Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Розрахункова графічна робота

Програмне забезпечення автоматизованого 3D-проектування конструкцій БМРА



Вступ

біомедичний радіоелектронний програмний апаратура

У даній розрахунково графічній роботі розглянуто елементи програмного забезпечення автоматизованого комп'ютерного проектування біомедичної радіоелектронної апаратури, адже сучасні новітні технології не тільки облегшують життя проектувальника, але й вносять зміни в сам процес створення приладу. Акцентовано увагу на специфіку моделювання саме радіоелектронної апаратури.

Адже для виконання будь якої інженерної роботи завжди виникає необхідність мати інструмент чи засіб і завжди виходить так, що цих саме засобів або методів може існувати декілька або більше, постає питання який з них обрати, проблема полягає в тому щоб об'єктивно оцінити та обрати оптимальний варіант для виконання поставлених завдань. Праця сьогоднішнього інженера істотно відрізняється від того, яким він був років 10-20 тому. Невід'ємною частиною інженерної праці став комп'ютер зі спеціалізованим програмним забезпеченням - САПР конструктора. Особливу роль у сучасних перетвореннях промислових підприємств грають «наскрізні» інформатизація та автоматизація.



1. Біомедична радіоелектронна апаратура

Біомедична радіоелектронна апаратура (БМРЕА) - особливий вид технічних пристроїв, характерні ознаки яких роблять їх унікальними серед інших технічних засобів - передусім, складністю і різноманітністю процесів, що протікають у будь-якому БМРЕА, математичними та фізичними моделями цих процесів.

Особливість процесів у БМРЕА - їх стохастичність: всі вони не можуть вважатися повністю детермінованими, їх характеристики повинні бути імовірними, які притаманні будь-якому з таких процесів. Кожен з первинних параметрів БМРЕА - реальна біофізична величина, що входить до складу моделі процесу - має ознаки невизначеності, тобто значення цього параметру завжди знаходиться у межах розсіяння [12].

Будь-який БМРЕА з точки зору системного підходу - це відкрита ієрархічна система взаємодіючих складових-систем, функціональних вузлів та елементів, об'єднаних єдиним функціональним призначенням, а у найбільш абстрагованому понятті - множина, що реалізує наперед задане співвідношення між фізичними величинами.

У процесі системного аналізу здійснюють:

1. Структурній аналіз - аналіз структури системи та її складових;

2. Функціональний аналіз - аналіз внутрішніх зв'язків між складовими системи;

3. Визначення характеру функцій елементів;

4. Формування цільового призначення та елементів;

5. Визначення ресурсів, необхідних для функціонування системи;

6. Проявлення емерджентності системи (поява у системи властивостей, яких не мають окремі її елементи);

7. Визначення зв'язків системи з оточуючим середовище;

8. Визначення напрямків розвитку властивостей системи для виконання її головної цільової функції (ЦФ).

Центральна процедура системного аналізу при проектуванні БМРЕА - побудова узагальненої моделі апарату з відповідною ЦФ, який найкращим чином виконує вимоги технічного завдання на об'єкт (ТЗ).

Пристрої БМРЕА виділяються з усіх інших своєю високою складністю.

Створення будь-якого технічного об'єкту (ТО) починається з визначення його функціонального призначення, відображеного у структурі й найбільш загальних властивостях - цільовій функції й подальшому процесі проектування об'єкту, у якому цільова функція реалізована.

Усі вимоги до функціональних характеристик, конструктивних параметрів об'єкту проектування (ОП), функціонування його в умовах експлуатації звичайно задаються у технічному завданні (ТЗ).

Суть процесу проектування:

1. Перетворення первісного опису ОП, що знаходить у ТЗ;

2. Оптимізація характеристик ОП та алгоритму його функціонування;

3. Послідовним поданням дедалі більш деталізованих описів на різних етапах проектування відповідними мовами (структурних, функціональних, принципових та інших схем, математичних та логічних модулів процесів, алгоритмічними мовами програмування, графічних документів, конструкторської, технологічної та експлуатаційної документації).

