CAE軟件在汽車(chē)電氣控制系統中的應用
加入技術(shù)交流群
國內設備制造商能夠取得進(jìn)步的原因是多方面的，包括技術(shù)、管理以及觀(guān)念上的多種因素。在諸多因素中，計算機輔助設計軟件的廣泛應用無(wú)疑是設計手段提升的一大原因。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，計算機輔助設計軟件在國內的應用已經(jīng)非常成熟。在機械和模具設計領(lǐng)域，國際流行的AutoCAD、Catia、Pro/E和Autoform等軟件的應用非常廣泛而成功。但是相對于計算機輔助設計軟件在機械設計上的成功應用，電氣設計軟件的應用卻不是那么普遍和成功。
本文希望通過(guò)介紹Eplan在上海大眾的應用，讓國內設備供應商加深對這類(lèi)軟件的理解和認識，加快這類(lèi)軟件的應用步伐，使得設備設計制造中的電氣控制這一環(huán)節也能跟上國際潮流。
基于圖形軟件的電氣控制系統設計
如果說(shuō)國內在電氣控制設計中沒(méi)有使用計算機輔助設計，這顯然是不對的?，F在沒(méi)有哪一家依然提供手繪的圖紙，用計算機繪制電氣圖紙既簡(jiǎn)便又美觀(guān)，但是這些圖紙完全無(wú)法描述電氣控制系統的內在邏輯，僅僅是將“圖”畫(huà)好了。
這方面應用最廣泛的軟件是AutoCAD。和機械設計一樣，在電氣控制系統設計中，系統原理圖的設計和繪制也借助于A(yíng)utoCAD這一輔助軟件來(lái)實(shí)現。與最初的手工畫(huà)圖相比較，用AutoCAD來(lái)繪制電氣圖紙，圖紙的完成質(zhì)量和速度可以得到有效地控制和提高。例如，AutoCAD復制、粘貼、捕捉、屬性匹配等功能為快速繪制圖紙提供了可能，這些都是手工繪制圖紙所不能比擬的。但是由于A(yíng)utoCAD針對的是圖形，所以在電氣設計的應用中還是會(huì )碰到一些具體問(wèn)題：
□ 同一個(gè)接觸器或繼電器的觸點(diǎn)往往會(huì )出現在不同頁(yè)的原理圖中，因為在A(yíng)utoCAD中無(wú)法產(chǎn)生相互關(guān)聯(lián)參考，所以在原理圖上容易產(chǎn)生線(xiàn)圈和觸點(diǎn)的遺漏，觸點(diǎn)的標注會(huì )產(chǎn)生錯誤或重復，造成元件的選型和設計的不符；
□ 電氣線(xiàn)路中所有元件的連線(xiàn)和文本的標注都必須手動(dòng)完成；
□ 元器件的選型、材料清單、控制柜內元件的布置需要借助Excel或AutoCAD手動(dòng)完成，因而造成元器件型號漏選和尺寸錯誤等問(wèn)題；
□ 元器件的位置號、用途等說(shuō)明無(wú)法導出供軟件編制或顯示系統設計時(shí)使用。
由于存在著(zhù)上述種種問(wèn)題，所以在整個(gè)設計過(guò)程中必須花費大量的時(shí)間來(lái)進(jìn)行圖紙的審核和校對。
電氣設計軟件的特點(diǎn)
基于圖形的軟件在電氣控制系統設計中的缺陷，主要在于它無(wú)法描述電氣控制系統內在的邏輯關(guān)系。
一個(gè)真正的電氣設計軟件應該具有以下特點(diǎn)：
□ 面向電氣系統，而不是面向電氣圖紙：這是電氣設計軟件和一般機械設計軟件的根本區別。電氣設計軟件基于數據塊，描述電氣元器件之間的連接關(guān)系以及互參照關(guān)系。
□ 豐富的頁(yè)碼編號系統，能夠滿(mǎn)足各種規模項目的需求：和機械圖紙不同，電氣圖紙都是由多頁(yè)圖紙組成，對不同類(lèi)型和規模的項目，應該采用最適合的頁(yè)碼編號系統，頁(yè)碼編號系統直接關(guān)系到元器件的編號和互參照。
