基于Eplan的電柜三維布線的應用

吳西貴

摘 要：介紹了Eplan軟件在電柜三維輔助設計中的應用，并對電柜三維布線輸出的接線表進行了二次開發(fā)處理，使之能夠更好地應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。

關鍵詞：Eplan；電氣三維設計；三維布線接線表開發(fā)；應用

中圖分類號：TH183.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）23-0167-02

引言

低壓電氣柜的接線是電柜生產(chǎn)過程中最耗時的一個工藝，傳統(tǒng)的接線方式以人工識圖接線，該方式對接線人員要求較高且整個過程自動化程度低，效率不高。近年來如UG/Wiring、CATIA、Pro/CABLING等軟件在機電結合情況下的布線都取得不錯的效果[1-3]，但此類軟件多為機械軟件的模塊，主要用于解決一些線束的布線情況，這對于低壓電柜設計人員來說學習成本較高，且該類軟件對于原理圖與三維模型之間的數(shù)據(jù)共享較弱，操作復雜。對比上述布線方案，基于Eplan平臺的電柜三維設計更加簡單，且數(shù)據(jù)可在各模塊間共享，使設計更加快捷高效。

1 Eplan軟件介紹

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

2 部件庫的建立

Eplan支持基于部件的設計，即通過調(diào)用部件庫里的元件進行，對具體的零部件進行連接、布局等操作，在設計之前需要在軟件中建立部件庫。部件庫是包含各種電氣設備信息的數(shù)據(jù)庫，包括設備多種信息及功能模板數(shù)據(jù)。在進行電柜三維設計時，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，它包括設備的三維模型、連接點的位置、方向、接線能力、接線方式等。目前Eplan提供的網(wǎng)絡部件庫DataPortal已經(jīng)開放，各大電氣設備廠商也都提供其各自產(chǎn)品的三維模型，這些為部件庫的建立提供了便利。另外Eplan支持通過尺寸建立沒有細節(jié)的三維塊來代替設備模型，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計

原理圖設計首先要確定電氣系統(tǒng)的具體參數(shù)并以此進行電氣元件的選型，然后設計電氣元件之間的連接，連接需要定義導線的線徑、線色等。對于某些特殊的連接，要通過軟件提供的網(wǎng)絡定義點來調(diào)整它們的連接關系。

完成原理圖設計之后即可在ProPanel中進行電柜三維裝配的設計。先布置線槽、導軌以便對安裝板進行區(qū)域規(guī)劃，再拖動設備模型到安裝板上。在設備布置時可以打開連接預覽實時觀察設備的連接關系，便于設備合理布局，減少布線間的信號干擾，在空間受限時還可以開啟碰撞檢測命令檢測裝配過程中出現(xiàn)的空間干涉。使用三維布置可以實時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)設備的接線關系。布線時首先要確保柜內(nèi)所有布線路徑形成一個整體的布線網(wǎng)絡，對于一些特殊情況，如柜門到安裝板之間的走線等需要手動繪制布線路徑。

布線方式有兩種：自動和手動。自動布線是系統(tǒng)按照連接點之間可走的最短布線路徑進行走線。手動布線也有兩種方式：原理圖調(diào)整和直接修改走路徑。原理圖調(diào)整是針對多條導線并接情況，通過原理圖中的網(wǎng)絡定義點修改并線順序，達到調(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，如某個線槽的滿槽率在自動布線時達到了預設的報警值，可以通過修改該線槽內(nèi)部分導線的走向，使其繞行其他線槽以降低當前線槽的滿槽率。

兩種布線方式各有優(yōu)勢，在實際中常將兩種布線方式相互結合使用，先使用自動方式以快速完成布線，然后在局部手動調(diào)整，以保證布線快速、準確的完成，電柜裝配設計及布線結果如圖 1所示。

5 接線表生成及應用

完成布線之后，在Eplan標簽中設置參數(shù)及順序的導出模板，按模板導出連接數(shù)據(jù)形成接線表。接線表中包含了接線的關鍵數(shù)據(jù)，能夠用來指導電柜生產(chǎn)接線，降低對接線人員水平的要求。但直接導出的接線表在實際應用中還存在以下問題。

第一可讀性差，目前電柜接線工藝中導線套號碼管工序仍需要手動完成，此工序需要知道套接哪個號碼管，傳統(tǒng)的接線方式通過查看原理圖來確定，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)，手動提取費時費力且易錯，必須能夠自動提取，并生成可被相關自動化設備識別的數(shù)據(jù)。

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

通過上述問題可見未經(jīng)處理的接線表無法直接用于生產(chǎn)，處理接線表是其應用的必要途徑。Excel對表格有強大的處理能力，但是手動處理效率太低，使用VBA雖可以達到自動處理的目的，但在使用時較麻煩。使用Excel插件式開發(fā)既能滿足功能需求，又在程序使用上具有非常好的便利性。

6 接線表自動處理程序的開發(fā)

通過應用中遇到的問題可知，接線表的處理應能夠進行表的優(yōu)化排序、數(shù)據(jù)輸出、線長處理等功能，另外由于布線時導線的設置及手動布線難免會出現(xiàn)一些遺漏和錯誤，通常這些錯誤在布線時不易發(fā)現(xiàn)，在接線表中較容易發(fā)現(xiàn)和更改，因此處理程序還應能夠?qū)泳€表中的錯誤進行檢查。

優(yōu)化排序是接線表處理的重點工作，它決定著表能否真正的應用，程序采用單線并線分開處理，單線按設備和連接點序號進行排序，并線相鄰放置，將并線點做特殊標記，使得僅靠接線表就能夠制作完整的并線，最后將導線按照不同線型分頁，避免導線制作時產(chǎn)生線型的混淆。

對于接線表中線長的問題，程序采用了標準線長處理即根據(jù)導線線徑的大小采用了不同梯度的取整處理，使得線長滿足實際需求的情況下增加部分裕量達到某一整數(shù)值，這樣雖然使得某些導線預留的線長裕量不同，但該方式減少了不同線長導線的數(shù)量，明顯降低了實際應用中導線的制作、篩選的難度，使得生產(chǎn)時批量導線的制作成為可能。

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

7 結束語

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

參考文獻：

[1]白曉東.Pro/CABLING三維布線實踐[J].航天制造技術，2006（3）：27-29.

[2]安利全，鄭建明，王永振，等.三維布線技術在工藝中的應用[J].航天制造技術，2009（3）：22-26.

[3]苗振騰，方沂，路紅楊.基于UG二次開發(fā)的自動電氣布線系統(tǒng)的設計[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2009（4）：59-61.

[4]潘麗珍.EPLAN在礦用挖掘機電氣設計中的應用[J].機械工程與自動化，2014（6）：214-215.

[5]尉建龍，馬兵，范喜斌.EPLAN軟件在排土機電氣設計中的應用[J].機械工程與自動化，2015（6）：190-191.endprint