1電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型求解有約束的非線性最優(yōu)化問題 因此其數(shù)學(xué)模型可表示為 為目標(biāo)函數(shù) 可以是指成本 重量等 為約束函數(shù) 一般指各項(xiàng)性能指標(biāo) 如效率 功率因數(shù)等 D為X的取值區(qū)域 為變量空間 14 3 2變量與約束條件1 變量的確定原則 2 變量的取值范圍 3 設(shè)計(jì)變量的標(biāo)準(zhǔn)化處理 4 約束條件的處理 14 4電氣工程CAD方案實(shí)例14 4 1電氣主結(jié)線CAD1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)主要有三種 原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 規(guī)范處理數(shù)據(jù) 圖形數(shù)據(jù)3 短路計(jì)算及主要電氣設(shè)備選擇 各電壓級(jí)斷路器 隔離開關(guān) 限流電抗器 補(bǔ)償電容器 支柱絕緣子 耐張及懸重絕緣子 穿墻套管 鋁母線 軟導(dǎo)線 母線橋等 14 4 26 35KV變配電所CAD系統(tǒng)1 設(shè)計(jì)目標(biāo)2 設(shè)計(jì)內(nèi)容系統(tǒng)包括 1 人機(jī)交互界面 2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 3 設(shè)計(jì)計(jì)算部分 4 圖形文檔 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能模塊 14 4 3工廠供用電一體化CAD系統(tǒng) 1 總體結(jié)構(gòu) 包括四部分 1 工廠供用電系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 2 設(shè)計(jì)計(jì)算程序包 3 繪圖程序包 4 界面接口 2 數(shù)據(jù)庫3 設(shè)計(jì)分析程序包 4 繪圖程序包 5 系統(tǒng)開發(fā)工具及硬軟件環(huán)境 第15章智能化與網(wǎng)絡(luò)化電氣CAD新技術(shù) 15 1智能化電氣CAD 智能型電氣CAD 不僅具有很強(qiáng)的繪圖功能 還要有很強(qiáng)的自動(dòng)化與優(yōu)化設(shè)計(jì)功能 諸如 圖形自動(dòng)生成 自動(dòng)標(biāo)注 設(shè)備材料統(tǒng)計(jì)概算 方案優(yōu)選等智能化工作 設(shè)計(jì)活動(dòng)可分為兩類 一類是數(shù)值計(jì)算工作 另一類是邏輯推理 智能化就是使CAD系統(tǒng)具有專家和人工智能功能 15 1 1電氣CAD專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上就是模擬電氣工程領(lǐng)域內(nèi)人類專家行為的計(jì)算機(jī)程序 1 專家與專家知識(shí) 專家是指所在領(lǐng)域中擁有淵博的知識(shí)的形象 這些知識(shí)來自于教育 資料 主要在于工作經(jīng)驗(yàn)的積累 知識(shí)分為事實(shí) 關(guān)系和自學(xué)習(xí)三種 按學(xué)習(xí)時(shí)原先的樣子回憶出來的都屬于陳述性知識(shí) 程序性知識(shí)又稱為辦事方法與操作步驟的知識(shí) 策略性知識(shí)是指人們應(yīng)用一定的操作步驟或規(guī)則來控制和調(diào)節(jié)自身的認(rèn)知過程 程序性知識(shí) 在人腦中是以產(chǎn)生式規(guī)則的形式表征和存儲(chǔ) 以IF Then 如果 則 的形式表示 2 專家系統(tǒng)的特點(diǎn) 專家系統(tǒng)指的能夠體現(xiàn)人類專家解決實(shí)際問題所使用知識(shí)的計(jì)算機(jī)程序 通常專家系統(tǒng)根據(jù)用戶的提問提出一個(gè)或幾個(gè)建議 CAD專家智能系統(tǒng)由知識(shí)庫和推理機(jī)制組成 3 專家系統(tǒng)的實(shí)踐 4 基于知識(shí)的CAD方法 普通CAD工具中也含有基于專家系統(tǒng)的編碼 把成套設(shè)備布置在一起半自動(dòng)地繪制出大樣圖 設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)程序也都包含有隱性知識(shí) 計(jì)算機(jī)模擬配電系統(tǒng) 組織配電網(wǎng)描述數(shù)據(jù)庫 根據(jù)節(jié)點(diǎn)與支路的連接規(guī)則 使節(jié)點(diǎn)編號(hào)和結(jié)線圖生成自動(dòng)化 問題在于 新的看法或處理方法 則必須重新編寫程序 專家系統(tǒng)是作為一種合成工具而被需要的 我們應(yīng)該將主要精力放在高層次的設(shè)計(jì)描述工作上 而把低層次上的合成工作給計(jì)算機(jī)完成 將細(xì)節(jié)儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī) 這部分可以全部交給計(jì)算機(jī)完成 5 