Главная
База знаний "Allbest"
Программирование, компьютеры и кибернетика
Анодирование алюминия как объект автоматизированного проектирования
Анодирование алюминия как объект автоматизированного проектирования
Процесс анодирования алюминия: гальванический метод нанесения покрытия. Создание системы автоматического проектирования (САПР). Математическая модель, описание методов автоматизации. Основные виды обеспечения. Технико-экономическое обоснование проекта.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.05.2011 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Результаты представлены также на рисунке 6.8.
Рисунок 6.8 - Результаты оптимального проектирования
6.2 Информационное обеспечение
Информационное обеспечение САПР - это совокупность единой системы классификации и кодирования, системы показателей и информационных языков, унифицированных систем документации и массивов информации, совокупность первичных и производных данных, а также совокупность правил и методов организации, представления, накопления, хранения, обновления и контроля информации, обеспечивающих эффективное использование информации в САПР
Основная задача информационного обеспечения САПР - удовлетворение информационных потребностей проектировщика. Основу ИО составляют банки данных - специальным образом организованные хранилища информации. Банк данных - совокупность базы данных и системы управления базами данных. База данных - структурированная совокупность данных. Сведения, содержащиеся в банках данных, должны удовлетворять требованиям полноты и достоверности.
Существует три основных типа моделей баз данных: иерархическая, сетевая и реляционная. Для разрабатываемой подсистемы САПР была выбрана реляционная модель, т.е. данные представлены в виде таблиц, потому что она достаточно проста в реализации с помощью современных средств разработки приложений БД.
Структура информационного обеспечения САПР включает процедурную часть (языки проектирования, которые совместно с терминологией, применяемой в данной САПР, описываются в лингвистическом обеспечении) и средства для описания и накопления входной, выходной и промежуточной информации для проектирования (библиотеки, архивы, базы и банки данных).
Информационные потоки, используемые прикладными программами при проектировании, составляют основу информационного обеспечения.
При разработке информационного обеспечения необходимо учитывать следующие требования:
полноту обеспеченности данными всех разработчиков, использующих средства САПР в соответствии с их целями, задачами, выполняемыми функциями;
минимизацию времени обращения разработчиков к системе и их входа в систему, времени обработки, обмена и выдачи данных из системы;
организацию информационной базы (её размещение) с учётом минимизации затрат на хранение и передачу данных разработчикам;
однократность ввода данных в систему, исключающую ошибки ввода и искажения данных;
простоту, унификацию и стандартизацию форм;
возможность корректировки и дополнения данных.
Для функционирования данной САПР необходимо наличие следующих БД:
БД электролитов;
БД металлов;
БД гальванических ванн;
БД готовых проектов.
Для создания данных баз данных применялась система управления базами данных Interbase, которая удовлетворяет следующим требованиям:
информационная совместимость проектирующих и обслуживающих подсистем САПР;
возможность наращивания БД;
обеспечение целостности данных;
поддержка работы в сети.
СУБД применяет реляционную организацию баз данных. Рассмотрим поля каждой таблицы используемых баз данных.
БД электролита состоит из двух таблиц.
Таблица электролитов содержит поля:
поле электролит (длинное целое число) - идентификатор электролита;
поле название (строковая переменная) - название электролита;
поле описание электролита (строковый тип) - производится описание данного электролита и его отличительные свойства, а также любые примечания относящиеся к данному типу электролитов;
поле компонент (длинное целое число) - код компонента;
поле концентрация (вещественное число) - относительные концентрации компонентов.
Таблица компонентов электролита содержит поля:
поле компонент (длинное целое число) - идентификатор компонента;
поле название (строковая переменная) - название компонента электролита;
поле описание компонента (строковый тип) - производится описание данного компонента и его свойство добавляемое электролиту;
поле химическое обозначение (строковый тип) - химическое обозначение компонента.
БД металлов также состоит из двух таблиц.
Таблица металлов содержит поля:
поле металл (длинное целое число) - идентификатор металла;
поле название (строковая переменная) - название металла;
поле примечаний (строковый тип) - описывается метал и его свойства;
поле обозначение (строковая переменная) - его химическое обозначение;
поле примесь (длинное целое число) - код присутствующей примеси;
поле доля (вещественное число) - относительная доля содержания.
Таблица примесей содержит поля:
поле примесь (длинное целое число) - идентификатор примеси;
поле название (строковая переменная) - общеупотребительное название примеси;
поле обозначение (строковая переменная) - химическое обозначение;
поле плотность (длинное целое число) - плотность примеси.
БД гальванических ванн состоит из двух таблиц и имеет следующую структуру.
Таблица параметров гальванической ванны:
поле ванны (длинное целое число) - идентификатор ванны;
поле название (строковая переменная) - название гальванической ванны;
поле ширина (целое число) - габаритная ширина аппарата;
поле длина (целое число) - габаритная длина аппарата;
поле высота (целое число) - габаритная высота аппарата;
поле объем (целое число) - рабочий объем ванны;
поле шины (целое число) - количество анодных шин;
поле футеровка (длинное целое число) - код футеровки.
Таблица футеровки:
поле футеровка (длинное целое число) - идентификатор футеровки;
поле название (строковая переменная) - общепринятое название футеровки;
поле примечания (строковая переменная) - примечания к данному покрытию.
БД готовых проектов содержит информацию, описывающую готовые решения. По сравнению с описанными выше БД она имеет значительно сложную структуру. Она состоит из четырех таблиц: таблица проекта, таблица итоговых результатов, таблица формула, таблица экспериментальных данных.
