Структура и возможности современных программных продуктов, используемых в электротехнике и электроэнергетике
Программный продукт – это совокупность взаимосвязанных программ, которые предназначены для решения определенной задачи.
Возможности современных информационных технологий позволяют создавать программные продукты, которые обладают расширяемостью, гибкостью и возможностью переноса на другие платформы. Они имеют такие возможности, как создание и функционирование единой системы хранения и идентификации объектов, режимных параметров, оборудования и технико-экономических показателей; обеспечение эффективного и простого обмена данными между объектами различных уровней управления, операторами, а также участниками рынка на основе национального стандарта по интерфейсам доступа.
Статья: Современные программные продукты в электроэнергетике и электротехнике
Большинство программных продуктов, которые используются в электроэнергетике и электротехнике, состоят из следующих функциональных блоков:
- Основное хранилище отраслевых классификаторов.
- Система синхронизации базовых справочников с государственными.
- Система построения сложных информационных моделей.
- Система регистрации клиентов.
- Система сертификации.
Современные программные продукты
Программные продукты, которые используются для моделирования электротехнических и электроэнергетических объектов, условно делятся на три типа:
- Программы для инженерного моделирования тепловых, механических и электромагнитных полей методом конечных элементов. К данным программа относятся Femlab, FlexPDE, FEMM, ANSYS, ELCUT.
- Специальные математические комплексы для инженерно-технических и научных расчетов.К данным программа относятся Maple, Mathcad, Matlab, Maxima, Scilab, GNU Octave.
- Программы для моделирования процессов в электрических цепях и сетях. К данным программа относятся MicroTran, Simulink, Multisim, RTDS Simulator, ATP-EMTP, EMTP-RV, PSCAD-EMTDC.
Самыми распространенными и известными программными продуктами, которые используются при инженерных расчетах - Matlab, MathCad, Mathematica, Classic, Maple V и СПО Динамика. В случае исследования систем автоматического регулирования, вычислительных математических задач самой эффективной программой является Matlab с большой предметно-ориентированной библиотекой и инструментов визуального моделирования Simulink. Для моделирования вместе с реальной аппаратурой наиболее удобен VisSim, а для анализа и синтеза линейных систем управления Classic.
Возможностью аналитического преобразования обладают такие программы, как Matlab, MathCad и Mathematica, однако, наиболее удобен Maple V. В программу Mathcad встроен мощный символьный процессор, позволяющий получать результаты решения задач в символьном виде. Вычислительные возможности Mathcad базируются на самых известных и проверенных численных методах. Библиотека функций, встроенных в Mathcad постоянно расширяется, благодаря возможностям программирования в ней, добавления в библиотеку новых функций, например, модулей, которые были написаны на одном из известных языков программирования.
Язык программирования – это формальный язык, предназначенный для записи компьютерной программы и определяющий набор лексических, семантических и синтаксических правил, которые в свою очередь определяют внешний вид программы и действия, выполняющиеся исполнителем, обычно электронно-вычислительной машиной, под ее управлением.
Для исследования тепловых и электромагнитных поле используются специальные математические пакеты, основанные на методе конечных элементов. Одной самой распространенных программ данного вида является Elcut. Elcut позволяет решать следующие типы задач: магнитостатика, решение данной задачи подразумевает расчет магнитного поля постоянных магнитов и проводников с постоянным электрическим током в среде с установленными магнитными свойствами; электростатика, решение данной задачи подразумевает расчет электрического поля зарядов, установленных значений потенциалов в среде с заданными электрическими свойствами; растекание токов, решение данной задачи подразумевает расчет распределения электрического тока и потенциала в системе проводников; магнитное поле переменных значений, решение данной задачи подразумевает расчет магнитного и электрического поля, которое было возбуждено приложенным переменным синусоидальным током, либо внешним магнитным переменным полем; температурное поле, решение данной задачи подразумевает расчет температурного поля в среде с установленной теплопроводностью и граничными условиями первого-четвертого рода; нестационарная передача тепла, решение данной задачи подразумевает расчет динамики тепловых процессов; задачи теории упругости.
