數字一體化在電氣線路設計及測試中的應用

楊雪，黎云軒，郗琦

(北京宇航系統工程研究所，北京，100076)

0 引言

目前，國內航天器型號電氣系統線路設計采取兩種設計工具：AutoCAD以及CHS數字化電氣系統設計工具。其中，AutoCAD由于其設計基于圖形表示方式，電氣系統線束設計時會導致各個環節相互孤立、無法實現數據關聯、重復的手工操作多、缺乏驗證手段、數據一致性差、無法保證數據質量等眾多問題。最重要的是，在強調數字化的時代，傳統的線束設計方式缺乏統一的數據管理，并且無法與測試工具進行整合，無法實現設計數據共享和信息傳遞。

隨著CHS數字化電氣系統設計工具在型號電氣系統中的推廣應用，如何利用其設計數據成為限制電氣線路自動測試效率的關鍵環節。將設計軟件CHS與電氣線路自動測試軟件相結合進行的數字一體化設計的方法，完成設計與測試的接口交互，從而實現從電氣線路設計到電氣線路測試的無縫對接。

1 數字化電氣線路設計流程

基于CHS設計平臺的設計流程如圖1所示，主要分為元器件庫定義、布置圖設計、原理圖設計、電氣線路設計，及一些后續的線路報表生成等等。

元器件建庫應用Capital Library 添加相關元器件屬性以及元器件符號等信息，為后期電氣線路繪制提供元器件級的基礎信息支持?？偛贾脠D利用Capital Topology模塊進行手工繪制，原理圖利用CHS平臺Capital Logic模塊進行手工繪制。原理圖設計完成后，可提供給三維結構設計相關電氣接口文件，ProE可根據該接口數據進行三維敷設；同時，Capital Logic可將原理圖中的連接器、導線屬性等信息傳遞給線束設計模塊Capital HarnessXC，以完成線纜分支圖的生成過程。節點表、物料清單、下料表則直接通過Capital HarnessXC模塊自動生成。

圖1 基于CHS設計平臺的設計流程

2 數字化電氣線路設計輸出文件格式分析

CHS軟件中線路接點關系信息輸出XML格式導線表，格式分為關鍵字定義段、應用實例段。關鍵字定義段對導線號、組件名稱、接插件名稱（起點）、點號（起點）、接插件名稱（終點）、點號（終點）、導線顏色、導線規格、導線長度等進行定義。

應用實例段則針對各導線連接的起點、起點號、終點、終點號、導線規格、導線長度等一一進行定義。

3 電氣線路接點關系自動識別設計

CHS軟件中線路接點關系信息輸出XML格式導線表，輸出信息包括：導線號、組件名稱、接插件名稱（起點）、點號（起點）、接插件名稱（終點）、點號（終點）、導線顏色、導線規格、導線長度等。

而電氣線路自動測試軟件中，需求信息分為兩個文件：參考點配置文件（PEQ格式）、接線表配置文件（COO格式）。其信息包括：被測連接器代號、點號、設備點號、起點設備點號、終點設備點號、理論電阻值、測試阻值合格范圍（上限、下限）。

通過上述輸入、輸出文件信息、格式對比，電氣線路接點關系自動識別軟件需完成讀取XML格式文件信息、計算阻值范圍信息、二次轉接匹配、寫入參考點配置文件、接線表配置文件等功能。

電氣線路接點關系自動識別軟件流程如下圖2所示。對應，導入匹配數據表中。通過匹配數據表中各測試信息，最終生成參考點配置文件（PEQ格式）、接線表配置文件（COO格式）。

4 電氣線路接點關系自動識別實例

圖2 線路接點關系自動識別軟件流程

舉例說明，9B01插座的1、3點通過轉接插頭1Y1連接到Y189X41的31、25點，那么數據轉換軟件需要完成的工作包括：

（1）讀取9B01電纜信息，提取起點連接器代號、點號，終點連接器代號、點號，導線規格，導線長度。

（2）讀取Y189X41電纜信息，提取起點連接器代號、點號，終點連接器代號、點號，導線規格，導線長度，續寫進上表。

（3）讀取其他本測試分區相關電纜信息，按步驟（1）。

（4）讀取完畢后，通過遍歷，查找各行中代號、點號重復的信息，例中某行起點、終點“1Y1”、“17”與 另一行起點、終點“1Y1”、“17”完全一致，則提取序號 1另一組“9B01”、“1”點作為起點信息，另一組“Y189X41”、“31”點作為終點信息。

（5）后臺運算完理論阻值（兩部分理論阻值之和）。

將所有本次測試分區中信息處理完成后，讀取相關信息，形成參考點配置文件（PEQ格式）、接線表配置文件（COO格式）供電氣線路自動測試軟件讀取即可。

5 總結及展望

設計電氣線路接點關系自動識別軟件底層數據表提供連接器代號、起點、終點導線規格、導線長度等信息。

對讀取數據表進行遍歷、查找、匹配后，對“連接器代號”、“連接器點號”信息均相同的條目進行“串接處理”，即取該兩條目中剩余的兩組“連接器代號”、“連接器點號”分別作為起點、終點的代號、點號，其阻值為兩條目理論阻值之和。

考慮到多級串接線路的存在，會循環執行上述匹配過程，直至無重復“連接器代號”、“連接器點號”信息。

結合轉接線路的信息，將各連接器對應的測試物理地址一一

通過某型號電氣線路的數字化設計的示例證明，將美國mentor公司的線束設計軟件CHS與電氣線路自動測試軟件相結合進行的數字一體化設計的方法，比傳統的基于AutoCAD的二維設計，具有設計效率高、可靠性高的優勢，實現了設計與測試的數據共享和信息的一致性。

參考文獻

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