Таблица проектов содержит следующие поля:
поле номер проекта (длинное целое число) - идентификатор проекта;
поле название (строковая переменная) - употребительное название проекта;
поле ФИО (строковая переменная) - ФИО разработчика;
поле дата (тип даты) - дата создания проекта;
поле формула (длинное целое число) - код используемой формулы для аппроксимации;
поле электролит (длинное целое число) - код электролита;
поле металл (длинное целое число) - код металла;
поле результат (длинное целое число) - код получившихся результатов;
поле примечание (строковый тип) - любая символьная информация относящаяся к данному проекту;
поле экспериментальные данные (длинное целое число) - код экспериментальных данных;
поле ванны (длинное целое число) - код ванны.
Таблица результатов состоит из полей:
поле результата (длинное целое число) - идентификатор результата;
поле примечание (строковый тип) - любая символьная информация относящаяся к результатам;
поле стойкость (короткое целое число) - коррозийная стойкость алюминия;
поле цветостойкость (целое число) - цветостойкость получившегося покрытия;
поле температура (вещественное число) - оптимальная температура которую необходимо поддерживать;
поле время (целое число) - время анодирования алюминия;
поле плотность тока (вещественное число) - плотность тока в ванне;
поле концентрация (вещественное число) - концентрация соли;
поле плотность электролита (вещественное число) - необходимая плотность заданного электролита.
Таблица формул содержит следующие поля:
поле формула (длинное целое число) - идентификатор формулы;
поле название (строковая переменная) - наименование формулы;
поле описание (строковая переменная) - описание формулы;
поле критерий (вещественное число) - значение точности при подборе коэффициентов;
поле библиотека (строковая переменная) - имя библиотеки где размещается исполняемый код данной формулы.
Таблица экспериментальные данные содержит следующие поля:
поле таблица (длинное целое число) - идентификатор таблиц со значениями;
поле название (строковая переменная) - название таблицы;
поле примечание (строковый тип) - любая символьная информация относящаяся к данным;
поле концентрация1 (вещественное число) - минимальная концентрация соли;
поле концентрация2 (вещественное число) - максимальная концентрация соли;
поле ток1 (вещественное число) - минимальная плотность тока;
поле ток2 (вещественное число) - максимальная плотность тока;
поле электролит1 (вещественное число) - минимальная плотность электролита;
поле электролит2 (вещественное число) - максимальная плотность электролита;
поле шаг1 (вещественное число) - шаг концентрации используемый в таблице;
поле шаг2 (вещественное число) - шаг плотности тока;
поле шаг3 (вещественное число) - шаг плотности электролита;
поле массив (массив из вещественных чисел) - значения коррозийной стойкости.
Также присутствует и еще одна таблица соответствий, которая убирает связь многих ко многим.
Таблица соответствий имеет поля:
поле электролит (длинное целое число) - код электролита;
поле футеровка (длинное целое число) - код используемой футеровки при данном электролите.
Схема, описывающая таблицы, в которых хранятся данные предметной области и связи между ними, соответствующие логике предметной области, называется инфологической моделью базы данных.
В реляционных базах данных схема содержит как структурную, так и семантическую информацию. Структурная информация связана с объявлением отношений, а семантическая выражается множеством известных функциональных зависимостей между атрибутами отношений, указанных в схеме. Однако некоторые функциональные зависимости могут быть нежелательными из-за побочных эффектов или аномалий, которые они вызывают при модификации данных. В этом случае необходимо прибегнуть к процедуре называемой декомпозицией, при котором данное множество отношений заменяется другим множеством отношений (число их возрастает), являющихся проекцией первых. Цель этой процедуры - устранить нежелательные функциональные зависимости (а, следовательно, и аномалии), что составляет суть процесса нормализации. Таким образом, нормализация - это пошаговый обратимый процесс замены данной схемы (совокупности отношений) другой схемой, в которой отношения имеют более простую и регулярную структуру.
Рисунок 6.9 - Структура связей БД
При этом возникает проблема обратимости, т.е. возможности восстановления исходной схемы. Это значит, что декомпозиция должна сохранять эквивалентность схем при замене одной схемы на другую. Для обеспечения эквивалентности схем необходима декомпозиция, гарантирующая отсутствие потерь, и сохраняющая зависимости. Декомпозиция без потерь гарантирует обратимость, т.е. получение исходного множества отношений путем применения последовательности естественных соединений над их проекциями. При этом в результирующем отношении не должны появляться ранее отсутствовавшие кортежи (записи), являющиеся результатом ошибочного соединения. Сохранение зависимостей подразумевает выполнения исходного множества функциональных зависимостей на отношениях новой схемы.
Предложенная инфологическая модель базы данных процесса анодирования алюминия является нормализованной и полностью соответствует требованиям предметной области: в ее состав входят все таблицы, необходимые для хранения требуемых данных; система связей (функциональных зависимостей) между таблицами соответствует логике данных предметной области и не содержит нежелательных зависимостей, приводящих к побочным эффектам.
Структура связи БД представлена на рисунке 6.9.
В современных условиях и в конкретном случае разработки ИО подсистемы САПР важную роль играет возможность одновременного доступа к данным нескольких пользователей. Решение этой задачи нашло отражение в концепции "Клиент-сервер". Она была создана для разрешения таких проблем как корректная обработка одновременных запросов от нескольких пользователей, возможность использования в качестве клиента маломощных компьютеров, так как вся работа по обработке запроса ложится на сервер, а так же увеличение сохранности и безопасности данных.
Вид БД представлен на рисунке 6.10.
Рисунок 6.10 - Вид БД
6.3 Лингвистическое обеспечение
Лингвистическое обеспечение - совокупность языков, используемых в САПР для представления информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проектирования, которой обмениваются люди с ЭВМ и между собой в процессе автоматизированного проектирования. Лингвистическое обеспечение представляет собой набор, информационно-поисковых (используются в обслуживающих подсистемах), вспомогательных языков и языков проектирования, обеспечивающих взаимодействие пользователя и САПР.
Любая САПР является человеко-машинной системой, главной задачей которой является облегчение труда конструкторов, проектировщиков, чертежников для получения более качественного и конкурентоспособного изделия. В связи с этим одним из важных требований, предъявляемых к разрабатываемой САПР, является требование эргономичности.
