Программный комплекс автоматизации инженерных расчетов применения возобновляемых источников энергии в энергоустановках малой мощности | Статья в сборнике международной научной конференции

Библиографическое описание:

Тырышкин Д. А., Молоков С. Е. Программный комплекс автоматизации инженерных расчетов применения возобновляемых источников энергии в энергоустановках малой мощности [Текст] // Актуальные вопросы технических наук: материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Краснодар, февраль 2017 г.). — Краснодар: Новация, 2017. — С. 1-4. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/229/11854/ (дата обращения: 18.10.2018).



Данная статья посвящена описанию проектирования программного комплекса, нацеленного на моделирование результатов использования различных видов топлива в энергоустановках. Приводится описание комплекса, его структура, возможности, реализованные модули.

Ключевые слова: программный комплекс, автоматизация, разработка, интерпретация данных, обработка данных, анализ данных, модернизация, энергетика, энергосбережение, альтернативное топливо, экология

Еще с середины XX века с ростом населения и развитием промышленности в мире наблюдается рост потребления энергии. Согласно исследованию компании, BP по итогам 2015 года [5], растёт общемировое потребление всех наиболее популярных источников энергии, а суммарный рост за год составил 1 %.

Но наиболее популярные энергоресурсы, такие как нефть и уголь истощаются, являясь еще и экологически небезопасными, производя большое количество вредных выбросов, что невозможно оставить без внимания, учитывая проблемы мировой экологии и ужесточающихся экологических требований. В следствие чего, на мировом рынке возрастает интерес к использованию альтернативных источников энергии — возобновляемых и экологичных, что и обуславливает высокие темпы развития мирового рынка биотоплива. По прогнозу Energy Information Administration на рис. 1, к 2040 году рост потребления возобновляемых энергоресурсов возрастет более чем в 2 раза [6, c. 9].

C:\Users\Daemon\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\main.png

Рис. 1. Прогноз EIA на 2012–2040 г.

В России топливно-энергетический комплекс (ТЭК) занимает важное место в экономике страны, одним из главных документов комплекса является энергетическая стратегия, которая должна обновляться не реже одного раза в пять лет. В этой связи Правительством Российской Федерации было принято решение о корректировке Энергетической стратегии России на период до 2030 года с ее пролонгацией до 2035 года. Согласно основным положениям данного проекта, центральной идеей энергетической стратегии-2035 является переход от ресурсно-сырьевого к ресурсно-инновационному развитию ТЭК, а одним из главных стратегических ориентиров является энергетическая эффективность. [4].

С учетом тренда на энергоэффективность и было принято решение о разработке программного комплекса. Цель работы заключается в разработке программного комплекса для интерпретации расчетных количеств выбросов от различных энергоустановок с различными видами топлива.

Для разработки комплекса был выбран язык программирования С#, среда разработки Visual Studio 2015, платформа Windows Presentation Foundation (WPF). Были определены входные и выходные данные. Входные данные были разделены на несколько типов:

− Параметры энергоустановки, в т. ч. количество котлоагрегатов, их технические характеристики, расчетные количества расхода воды и топлива.

− Состав и характеристики используемых видов топлива [3].

− Константы, подбираемые по справочнику.

Для организации хранения данным и доступа к ним была выбрана система управления базами данных Microsoft SQL Server 2016 и технология доступа к данным ADO.NET Entity Framework 6.1.3, являющаяся объектно-ориентированной технологией доступа к данным и object-relational mapping (ORM) решением для.NET Framework от Microsoft. В разработке прототипа программного комплекса применен подход Model-First, планируется переход на Code-First.

Справочник входных данных на рис.2 состоит из двух таблиц, в верхней отображается список энергоустановок с параметрами, в нижней — видов топлива. Демонстрация справочника входных данных реализована на базе двух элементов DataGrid, столбцы которой с помощью механизма привязок (Bindings) используют соответствующие значения из соответствующих базы данных — таблиц Fuel и Boilers базы данных.

