معرفی نرم افزارهای کاربردی رشته مهندسی برق +جزئیات

به گزارش «خبرنامه دانشجویان ایران»؛ رشته مهندسی با گذراندن دو ترم این قضیه را به خوبی درک می کنند که عدم آشنایی و استفاده از نرم افزارهای کاربردی مرتبط با رشته تحصیلی، علاوه بر آنکه می تواند آینده شغلی آنها را ب خظر بیندازد،بلکه استفاده از آنها لازمه قبولی و پاس شدن واحد آزمایشگاهی است. آشنایی با نرم افزارهای کاربردی هر رشته می تواند کمک زیادی به دانشجویان جدیدالورود کند تا با رشته تحصیلی خود کم و بیش آشنا شوند.امروزه رشته‌های مهندسی و به ویژه مهندسی برق از نظر محاسباتی چنان پیشرفته شده‌اند که عملاً بدون استفاده از نرم‌افزارهای مرتبط، یک مهندس برق نمی‌تواند طراحی، شبیه‌سازی و محاسبات خود را انجام دهد.

از این روست که تسلط بر نرم افزارهای مهندسی برق در زمینه‌های مربوطه برای یک مهندس برق امری ضروری است. در این گزارش با رایج‌ترین و مهم‌ترین نرم افزار های مهندسی برق آشنا می‌شویم.

نرم افزارهای مهندسی برق قدرت

نرم افزارهای مهندسی برق قدرت معمولاً نرم‌افزارهایی هستند که برای شبیه‌سازی سیستم‌های قدرت، ماشین‌های الکتریکی، الکترونیک قدرت، الکترومغناطیس و طراحی تأسیسات الکتریکی به کار می‌روند. در ادامه، با این نرم‌افزارها آشنا می‌شویم.

1) نرم افزار ETAP

ETAP که مخفف Electrical Transient Analyzer Program به معنی برنامه تحلیلگر حالت گذرای الکتریکی است، به عنوان یک نرم‌افزار استاندارد در صنعت برق مورد استفاده قرار می‌گیرد. ETAP یک نرم‌افزار مهندسی برق تحلیلی و کامل است که در زمینه تجزیه و تحلیل، شبیه‌سازی، نظارت، کنترل، بهینه‌سازی و اتوماسیون سیستم‌های قدرت الکتریکی کارآمد است. نرم‌افزار ETAP یکی از بهترین و جامع‌ترین مجموعهه راه‌حل‌های سازمانی سیستم قدرت یکپارچه را ارائه می‌دهد که از مدل‌سازی تا بهره‌برداری را در بر می‌گیرد.نوار ابزارهای مختلف در ETAP عملکرد تقریباً تمام تجزیه و تحلیل‌های مورد نیاز برای طراحی، تنظیم و عملکرد یک سیستم قدرت را ارائه می‌دهند. از ETAP می‌توان برای انجام تجزیه و تحلیل جریان برق، طراحی هماهنگی و حفاظت و رله، طراحی سیستم کنترل، پخش بار بهینه و… استفاده کرد.

2) نرم افزار PSCAD

PSCAD یک بسته نرم‌افزاری مهندسی برق برای تحلیل گذرای الکترومغناطیسی در سیستم‌های قدرت است. PSCAD را شرکت Manitoba Hydro International بر اساس شعار «اگر می‌توانید ببینید، پس می‌توانید آن را شبیه‌سازی کنید» توسعه داده شده است.با تکامل سیستم‌های قدرت، نیاز به ابزارهای دقیق و شبیه‌سازی بصری اهمیت بیشتری پیدا کرده است. با استفاده از PSCAD/EMTDC می‌توانید سیستم‌ مورد نظر خود را با سهولت ایجاد، شبیه‌سازی و مدل‌سازی کنید و از قابلیت‌های فراوان شبیه‌سازی سیستم قدرت بهره ببرید. نرم‌افزار PSCAD شامل یک کتابخانه جامع از مدل‌های سیستم از عناصر پسیو ساده و توابع کنترل گرفته تا ماشین‌های الکتریکی و سایر تجهیزات پیچیده است. PSCAD از بیش از 30 سال تحقیق و توسعه مداوم بهره‌مند شده است.