Алгоритм проектування - сукупність вказівок, необхідних для виконання проектування.



2. Система автоматизованого проектування

Система автоматизованого проектування - автоматизована система, що реалізує інформаційну технологію для виконання функцій проектування [7], представляє єдину організаційно-технічну систему, передбачувану для автоматизації процесів, що розробляються в автоматизованому режимі, а також в автоматизованій системі[11]. Також для означення подібних систем широко використовується абревіатура САПР.

У рамках роботи виробничих циклів промислових виробів САПР переробляє завдання автоматизації роботи на почерговому проектуванні та підготовці виробництв.

Досягнення цих цілей забезпечує шляхом:

· автоматизація оформлення документації;

· інформаційна підтримка і автоматизація процесу прийняття рішення;

· використання технологій паралельного проектування;

· зміщення проектних рішень та процесів проектування;

· повторне використання проектних рішень, даних та наборів;

· стратегічного проектування;

· заміни натурних досліджених та макетних математично модельованих;

· підвищення кваліфікації управління проектуванням;

· застосування методів варіативного проектування та оптимізації.

Структура САПР

Відповідно до ГОСТ [6] [8], в структурі САПР виділяють наступні елементи:

КСАП САПР - комплекс середньої автоматизації проектування САПР підсистеми САПР, як елементи конструкції САПР, впливають на експлуатацію користувачів КСАП підсистем САПР.

КСАП-підсистеми САПР - сукупність ПМК, ПТК та окремих компонентів забезпечення САПР, не задіяних у програмних комплексах, об'єднаних публічно для підсистемних функцій.

ПТК - програмно-технічні комплекси

· компонент безпеки ПТК САПР

ПМК - програмно-методичні комплекси

· компоненти безпеки ПМК САПР

· комплектуючі безпеки САПР, що не відносяться до ПМК і ПТК

Сукупність КСАП різних підсистем формує КСАП САПР в цілому.

Підсистеми

Відповідно до ГОСТ 23501.101-87 [6], основними структурними частинами САПР являються підсистеми, які володіють усіма властивостями і створюються як окремі системи. Кожна підсистема - це виділена за деякими признаками частина САПР, яка забезпечує виконання деяких функціонально-закінчених послідовностей проектних завдань з отриманням відповідних проектних рішень та проектних документів. За призначенням підсистем САПР розбивають на два види: проектуючі та обслуговуючі.

Обслуговуючі підсистеми - об'єктивно-незалежні підсистеми, які реалізують функції, загальні для підсистеми або САПР в цілому: забезпечують функціонування проектуючих підсистем, оформлення, передачу та виведення даних, супровід програмного забезпечення і т.д., їх сукупність називають системним середовищем (або оболонкою) САПР.

Проектуючі підсистеми - об'єктно-орієнтовані підсистеми, що реалізують певний етап проектування або групу пов'язаних проектів.

В залежності від відношення до об'єкта проектування, виділяють:

Об'єктні - виконують проектні процедури та операції, безпосередньо пов'язані з конкретним типом об'єктів проектування.

Інваріантні - виконують уніфіковані проектні процедури та операції, які мають сенс для численних типів об'єктів проектування.

Прикладом, проектуючих підсистем, можуть слугувати підсистеми геометричного трьох мірного моделювання механічних об'єктів, схемотехнічного аналізу, трасування з'єднань у печатних платах.

Компоненти та забезпечення

Кожна підсистема, в свою чергу, складається з компонентів, що забезпечують функціонування підсистем.

Компонент виконує визначену функцію в підсистемі і представляє собою найменший (неподільний) самостійно розроблений або куплений елемент САПР (програма, файл моделей транзистора, графічний дисплей, інструкція і т.д.) [8].