C:\Users\Daemon\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\Добавление котельной.jpg

Рис. 2. Интерфейс ввода входных данных

Выходными данными были определены такие показатели, как выбросы твердых веществ, выбросы двуокиси азота, выбросы двуокиси серы, полный и удельный объем продуктов сгорания. Расчёт ведется на базе интерпретации инженерных расчётов [1]. Планируется разработка модуля экономической части, в котором будет рассчитываться экономическое сравнение по затратам на топливо, воду и пр.

Для отображения выходных данных представлено 3 варианта реализации:

  1. Графическое отображение расчётного количества выбросов (рис. 3)
  2. Графическое отображение расчётного количества объема продуктов сгорания
  3. Общее сравнительное табличное отображение.

C:\Users\Daemon\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\по выбросам 500.jpg

Рис. 3. Интерфейс графического отображения расчётного количества выбросов

Графическое отображение основано на базе компонента Chart из пакета WPF Toolkit, представляющего собой коллекцию из элементов управления WPF, компонентов и утилит для создания WPF приложений. Используются диаграммы типа Column, также для наглядности отображены конкретные значения результатов расчетов в их численном соотношении. Реализация табличного вывода организована на базе элемента DataGrid.

Использование современных программных средств даёт возможность комплексно решать задачи технологического и административного управления предприятием, существенно меняет характер труда работников, позволяет значительно увеличить производительность труда персонала, избавить его от выполнения рутинных операций. Все это делает работу персонала более привлекательной с точки зрения повышения их квалификации, позволяет сосредоточиться на выполнении важных перспективных и глобальных задач [2].

Функции проектируемого комплекса:

− создание и ведение единой базы данных, обеспечение единства и целостности информации;

− расчета показателей по трем видам выбросов;

− расчеты показателей по объему сгорания;

− формирование отчёта;

− помощь в принятии решения о модернизации энергоустановки для использования другого вида топлива;

− Проектируется расчет экономических показателей.

Для автоматизации выполнения этих функций и ведется разработка программного комплекса, который позволит обеспечить единство и целостность информации, избежать вычислительных ошибок.

Система дает возможность достаточно просто и оперативно получить любую информацию, необходимую для анализа и принятия решений руководителю предприятия. Оперативность, доступность и простота получения информации, позволяет значительно сократить трудозатраты.

Используемый техпроцесс является гибким, что позволяет использовать моделировать использование различных типов топлива в различных энергоустановках.

Литература:

1. Истягина Е. Б., Молоков С. Е. Технологический процесс перевода котельной на альтернативное топливо // Образовательные ресурсы и технологии. 2016. № 2 (14). URL: http://cyberleninka.ru/article/n/tehnologicheskiy-protsess-perevoda-kotelnoy-na-alternativnoe-toplivo (дата обращения: 25.11.2016).

2. Компания «Политерм» // Автоматизация расчетов за услуги теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения. URL: http://www.rosteplo.ru/ Tech_stat/stat_shablon.php?id=550 (дата обращения: 31.01.2017).

3. Лариков Н. Н. Теплотехника. М.: Стройиздат, 1985. 432 с.

4. Основные положения проекта энергетической стратегии России на период до 2035 года // Министерство энергетики РФ. URL: http://minenergo.gov.ru/node/1913 (дата обращения: 16.01.2017).

5. BP Statistical Review of World Energy June 2016 // BP Global. URL: http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/energy-economics/statistical-review-2016/bp-statistical-review-of-world-energy-2016-full-report.pdf (дата обращения: 16.12.2016).

6. International Energy Outlook 2016 // U. S. Energy Information Administration. URL: http://www.eia.gov/outlooks/ieo/pdf/0484(2016).pdf (дата обращения: 03.12.2016).

Основные термины (генерируются автоматически): WPF, программный комплекс, графическое отображение, данные, EIA, вид топлива, баз данных, SQL, ORM, различный вид топлива.

Похожие статьи

Организация доступа к реляционной базе данных на основе...

ADO.NET Entity Framework — объектно-ориентированная технология доступа к данным, является object-relational mapping (ORM)

Предоставляет возможность взаимодействия с объектами как посредством LINQ в виде LINQ to Entities, так и с использованием Entity SQL.

Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия...

Разработка программного модуля тестирования баз данных. Ключевые слова: база данных, СУБД, реляционные базы данных

Основные термины (генерируются автоматически): CQRS, SQL, база данных, запрос, ORM, архитектура, баз данных, время отдачи данных, данные.