3) نرم افزار دیگسایلنت (DIgSILENT)

نام DIgSILENT مخفف “DIgital SImuLation and Electrical NeTwork calculation program” به معنی برنامه شبیه‌سازی دیجیتال و محاسبات شبکه برق است. دیگسایلنت یک برنامه محاسبات قدرتمند است (همانطور که توسط DIgSILENT نوشته شده است) برای تجزیه و تحلیل سیستم قدرت. این یک ابزار مهندسی رایانه برای تجزیه و تحلیل صنعت ، ابزار و تجارت است سیستم های برق

4) نرم افزار پاور ورد سیمولاتور (PowerWorld Simulator)

پاور ورد سیمولاتور (PowerWorld Simulator) یک بسته شبیه‌سازی سیستم قدرت است که برای شبیه‌سازی عملکرد سیستم ولتاژ بالا در یک بازه زمانی از چند دقیقه تا چند روز طراحی شده است. این نرم‌افزار شامل یک بسته تجزیه و تحلیل پخش بار بسیار موثر است که قادر به حل سیستم‌هایی تا 250,000 باس است.با اضافه کردن افزونه‌ها به بسته شبیه‌ساز پایه، می‌توان عملکرد PowerWorld Simulator را بهبود داد. از این افزونه‌ها می‌توان برای محاسبه توزیع شده استفاده کرد و به این ترتیب تأثیر جریان های القایی مغناطیسی (GIC)، پردازش توپولوژی یکپارچه، پخش بار بهینه، پایداری گذرا، پایداری ولتاژ (PVQV) و موارد دیگر را اضافه کرد.

5) نرم افزار EPLAN

یکی دیگر از نرم افزارهای مهندسی برق ای پلن است. ePLAN یک بسته طراحی به کمک کامپیوتر است که به طور گسترده در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد (مثلاً شرکت زیمنس در طراحی‌های الکتریکی خود از داخل استفاده می کند و رابط مستقیمی با PLM دارد). این نرم‌افزار یک محیط پروژه تلفیقی را به کاربر ارائه می‌دهد که در آن برنامه‌ریزی، کار با اسناد و مدیریت پروژه‌های اتوماسیون الکتریکی با سیستم‌های سیال برای هیدرولیک و پنوماتیک، طراحی سه‌بعدی تابلو برق و تجهیزات تابلو، طراحی دوبعدی و سه‌بعدی و تهیه اسناد مربوط به کابل‌ها و تجهیزات مختلف دیگر را انجام دهد. دسترسی مبتنی بر وب به جدیدترین داده‌های تجهیزات مختلف تولیدکنندگان پیشرو نیز به این نرم‌افزار افزوده شده است.

نرم افزار ePLAN به طور گسترده‌ای در صنعت برای طراحی نقشه‌ها و طرح‌های تأسیسات الکتریکی به کار می‌رود. به همین دلیل، یادگیری این نرم‌افزار شانس ورود به بازار کار را برای مهندسانی که می‌خواهند در زمینه طراحی تأسیسات الکتریکی کار کنند، به طرز قابل توجهی افزایش خواهد داد.

6) نرم افزار دیالوکس (DIALux)

«دیالوکس» (DIALux) شاید معروف‌ترین نرم‌افزار در زمینه طراحی روشنایی باشد که مهندسان با استفاده از آن روشنایی داخلی و خارجی را طراحی می‌کنند و محاسبات مربوط به آن را انجام می‌دهند. در نرم‌افزار دیالوکس می‌توانید محل مورد نظر خود را به صورت سه‌بعدی طراحی کرده و سپس روشنایی آن را طراحی و محاسبه کنید. یکی از قابلیت‌های بسیار خوب و کاربردی دیالوکس، امکان افزودن مشخصات فنی چراغ‌های مختلف تولیدکنندگان این تجهیز و انجام محاسبات طبق داده‌ها و محصولات واقعی است. گزارش خروجی دیالوکس نیز بسیار جامع، دقیق و مفید است.