Сукупність однотипних компонентів створює засоби забезпечення САПР. Виділяють наступні види забезпечення САПР:

Технічне забезпечення (ТЗ) - сукупність пов'язаних і взаємодіючих технічних засобів (ЕОМ, периферійні пристрої, мережеве обладнання, лінії зв'язку, вимірювальні засоби).

Математичне забезпечення (МЗ), що об'єднує математичні методи, моделі та алгоритми, які використовують для вирішення завдань автоматизованого проектування. За призначенням та способами реалізація поділяють на дві частини:

· математичні методи та побудовані на них математичні моделі;

· формалізований опис технологій автоматизованого проектування.

Програмне забезпечення (ПЗ). Підрозділяється на загальносистемне та прикладне:

§ прикладне ПЗ реалізує математичне забезпечення для безпосереднього виконання проектних процедур. Включає пакети прикладних програм, призначених для обслуговування визначених етапів проектування або вирішення груп однотипних завдань всередині різних етапах (модуль проектування трубопроводів, пакет схемотехнічного моделювання, геометричний визначник САПР).

§ загальнодоступне ПЗ призначене для управління компонентами технічного забезпечення та забезпечення функціонування прикладних програм. Прикладом компонента загальносистемного ПО є операційна система.

Інформаційне забезпечення (ІЗ) - сукупність інформації, необхідної для виконання проектування. Складається з опису стандартних проектних процедур, типових проектних рішень, комплектних виробів та їх моделей, правил та норм проектування. Основна частина ІЗ САПР - бази даних.

Лінгвістичне забезпечення (ЛЗ) - сукупність мов, що використовуються в САПР для представлення інформації про проектні об'єкти, процеси та засоби проектування, а також для здійснення діалогу «проектувальник - ЕОМ» та обміну даними між технічними засобами САПР. Включає терміни, визначення, правила формалізації природньої мови, методи стиснення та розгортання.

У лінгвістичному забезпеченні виділяють клас різних категорій мов проектування та моделювання (VHDL, VERILOG, UML, GPSS).

Методичне забезпечення (МетЗ) - опис технологій функціонування САПР, методів вибору та застосування користувачами технологічних прийомів для отримання конкретних результатів. Включає в себе теорії процесів, що відбуваються в проектних об'єктах, методи аналізу, синтез систем та їхніх складових частин, різні методики проектування. Іноді до МетЗ відносяться також МЗ та ЛЗ.

Організаційне забезпечення (ОЗ) - сукупність документів, які визначають склад проектної організації, зв'язок між підрозділами, організаційною структурою об'єкта та системи автоматизації, діяльність в умовах функціонування системи, форми представлення результатів проектування… В ОЗ включають штатний розклад, посадові інструкції, правила експлуатації, накази, положення і т.д.

В САПР, як в проектній системі, виділяють також ергономічне та правове забезпечення[11].

Ергономічне забезпечення об'єднує взаємозв'язані вимоги, напрямлені на узгодження психологічних, психофізіологічних, антропометричних характеристик і можливостей людини з технічними характеристиками засобів автоматизації і параметрами робочого середовища на робочому місці.

Правове забезпечення складається з правових норм, регламентованих правовідношення при функціонуванні САПР та юридичний статус результатів її функціонування.

Класифікація з використанням англійських термінів

В області класифікації САПР використовується ряд усталених англомовних термінів, що застосовуються для класифікації програмних додатків і засобів автоматизації САПР за галузевим і цільовим призначенням.

За галузевою призначенням

MCAD (англ. Mechanical computer-aided design) - автоматизоване проектування механічних пристроїв. Це машинобудівні САПР, застосовуються в автомобілебудуванні, суднобудуванні, авіакосмічній промисловості, виробництві товарів народного споживання, включають в себе розробку деталей і зборок (механізмів) з використанням параметричного проектування на основі конструктивних елементів, технологій поверхневого і об'ємного моделювання (SolidWorks, Autodesk Inventor, КОМПАС, CATIA);

EDA (англ. Electronic design automation) або ECAD (англ. Electronic computer-aided design) - САПР електронних пристроїв, радіоелектронних засобів, інтегральних схем, друкованих плат і т.д., (Altium Designer, OrCAD);

AEC CAD (англ. Architecture, engineering and construction computer-aided design) або CAAD (англ. Computer-aided architectural design) - САПР в області архітектури і будівництва. Використовується для проектування будівель, промислових об'єктів, доріг, мостів та ін. (Autodesk Architectural Desktop, AutoCAD Revit Architecture Suite, Bentley MicroStation, Bentley AECOsim Building Designer, Piranesi, ArchiCAD).

