Внимание! Это ознакомительный вариант работы с системой, войдите или зарегистрируйтесь.
Размещение рекламы | Пользовательское соглашение | Тарифы |





Институт повышения квалификации специалистов релейной защиты и автоматики

 
Онлайн Электрик > Электронная конференция «Электроэнергетика. Новые технологии»

Дата приоритета: 09.03.2012
Код ГРНТИ: 44.29.31
Сертификат участника: Скачать
Прислать статью

Проектирование виртуальной электротехнической лаборатории

Алюнов А.Н., Ковалева Т.А., Мунцева Н.М., Смирнова Е.В.
Вологодский государственный технический университет

     Использование электротехнической лаборатории (ЭТЛ) – это в первую очередь, проведение электроизмерений, испытаний и диагностики электротехнического оборудования. Целью нашей работы является проектирование виртуальной ЭТЛ, которая будет использоваться при обучении школьников, студентов, слушателей курсов повышения квалификации, а также помогать специалистам-практикам в своей работе.
     Используя виртуальную электротехническую лабораторию возможно произвести: электрические измерения; электрические испытания; проверку работы элементов системы электроснабжения; осмотр и диагностику элементов системы электроснабжения; сравнение электротехнических показателей с нормативными; рекомендацию по ремонту, обновлению и модернизации имеющегося оборудования; формирование протоколов и отчетов.
     Рассмотрим структурную схему виртуальной ЭТЛ (рис.1).
     1) Школьная электролаборатория. Разрабатываемое электронное средство обучения предназначено не только для школьных учителей физики при подготовке к урокам и проведении занятий по теме «Электричество», но и для учащихся, которые могут самостоятельно, на уроках и во внеучебное время, в школе и дома, получать знания и контролировать уровень своей подготовки. Школы с необорудованными классами также могут проводить эксперименты согласно программе.
     2) Студенческая электролаборатория. Студентам вузов и техникумов проще выполнять лабораторные работы на реальных стендах после ознакомления с компьютерным аналогом стенда. Такие стенды содержат виртуальные измерительные приборы, что позволяет измерять требуемые электротехнические характеристики. В состав каждого лабораторного стенда входят методические указания по проведению лабораторных работ.
     3) Производственная электролаборатория. Специалисты получают возможность подготовки к работе в реальных условиях эксплуатации, а также возможности моделирования различных режимов работы электрооборудования. Автоматизированное рабочее место инженера электротехнической лаборатории позволяет вести учет протоколов испытаний, измерений и хранить их в единой базе данных.

Рис. 1 – Структурная схема виртуальной ЭТЛ

     Более подробно рассмотрим элементы виртуальной электротехнической лаборатории, предназначенной для обучения студентов вузов и техникумов. К основным составляющим электротехнической лабораторной работы относят: базовую теорию; перечень возможных испытаний; оборудование, необходимое для проведения экспериментов; отчет о результатах опыта.
     На рис.2 представлена исходная схема действующего лабораторного стенда для исследования автоматических выключателей и их испытаний при наладке. Целью лабораторной работы является практическое изучение конструкций автоматических выключателей, исследование защитных характеристик комбинированных расцепителей, выбор автоматических выключателей и экспериментальная проверка правильности выбора.
     Студенту сначала предлагается выполнить работу в виртуальном режиме (на компьютерном аналоге лабораторного стенда).

Рис. 2 – Внешний вид лабораторного стенда

     Студент может ознакомиться с теоретическими положениями лабораторной работы, собрать виртуальную схему и в домашних условиях получить допуск к действующей электроустановке (стенду). Перечисленные возможности виртуальной ЭТЛ позволяют сократить время подготовки студента на выполнение работы в аудиторные часы, снизить риски повреждения электрооборудования от ошибок при выполнении работ.
     Отчет, формируемый программой, может содержать собранные схемы (рис. 2, 3) и измеренные времятоковые характеристики срабатывания выключателей (рис. 4), результаты подключения электродвигателя через исследуемый выключатель, а также вывод о пригодности автоматических выключателей к эксплуатации.
Рис. 3 – Схема испытания тепловых расцепителей автоматических выключателей (неполнофазный режим электродвигателя)
Рис. 4 – Защитные характеристики автоматических включателей

     Реализация проекта предполагает не только решение множества электротехнических и программно-инженерных задач, но и математических, а также графоаналитических. Например, электрические проводники будут выглядеть естественными и красивыми, если их отображение будет основано на кривых Безье (рис.5). Четыре опорные точки P0, P1, P2 и P3, заданные в 2-х или 3-мерном пространстве определяют форму кривой. Линия берет начало из точки P0, направляясь к P1, и заканчивается в точке P3, подходя к ней со стороны P2. В итоге кривая не проходит через точки P1 и P2, они лишь используются для указания ее направления.
Рис. 5 – Кривая Безье
Рис. 6 – Изображение электрического проводника в виртуальной ЭТЛ

     Длина отрезка между P0 и P1 определяет крутизну поворота кривой к P3. Для представления криволинейных форм электрических проводников (рис. 6) используются сплайны Безье, составленные из кубических кривых.
     Предполагается, что заинтересованные пользователи виртуальной электролаборатории не будут приобретать программу в собственность, внося плату за лицензию, а будут арендовать ее, получая доступ к приложению через веб-интерфейс по технологии SaaS. Из этой особенности следует тот факт, что потребители освобождаются от существенных инвестиций в программное обеспечение. Требуются лишь небольшие затраты на регистрацию и абонентские платежи.
     Выводы:
     1) Использование виртуальных аналогов школьных, студенческих и производственных электротехнических лабораторий открывает новые возможности в сфере дистанционного образования, а также позволяет повысить качество и безопасность проведения традиционных лабораторных практикумов;
     2) Применение технологии SaaS открывает новые возможности не только для разработчиков, но и для потребителей программного обеспечения.


Библиографическая ссылка на статью:
Алюнов А.Н., Ковалева Т.А., Мунцева Н.М., Смирнова Е.В. Проектирование виртуальной электротехнической лаборатории // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2012.–URL: http://www.online-electric.ru/articles.php?id=2 (Дата обращения: 23.08.2017)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: http://online-electric.ru.








Дистанционые курсы
Повышение квалификации по программе БС-6 "Безопасность строительства и качество устройства электрических сетей и линий связи" (удостоверение гос. образца)
www.online-electric.ru

Профессиональная переподготовка
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки по программе «Проектирование, монтаж и эксплуатация систем электроснабжения»
www.online-electric.ru

SaaS, Облачные вычисления, программа расчета, пример расчета, Электроснабжение загородного дома, промышленных предприятий, электроснабжение дома, коттеджа, квартиры, электроснабжение зданий, цеха, города, микрорайона. Проект электроснабжения, электрификация, электрофикация, система электроснабжения, схемы электроснабжения, учебник по электроснабжению, договор электроснабжения, расчет электроснабжения, надежность электроснабжения, категории электроснабжения, промышленное электроснабжение, электрификация сельского хозяйства, проектирование электроснабжения онлайн!
Побелитель Конкурса Электросайт года                  
© ОНЛАЙН ЭЛЕКТРИК: Онлайн расчеты электрических систем Online-electric.ru, 2008-2017
© А.Н. Алюнов, 2008-2017 Свидетельство №16066 от 23.08.2010 года