Выбор SQL Server для медицинского учреждения

Она позволяет отображать информацию в графическом виде.

Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия... Системы управления реляционными базами данных (СУБД) показывают хорошую.

Разработка программного модуля тестирования баз данных

Для графовой модели данные представимы в виде узлов графа, а связи между ними — в виде ребер. Она позволяет создавать сильные связи

ADO, SQL, источник данных, баз данных, данные, таблица, база данных, соединение, оперативная память, реляционная база данных.

Модификация архитектуры web-приложения, основанной на...

Последний вопрос: в каком виде хранить данные в Read DB.

Основные термины (генерируются автоматически): CQRS, SQL, база данных, запрос, ORM, архитектура, баз данных, время отдачи данных, данные.

Экспорт данных о ролевой политике безопасности из Системы...

безопасность хранения информации. На сегодня известно большое число различных серверов баз данных SQL.

Нерелационные базы завоёвывают популярность за последние 5 лет. Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия...

Автоматизация мониторинга топлива в резервуарах АЗС на базе...

Данные представлены в разрезе АЗС, видов топлива и резервуаров. В системе предусмотрено отдельное окно для каждого резервуара. В правом верхнем углу рабочего окна отражается дата и время получения данных с АЗС.

Технология ADO и средства доступа к реляционным базам данных

Базы данных являются незаменимым инструментом в разработке программного обеспечения. Таблица данных для SQL.

Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия... Системы управления реляционными базами данных (СУБД) показывают хорошую...

Оптимизация взаимодействия web-приложения с базой данных...

информационная система, пользовательский интерфейс, программное обеспечение, данные, подсистема, часть системы, система управления, мастер цеха, баз знаний, XML, SQL, JSON

Условие для SQL-выражения. Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Организация доступа к реляционной базе данных на основе...

ADO.NET Entity Framework — объектно-ориентированная технология доступа к данным, является object-relational mapping (ORM)

Предоставляет возможность взаимодействия с объектами как посредством LINQ в виде LINQ to Entities, так и с использованием Entity SQL.

Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия...

Разработка программного модуля тестирования баз данных. Ключевые слова: база данных, СУБД, реляционные базы данных

Основные термины (генерируются автоматически): CQRS, SQL, база данных, запрос, ORM, архитектура, баз данных, время отдачи данных, данные.

Выбор SQL Server для медицинского учреждения

Она позволяет отображать информацию в графическом виде.

Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия... Системы управления реляционными базами данных (СУБД) показывают хорошую.

Разработка программного модуля тестирования баз данных

Для графовой модели данные представимы в виде узлов графа, а связи между ними — в виде ребер. Она позволяет создавать сильные связи

ADO, SQL, источник данных, баз данных, данные, таблица, база данных, соединение, оперативная память, реляционная база данных.

Модификация архитектуры web-приложения, основанной на...

Последний вопрос: в каком виде хранить данные в Read DB.

Основные термины (генерируются автоматически): CQRS, SQL, база данных, запрос, ORM, архитектура, баз данных, время отдачи данных, данные.

Экспорт данных о ролевой политике безопасности из Системы...

безопасность хранения информации. На сегодня известно большое число различных серверов баз данных SQL.

Нерелационные базы завоёвывают популярность за последние 5 лет. Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия...

Автоматизация мониторинга топлива в резервуарах АЗС на базе...

Данные представлены в разрезе АЗС, видов топлива и резервуаров. В системе предусмотрено отдельное окно для каждого резервуара. В правом верхнем углу рабочего окна отражается дата и время получения данных с АЗС.

Технология ADO и средства доступа к реляционным базам данных

Базы данных являются незаменимым инструментом в разработке программного обеспечения. Таблица данных для SQL.

Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия... Системы управления реляционными базами данных (СУБД) показывают хорошую...

Оптимизация взаимодействия web-приложения с базой данных...

информационная система, пользовательский интерфейс, программное обеспечение, данные, подсистема, часть системы, система управления, мастер цеха, баз знаний, XML, SQL, JSON

Условие для SQL-выражения. Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия...

Задать вопрос