За цільовим призначенням

За цільовим призначенням розрізняють САПР або підсистеми САПР, які забезпечують різні аспекти проектування [10].

CAD (англ. Computer-aided design / drafting) - засоби автоматизованого проектування, в контексті зазначеної класифікації термін позначає засоби САПР, призначені для автоматизації двовимірного і / або тривимірного геометричного проектування, створення конструкторської та / або технологічної документації, і САПР загального призначення.

§ CADD (англ. Computer-aided design and drafting) - проектування та створення креслень.

§ CAGD (англ. Computer-aided geometric design) - геометричне моделювання.

CAE (англ. Computer-aided engineering) - засоби автоматизації інженерних розрахунків, аналізу та симуляції фізичних процесів, здійснюють динамічне моделювання, перевірку та оптимізацію виробів.

§ CAA (англ. Computer-aided analysis) - підклас засобів CAE, які використовуються для комп'ютерного аналізу.

CAM (англ. Computer-aided manufacturing) - засоби технологічної підготовки виробництва виробів, забезпечують автоматизацію програмування і управління обладнання з ЧПК або ГАВС (Гнучких автоматизованих виробничих систем). Українським аналогом терміна є АСТПВ - автоматизована система технологічної підготовки виробництва.

CAPP (англ. Computer-aided process planning) - засоби автоматизації планування технологічних процесів, які застосовуються на стику систем CAD і CAM.

Багато систем автоматизованого проектування поєднують в собі рішення завдань, що відносяться до різних аспектів проектування CAD / CAM, CAD / CAE, CAD / CAE / CAM. Такі системи називають комплексними, або інтегрованими.

За допомогою CAD-засобів створюється геометрична модель вироби, яка використовується в якості вхідних даних в системах CAM і на основі якої в системах CAE формується необхідна для інженерного аналізу модель досліджуваного процесу.

Програмне забезпечення CAD дозволяє інженерам і архітекторам проектувати, перевіряти і керувати інженерними проектами в рамках інтегрованого графічного інтерфейсу користувача (англ. GUI) в системі персонального комп'ютера. Більшість додатків підтримують твердотіле моделювання з граничним представленням (B-Rep) і геометрією NURBS і дозволяють публікувати його в різних форматах. Ядро геометричного моделювання - це програмний компонент, який забезпечує функції твердого моделювання та моделювання поверхонь для додатків CAD.

Електронна автоматизація дизайну (EDA), яка також називається електронним комп'ютерним дизайном (ECAD), [1] - комплекс програмних засобів для автоматизації розробки електронних пристроїв, створення мікросхем і друкованих плат, моделювання перехідних процесів, підготовки виробництва.

Комплекс дозволяє створити принципову електричну схему проектованого пристрою за допомогою графічного інтерфейсу, створювати і модифікувати базу радіоелектронних компонентів, перевіряти цілісність ланок передачі сигналів на ній.

Сучасні програмні пакети дозволяють виконати автоматичну розстановку елементів і автоматично розвести доріжки на кресленні багатошарової друкованої плати, поєднуючи тим самим виводи радіоелектронних компонентів відповідно до принципової схеми. Введена схема безпосередньо або через проміжний файл зв'язків («netlist») може бути перетворена в заготовку проектованої друкованої плати з різним ступенем автоматизації.

Системи автоматизації проектування електроніки можуть мати можливість моделювання розроблювального пристрою і дослідження його роботи до того, як він буде втілений в апаратуру.