Задача разработчика системы автоматизированного проектирования максимально упростить работу человека, и в то же время предоставить ему все возможные средства для плодотворной работы. Лингвистическое обеспечение не упрощает расчёта математических моделей или оптимизацию, но делает процесс проектирования удобным для разработчика.
Лингвистическое обеспечение разрабатываемой САПР состоит из программы взаимодействия с пользователем, который организован в виде диалога с пользователем. Он включает в себя следующие виды диалога: "Выбор из меню" (стандарт ComboBox) и "вопрос - ответ".
Диалог типа "выбор из меню" применяется в программе общения с пользователем. Он ориентирован на неподготовленного пользователя и представляет собой выбор одного из нескольких вариантов ответа. Диалог типа "вопрос - ответ" также применяется в программе диалога с пользователем при вводе исходных данных и ориентирован на неподготовленного пользователя владеющего навыками работы на персональном компьютере в системе Windows 95/98/МЕ/2000. Все виды диалогов с пользователем показаны ниже на рисунках.
При вводе данных пользователю предоставляются большие возможности, такие как:
заполнение таблицы в произвольном порядке;
возможность корректировки любой графы таблицы;
постраничный просмотр вводимых данных;
возврат к ранее введенным данным и их корректировка.
При вводе проверяется тип вводимых данных и при их несоответствии происходит блокирование входных данных с выдачей звукового сигнала.
Рисунок 6.11 - Пример диалога основанный на выборе из меню в окне процессов
Рисунок 6.12 - Пример диалога: система "заполнения бланков" при создании новой таблицы
6.4 Программное обеспечение
Программное обеспечение - это совокупность машинных программ, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Это обеспечение включает комплексы программ специального и общего назначения. От свойств программного обеспечения в значительной мере зависят возможности и показатели эффективности САПР.
К программному обеспечению системы автоматизированного проектирования предъявляют требования экономичности, удобства использования, надежности, правильности, универсальности и сопровождаемости.
Программное обеспечение САПР делится на системное и прикладное. К системному программному обеспечению относятся языки, трансляторы, стандартные программы, операционные системы.
Прикладное программное обеспечение предназначено для решения определённых проектных задач. Его состав всегда индивидуален и зависит от объекта проектирования, специфики и объёма задач, решаемых конкретной САПР. Прикладные программы разрабатываются на основе математического обеспечения, что является одной из наиболее трудоёмких работ при создании САПР.
Программные средства должны обеспечивать:
удобство ввода в эксплуатацию и возможность быстрой модификации;
широкий охват типовых процедур проектирования;
ориентацию средств взаимодействия (по языку, структурам данных, управлению) на проектировщика и конструктора;
независимость от используемых операционных систем и технических средств определённого класса;
стандартную организацию программных модулей и связей между ними, а также данных (в том числе графических) и управления ими;
простоту адаптируемости к различным классам устройств ввода-вывода.
Удовлетворение этим требованиям не означает, что базовое программное обеспечение должно быть единственным. Вполне допустима проблемная ориентация на определённые семейства средств вычислительной техники.
Системное программное обеспечение состроит из: операционной системы Windows XP, языка программирования Delphi 5.0, графического редактора AutoCad 2000.
Windows XP достаточно мощная система, подходящая для работы с базами данных и реализующая режим многозадачности. Она обеспечивает возможность работы с новейшими программными средствами. Еще одним достоинством этой операционной системы является поддержка различных приложений, необходимых в процессе проектирования. Кроме того, Windows XP имеет встроенную поддержку для работы с сетями. Вышеизложенные факты и послужили основанием для выбора операционной системы Windows XP.
Широкое распространение больших компьютерных сетей и потребность пользователей во взаимодействии и совместном использовании централизованных баз данных привели к тому, что сетевое программное обеспечение из разряда полезного перешло в разряд необходимого. Подключившись к сети, операционная система может повысить свои вычислительные мощности и возможности доступа к данным, разрешить пользователям взаимодействовать и совместно использовать данные, а также предоставить приложениям такие возможности, которое отдельно взятая операционная система не могла бы обеспечить. Чтобы все перечисленное было реализовано эффективно, сетевое программное обеспечение Windows XP встроено в операционную систему и работает на равных правах с остальными частями исполнительной системы Windows XP.
Сложность математического обеспечения и методов принятия решений обусловили создание большого комплекса прикладных задач. Каждая из четырех подсистем в соответствии со своей спецификой имеет в своем составе необходимое программное обеспечение.
Так для подсистемы ввода и анализа исходных данных необходима программа, в которой реализуется ввод всей необходимой для проектирования информации, а также проводится формализация введенных данных.
Для информационной подсистемы необходима программа ведения БД и программы диалога с пользователем.
В расчётной подсистеме выполняются программы определения оптимальных параметров процесса анодирования алюминия и анализа получившихся результатов.
В задачи последней подсистемы входит подготовка и вывод текстовой и графической документации, поэтому для этих целей и используются: программы формирования и корректировки чертежей; программы формирования текстовой информации, а также программа вывода итоговых данных с использованием графических изображений.
Специальное программное обеспечение САПР представляется в виде текстов прикладных программ, предназначенных для выполнения функций, связанных с решением проектных процедур. Для разработки специального ПО САПР необходимо выбрать язык программирования. Выбранный язык должен удовлетворять следующим требованиям: удобство организации ввода-вывода, высокое быстродействие, возможность реализации поставленных задач, наличие графических средств, поддержка языка выбранной операционной системой. Как правило, при разработке специального программного обеспечения используются языки высокого уровня.
Для формирования текстовой документации используется текстовый процессор MS Word 2000, который предоставляет широкий спектр возможностей для создания и редактирования текстовых документов.
При разработке прикладных программ используется среда разработки Delphi 5.0, которая считается самой лучшей из себе подобных по возможностям создания полнофункциональных приложений для семейства операционных систем Win32.