電氣工程CAD專家系統(tǒng)的構(gòu)成 建立一個(gè)電氣工程設(shè)計(jì)類的專家系統(tǒng)一般應(yīng)解決三個(gè)問題 1 知識(shí)的獲取 2 知識(shí)的表示 3 知識(shí)的利用 人機(jī)接口 數(shù)據(jù)庫 推理機(jī) 知識(shí)庫 知識(shí)獲取部分 解釋部分 各自的功能是 1 知識(shí)庫 2 推理機(jī) 3 數(shù)據(jù)庫 4 解釋部分負(fù)責(zé)給推理提供必要的解釋 5 人機(jī)接口部分 電氣設(shè)計(jì)的專家系統(tǒng)常用 設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià) 再設(shè)計(jì) 的控制結(jié)構(gòu) 該結(jié)構(gòu)一般包含初始設(shè)計(jì) 分析 評(píng)價(jià) 方案選擇 控制修改和黑板等6個(gè)模塊 它們各自的功能是 1 初始設(shè)計(jì)模塊 2 分析模塊 3 評(píng)價(jià)模塊 4 方案選擇 5 控制修改模塊 6 黑板模塊 智能化電氣CAD系統(tǒng) 這是電氣工程CAD發(fā)展的必然趨勢(shì) 15 1 2智能化電氣CAD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)智能電氣工程CAD應(yīng)包括智能建模 專家系統(tǒng) 分析計(jì)算 方案擇優(yōu) 圖形生成 工程數(shù)據(jù)管理 統(tǒng)計(jì)概算及仿真等主要部分 1 智能建模 智能建模是電氣工程CAD中一個(gè)新的概念 它是高一層次的系統(tǒng)級(jí)模型構(gòu)建 它不僅涵蓋了常規(guī)的元件模型 而且要描述各不同種類元件模型之間的影響與聯(lián)接關(guān)系 智能建模就是將知識(shí)表示與專家系統(tǒng)融入電氣工程模型的構(gòu)建中 具體內(nèi)容為 1 模型層次 組成原理及基本元件 結(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)描述 電氣工程元件圖形對(duì)象描述技術(shù) 元件及標(biāo)志圖元的物理及結(jié)構(gòu)屬性分類 組成及聯(lián)接關(guān)系 2 元件的物理屬性數(shù)據(jù)的組織和管理 建立規(guī)范化圖形元件庫 電氣圖形的自動(dòng)生成技術(shù) 3 CAD系統(tǒng)的全面圖示化技術(shù) 2 智能電氣工程CAD的框架結(jié)構(gòu) 15 1 3CAD中圖形交互功能的智能化 1 智能化的圖標(biāo)菜單 移動(dòng)光標(biāo)的次數(shù)要盡量少 菜單層次要盡量少 菜單要直觀 簡(jiǎn)潔 明了 操作指令結(jié)構(gòu)要十分簡(jiǎn)化 2 拖放式 造型對(duì)圖形實(shí)體進(jìn)行 拖放式 的設(shè)計(jì) 3 動(dòng)態(tài)導(dǎo)引功能隨著光標(biāo)的移動(dòng) 動(dòng)態(tài)導(dǎo)引自動(dòng)拾取 判斷位置 理解設(shè)計(jì)意圖 記憶常用的步驟 并提示使用者下一步可能要做的工作 15 1 4應(yīng)用功能智能化1 改進(jìn)軟件結(jié)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用功能集成 2 知識(shí)融合技術(shù)知識(shí)融合技術(shù)是能夠進(jìn)行自動(dòng)化過程設(shè)計(jì) 管理可能性因素和實(shí)踐性因素的一門技術(shù) 3 系統(tǒng)化造型及系統(tǒng)功能提升使用系統(tǒng)化造型 設(shè)計(jì)者能夠通過改變?cè)O(shè)計(jì)框架中任何部件 查看完整的設(shè)計(jì)過程及其對(duì)設(shè)計(jì)模型的影響 15 2基于WEB的電氣CAD網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是人類二十世紀(jì)的一項(xiàng)奇跡 網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)改變了人類世界的面貌 15 2 1使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能 1 電子郵件E MAIL服務(wù) 2 信息查詢 3 USENET新聞電子公告板 4 Telnel遠(yuǎn)程登錄Telnet遠(yuǎn)程登錄使用戶可以共享軟件和科研成果 15 2 2運(yùn)用INTERNET支持CAD 1 通過網(wǎng)絡(luò)直接查詢有關(guān)信息 2 進(jìn)入圖書館查詢有關(guān)信息 3 了解CAD最新發(fā)展動(dòng)態(tài) 4 發(fā)布最新CAD動(dòng)態(tài)信息等 5 加強(qiáng)CAD專業(yè)人員的信息交流 15 2 3實(shí)現(xiàn)INTERNET上CAD資源共享 15 2 4基于WEB的電氣工程CAD中數(shù)據(jù)的傳輸和管理 1 基本方案 2 數(shù)據(jù)庫與CAD軟件接口 15 2 5基于WEB的CAD圖紙的管理 1 圖紙管理系統(tǒng)介紹 2 管