آشنایی با نرم افزار های مهندسی برق

مقدمه آشنایی با نرم افزارهای مهندسی برق

در دنیای امروز یافتن یک شغل خوب کار راحتی نیست. شرکت­ ها به کاندیداهایی نیاز دارند که دانش و مهارت بیشتری داشته باشند. هرچه فرد شایسته‌تر و کاربلد‌تر باشد، فرصت‌های شغلی بیشتری برایش مهیاست. از طرف دیگر مهندسی برق و الکترونیک نیازمند دانش عمیق الکتریکی در حوزه‌های مختلف، از ریاضیات گرفته تا مدار و … دارد. از این رو در این مطلب قصد داریم ضمن آشنایی با نرم افزارهای مهندسی برق و همچنین پاسخ به سوال سالیدورک چیست . آیا در این حوزه کاربرد دارد ، راه ورودتان به بازار کار به عنوان یک مهندس خبره را به شما نشان دهیم آشنایی با نرم‌افزارهای مهندسی برق برای دانشجویان و متخصصان این حوزه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این نرم‌افزارها ابزارهای قدرتمندی هستند که به مهندسان برق کمک می‌کنند تا طرح‌های پیچیده مدارها، سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی را با دقت بالا طراحی و تحلیل کنند. نرم‌افزارهایی مانند MATLAB، Simulink، PSpice و LabVIEW به مهندسان این امکان را می‌دهند تا با شبیه‌سازی دقیق و مدل‌سازی پیشرفته، به بهینه‌سازی سیستم‌های خود بپردازند و عملکرد آن‌ها را پیش از پیاده‌سازی واقعی ارزیابی کنند. در این مقاله، به بررسی اهمیت و کاربردهای این نرم‌افزارها در مهندسی برق خواهیم پرداخت و نقش آن‌ها را در افزایش بهره‌وری و دقت در پروژه‌های مهندسی مورد بررسی قرار خواهیم داد.. با ما همراه باشید.

1- MATLAB (نرم‌افزاری برای محاسبات عددی)

متلب (MATrix LABarotary) محبوب‌ترین نرم‌افزار مهندسی برق در بین دانشجویان مهندسی برق است که امروزه از جامع‌ترین نرم‌افزارهای محاسبات عددی، شبیه‌سازی سیستم پویا، راه‌حل‌های جبری، ریاضیات نمادین و… به شمار می‌آید. جعبه ابزار توابع که در این نرم‌افزار تعبیه شده، محاسبات عددی شامل معادلات دیفرانسیل معمولی و جزئی، بهینه‌سازی، پیاده‌سازی سیستم خطی، جبر خطی، طراحی سیستم‌های کنترلی، شناسایی سیستم و اتصالات منحنی را ممکن می‌سازد.

زبان برنامه‌نویسی این نرم‌افزار نیز متلب دارد. متلب یک زبان سطح بالا با بیشمار توابع داخلی برای کار کردن با ماتریس‌ها، محاسبات عددی، ریاضیات نمادین و غیره است.

2. Simulink (نرم‌افزاری برای شبیه‌سازی سیستم پویا)

سیمیولینک (Simulink) یک بسته نرم‌افزاری مبتنی بر رابط کاربری است که با نرم‌افزار متلب ادغام شده و در قالب کتابخانه‌ای برای این برنامه عرضه شده است. زمانی که از MATLAB و Simulink با هم استفاده می‌کنید، در واقع برای طراحی سیستم، برنامه‌نویسی متنی و گرافیکی در یک محیط شبیه‌سازی ترکیب می‌شوند. ابتدا با استفاده از متلب، مجموعه داده مورد نیاز شبیه‌سازی را آماده کنید، سپس در سیمیولینک عمل شبیه‌سازی را انجام داده و در نهایت داده‌ها را در متلب تجزیه و تحلیل کنید. اما شما در این ابزار ها نمیتوانید طراحی سه بعدی داشته باشید اگر میخواهید تا مهارت های خود را تکمیل کنید و آموزش شیت متال در سالیدورک برای ورق کاری بیاموزید سری به آدرس مربوطه بزنید.

