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處理，使之能夠更好地應用于電柜的接線生產中，相比較傳統電柜接線工藝，提高了接線生產效率。

關鍵詞：Eplan；電氣三維設計；三維布線接線表開發；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過程中最耗時的一個工藝，傳統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據共享較弱，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，且數據可在各模塊間共享，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，它把威圖機柜的產品手冊和產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據共享，避免了數據交換的麻煩。

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據庫，包括設備多種信息及功能模板數據。在進行電柜三維設計時，除了需要常規的部件信息外，還必須有部件的三維模型數據。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提供的網絡部件庫DataPortal已經開放，各大電氣設備廠商也都提供其各自產品的三維模型，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的三維塊來代替設備模型，能夠減少創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的具體參數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絡定義點來調整它們的連接關系。

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域規劃，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設備的接線關系。布線時首先要確保柜內所有布線路徑形成一個整體的布線網絡，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：原理圖調整和直接修改走路徑。原理圖調整是針對多條導線并接情況，通過原理圖中的網絡定義點修改并線順序，達到調整布線的目的；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標簽中設置參數及順序的導出模板，按模板導出連接數據形成接線表。接線表中包含了接線的關鍵數據，能夠用來指導電柜生產接線，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。

第二數據的利用，接線表中有很多可用的數據，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據。

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處理的接線表無法直接用于生產，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

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化排序、數據輸出、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一些遺漏和錯誤，通常這些錯誤在布線時不易發現，在接線表中較容易發現和更改，因此處理程序還應能夠對接線表中的錯誤進行檢查。

優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、數據的導出等工作，Excel插件式的開發方便了程序的使用，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處理程序的開發方便了接線表的處理，接線表的應用改變了傳統接線方式，明顯降低了對接線人員的要求，加之對接線表數據和自動化設備的結合使用，電柜的生產效率得到了明顯提高，收到了良好的經濟效益。

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二次開發的自動電氣布線系統的設計[J].現代制造技術與裝備，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