3. Перелік програмного забезпечення САПР для БМРЕА

На даний момент, існує численний перелік спеціалізованих програм для автоматичного проектування з різноманітними характеристиками. Оскільки для БМРЕА потрібні спеціалізовані критерії для проектування (розрахунок електричних кіл, будування плати, корпусу, розрахунок міцності матеріалів, складання інженерної документації для використання апарату і т.д.) нижче наведений список програми складений для вирішення того чи іншого етапу розробки потрібного приладу.

Proteus VSM

Найпотужніша система автоматизованого проектування, що дозволяє віртуально змоделювати роботу величезної кількості аналогових і цифрових пристроїв[5].

Програмний пакет Proteus VSM дозволяє зібрати схему будь-якого електронного пристрою і симулювати його роботу, виявляючи помилки, допущені на стадії проектування і трасування. Програма складається з двох модулів. ISIS - редактор електронних схем з наступною імітацією їх роботи. ARES - редактор друкованих плат, оснащений автотрасувальником Electra, вбудованим редактором бібліотек і автоматичною системою розміщення компонентів на платі. Крім цього ARES може створити тривимірну модель друкованої плати.



Proteus VSM включає в себе більше 6000 електронних компонентів з усіма довідковими даними, а також демонстраційні ознайомчі проекти. Програма має інструменти USBCONN і COMPIM, які дозволяють підключити віртуальний пристрій до портів USB і COM комп'ютера. При приєднанні до цих портів будь-якого зовнішнього приладу віртуальна схема буде працювати з ним так, як в реальності.

Незважаючи на те, що програма працює з пристроями, що складаються з декількох мікроконтролерів і навіть з чіпами від різних виробників в одному пристрої, необхідно чітко розуміти, що симуляція повторює роботу реальної схеми не абсолютно точно! Щоб уникнути помилок, потрібно чітко уявляти кінцевий результат.

Proteus VSM є комерційним продуктом. Є безкоштовна демонстраційна версія. Вона має всі функції і можливості платного пакету, але не дозволяє зберегти або роздрукувати результат роботи, створити свій власний мікроконтролер.

Меню програми англомовне. Повного русифікатора для Proteus VSM немає. Встановлювати програму необхідно в папку без кириличних символів в назві.

Операційні системи, в яких працює дана САПР - це Windows 2000 / XP / Vista / 7. Proteus VSM працездатний в Windows 7, тільки починаючи з версії 7.8.

ELCUT

ELCUT - це комп'ютерна програма для проведення інженерного аналізу і двовимірного моделювання методом кінцевих елементів (МКЕ). Комп'ютерне моделювання та чисельний аналіз в промисловості дозволяє уникнути дорогих і тривалих справжіх випробувань, прискорює, доповнює та ілюструє процес проектування і розробки, сприяє розвитку інженерної інтуїції[4].

Програма ELCUT розробляється російською компанією-розробником ТОВ «Тор». Це єдиний продукт компанії, існує і розвивається на протязі більше 20 років.

Модулі ELCUT дозволяють проводити аналіз фізичних полів і отримувати рішення пов'язаних багато дисциплінарного завдань в таких видах аналізу:

1. Модуль магнітного поля змінних струмів призначений для розрахунку магнітного поля, що збуджується синусоїдальним струмом заданої частоти з урахуванням вихрових струмів (витіснення струму і ефекту близькості). Використовується для розрахунків установок індукційного нагріву, трансформаторів, реакторів, електричних машин, виконавчих механізмів, завдань ЕРС і електромагнітної екології.

2. Модуль магнітостатики призначений для розрахунку магнітного поля постійних струмів і / або постійних магнітів з урахуванням насичення феромагнітних матеріалів. Прикладами таких розрахунків є виконавчі механізми, електричні машини, магнітні екрани, прилади з постійними магнітами.

