CN108268733A - 电气设计的三维自动布局方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电气设计的三维自动布局方法和系统，该方法包括下列步骤：对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，并从设计元件数据库中获取所述电气项目图纸中每个设备元件的数据信息；根据获取的每个设备元件的数据信息，从所述设计元件数据库中筛选出与所述电气项目图纸中设备元件相适配的布局所需的基础设备；以及根据获取的每个设备元件的数据信息，在所述基础设备上进行三维布局。本发明能够对电气设计中的设备元件进行三维自动布局，使得设备元件的三维安装数据标准化，同时也大大提高了电气设计三维布局的效率和规范化。

Description

电气设计的三维自动布局方法及其系统
技术领域
本发明涉及电气计算机辅助工程技术领域，更具体地说，本发明涉及一种电气设计的三维自动布局方法及其系统。
背景技术
电气设计，是根据规范要求，对电源、负荷等级和容量、供配电系统接线图、线路等各系统的设计过程。目前，对于电气设计的布局，还只是停留在工程师根据电气项目图纸，在AutoCAD等计算机辅助设计软件平台手动绘制二维布局图，但是，在这个过程中，需要人工统计图纸中设备元件的种类，数量等数据，同时还需要去查阅相关设备元件手册来确认三维安装尺寸，这样既费时费力，又造成设计重复劳动、效率低下的问题，还容易出错，给后续环节造成不可估量的损失，耽误生产进度。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种电气设计的三维自动布局方法和系统，该方法和系统能够对电气设计中的设备元件进行三维自动布局，使得设备元件的三维安装数据标准化，并提高了设备元件的安装精确度，同时也大大提高了电气设计三维布局的效率和规范化。
为了实现本发明的目的和优点，本发明提供的技术方案为：
第一方面，本发明提供了电气设计的三维自动布局方法，包括下列步骤：
对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，并从设计元件数据库中获取所述电气项目图纸中每个设备元件的数据信息；
根据获取的每个设备元件的数据信息，从所述设计元件数据库中筛选出与所述电气项目图纸中设备元件相适配的布局所需的基础设备；以及
根据获取的每个设备元件的数据信息，在所述基础设备上进行三维布局。
优选的是，所述的电气设计的三维自动布局方法，在所述基础设备上进行三维布局后，还包括下列步骤：
根据三维布局的结果，生成电缆布线图，并计算电缆的长度，生成电缆数据报表；
根据三维布局的结果，计算所述基础设备上的设备元件及设备元件接线点的三维坐标数据，并生成三维坐标数据报表。
优选的是，所述的电气设计的三维自动布局方法，在对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类之前，还包括步骤：通过人机交互界面，选择电气项目图纸。
优选的是，所述的电气设计的三维自动布局方法，所述与设备元件相适配的布局所需的基础设备，包括：箱柜、安装板、线槽、安装导轨、以及母线。
优选的是，所述的电气设计的三维自动布局方法，所述对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，并从设计元件数据库中获取所述电气项目图纸中包含的每个设备元件的数据信息，具体包括：
根据所述电气项目图纸中每个设备元件的参数信息，对所述电气项目图纸中的所有设备元件进行统计和分类，并进行存储；
根据所述电气项目图纸中设备元件的分类结果，确定每个类别中的设备元件的安装方式，所述安装方式包括：安装板安装方式、枢轴框架安装方式、柜门安装方式、侧板安装方式、顶板安装方式和未定义安装方式，并进行存储；
根据所述电气项目图纸中每个设备元件的类别和安装方式，从所述设计元件数据库中查询其相关的数据信息，并进行存储，其中，所述设备元件的数据信息包括：元件安装间隙数据、三维模型数据、安装要求、元件编号、ERP编码、以及订货编号。
优选的是，所述的电气设计的三维自动布局方法，所述设备元件的类别包括：安全开关、断路器、电机保护开关、热过载继电器、软启动器、变频器、PLC、端子或者插头。
优选的是，所述的电气设计的三维自动布局方法，还包括下列步骤：根据获取的电缆数据报表和三维坐标数据报表，更新电气项目图纸的相关报表。
第二方面，本发明还提供了电气设计的三维自动布局系统，适用于电气设计的三维自动布局方法，包括：
设备元件数据信息获取模块，其用于对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，并从设计元件数据库中获取所述电气项目图纸中包含的每个设备元件的数据信息；
基础设备筛选模块，其用于根据获取的每个设备元件的数据信息，从所述设计元件数据库中筛选出与所述电气项目图纸中的设备元件相适配的布局所需的基础设备；以及
三维布局模块，其用于根据获取的每个设备元件的数据信息，在所述基础设备上进行三维布局。
优选的是，所述的电气设计的三维自动布局系统，还包括：
电缆连接生成模块，其用于根据三维布局的结果，生成电缆布线图，并计算电缆的长度，生成电缆数据报表；
三维坐标计算模块，其用于根据三维布局的结果，计算所述基础设备上的设备元件及设备元件接线点的三维坐标数据，并生成三维坐标数据报表。
优选的是，所述的电气设计的三维自动布局系统，还包括：电气项目图纸选择模块，其用于选择和加载电气项目图纸。