گرچه سیمولینک عمدتاً برای پیاده‌سازی شبیه‌سازی گرافیکی استفاده می‌شود؛ اما یک جعبه ابزار خاص برای شبیه‌سازی سیستم‌های قدرت دارد که می‌توان از آن برای تجزیه و تحلیل منابع انرژی تجدید پذیر، خطوط انتقال، گذرگاه‌های الکتریکی و سوئیچینگ منبع تغذیه استفاده کرد.

3- Pspice و Proteus  (نرم‌افزار رسم شماتیک الکتریکی)

OrCAD EE PSpice یک برنامه شبیه‌ساز مدار SPICE برای شبیه‌سازی و تأیید مدارهای آنالوگ و سیگنال مخلوط است. این برنامه معمولاً شبیه‌سازی‌های مدارهایی که در OrCAD Capture تعریف شده را اجرا می‌کند و می‌تواند توسط رابط SLPS (Simulink to PSpice) با سیمیولینک یا متلب ادغام شود. OrCAD Capture و PSpice Designer در کنار هم یک راهکار تمام و کمال برای شبیه‌سازی و تأیید مدار با موتورهای ورودی شماتیک، آنالوگ بومی، سیگنال مخلوط و موتورهای تجزیه و تحلیل ارائه می‌دهند.

آموزش نرم افزار PSpice

پرتئوس نیز نرم افزار دیگری برای طراحی مدار با امکانات مشابه PSpice است.

4- ETAP (نرم افزاری برای سیستم های قدرت)

برای آشنایی با نرم افزارهای مهندسی برق، باید با نرم افزار ETAP آشنا شویم.  ETAP در واقع یک شرکت نرم‌افزاری تحلیلی مهندسی برق است که در زمینه تجزیه و تحلیل، شبیه‌سازی، نظارت، کنترل، بهینه‌سازی و اتوماسیون سیستم‌های قدرت الکتریکی فعالیت می‌کند. نرم افزار ETAP بهترین و جامع‌ترین سیستم قدرت یکپارچه است که از مراحل مدل‌سازی تا اجرای عملیات را در بر می‌گیرد.

نوار ابزارهای متعدد این برنامه، تقریباً تمام تجزیه و تحلیل‌های مورد نیاز برای طراحی، تنظیم و پیاده‌سازی یک سیستم قدرت را ارائه می‌دهند. از ETAP می‌توان برای تجزیه و تحلیل جریان برق، طراحی حفاظت و هماهنگی رله‌ها، طراحی سیستم‌های کنترل و بهینه‌سازی جریان برق استفاده کرد.

5- نرم افزار SCADA

نرم افزار SCADA مخفف یک سیستم کنترل نظارتی و دریافت اطلاعات است. این نرم افزار که عموماً در نیروگاه‌ها، ایستگاه‌ها و شعبات جهت نظارت و عیب‌یابی تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرد، یکی از مهم‌ترین نرم افزارهایی است که مهندسین برق باید با آن آشنایی داشته باشند. SCADA هزینه‌های انسانی متخصصان عیب‌یابی را کاهش داده و عمر تجهیزات را طولانی‌تر می‌کند. اما برای طراحی این ابزار های نظارتی از آموزش سالیدورک استفاده میکنند

6- LabVIEW (طراحی رابط کاربری انسان و ماشین)

نرم افزار مهندسی سیستم LabVIEW در پروژه‌هایی که نیاز به آزمایش، اندازه‌گیری و کنترل دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد و کمک می‌کند تا همه جنبه‌های پروژه از جمله پیکربندی سخت‌افزار، داده‌های اندازه‌گیری و اشکال‌زدایی را در یک محیط عینی انجام دهید. برای کنترل سیستم در زمان واقعی (بلادرنگ)، LabVIEW بهترین ابزار موجود در بازار است. این نرم افزار قادر است با چندین دستگاه ارتباط برقرار کند و داده‌ها را بر اساس داده‌های پردازش شده از حسگرها و محرک‌های کنترلی دریافت کند.

7- آشنایی با نرم افزارهای مهندسی برق: Keil uVision

جهت طراحی و تست سیستم‌های تعبیه شده، به طور گسترده از میکروکنترلرها (برای ابزارهای الکتریکی کنترل) استفاده می‌شود. Keil uVision یک راهکار کامل برای برنامه‌ریزی سیستم‌های تعبیه شده است. این برنامه امکان مدیریت پروژه، محیط زمان اجرا، امکانات ساخت، ویرایش کد منبع و اشکال‌زدایی برنامه را در یک محیط قدرتمند که در آن می‌توانید کد برنامه را به‌راحتی آزمایش، تأیید و بهینه‌سازی کنید، ممکن ساخته است.