3. Модуль нестаціонарного магнітного поля призначений для розрахунку перехідних процесів в електромагнітних пристроях. Цей вид аналізу може включати облік спільної дії змінних (в т.ч. імпульсних) навантажень і постійних магнітів. Використовується для розрахунку роботи двигунів від перетворювачів, аналізу впливу імпульсних навантажень і перенавантажень, систем з підмагнічуванням і т.д.

4. Модуль електростатики призначений для розрахунку електростатичного поля, викликаного прикладеним потенціалом, об'ємними, поверхневими і точковими зарядами. Використовується для аналізу електроізоляційних конструкцій, екранів, електричної міцності ізоляційних систем, ємності системи провідників, електромагнітної екології.

5. Модуль електричне поле постійних струмів призначений для розрахунку розтікання постійних струмів в які проводять масивах. Використовується для розрахунку заземлювачів, друкованих плат, масивних шин, струмів витоку ізоляційних конструкцій.

6. Модуль електричне поле змінних струмів призначений для розрахунку електричних полів, викликаних змінними напругами, з урахуванням струмів витоку. Використовується для ізоляційних конструкцій, кабелів, кабельної арматури, конденсаторів, високовольтної ізоляції.

7. Модуль нестаціонарного електричного поля призначений для розрахунку електричних полів, що викликані імпульсивними напругами. Враховує нелінійні фізичні властивості діалектиків. Застосовується при розрахунку складних систем ізоляції, варисторів, нелінійних екранів і т.д.

8. Модуль теплопередачі призначений для розрахунку перехідного і усталеного температурного поля з урахуванням конвективного і радіаційного теплообміну. Використовується для аналізу систем обігріву і систем охолодження.

9. Модуль пружних деформацій може бути використаний для розрахунку механічної напруги в різних пристроях. Наприклад, будівельні конструкції, техніка високого тиску, окремі вузли механічних систем.

У програмі ELCUT є ряд обмежень. Більшість з них пояснюються прагненням авторів створити простий і компактний інструмент комп'ютерного моделювання. По-перше, використовується один вид кінцевого елемента, трикутник (немає вибору між типами кінцевих елементів). По-друге, види аналізу задач механіки і теплопередачі обмежені по функціональності і є допоміжними.

Аж до версії 6.0 ELCUT забезпечував тільки 2D моделювання. В квітні 2018 р.ELCUT надав можливість 3D моделювання для задач електростатики, електричного поля постійних струмів і стаціонарної теплопередачі.

SolidWorks

Система автоматизованого проектування SolidWorks (SolidWorks Corp., США) створена для використання на персональному комп'ютері в операційному середовищі Microsoft Windows[3].

В SolidWorks використовується принцип тривимірного твердотільного і поверхневого параметричного проектування, що дозволяє конструктору створювати об'ємні деталі і компонувати збірки у вигляді тривимірних електронних моделей, за якими створюються двомірні креслення і специфікації відповідно до вимог ЕСКД.

Тривимірне моделювання виробів дає масу переваг перед традиційним двовимірним проектуванням, наприклад, виключення помилок збирання ще на етапі проектування, створення по електронній моделі деталі керуючої програми для обробки на верстаті з ЧПУ. За допомогою програми SolidWorks можна побачити майбутній виріб з усіх боків в обсязі і надати йому реалістичне відображення відповідно до обраним матеріалом для попередньої оцінки дизайну.

Тривимірна деталь SolidWorks виходить в результаті комбінації тривимірних примітивів. Більшість елементів засновані на плоскому ескізі, за яким створюється базовий тривимірний об'єкт. Послідовне нарощування 3D об'єктів і дозволяє в підсумку отримати бажаний результат.

Двонаправлені асоціативні взаємозв'язки між деталями, збірками та їх кресленнями SolidWorks гарантують відповідність моделі і креслення, так як всі зміни зроблені в деталі автоматично передаються пов'язану з нею збірку і креслення.

