吴西贵

摘 要：介绍了Eplan软件在电柜三维辅助设计中的应用，并对电柜三维布线输出的接线表进行了二次开发处理，使之能够更好地应用于电柜的接线生产中，相比较传统电柜接线工艺，提高了接线生产效率。

关键词：Eplan；电气三维设计；三维布线接线表开发；应用

中图分类号：TH183.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）23-0167-02

引言

低压电气柜的接线是电柜生产过程中最耗时的一个工艺，传统的接线方式以人工识图接线，该方式对接线人员要求较高且整个过程自动化程度低，效率不高。近年来如UG/Wiring、CATIA、Pro/CABLING等软件在机电结合情况下的布线都取得不错的效果[1-3]，但此类软件多为机械软件的模块，主要用于解决一些线束的布线情况，这对于低压电柜设计人员来说学习成本较高，且该类软件对于原理图与三维模型之间的数据共享较弱，操作复杂。对比上述布线方案，基于Eplan平台的电柜三维设计更加简单，且数据可在各模块间共享，使设计更加快捷高效。

1 Eplan软件介绍

Eplan是一款可用于多领域设计的软件平台，应用范围比较广泛[4-5]，平台包括Electric P8和ProPanel模块，Electric P8用于电气原理图的设计，较传统AutoCAD电气设计，可縮短工程时间和降低设计成本。Pro Panel主要面向机箱机柜等柜体的设计，它把威图机柜的产品手册和产品目录集成在软件里，用户可以直接在软件中进行选型。Eplan平台下各模块可进行数据共享，避免了数据交换的麻烦。

2 部件库的建立

Eplan支持基于部件的设计，即通过调用部件库里的元件进行，对具体的零部件进行连接、布局等操作，在设计之前需要在软件中建立部件库。部件库是包含各种电气设备信息的数据库，包括设备多种信息及功能模板数据。在进行电柜三维设计时，除了需要常规的部件信息外，还必须有部件的三维模型数据。Eplan部件三维模型以窗口宏的形式存在，它包括设备的三维模型、连接点的位置、方向、接线能力、接线方式等。目前Eplan提供的网络部件库DataPortal已经开放，各大电气设备厂商也都提供其各自产品的三维模型，这些为部件库的建立提供了便利。另外Eplan支持通过尺寸建立没有细节的三维块来代替设备模型，能够减少创建部件三维模型工作量。

3 原理图和三维装配的设计

原理图设计首先要确定电气系统的具体参数并以此进行电气元件的选型，然后设计电气元件之间的连接，连接需要定义导线的线径、线色等。对于某些特殊的连接，要通过软件提供的网络定义点来调整它们的连接关系。

完成原理图设计之后即可在ProPanel中进行电柜三维装配的设计。先布置线槽、导轨以便对安装板进行区域规划，再拖动设备模型到安装板上。在设备布置时可以打开连接预览实时观察设备的连接关系，便于设备合理布局，减少布线间的信号干扰，在空间受限时还可以开启碰撞检测命令检测装配过程中出现的空间干涉。使用三维布置可以实时观察电柜布置的情况使得装配更加合理、美观。

4 布线操作

三维布线主要目的在于获得柜内设备的接线关系。布线时首先要确保柜内所有布线路径形成一个整体的布线网络，对于一些特殊情况，如柜门到安装板之间的走线等需要手动绘制布线路径。

布线方式有两种：自动和手动。自动布线是系统按照连接点之间可走的最短布线路径进行走线。手动布线也有两种方式：原理图调整和直接修改走路径。原理图调整是针对多条导线并接情况，通过原理图中的网络定义点修改并线顺序，达到调整布线的目的；直接修改走线路径是在电柜三维模型中直接更改布线的走向，如某个线槽的满槽率在自动布线时达到了预设的报警值，可以通过修改该线槽内部分导线的走向，使其绕行其他线槽以降低当前线槽的满槽率。

两种布线方式各有优势，在实际中常将两种布线方式相互结合使用，先使用自动方式以快速完成布线，然后在局部手动调整，以保证布线快速、准确的完成，电柜装配设计及布线结果如图 1所示。

