Основы проектирования химических производств

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ САПР

Одной из основных функций инженера является проектирование объектов того или иного назначения или технологических процессов их изготовления. Проектирование в самом общем виде может быть определено как процесс направленного действия проектировщика (группы проектировщиков), необходимый для выработки технических решений, достаточных для реализации создаваемого объекта, удовлет­воряющего заданным требованиям. Завершающим этапом проектных работ является выпуск комплекта документации, отображающей при­нятые решения в форме, необходимой для производства объекта.

Проектирование, осуществляемое при помощи средств автомати­зации, называют автоматизированным. В автоматизированном проек­тировании коллектив специалистов различного профиля и средства автоматизации объединяются в специализированную организацион­но-техническую систему САПР. Работу САПР обеспечивает ее пер­сонал, а также комплекс средств автоматизации проектирования, который содержит в своем составе техническое, математическое, про­граммное, информационное, лингвистическое, методическое и орга -

Низационнос обеспечение. Взаимодействие этих »идои обеспечения, осуществляемое персоналом системы в соответствии с целями и зада­чами проектирования, составляет существо функционирования САПР, которое приводит к необходимым конечным результатам.

Реализация основных требований к САПР связана с формирова­нием ее типовой структуры, выполненной на уровне средств лингвис­тического, информационного и программного обеспечения.

Средства лингвистики САПР определяют состав языков, необходи­мых для ее функционирования и взаимодействия с пользователем. Лингвистическое обеспечение включает в себя три группы языков:

1. Языки пользователя, предназначенные для его взаимодействия с системой и служащие для описания объекта, базовых элементов и численных значений параметров этих элементов. Базовые элементы в зависимости от целевого назначения САПР описывают конструкцию элемента, алгоритм его функционирования, операции технологическо­го процесса обработки элемента, формы документации выпускаемой САПР и т. д. Директивы управления формируют технологический про­цесс проектирования, т. е. последовательность операций при проекти­ровании конкретного объекта.

2. Языки внутреннего представления данных (ЯВПД), предназна­ченные для описания информационной модели объекта в оперативной базе данных. ЯВПД задают форматы внутреннего представления дан­ных и обеспечивают оперативное взаимодействие между проектными процедурами, инициируемое, как правило, программными модулями.

3. Язык машинного архива, предназначенный для хранения гра­фической и текстовой информации по спроектированному объекту (ЯГТИ). Язык обеспечивает единую форму представления документа­ции в архиве, необходимую для выпуска ее на различных технических средствах.

Средства информационного обеспечения. Типовыми структурными единицами информационного обеспечения САПР являются три груп­пы хранилищ информации САПР. Каждое хранилище имеет свои прог­раммные средства управления и языки представления данных.

Первым постоянным хранилищем данных, составляющим основу базы данных САПР, является библиотека базовых элементов (БЭ) раз­личного уровня, в которые входят:

• описание моделей, элементов различного целевого назначения и уровней интеграции;

• описание форматов документов;

• описание технологических данных;

• различная нормативно-справочная информация.

Вторым является временное (в пределах времени проектирования объекта) хранилище — рабочий массив, предназначенный для хране­ния описаний структуры (элементов и связей) объекта проектирования на различных этапах создания. Форма и состав описания соответству­ют условиям работы с модулями проектирования. По своему содержа­нию рабочий массив является информационной моделью объекта.

Информационная модель (ИМ) объекта проектирования является ядром процесса автоматизированного проектирования конкретного объекта. По содержанию ИМ представляет собой структуру объекта, описанную в словаре библиотеки базовых элементов и необходимую для формировании математических моделей, используемых в различ­ных проектных модулях САПР. Информационная модель создается в результате трансляции исходного описания объекта.

В процессе выполнения проектных операций ИМ служит средст­вом информационного взаимодействия между отдельными модулями САПР. При выполнении проектных операций ИМ непрерывно обнов­ляется и модифицируется. На завершающем этапе ИМ представляет собой законченное описание объекта проектирования в форматах язы­ка внутреннего представления и служит для формирования докумен­тации по нему.

Третьим является временное или долговременное (на время разра­ботки проекта) хранилище документации по объекту проектирования. Поскольку в САПР могут идти работы одновременно по нескольким объектам, хранилище должно сохранять документацию до момента вы­пуска ее в соответствующей форме. Дальнейшим развитием этого хра­нилища данных по спроектированному объекту является автоматизи­рованная архивная служба, выполняющая все функции, свойственные архиву технической документации. К таким функциям относятся введение изменений, формирование сводных документов, учет рассы­лок и др.

Средства программного обеспечения. Программный комплекс типо­вой САП Р включает следующие программные компоненты:

1. Трансляцию исходного задания.

2. Формирование структуры информационной модели.

3. Управление базой данных САПР (СУБД САПР).

4. Управление вычислительным процессором — «Монитор—САПР».

5. Интерфейс базы данных.

6. Модели проектирования,

7. Формирование документации.

8. Ведение архива САПР.

9. Постпроцессоры выпуска документации.

Программы трансляции осуществляют грамматический разбор и интерпретацию задания на выполнение проектных работ в САПР, включающего описание объекта проектирования, описание базовых элементов и директивы управления. По результатам трансляции фор­мируются диагностические данные для пользователя о составе ошибок.

Программы формирования структуры развертывают оттрансли­рованное описание объекта с использованием библиотеки базовых элементов в режимах интерактивного взаимодействия с пользователем САПР, обеспечивают оперативный автоматический обмен данными библиотеки БЭ с рабочим модулем (РМ) но запросам программы фор­мирования исходного модуля (ИМ).

Программа «Монитор—САПР» обеспечивает управление последо­вательностью выполнения проектных работ в соответствии с управля­ющими директивами.

Программы интерфейса базы данных обеспечивают перевод семан­тически согласованного текста ИМ, представленного в РМ на ЯВПД, в форму, необходимую для программ, выполняющих проектные про­цедуры и обратное преобразование результатов проектирования в фор­маты ЯВПД рабочего массива.

Программные модули проектирования являются прикладным прог­раммным обеспечением, определяющим проблемную ориентацию САПР. Каждый модуль является системным компонентом программ­ного обеспечения САП Р и выполняет определенную законченную про­цедуру или группу процедур. Основу процедур составляют процедуры моделирования и синтеза проектных решений. Исходными данными являются ИМ. Выходные данные ПФД (графические и текстовые до­кументы) хранятся в форматах единого ЯГТИ, принятого для данной системы САПР.

Программы ведения архива документации по спроектированному объекту обеспечивают хранение, поиски выдачу документации, сфор­мированной в САПР по группе объектов, находящихся в процессе про­ектирования.

Постпроцессоры выпуска документации предназначены для преоб­разования графических и символьных текстов из стандартной архив­ной формы, принятой в САПР, в форму, необходимую для исполь­зования на конкретном устройстве. Постпроцессоры делятся на три основных класса:

• постпроцессоры выпуска текстовой документации на автоматах печати;

• постпроцессоры формирования графической документации на графо постро ител я х;

• постпроцессоры формирования технологической документации автоматизированного производства.