Опціональні модулі SolidWorks дозволяють розширити базові можливості додатковими функціями по:

§ створення фотореалістичних зображень (PhotoWorks);

§ розпізнаванню дерева побудови і параметризації геометрії імпортованої з інших CAD систем (FeatureWorks);

§ створення презентаційних відеороликів виробів в середовищі SolidWorks (SolidWorks Animator);

§ тривимірного обведення кабелів електричних систем і трубопроводів (SolidWorks Routing);

§ створення креслень і моделей, що автоматично переглядаються, для обміну інформацією з партнерами, які не мають SolidWorks (eDrawings) і т.д.

Бібліотека матеріалів SolidWorks дозволяє визначати матеріал деталі для масових характеристик, специфікацій та розрахунків в COSMOSXpress або COSMOSWorks. База даних може бути поповнена користувачем і містить інформацію про фізичні властивості матеріалу і властивості видимості (колір деталі, штрихування, текстура матеріалу).

Для зручності проектування є всі необхідні інструменти для перегляду інформації в області моделювання вибір стандартних видів, збільшення і обертання моделі, створення швидких аналітичних розрізів і т.д.

Є можливості отримання статистичної інформації, характерні тільки для тривимірного твердотільного моделювання, це наприклад, вимірювання відстаней і кутів просторової моделі, визначення масових характеристик, визначення кількості компонентів в збірці.

SolidWorks відкрита система для написання призначених для користувача програм на Visual Basic і Visual C ++.

Стандартні функції Windows забезпечують роботу з файлами (відкриття, збереження,…), друк ескізів 3D моделі з екрану і креслень SolidWorks здійснюється на будь-який плоттер або принтер.

AutoCAD

AutoCAD - дво- і тривимірна система автоматизованого проектування і креслення розроблена компанією Autodesk. Перша версія була випущена в 1982 році. AutoCAD і спеціалізовані додатки на його основі знайшли широке застосування в машинобудуванні, будівництві, архітектурі та інших галузях промисловості. Вперше випущений в грудні 1982 року AutoCAD був однією з перших програм САПР для роботи на персональних комп'ютерах, зокрема, IBM PC. У той час, більшість інших CAD-програм працювали на великих ЕОМ[2].

AutoCAD Electrical спеціалізований продукт, створений на основі популярної САПР AutoCAD і призначений для проектування електричних систем.

AutoCAD Electrical включає в себе більшість функцій програмного забезпечення AutoCAD, а крім того містить унікальні інструменти для автоматизації процесів створення схем, компонування креслень, генерації звітів і багато чого іншого. Додаток працює як з цілими проектами, так і з окремими компонентами (двигунами, клемами, реле і т.д.); проводами, джгутами, кабелями; програмованими логічними контролерами. Проекти можуть включати в себе принципові схеми, схеми автоматизації, креслення компонувань, схеми з'єднань, монтажні плани, різноманітні звіти. Модуль «Диспетчер проектів» координує спільну роботу, дозволяючи робочим групам на всіх стадіях проекту використовувати одну цифрову модель.



Програма підтримує міжнародні стандарти по оформленню креслень, включає в себе бібліотеки компонентів і умовних позначень, зокрема понад 2000 УДО елементів електричних схем стандартів ГОСТ, IEC, IT, JIC, гігабайт, ВІД. Є опція самостійного опрацювання і додавання графічних образів. Бази даних каталогу містять більше 370 тисяч найменувань виробів відомих виробників, їх компонувальні образи і каталожні дані.

Кожному компоненту в схемі присвоюється автоматично унікальне позиційне позначення. Частини компонента з однаковим позначенням, але розміщені на різних аркушах, визначаються програмою як єдиний об'єкт. Вироблені в одній місці зміни переносяться на всі інші частини компонента. Дротах в проекті можна призначати колір, марку, переріз, номера і функції жил кабелів і т.д. Для з'єднання ланцюгів, розташованих на різних аркушах (або частинах листа), застосовуються перехресні посилання. ПЗ AutoCAD Electrical містить спеціальні інструменти для роботи зі схемами, мають джгутові з'єднання, контактори, запрограмовані логічні контролери.