5 接线表生成及应用

完成布线之后，在Eplan标签中设置参数及顺序的导出模板，按模板导出连接数据形成接线表。接线表中包含了接线的关键数据，能够用来指导电柜生产接线，降低对接线人员水平的要求。但直接导出的接线表在实际应用中还存在以下问题。

第一可读性差，目前电柜接线工艺中导线套号码管工序仍需要手动完成，此工序需要知道套接哪个号码管，传统的接线方式通过查看原理图来确定，而使用接线表可以省去看原理图的麻烦，但从数百行的接线表中查找某个连接十分困难，如果不能提高接线表可读性，那么接线表的使用就将大打折扣。

第二数据的利用，接线表中有很多可用的数据，手动提取费时费力且易错，必须能够自动提取，并生成可被相关自动化设备识别的数据。

第三是线长，接线表导出的线长可以设置不同的精度，导出精度对导线的误差以及导线加工有影响：导线精度高其误差就会变小，但是不同长度导线的数量会增加，导线加工制作的难度会增大，特别是不同长度的导线极易混淆；而降低导线精度，相同长度导线会增多，导线加工及制作难度降低，但长度误差变大，可能导致部分导线在生产接线时需要对导线进行再加工，增加了工作量。因此对接线表中导线长度的处理必须能够均衡导线精度、加工难度、线长误差之间的关系。

通过上述问题可见未经处理的接线表无法直接用于生产，处理接线表是其应用的必要途径。Excel对表格有强大的处理能力，但是手动处理效率太低，使用VBA虽可以达到自动处理的目的，但在使用时较麻烦。使用Excel插件式开发既能满足功能需求，又在程序使用上具有非常好的便利性。

6 接线表自动处理程序的开发

通过应用中遇到的问题可知，接线表的处理应能够进行表的优化排序、数据输出、线长处理等功能，另外由于布线时导线的设置及手动布线难免会出现一些遗漏和错误，通常这些错误在布线时不易发现，在接线表中较容易发现和更改，因此处理程序还应能够对接线表中的错误进行检查。

优化排序是接线表处理的重点工作，它决定着表能否真正的应用，程序采用单线并线分开处理，单线按设备和连接点序号进行排序，并线相邻放置，将并线点做特殊标记，使得仅靠接线表就能够制作完整的并线，最后将导线按照不同线型分页，避免导线制作时产生线型的混淆。

对于接线表中线长的问题，程序采用了标准线长处理即根据导线线径的大小采用了不同梯度的取整处理，使得线长满足实际需求的情况下增加部分裕量达到某一整数值，这样虽然使得某些导线预留的线长裕量不同，但该方式减少了不同线长导线的数量，明显降低了实际应用中导线的制作、筛选的难度，使得生产时批量导线的制作成为可能。

接线表处理程序能够快速完成接线表的生成、数据的导出等工作，Excel插件式的开发方便了程序的使用，对接线表的应用起到了推动作用。

7 结束语

通过使用Eplan软件能够快速完成电柜的三维设计及接线表的输出， Excel处理程序的开发方便了接线表的处理，接线表的应用改变了传统接线方式，明显降低了对接线人员的要求，加之对接线表数据和自动化设备的结合使用，电柜的生产效率得到了明显提高，收到了良好的经济效益。

参考文献：

[1]白晓东.Pro/CABLING三维布线实践[J].航天制造技术，2006（3）：27-29.

[2]安利全，郑建明，王永振，等.三维布线技术在工艺中的应用[J].航天制造技术，2009（3）：22-26.

[3]苗振腾，方沂，路红杨.基于UG二次开发的自动电气布线系统的设计[J].现代制造技术与装备，2009（4）：59-61.

[4]潘丽珍.EPLAN在矿用挖掘机电气设计中的应用[J].机械工程与自动化，2014（6）：214-215.

[5]尉建龙，马兵，范喜斌.EPLAN软件在排土机电气设计中的应用[J].机械工程与自动化，2015（6）：190-191.endprint