Delphi 5.0 удовлетворяет всем современным стандартам и требованиям, так как использует усовершенствованную модель языка Pascal - Pascal with objects, к тому же он был создан с расчетом на полномасштабное использование возможностей OS Windows. В Delphi хорошо развита система обработки данных.
Прикладное программное обеспечение разрабатываемой САПР включает в себя:
программу - диалог с пользователем;
программы анализа исходных данных;
программу подбора вида функции в незаданных точках;
программа поиска оптимальных параметров согласно выбранной мат. модели решения;
программа вывода итоговых данных, с использованием графических изображений;
программа ведения БД;
программа анализа полученных решений.
Программа диалог с пользователем рассчитана на человека работающего в среде Windows. Например при загрузке таблицы с экспериментальными значениями, которые проверяются на принадлежность к числам, используется знакомое окно показанное на рисунке 6.13. Оно позволяет загрузить данные с диска который расположен не только в текущей папке, где находиться исполняемый код программы, а в любом доступном.
Рисунок 6.13 - Загрузка табличных данных
При анализе исходных данных проверяется все введенные пользователем данные и при их несоответствии нужным диапазонам - запрашиваются заново.
Графическая часть представлена в виде трехмерных графиков 2 переменных на рисунке 6.14. Данные графики позволяют наглядно оценить вид расположения контрольных точек и избежать ошибок при случайном вводе несоответствующей информации, а также оценить вид полученной формулы. В частности увидеть адекватно она отображает данные из таблицы или очень большое несоответствие, тогда можно ее поменять до этапа поиска оптимальных параметров процесса анодирования алюминия.
Рисунок 6.14 - Графическое представление данных
6.5 Описание технического обеспечения
Для функционирования пакета программ, поставляемых с системой, необходима установка следующих программных средств: операционная система Windows 2000 или выше. Для работы данных компонентов необходим компьютер Pentium III 500 или более мощный; минимум 64 МБайт оперативной памяти для работы операционной системы и свободного места на винчестере около 100 МБайт для виртуальной памяти.
Весь комплекс программ системы требует на компьютере наличие оперативной памяти в 64 МБайт. Подсистема ввода/вывода, информационная подсистема, подсистема сбора экспериментальных данных требуют много места для хранимых данных и не требовательны к быстродействию компьютера, так как данные подсистемы ничего не рассчитывают и предназначены в основном для хранения, извлечения и выдачи информации; организации диалога с пользователем. Для вывода графической и текстовой документации необходим принтер, а для облегчения работы с системой берется мышь.
Подсистема сбора экспериментальных данных и графическая подсистема требуют много места для хранимых данных и требовательна как к быстродействию компьютера, так и к объему оперативной и внешней памяти, так как подсистема сбора ничего не рассчитывает и предназначены в основном для хранения, извлечения и выдачи информации, а графическая подсистема требует больших расчетов. Для ввода/вывода графической и текстовой документации необходим сканер и принтер, а для облегчения работы с системой берется мышь.
Подсистема получения оптимального проектного решения требовательна как к быстродействию компьютера, так и к объему оперативной и внешней памяти. Связь между тремя компьютерами осуществляется с помощью локальной сетки, осуществляющей с помощью и подсистема формирования необходимого оборудования Ethernet Hub 16TPx10/100TX (“Complex”).
Этим условиям удовлетворяют следующий класс компьютеров: Pentium III и выше с 256 МБайт оперативной памяти и 40 ГБайт внешней памяти. Выбор компьютеров основан на том, что они должны быть взяты из соображения, что в ближайшее время они не будут считаться устаревшими, но в то же время по стоимости считаются в данный момент не самыми дорогими. Учитывая все эти условия были выбраны два компьютера, необходимых для функционирования системы.
На первом из них (Pentium III, винчестер 40 Gb, 256 Мбайт оперативной памяти, мышь, клавиатура принтер HP LaserJet 1100 и плоттер DesignJet) реализованы следующие подсистемы: подсистема анализа и ввода данных, подсистема графического моделирования, и подсистема формирования и вывода документации.
На втором (Pentium III, винчестер 40 Gb, 512 Мбайт оперативной памяти, мышь, клавиатура) находятся подсистемы обработки экспериментальных данных и подсистема получения оптимального проектного решения
На третем (Pentium III, 40 Gb, 512 Мбайт RAM, мышь, клавиатура и сканер HP ScanJet 1100) реализована информационная подсистема.
Данное разделение на компьютере связано с тем, что для получения аппроксимиурющей функции по табличным данным требует компьютера с большей производительности. В графической подсистеме визуализация графиков осуществляется плавающим горизонтом, который требует большого количества расчетов, необходимых для вывода графика.
Дисплей должен иметь достаточно высокое разрешение и рекомендуемый объем видеопамяти должен быть не менее 4 Мбайт для поддержки максимальной разрешающей способности дисплея. Поэтому для подсистемы ввода/вывода был выбран дисплей SVGA 17”. А для остальных выбран дисплей SVGA 15", который поддерживает большинство видеорежимов. Выбор монитора SVGA обуславливается тем что интерфейс с пользователем выбранной для данной САПР операционной системы также накладывает на графические средства вычислительной техники определенные требования.
Рассмотренное оборудование является компактным, занимает мало места, не требовательно к микроклимату в помещении и не требуют специальной отдельной комнаты для их установки.
Персональные компьютеры объединены в локальную вычислительную сеть. Для соединения компьютеров применялись сетевые карты Ethernet Card NE 200 Combo BNC/TP PCI.
Для вывода на печать текстовой и графической документации выбран лазерный принтер HP LaserJet 1100. Качество печати данного принтера по сравнению с матричным более высокое. Лазерный принтер более экономичен по сравнению со струйным, так как одного картриджа для лазерного принтера хватает на 10000 копий, в свою очередь одного картриджа для струйного принтера хватает лишь на 500-1000 копий.