□ 完善的元器件庫：除了符合各種國際或國家標準的標準符號庫以外，電氣設計軟件還應該有盡可能多的知名供應商的元器件庫供使用，這樣在設計時(shí)，不僅插入了元器件符號和連接關(guān)系，還插入了元器件的訂購信息、價(jià)格信息等，為項目的其他環(huán)節提供了準確、完備、即時(shí)更新的信息。
□ 自動(dòng)生成元器件清單、端子接線(xiàn)圖等。
□ 多種軟件接口：電氣硬件設計只是設備制造項目中的一個(gè)環(huán)節，也是電氣控制系統的第一個(gè)步驟。這個(gè)步驟將決定后續的軟件設計、元器件采購、電氣柜安裝、現場(chǎng)安裝、調試等后續步驟。這些后續步驟又將借助各自的軟件來(lái)完成，因此電氣設計軟件與其他軟件的接口至關(guān)重要。
□ 對各種語(yǔ)言的支持。
EPLAN在上海大眾的應用
市場(chǎng)上的電氣設計軟件有很多，比如EPLAN、PROMIS、ELECTROCAD、AUTOCAD ELECTRICAL等，它們大多都能滿(mǎn)足我們在上一節中羅列出的要求。
大眾集團在比較了多款軟件后，選定了EPLAN作為集團的電氣設計軟件標準，要求所有供貨廠(chǎng)商提供EPLAN格式的電氣圖紙。上海大眾作為大眾集團在中國的合資公司，也相應確定了EPLAN軟件作為電氣設計軟件。
確定一個(gè)統一的軟件平臺，大大方便了大眾和設備供應商之間的交流：一方面，大眾的一些電氣要求也做成了EPLAN格式，提供給設備供應商后可以直接使用；設備供應商提供給大眾的電氣圖紙也是EPLAN格式的，使得大眾資料的管理和將來(lái)設備的更改、改造有了最為原始、完備的信息。
下面簡(jiǎn)單列舉EPLAN軟件的一些特點(diǎn)：
□ EPLAN支持不同的電氣標準，如IEC、JIC、DIN等，并有標準的符號庫。
□ EPLAN是基于數據庫的電氣設計軟件。利用EPLAN進(jìn)行電氣設計時(shí)，輸入的不是圖形，而是帶有屬性的“元件”及“元件”之間的邏輯關(guān)系。
□ EPLAN提供了標準模板，各種圖表可以自動(dòng)生成，如設備清單、端子連接圖等。每條記錄的詳細屬性都可以反映在圖表中，一旦在原理圖中做了修改，只需刷新表格即可更新最新數據，無(wú)需手動(dòng)修改，保證了數據的準確性。
□ 主設備與其分散元件自動(dòng)產(chǎn)生交互參考。例如，接觸器線(xiàn)圈和觸點(diǎn)，在線(xiàn)圈的下方可以自動(dòng)顯示觸點(diǎn)映像，表示觸點(diǎn)的位置和數量，避免了相同觸點(diǎn)的重復使用；同時(shí)在元件選型時(shí)方便選擇和物理存在相一致的接觸器，以免漏選接觸器觸點(diǎn)。
□ 快速選型功能。只需一次在EXCEL中列出所需元件清單，完成數據庫的關(guān)聯(lián)，然后就可以在原理圖中逐一選型，并通過(guò)EPLAN的標準模板生成清單，其中包括器件的各類(lèi)電氣參數、外形尺寸、品牌等信息，并且可以根據不同的要求進(jìn)行自動(dòng)排序。
□ 完成了器件選型之后，即可進(jìn)行面板布置，由于元件清單中已包括了元件的外形尺寸，所以根據所選的元件，EPLAN自動(dòng)生成1：1的元件外形圖，節省了柜箱布置時(shí)間。
對于相類(lèi)似的項目，只要修改一些相關(guān)的項目數據，如項目名稱(chēng)、項目編號、用戶(hù)名稱(chēng)等，就可成為新項目的圖紙，可以避免項目的重復修改。
結語(yǔ)
如今，國內設備制造商已經(jīng)不斷有成功應用電氣設計軟件的案例。AutoCAD Electrical和EPLAN在煙草、重機行業(yè)都有應用，汽車(chē)行業(yè)設備制造商也開(kāi)始使用EPLAN軟件。希望這些成功的應用能夠帶來(lái)更多、更深入的應用，全面提高我國設備設計地位。(end)
評論