7) نرم افزار اتوکد الکتریکال (AutoCAD Electrical)

احتمالاً نام نرم‌افزار اتوکد را بسیار شنیده‌اید. اتوکد و اتوکد الکتریکال از محصولات پرطرفدار شرکت «اتودسک» (Autodesk) هستند که در نقشه‌کشی برق برای تأسیسات الکتریکی، تابلو برق، سیم‌کشی ساختمان و… بسیار کاربرد دارند.

8) نرم افزار کامسول (COMSOL)

«کامسول» (COMSOL) یکی از نرم افزارهای مهندسی برق برای تحلیل الکترومغناطیسی است که به ویژه برای شبیه‌سازی و طراحی قطعاتی به کار می‌رود که براساس الکترومغناطیس کار می‌کنند.

نرم افزارهای مهندسی برق مخابرات

در این بخش، مهم‌ترین نرم افزارهای مهندسی برق مخابرات را معرفی می‌کنیم که البته برخی از آن‌ها در مهندسی قدرت (مرتبط با الکترومغناطیس) نیز کاربرد دارند.

1) نرم افزار سی اس تی (CST Studio Suite)

نرم‌افزار CST Studio Suite یک برنامه کامل از ابزارهایی است که برای تحلیل و طراحی در حوزه الکترومغناطیس از آن استفاده می‌شود. نرم افزار سی اس تی از چندین ماژول کارآمد تشکیل شده که در محیطی یکپارچه اغلب مسائل مربوط به الکترومغناطیس را شامل می‌شود و می‌توان از آن برای طراحی، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی‌های مختلفی استفاده کرد. یادگیری CST برای بررسی امواج الکترومغناطیس برای مهندسان برق بسیار مفید و کاربردی است. به کمک این نرم‌افزار می‌توان بسیاری از مسائل مختلف الکترومغناطیس را در محیط سه‌بعدی و برای نیازهای متعدد، تحلیل و حل کرد.

2) نرم افزار Ansys HFSS

یکی از بهترین‌ نرم‌افزارهای طراحی پدیده‌های فیزیکی، الکترومغناطیس و گرمایی نرم افزار Ansys HFSS است. به طور کلی می‌توان گفت که می‌شود همه پدیده‌های فیزیکی را به کمک این نرم‌افزار شبیه‌سازی کرد. نرم‌افزار انسیس HFSS در موارد مختلفی از قبیل طراحی و شبیه‌سازی امواج و میدان‌ها و آنتن کاربرد دارد.

3) نرم افزار ADS

نرم افزار ADS‎‎ که مخفف Advanced Design System است، قدرتمندترین محصول شرکت Keysight EEsof EDA بوده و یک نرم افزار تحلیل مایکروویو است که ابزار طراحی قدرتمندی را در اختیار مهندسان مخابرات و الکترونیک، طراحان DSP و طراحان سیگنال ترکیب‌شده قرار می‌دهد.

این نرم‌افزار کتابخانه‌ای از قطعات رایج مانندقطعات فشرده، خطوط انتقال، برشگرهای توان، هایبریدها، دیودها، ترانزیستورها، منابع و غیره بوده که از آن‌ها برای ساخت و شبیه‌سازی یک مدار یا سیستم استفاده می‌شود. خروجی‌های این نرم‌افزار مواردی مانند پارامترهای S، طیف فرکانسی، نمودار حوزه زمان و توان ورودی خروجی مقایسه‌ای، در فرم‌های عددی و گرافیکی است. همچنین به کمک ADS، می‌توان روش‌های بهینه‌سازی مختلفی را برای رسیدن به عملکرد مورد نظر مدار به کار برد.

گزارش از شکوفه راشدی