Устройство ввода "мышь" необходимо при разработке программ, облегчения работы в операционной системе Windows 98 и выше. Устройство ввода "мышь" подключается к последовательному порту компьютера.
Электрическая схема соединений САПР процессов медной гальванопластики представлена в приложении Г.
6.6 Методическое обеспечение САПР
Методическое обеспечение - это комплекс методических средств, которые необходимы для успешного и эффективного управления различными процессами системы с целью получения результативной работы всей системы в целом.
В состав методического обеспечения входят:
документация инструктивно-методического характера, устанавливающую методику автоматизированного проектирования;
руководство пользователя;
руководство системного администратора;
руководство программиста;
программа, методика и результаты испытаний работы системы - сюда включаются контрольные примеры, тесты;
нормативы, стандарты и другие руководящие документы, которые регламентируют весь процесс и объект проектирования.
Методические средства предназначены для максимального повышения эффективности и соответствия требованиям получаемых проектных решений. А так же для повышения эффективности использования средств и ресурсов имеющихся в распоряжении у системы.
Руководство пользователя к программе "DIPLOM"
Программа DIPLOM предназначена для работы под управлением операционной системы семейства Win32. Запустить программу можно используя команду "Выполнить." или программу "Проводник", а также любым другим известным способом.
После запуска программы на экране появится диалоговое окно Дипломная работа на тему "Оптимизация процесса анодирования алюминия", в верхней части которого будет меню, содержащее следующие пункты:
Файл;
Управление;
БД;
Таблица;
Аппроксимация;
Оптимизация;
Помощь.
Все пункты для удобства продублированы на основном виде, который имеет вид показанный на рисунке 6.14.
Используя пункт меню "Помощь" можно получить исчерпывающую информацию по данной САПР и приемах работы с ней, а также информацию о создателе.
В группе процесса возможны несколько действий:
1) создание нового процесса, какого нет еще в базе данных. Тогда пользователю программа предложит выбрать из списка ванну на которой проводились эксперименты, металл и электролит, затем необходимо ввести размерности и диапазон изменения плотности тока, плотности электролита и концентрацию соли. Вид представлен на рисунке.
Рисунок 6.14 - Общий вид главного окна программы DIPLОМ.
При работе сначала необходимо загрузить какой-либо процесс или создать новый, тогда будет предложено ввести электролит, ванну и вид металла. Окно процесса показана на рисунке 6.12.
Далее необходимо ввести все данные в таблицы, где перемещаться между значениями плотности электролита возможно с использованием страниц, что показано на рисунке 6.15.
Заметим что редактирование таблиц возможно если пользователь знает пароль администратора, это связано с тем чтобы ненароком не испортить данные необходимые в дальнейшем. В программе существует возможность изменить пароль, а также включить или выключить режим модификации.
Далее пользователю будет предложено выбрать формулу для обработки таблиц из базы данных или предложено создать свою формулу с помощью предоставленного программного интерфейса который проконтролирует на синтаксически правильно составленную формулу (не позволит ввести два подряд знака операции или переменных, невозможность закрыть больше скобок, чем открывалось.
Рисунок 6.15 - Вид редактирования таблиц
Пример показан на рисунке 6.16.
Рисунок 6.16 - Вид окна редактирования новой формулы
Далее пользователю потребуется, если это необходимо, ввести начальные значения параметров. Это можно сделать двумя способами:
1) случайным образом из заданного диапазона;
2) задать значение вручную.
Причем эта возможность для каждого параметра в отдельности. Существует также возможность не изменять какой-либо параметр в процессе нахождения оптимальных значений, а оставить его статичным. Затем программа автоматически создает динамически подгружаемую библиотеку и в дальнейшем программа будет работать с ней (пока не поменяем формулу). Пример заполнения параметров значениями представлен на рисунке 6.17.
Рисунок 6.17 - Вид редактирования коэффициентов аппроксимации
При загрузке процесса из базы данных пользователю будет предложено выбрать процесс из списка (по типу интерфейса изображенного на рисунке 6.13). Останется только поменять или оставить формулу обработки данных, все остальное будет автоматически загружено из необходимых баз данных.
Перед оптимизацией возможно поменять приоритет работы программы для ускорения ее выполнения, если это необходимо или создать фоновый процесс. При поиске оптимальных параметров процесса пользователю предлагается выбрать из двух видов оптимизации (метод сканирования и метод многомерной оптимизации покоординатного спуска с использованием одномерной оптимизации метод "золотого сечения"). Также необходимо ввести диапазон на котором будут искаться параметры процесса и точность вычислений, до какого знака производить расчеты. Вид окна представлен на рисунке 6.18.
Рисунок 6.18 - Вид окна поиска оптимальных параметров процесса анодирования алюминия
При редактировании баз данных также соблюдается режим модификации.
Руководство программиста к программе "DIPLОМ".
Минимальный объем дискового пространства, необходимого для размещения файла DIPLOM. EXE - 1825 Кбайт.
Необходимо присутствие в системном каталоге Windows файла GDS32. DLL, являющегося драйвером клиента Interbase.
Если сервер Interbase расположен не локально, требуется настройка одного из сетевых протоколов, поддерживаемых Interbase: IPX/SPX,TCP/IP,NetBEUI.
Минимальный объём всей системы в целом составляет 5700 Кбайт, но в процессе эксплуатации он будет постоянно увеличиваться из-за роста размеров баз данных.