В ході проектування ПЗ AutoCAD Electrical в реальному часі здійснює контроль над усіма проведеними операціями і при необхідності виводить повідомлення про помилки. Програма відстежує УДО для компонентів, дублювання позначень, неприпустимі контакти, «Висячі» дроти, відсутність або повтор номера дрота, елементи з не призначеними номерами каталогу, «Дочірні» компоненти з не призначеним «батьком».

За даними окремих креслень або всього проекту в цілому формуються різні звіти, наприклад, таблиці з'єднань, переліки компонентів, проводів і кабелів, таблиці сигналів ПЛК, довідки про перехресні посилання і т.д. Крім того є можливість «тонкої» настройки призначених для користувача звітів, а також їх збереження в зовнішніх файлах форматів ASCII, Microsoft Access і Excel, XML, CSV, PDF. Для отримання 3D-моделі виробу передбачений зв'язок з програмою Autodesk Inventor.

Програмне забезпечення AutoCAD Electrical є платним, вартість ліцензії становить близько 5000 доларів. Можна завантажити безкоштовну 30-денну демонстраційну версію даного софта. Установка програми проходить в автоматичному режимі.

Програма AutoCAD Electrical є продуктом знаменитої компанії Autodesk, що спеціалізується на постачанні програмного забезпечення для галузей машинобудування і будівництва, сфери засобів розваги та інформації. Організація була заснована в 1982 році, в даний момент її штаб-квартира розташована в місті Сан-Рафел (США, штат Каліфорнія).

Мовні пакети ПО AutoCAD Electrical включають в себе: російська, англійська, німецький, французький, іспанська, італійська, китайський, корейський, шведський, датський, фінський і норвезький набори. необхідно відзначити, що програма не підтримує мови інтерфейсу, відмінні від мови операційної системи.

САПР працездатна в операційних системах Microsoft Windows XP, перспектива, 7 і 8. Додаток поширюється з повним комплектом довідкової документації, для початківців користувачів передбачені навчальні відеоролики.



Висновок

В даній роботі було розглянуто характеристики БМРЕА, та її визначні властивості, також проведено дослідження над класифікацією САПР та знаходження оптимального програмного забезпечення для потрібного апарату.

Оскільки для проектування радіоелектронних приладів не буде достатньо програм лише з 3D - моделюванням твердого тіла, було запропоноване програмне забезпечення за потрібними характеристиками, такими як: побудова плат та їх моделювання, випробовування у віртуальних умовах, розрахунок електричних полів та вплив фізичних факторів на прилад, розрахунок опору матеріалу та симуляцію навантажень тощо.



Список використаної літератури

1. About the EDA Industry». Electronic Design Automation Consortium. Archived from the original on August 2, 2015. Retrieved July 29, 2015.

2. http://www.autodesk.com/autocad - Електронне джерело (офіційний сайт)

3. http://www.solidworks.com/ - Електронне джерело (офіційний сайт)

4. https://elcut.ru/index.htm - Електронне джерело (офіційний сайт)

5. https://www.labcenter.com/ - Електронне джерело (офіційний сайт)

6. ГОСТ 23501.101-87 «Системы автоматизированного проектирования. Основные положения»

7. ГОСТ 23501.108-85 «Системы автоматизированного проектирования. Классификация и обозначение»

8. ГОСТ 34.003-90 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения»

9. Малюх В.Н. Введение в современные САПР: Курс лекций. - М.: ДМК Пресс, 2010. - 192 с.

10. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. - 430 с.

11. РД 250-680-88 «Методические указания. Автоматизированные системы. Основные положения»

12. Богомолов М.Ф. КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ З дисципліни «СИСТЕМИ АВТОМАТИЗОВАНОГО ПРОЕКТУВАННЯ» / Микола Федорович Богомолов. - Київ, 2019. - (За авторством доцента каф. Богомолова М.Ф.).

Размещено на Allbest.ru