吳西貴

摘 要：介紹了Eplan軟件在電柜三維輔助設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并對(duì)電柜三維布線輸出的接線表進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)處理，使之能夠更好地應(yīng)用于電柜的接線生產(chǎn)中，相比較傳統(tǒng)電柜接線工藝，提高了接線生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：Eplan；電氣三維設(shè)計(jì)；三維布線接線表開(kāi)發(fā)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TH183.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）23-0167-02

引言

低壓電氣柜的接線是電柜生產(chǎn)過(guò)程中最耗時(shí)的一個(gè)工藝，傳統(tǒng)的接線方式以人工識(shí)圖接線，該方式對(duì)接線人員要求較高且整個(gè)過(guò)程自動(dòng)化程度低，效率不高。近年來(lái)如UG/Wiring、CATIA、Pro/CABLING等軟件在機(jī)電結(jié)合情況下的布線都取得不錯(cuò)的效果[1-3]，但此類(lèi)軟件多為機(jī)械軟件的模塊，主要用于解決一些線束的布線情況，這對(duì)于低壓電柜設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)成本較高，且該類(lèi)軟件對(duì)于原理圖與三維模型之間的數(shù)據(jù)共享較弱，操作復(fù)雜。對(duì)比上述布線方案，基于Eplan平臺(tái)的電柜三維設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，且數(shù)據(jù)可在各模塊間共享，使設(shè)計(jì)更加快捷高效。

1 Eplan軟件介紹

Eplan是一款可用于多領(lǐng)域設(shè)計(jì)的軟件平臺(tái)，應(yīng)用范圍比較廣泛[4-5]，平臺(tái)包括Electric P8和ProPanel模塊，Electric P8用于電氣原理圖的設(shè)計(jì)，較傳統(tǒng)AutoCAD電氣設(shè)計(jì)，可縮短工程時(shí)間和降低設(shè)計(jì)成本。Pro Panel主要面向機(jī)箱機(jī)柜等柜體的設(shè)計(jì)，它把威圖機(jī)柜的產(chǎn)品手冊(cè)和產(chǎn)品目錄集成在軟件里，用戶(hù)可以直接在軟件中進(jìn)行選型。Eplan平臺(tái)下各模塊可進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，避免了數(shù)據(jù)交換的麻煩。

2 部件庫(kù)的建立

Eplan支持基于部件的設(shè)計(jì)，即通過(guò)調(diào)用部件庫(kù)里的元件進(jìn)行，對(duì)具體的零部件進(jìn)行連接、布局等操作，在設(shè)計(jì)之前需要在軟件中建立部件庫(kù)。部件庫(kù)是包含各種電氣設(shè)備信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括設(shè)備多種信息及功能模板數(shù)據(jù)。在進(jìn)行電柜三維設(shè)計(jì)時(shí)，除了需要常規(guī)的部件信息外，還必須有部件的三維模型數(shù)據(jù)。Eplan部件三維模型以窗口宏的形式存在，它包括設(shè)備的三維模型、連接點(diǎn)的位置、方向、接線能力、接線方式等。目前Eplan提供的網(wǎng)絡(luò)部件庫(kù)DataPortal已經(jīng)開(kāi)放，各大電氣設(shè)備廠商也都提供其各自產(chǎn)品的三維模型，這些為部件庫(kù)的建立提供了便利。另外Eplan支持通過(guò)尺寸建立沒(méi)有細(xì)節(jié)的三維塊來(lái)代替設(shè)備模型，能夠減少創(chuàng)建部件三維模型工作量。

3 原理圖和三維裝配的設(shè)計(jì)

原理圖設(shè)計(jì)首先要確定電氣系統(tǒng)的具體參數(shù)并以此進(jìn)行電氣元件的選型，然后設(shè)計(jì)電氣元件之間的連接，連接需要定義導(dǎo)線的線徑、線色等。對(duì)于某些特殊的連接，要通過(guò)軟件提供的網(wǎng)絡(luò)定義點(diǎn)來(lái)調(diào)整它們的連接關(guān)系。