7. Вопросы охраны труда
7.1 Введение в охрану труда
В нашем государстве разработана и действует специальная система законодательных актов, мероприятий и средств по охране труда, которые позволяют обеспечить необходимую безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда. Эта система определяет проведение социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и использование средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда; выявляет и изучает возможные причины производственных несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров и организовывает мероприятия, а также определяет систему требований с целью устранения этих причин и создания безопасных и благоприятных для человека условий труда. Так как любая САПР - это организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с необходимыми подразделениями проектировщиков, то при разработке САПР необходимо учитывать вопросы охраны труда, чтобы исключить воздействие опасных факторов, свести к минимуму вероятность поражения персонала, обеспечить комфорт при максимальной производительности труда. При проектировании и размещении ВЦ (вычислительного центра) необходимо учитывать характерные его особенности. В залах с ЭВМ к микроклиматическим параметрам ВЦ предъявляются повышенные требования.
7.2 Общие санитарно-гигиенические требования к устройству ВЦ
Производственные здания, сооружения, оборудование, технологические процессы должны отвечать всем требованиям, обеспечивающим здоровые и безопасные условия труда. В первую очередь эти требования должны выполняться проектировщиками. Согласно санитарным нормам СН 245-71 на каждого работающего предусматривается объём производственного помещения - не менее 15 м3 и площадь - не менее 4,5 м2.
К помещениям машинного зала предъявляются особые требования. Высота от пола до потолка производственного помещения должна быть не менее 3,2 м, а от пола до низа выступающих конструкций - не менее 2,6 м. Высоту подпольного пространства принимают равной 0,2 - 0,8 м (при наличии только кабелей - не менее 0,15 - 0,2 м, при прокладке в нём воздуховодов - не менее 0,3 м).
7.3 Неблагоприятные факторы и средства защиты от них
В настоящее время работники вычислительных центров сталкиваются с воздействием таких физических опасных и вредных производственных факторов, как повышенный уровень шума, повышенная температура внешней среды, отсутствие или недостаток естественного освещения, недостаточная освещенность рабочей зоны, электрический ток, статическое электричество, различные виды электромагнитных излучений и других.
Длительное нахождение человека в зоне комбинированного воздействия различных неблагоприятных факторов может способствовать ухудшению здоровья и привести к профессиональному заболеванию.
Повышенный уровень шума, повышенная температура внешней Рассмотрим подробнее воздействие этих факторов на организм человека и средства борьбы с ними.
Работа пользователя на ПЭВМ сопровождается незначительным шумом. Основным источником является шумящее оборудование (принтер, вентиляторы блоков охлаждения компьютера и т.п.). Шум оказывает на человека вредное физиологическое воздействие, которое заключается не только в нарушении функций слухового аппарата, но и в отрицательном влиянии на нервную систему, вызывая замедление психологических реакций.
В помещениях, где работают инженерно-технические работники с использованием ПЭВМ, уровень шума на рабочем месте не должен превышать значений, установленных для видов работ "Санитарными нормами допустимых уровней шума на рабочих местах", т.е.60 дБ.
Снизить уровень шума в помещениях с ПЭВМ можно использованием звукопоглощающих материалов с максимальными коэффициентами звукопоглощения для отделки помещений (разрешённых органами Госсанэпиднадзора России), подтверждённых специальными акустическими расчётами.
Дополнительным звукопоглощением служат однотонные занавеси из плотной ткани, гармонирующие с окраской стен и подвешенные в складку на расстоянии 15 - 20 см от ограждения. Ширина занавеси должна быть в 2 раза больше ширины окна.
Помимо акустических колебаний, передающихся по воздуху, на ВЦ могут присутствовать также и механические колебания, передающиеся через конструкции и почву. Эти колебания называются вибрацией. Под воздействием вибрации происходит изменение в нервной и костно-суставной системах, повышение артериального давления. Защита от вибрации заключается в её устранении, т.е. при установке оборудования необходимо особое внимание уделять уравновешиванию положения машин. Возможно также использования специальных подставок и ковриков для устранения незначительной вибрации, вызванной неуравновещенностью или колебаниями внутренних элементов оборудования в процессе его работы.
Одним из самых актуальных для ВЦ неблагоприятных факторов является электромагнитное излучение.
Электромагнитное поле обладает определённой энергией и распространяется в виде электромагнитных волн. Степень воздействия электромагнитных излучений на организм человека зависит от диапазона частот, интенсивности воздействия, продолжительности облучения, характера излучения, режима облучения, размеров облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей организма.
Длительное воздействие электрического поля низкой частоты вызывает функциональные нарушения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем человека, а также некоторые изменения в составе крови, особенно выраженные при высокой напряжённости электрического поля.
Биологическое действие электромагнитных полей более высоких частот связывают в основном с их тепловым и аритмическим эффектом.
Даже кратковременное облучение электромагнитным полем большой интенсивности может привести к разрушительным изменениям в тканях и органах. Длительное хроническое воздействие электромагнитных полей небольшой интенсивности приводит к различным нервным и сердечно-сосудистым расстройствам (головной боли, повышенной утомляемости, нарушению сна, боли в области сердца и т.п.). Возможны нарушения со стороны эндокринной системы и изменение состава крови.
Персонал, работающий с компьютером, подвергается не только электромагнитному излучению, но и ультрафиолетовому, низкоэнергетическому рентгеновскому и периодическим разрядам накапливающегося потенциала статического электричества.
Визуальные эргонометрические параметры видеотехники (мониторов ПЭВМ) являются параметрами безопасности и их неправильный выбор приводит к ухудшению здоровья пользователей. Все мониторы ПЭВМ должны иметь гигиенический сертификат, включающий в том числе оценку визуальных параметров. Конструкции монитора, его дизайн и совокупность эргонометрических параметров должны обеспечивать надежное и комфортное считывание информации в условиях эксплуатации.
Конструкция мониторов должна предусматривать наличие устройств регулировки яркости и контраста, обеспечивающих возможность регулировки этих параметров от минимальных до максимальных значений.
В целях обеспечения требований, а также защиты от электромагнитных и электростатических полей допускается применение приэкранных фильтров, специальных экранов и других средств индивидуальной защиты, прошедших испытания в аккредитованных лабораториях и имеющих соответствующий гигиенический сертификат.