8- PSCAD (نرم افزار تجزیه و تحلیل حالت گذرای الکترومغناطیسی)

PSCAD یک پکیج نرم افزاری مهندسی برق برای تحلیل حالت گذرای الکترومغناطیسی در سیستم‌های قدرت است که شامل یک کتابخانه جامع از مدل‌های سیستم، از عناصر پسیو (Passive) ساده و توابع کنترلی گرفته تا ماشین‌های الکتریکی و سایر سیستم‌های پیچیده است. این نرم افزار برای شبیه‌سازی و طراحی سیستم‌های الکتریکی قدرت در ساختمان‌های تجاری و صنعتی استفاده می‌شود و بیشتر در نیروگاه‌ها، ایستگاه‌ها، و … کاربرد دارد.

9- زایلینکس (Xilinx)

زایلینکس برای اجرای کدهای وری لاگ (Verilog code) و همچنین برای طراحی VLSI مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ابزار نرم‌افزاری برای سنتز و تجزیه و تحلیل طرح‌های HDL طراحی شده و هدف آن سنتز و طراحی مدار است. اگر قصد دارید در آینده در زمینه Verilog یا VLSI کار کنید، یادگیری این نرم افزار را در صدر فهرست کارهای انجام نشده خود قرار دهید.

10- Power World Simulator (شبیه‌سازی سیستم قدرت)

این پکیج با هدف شبیه‌سازی عملکرد سیستم ولتاژ بالا در یک بازه زمانی از چند دقیقه تا چند روز طراحی شده و شامل یک پکیج تجزیه و تحلیل جریان بسیار مؤثر است که می‌تواند سیستم‌هایی با حداکثر 250،000 گذرگاه (BUS) را حل کند. با اضافه کردن افزونه‌های بیشتر به شبیه‌ساز پایه، می‌توان عملکرد PowerWorld Simulator را تا حد زیادی گسترش داد.

کلام آخر

با توجه به نقش حیاتی نرم‌افزارهای مهندسی برق در بهبود کیفیت و کارایی پروژه‌ها، تسلط بر این ابزارها برای هر مهندس برقی ضروری است. نرم‌افزارهایی مانند MATLAB، Simulink، PSpice و LabVIEW نه تنها فرآیند طراحی و شبیه‌سازی را تسهیل می‌کنند، بلکه با ارائه تحلیل‌های دقیق و جامع، به مهندسان کمک می‌کنند تا مشکلات احتمالی را پیش‌بینی و حل کنند. با بهره‌گیری از این نرم‌افزارها، مهندسان می‌توانند به بهینه‌سازی سیستم‌ها، کاهش هزینه‌ها و افزایش دقت و قابلیت اطمینان پروژه‌های خود دست یابند اما برای تکمیل مهارت ها در طراحی این ابزار ها و متحرک سازی آنها بسیاری از دانشجویان از آموزش موشن استادی در سالیدورک استفاده میکنند.. در نتیجه، یادگیری و استفاده صحیح از این نرم‌افزارها نه تنها به پیشرفت فردی مهندسان کمک می‌کند، بلکه به بهبود کلی صنعت برق و الکترونیک نیز منجر می‌شود. متخصصان مهندسی برق برای تکمیل وظایف خود به‌طور مؤثر و کارآمد، به تعدادی جعبه ابزارهای واقعی و تعدادی جعبه ابزار مجازی احتیاج دارند. انجام پروژه‌های مهندسی برق بدون نرم‌افزارها و جعبه ابزارهای مناسب غیر قابل تصور است. در این مقاله سعی کردیم با معرفی 10 مورد از پرکاربردترین نرم‌افزارها و پکیج‌های مربوط به این رشته، به آشنایی با نرم افزارهای مهندسی برق بپردازیم. اگر شما هم نرم افزارهای دیگری در این زمینه می‌شناسید، آن‌ها را در بخش نظرات به ما معرفی کنید.

https://www.eepowerschool.com/softwares/10-must-learn-electrical-engineering-software/