完成原理圖設(shè)計(jì)之后即可在ProPanel中進(jìn)行電柜三維裝配的設(shè)計(jì)。先布置線槽、導(dǎo)軌以便對(duì)安裝板進(jìn)行區(qū)域規(guī)劃，再拖動(dòng)設(shè)備模型到安裝板上。在設(shè)備布置時(shí)可以打開(kāi)連接預(yù)覽實(shí)時(shí)觀察設(shè)備的連接關(guān)系，便于設(shè)備合理布局，減少布線間的信號(hào)干擾，在空間受限時(shí)還可以開(kāi)啟碰撞檢測(cè)命令檢測(cè)裝配過(guò)程中出現(xiàn)的空間干涉。使用三維布置可以實(shí)時(shí)觀察電柜布置的情況使得裝配更加合理、美觀。

4 布線操作

三維布線主要目的在于獲得柜內(nèi)設(shè)備的接線關(guān)系。布線時(shí)首先要確保柜內(nèi)所有布線路徑形成一個(gè)整體的布線網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于一些特殊情況，如柜門(mén)到安裝板之間的走線等需要手動(dòng)繪制布線路徑。

布線方式有兩種：自動(dòng)和手動(dòng)。自動(dòng)布線是系統(tǒng)按照連接點(diǎn)之間可走的最短布線路徑進(jìn)行走線。手動(dòng)布線也有兩種方式：原理圖調(diào)整和直接修改走路徑。原理圖調(diào)整是針對(duì)多條導(dǎo)線并接情況，通過(guò)原理圖中的網(wǎng)絡(luò)定義點(diǎn)修改并線順序，達(dá)到調(diào)整布線的目的；直接修改走線路徑是在電柜三維模型中直接更改布線的走向，如某個(gè)線槽的滿(mǎn)槽率在自動(dòng)布線時(shí)達(dá)到了預(yù)設(shè)的報(bào)警值，可以通過(guò)修改該線槽內(nèi)部分導(dǎo)線的走向，使其繞行其他線槽以降低當(dāng)前線槽的滿(mǎn)槽率。

兩種布線方式各有優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際中常將兩種布線方式相互結(jié)合使用，先使用自動(dòng)方式以快速完成布線，然后在局部手動(dòng)調(diào)整，以保證布線快速、準(zhǔn)確的完成，電柜裝配設(shè)計(jì)及布線結(jié)果如圖 1所示。

5 接線表生成及應(yīng)用

完成布線之后，在Eplan標(biāo)簽中設(shè)置參數(shù)及順序的導(dǎo)出模板，按模板導(dǎo)出連接數(shù)據(jù)形成接線表。接線表中包含了接線的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，能夠用來(lái)指導(dǎo)電柜生產(chǎn)接線，降低對(duì)接線人員水平的要求。但直接導(dǎo)出的接線表在實(shí)際應(yīng)用中還存在以下問(wèn)題。

第一可讀性差，目前電柜接線工藝中導(dǎo)線套號(hào)碼管工序仍需要手動(dòng)完成，此工序需要知道套接哪個(gè)號(hào)碼管，傳統(tǒng)的接線方式通過(guò)查看原理圖來(lái)確定，而使用接線表可以省去看原理圖的麻煩，但從數(shù)百行的接線表中查找某個(gè)連接十分困難，如果不能提高接線表可讀性，那么接線表的使用就將大打折扣。

第二數(shù)據(jù)的利用，接線表中有很多可用的數(shù)據(jù)，手動(dòng)提取費(fèi)時(shí)費(fèi)力且易錯(cuò)，必須能夠自動(dòng)提取，并生成可被相關(guān)自動(dòng)化設(shè)備識(shí)別的數(shù)據(jù)。