Почти все современные производители мониторов придерживаются очень жёсткого мирового стандарта в этой области ТСО 95.
7.4 Анализ потенциальных опасностей на проектируемом объекте
Работники ВЦ подвержены воздействием таких физически опасных и вредных факторов производственных факторов, как среды, отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочей зоны, электрический ток, статическое электричество и др. Также сотрудники ВЦ испытывают на себе влияние таких психофизиологических факторов, как умственное переутомление, перенапряжение зрительных и слуховых органов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки и т.д.
Воздействие вышеперечисленных факторов приводит к различным осложнениям в восприятии внешних воздействий и, как следствие этого, к снижению работоспособности. Длительное нахождение человека в зоне комбинированного воздействия различных неблагоприятных факторов может привести к различного рода расстройствам и заболеваниям.
Анализ травматизма среди работников ВЦ показывает, что несчастные случаи в основном происходят от воздействия физически опасных производственных факторов электрического тока, а также при выполнении сотрудниками несвойственными для них работ (погрузочно-разгрузочных, монтажа крупногабаритного оборудования и др.).
Особенностью ВЦ является множество соединительных проводов и кабелей, что приводит к их близкому расположению на территории ВЦ. При протекании по ним электрического тока выделяется значительное количество теплоты, что может привести к повышению температуры и плавлении изоляции проводов, их оголению, короткому замыканию, и, как следствие всего этого, возгоранию и пожару.
7.5 Общие требования безопасности к оборудованию ВЦ
Конструктивные элементы интерьера вычислительного центра должны отвечать не только эстетическим требованиям, но и требованиям безопасности. К основным конструктивным элементам, необходимым для нормального функционирования ВЦ и обеспечения безопасности, относятся: подвесные потолки, обшивка стен, остекленные перегородки из аллюминиевого профиля, фальш-полы, различные конструктивные детали (карнизы, пристенные доски, радиаторные щиты и т.д.).
Потолки во всех производственных помещениях необходимо выполнять в виде подшивной и подвесной конструкции, снабженной звукопоглощающим и светорассеивающим покрытием. Подвесной потолок выполняет одновременно две функции: он выступает в роли несущей и декоративной конструкции здания, а также служит для равномерного распределения приточного воздуха из и звукопоглощающим экраном.
В конструктивных решениях подвесных потолков предусматривается варианты установки и крепления различных вариантов светильников, как встроенных, так и подвесных. Вес светильников и других устройств должен передаваться на несущие элементы подвесного потолка. Светильники крепятся к потолку. Пространство, образуемое между покрытием и подвесной конструкцией, высотой 0,3 - 0,8 м, используется для размещения воздуховодов, электросиловых и сигнальных кабелей, устройств противопожарной автоматики.
7.5.1 Ограждения, блокировочные и предохранительные устройства
Ограждения, блокировочные и предохранительные устройства выполняют функции защиты от неблагоприятных факторов и возможных опасных ситуаций, к которым относятся повышенный уровень шума, вибрация, поражение электрическим током и пожары.
Для шумоподавления используют звукопоглощающую обивку стен и потолка, а также специальные акустические экраны, действие которых основано на отражении или поглощении на него звуковых волн и образовании за экраном области звуковой тени. Их звукопоглощающая способность зависит от размеров, массы, материала конструкций, числа слоев, спектра шума. Низкочастотные шумы требуют тяжелых конструкций, а высокочастотные шумы могут устраняться сравнительно тонким ограждением.
Для защиты от воздействия электрического тока при пробое изоляции используются устройства непрерывного контроля за состоянием изоляции. При снижении сопротивления изоляции до предельно допустимой величины прибор подает звуковой или световой сигнал. К блокировочным устройствам электробезопасности относятся устройства защитного отключения (УЗО), принцип действия которых заключается в постоянном контроле некоторой входной величины, связанной с параметрами электробезопасности, сравнении ее с нормативной и отключение контролируемой электроустановки от сети при превышении входной величины нормативной.
Организация противопожарной безопасности также включает в себя оградительные конструкции, блокировочные и предохранительные устройства. Для предотвращения распространения огня с одной части здания на другую устраивают противопожарные преграды в виде противопожарных стен, перегородок, перекрытий, зон, тамбур-шлюзов и др. Для обнаружения, оповещения и ликвидации пожаров используют системы автоматической пожарной и охранно-пожарной сигнализации, а также автоматические установки пожаротушения и системы противодымной защиты зданий повышенной этажности.
7.5.2 Разводка информационных и силовых кабелей
Для обеспечения ВЦ электроэнергией необходимо иметь основной и резервный кабельные вводы.
При установке ЭВМ в машинном зале прокладку кабеля ведут по одному из следующих вариантов:
прокладка кабеля с использованием специального канала. При данном способе кабель укладывают канал, который предусматривается в полу. Сверху канал накрывают съемными листами. Такой способ прокладки кабеля является трудоемким и ограничивающим подключение нового оборудования. В тоже время этот способ подучил широкое распространение из-за своей относительной простоты.
прокладка кабеля с использованием съемного пола или фальш-пола. Такой способ также является трудоемким, но в тоже время данный способ обеспечивает необходимую гибкость при установке нового оборудования.
прокладка кабеля по поверхности пола с соответствующей защитой его от повреждения. При этом способе прокладки кабеля портится общий интерьер помещения, появляется опасность поражения обслуживающего персонала электрическим током.
прокладка кабеля через отверстие в полу; кабель до отверстия прокладывается по нижней части перекрытия. При этом способе отсутствует необходимая гибкость в случае установки нового оборудования или переустановке существующего.
Разводка информационных кабелей может осуществляться по тем же принципам, что и силовых. Запрещается вести прокладку силовых и информационных кабелей вместе в одном канале.
Питание оборудования комплекса ЭВМ от электросети освещения должно быть запрещено. В залах ЭВМ, где при наладочных и ремонтных работах могут применятся электропаяльники, следует произвести разводку питающей сети с напряжением 36 В. Запрещается прокладывать кабели, не относящиеся к залам ЭВМ, через данные залы и помещения. Подводка питания к устройствам ЭВМ ведется в специальных каналах или с использованием фальш-пола.
В каждом помещении, где устанавливается электронно-вычислительное оборудование, необходимо предусмотреть устройства одновременного включения/выключения оборудования от электросети.
7.6 Классификация объекта по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности
Проектирование и эксплуатация объектов регламентируется "Строительными нормами и правилами". В соответствии со СНиП-2-80 все производства делят по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности на следующие категории: А и Б - взрывопожароопасные; В, Г - пожароопасные и категория Д - несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии. Помещение ВЦ относится к категории В. Категория характеризуется применением твердых сгораемых веществ и материалов.
Кроме классификации помещений, в которых имеется электрооборудование, по взрывной и пожарной опасности по СНиП, условия безопасного применения электрооборудования регламентируются ПУЭ (Правилами Устройства Электроустановок). По ПУЭ проектируемое помещение относится к классу П-IIа - пожароопасное, характеризующееся наличием твёрдых горючих веществ.
7.7 Электробезопасность
Организационные и технические мероприятия по обеспечении безопасности при эксплуатации электроустановок указаны в "Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей". Технические способы и средства обеспечения электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 разделены на две группы: обеспечивающие защиту от случайного прикосновения к токоведущим частям и защищающие от поражения током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции или по другим причинам.
Практически все оборудование ЭВМ представляет для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведении профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. В соответствии с классификацией помещений по степени опасности поражения работающих электрическим током помещения ВЦ относятся к помещениям с "повышенной опасностью". Одним из признаков данного определения является наличие возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей оборудованию, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.
Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него сложное воздействие, включающее в себя следующие виды:
тепловое;
электролитическое;
биологическое действие.
Любое из перечисленных воздействий может привести к электрической травме, то есть к повреждению организма, вызванному воздействием электрического тока или электрической дуги. Наиболее опасно воздействие переменного тока.
Сила тока, протекающего через человека, а, следовательно, и исход поражения зависят от напряжения электроустановки и электрического сопротивления тела человека.
ВЦ отличаются большим разнообразием используемых видов сетей, уровнем их напряжения и рода тока. Так основное питание вычислительного центра осуществляется от сети переменного тока с частотой 50 Гц, напряжением 220 В. Для питания же отдельных устройств используются однофазные сети как переменного, так и постоянного тока с напряжением от 5 до 220 В.
Для предотвращения электротравматизма необходимо правильно организовать обслуживание действующих электроустановок вычислительного комплекса, проведение ремонтных, монтажных и профилактических работ. Чтобы обеспечить снижение напряжения между оборудованием, оказавшемся под напряжением, и землёй до безопасной величины, необходимо заземлить все металлические нетоковедущие части электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением в случае пробоя изоляции электропроводки, а также по другим причинам (вынос потенциала, разряд молнии и др.). Защитное заземление является наиболее простой и эффективной мерой защиты от поражения электрическим током.
7.7.1 Расчёт заземляющего контура
Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя, т.е. проводника (электрода) или группы соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, т.е. проводников, соединяющих заземляемые части с заземлителем.
Подобные документы
Структура и классификация систем автоматизированного проектирования. Виды обеспечения САПР. Описание систем тяжелого, среднего и легкого классов. Состав и функциональное назначение программного обеспечения, основные принципы его проектирования в САПР.
курсовая работа [37,7 K], добавлен 18.07.2012Основные цели и принципы построения автоматизированного проектирования. Повышение эффективности труда инженеров. Структура специального программного обеспечения САПР в виде иерархии подсистем. Применение методов вариантного проектирования и оптимизации.
презентация [259,7 K], добавлен 26.11.2014Понятие и функции систем автоматизированного проектирования (САПР), принципы их создания и классификация. Проектирующие и обслуживающие подсистемы САПР. Требования к компонентам программного обеспечения. Этапы автоматизации процессов на предприятии.
реферат [19,8 K], добавлен 09.09.2015Состав, содержание и документирование работ на стадиях создания систем автоматизированного проектирования. Стандарты создания технологического оборудования, тактико-техническое задание и технико-экономическое обоснование комплекса средств автоматизации.
курсовая работа [26,9 K], добавлен 22.11.2009Функциональное описание процесса разработки системы автоматического проектирования цилиндрической емкости. Математическая постановка и программное обеспечение задачи. Алгоритм работы программы и результаты ее работы, анализ использования основных окон.
курсовая работа [876,0 K], добавлен 20.12.2012Технологии автоматизированного проектирования, автоматизированного производства, автоматизированной разработки и конструирования. Концептуальный проект предполагаемого продукта в форме эскиза или топологического чертежа как результат подпроцесса синтеза.
реферат [387,2 K], добавлен 01.08.2009AutoCAD как одна из самых популярных графических систем автоматизированного проектирования, круг выполняемых ею задач и функций. Технология автоматизированного проектирования и методика создания чертежей в системе AutoCAD. Создание и работа с шаблонами.
лекция [58,9 K], добавлен 21.07.2009Ландшафт, ландшафтные объекты и способы их описания. Основные этапы проектирования. Особенности проектирования ландшафтных объектов. Обоснование необходимости автоматизации процесса проектирования ландшафтных объектов. Разработка АРМ.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 06.12.2006Предпосылки внедрения систем автоматизированного проектирования. Условная классификация САПР. Анализ программ, которые позволяют решать инженерные задачи. Система управления жизненным циклом продукта - Product Lifecycle Management, ее преимущества.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 26.09.2010Основные направления развития системы автоматизированного проектирования, состав его лингвистического обеспечения. Назначение и принципиальное устройство ввода-вывода информации. Сущность и группы языков программирования, их роль в переработке информации.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 18.01.2010