第三是線長(zhǎng)，接線表導(dǎo)出的線長(zhǎng)可以設(shè)置不同的精度，導(dǎo)出精度對(duì)導(dǎo)線的誤差以及導(dǎo)線加工有影響：導(dǎo)線精度高其誤差就會(huì)變小，但是不同長(zhǎng)度導(dǎo)線的數(shù)量會(huì)增加，導(dǎo)線加工制作的難度會(huì)增大，特別是不同長(zhǎng)度的導(dǎo)線極易混淆；而降低導(dǎo)線精度，相同長(zhǎng)度導(dǎo)線會(huì)增多，導(dǎo)線加工及制作難度降低，但長(zhǎng)度誤差變大，可能導(dǎo)致部分導(dǎo)線在生產(chǎn)接線時(shí)需要對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行再加工，增加了工作量。因此對(duì)接線表中導(dǎo)線長(zhǎng)度的處理必須能夠均衡導(dǎo)線精度、加工難度、線長(zhǎng)誤差之間的關(guān)系。

通過(guò)上述問(wèn)題可見(jiàn)未經(jīng)處理的接線表無(wú)法直接用于生產(chǎn)，處理接線表是其應(yīng)用的必要途徑。Excel對(duì)表格有強(qiáng)大的處理能力，但是手動(dòng)處理效率太低，使用VBA雖可以達(dá)到自動(dòng)處理的目的，但在使用時(shí)較麻煩。使用Excel插件式開(kāi)發(fā)既能滿(mǎn)足功能需求，又在程序使用上具有非常好的便利性。

6 接線表自動(dòng)處理程序的開(kāi)發(fā)

通過(guò)應(yīng)用中遇到的問(wèn)題可知，接線表的處理應(yīng)能夠進(jìn)行表的優(yōu)化排序、數(shù)據(jù)輸出、線長(zhǎng)處理等功能，另外由于布線時(shí)導(dǎo)線的設(shè)置及手動(dòng)布線難免會(huì)出現(xiàn)一些遺漏和錯(cuò)誤，通常這些錯(cuò)誤在布線時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，在接線表中較容易發(fā)現(xiàn)和更改，因此處理程序還應(yīng)能夠?qū)泳€表中的錯(cuò)誤進(jìn)行檢查。

優(yōu)化排序是接線表處理的重點(diǎn)工作，它決定著表能否真正的應(yīng)用，程序采用單線并線分開(kāi)處理，單線按設(shè)備和連接點(diǎn)序號(hào)進(jìn)行排序，并線相鄰放置，將并線點(diǎn)做特殊標(biāo)記，使得僅靠接線表就能夠制作完整的并線，最后將導(dǎo)線按照不同線型分頁(yè)，避免導(dǎo)線制作時(shí)產(chǎn)生線型的混淆。

對(duì)于接線表中線長(zhǎng)的問(wèn)題，程序采用了標(biāo)準(zhǔn)線長(zhǎng)處理即根據(jù)導(dǎo)線線徑的大小采用了不同梯度的取整處理，使得線長(zhǎng)滿(mǎn)足實(shí)際需求的情況下增加部分裕量達(dá)到某一整數(shù)值，這樣雖然使得某些導(dǎo)線預(yù)留的線長(zhǎng)裕量不同，但該方式減少了不同線長(zhǎng)導(dǎo)線的數(shù)量，明顯降低了實(shí)際應(yīng)用中導(dǎo)線的制作、篩選的難度，使得生產(chǎn)時(shí)批量導(dǎo)線的制作成為可能。

接線表處理程序能夠快速完成接線表的生成、數(shù)據(jù)的導(dǎo)出等工作，Excel插件式的開(kāi)發(fā)方便了程序的使用，對(duì)接線表的應(yīng)用起到了推動(dòng)作用。

7 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)使用Eplan軟件能夠快速完成電柜的三維設(shè)計(jì)及接線表的輸出， Excel處理程序的開(kāi)發(fā)方便了接線表的處理，接線表的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)接線方式，明顯降低了對(duì)接線人員的要求，加之對(duì)接線表數(shù)據(jù)和自動(dòng)化設(shè)備的結(jié)合使用，電柜的生產(chǎn)效率得到了明顯提高，收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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