本发明至少包括以下有益效果：通过人机交互界面选择电气项目图纸后，设备元件数据信息获取模块自动地对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，能够高效地对设计元件数据库进行检索查找获取每个设备元件的数据信息；然后通过基础设备筛选模块自动筛选出与设备元件相适配的布局所需的基础设备，并通过三维布局模块根据获取的每个设备元件的数据信息，在所述基础设备上进行三维布局，并自动生成电缆布线图、电缆数据报表和三维坐标数据报表，整个过程减少了电气工程师的工作量，实现了高效、准确地进行三维布局及并生成相关数据，规范化了企业设计，减少了数据错误，节省了成本，提高了效率。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明实施例所述的电气设计的三维自动布局方法的流程示意图；
图2为人机交互界面中，电气项目信息采集界面示意图；
图3为人机交互界面中，三维布局示意图；
图4为采用本发明实施例所述的电气设计的三维自动布局方法获取的电缆布线示意图；
图5为采用本发明实施例所述的电气设计的三维自动布局方法获取的电缆数据报表示意图；
图6为本发明又一实施例所述的电气设计的三维自动布局系统的模块关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明实施例提供的电气设计的三维自动布局方法，包括下列步骤：
S10、通过人机交互界面，选择电气项目图纸。
其中，电气项目图纸要求基础电气工艺参数完整，设备元件基础参数完整。例如，图2所示。
S20、对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，并从设计元件数据库中获取所述电气项目图纸中每个设备元件的数据信息。
需要说明的是，统计分类的过程均通过算法自动进行，统计、处理的各种数据会自动进行存储，存储到预先设定的特定数据结构中。
S30、根据获取的每个设备元件的数据信息，从所述设计元件数据库中筛选出与所述电气项目图纸中设备元件相适配的布局所需的基础设备。
其中，所述与设备元件相适配的布局所需的基础设备，包括：箱柜、安装板、线槽、安装导轨、以及母线等。
S40、根据获取的每个设备元件的数据信息，在所述基础设备上进行三维布局。例如图3所示。
其中，自动进行三维布局时，会严格按照电气柜布板的原则、制定的设备元件布局规则，来实现设备元件的三维布局。
S50、根据三维布局的结果，生成电缆布线图，并计算电缆的长度，生成电缆数据报表。例如，图4为电缆布线图、图5为电缆数据报表示意图。
S60、根据三维布局的结果，计算所述基础设备上的设备元件及设备元件接线点的三维坐标数据，并生成三维坐标数据报表。
其中，生成的三维坐标数据报表供给第三方机器人及数控系统能够用于实际生产加工，能够提高加工出来的产品的精确度。
S70、根据获取的电缆数据报表和三维坐标数据报表，更新电气项目图纸的相关报表。
通过人机交互界面选择电气项目图纸后，设备元件数据信息获取模块自动地对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，能够高效地对设计元件数据库进行检索查找获取每个设备元件的数据信息；然后通过基础设备筛选模块自动筛选出与设备元件相适配的布局所需的基础设备，并通过三维布局模块根据获取的每个设备元件的数据信息，在所述基础设备上进行三维布局，并自动生成电缆布线图、电缆数据报表和三维坐标数据报表，整个过程减少了电气工程师的工作量，实现了高效、准确地进行三维布局及并生成相关数据，规范化了企业设计，减少了数据错误，节省了成本，提高了效率。
在其中一具体实施方式中，所述对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，并从设计元件数据库中获取所述电气项目图纸中包含的每个设备元件的数据信息，具体包括：
根据所述电气项目图纸中每个设备元件的参数信息，对所述电气项目图纸中的所有设备元件进行统计和分类，并进行存储；
根据所述电气项目图纸中设备元件的分类结果，确定每个类别中的设备元件的安装方式，所述安装方式包括：安装板安装方式、枢轴框架安装方式、柜门安装方式、侧板安装方式、顶板安装方式和未定义安装方式，并进行存储；
根据所述电气项目图纸中每个设备元件的类别和安装方式，从所述设计元件数据库中查询其相关的数据信息，并进行存储，其中，所述设备元件的数据信息包括：元件安装间隙数据、三维模型数据、安装要求、元件编号、ERP编码、以及订货编号。
在其中一具体实施方式中，所述的电气设计的三维自动布局方法，所述设备元件的类别包括：安全开关、断路器、电机保护开关、热过载继电器、软启动器、变频器、PLC、端子或者插头。
第二方面，如图6所示，本发明又一实施例还提供了电气设计的三维自动布局系统，适用于电气设计的三维自动布局方法，包括：
设备元件数据信息获取模块10，其用于对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，并从设计元件数据库中获取所述电气项目图纸中包含的每个设备元件的数据信息；
基础设备筛选模块20，其用于根据获取的每个设备元件的数据信息，从所述设计元件数据库中筛选出与所述电气项目图纸中的设备元件相适配的布局所需的基础设备；以及
三维布局模块30，其用于根据获取的每个设备元件的数据信息，在所述基础设备上进行三维布局。
在其中一具体实施方式中，所述的电气设计的三维自动布局系统，还包括：
电缆连接生成模块40，其用于根据三维布局的结果，生成电缆布线图，并计算电缆的长度，生成电缆数据报表；
三维坐标计算模块50，其用于根据三维布局的结果，计算所述基础设备上的设备元件及设备元件接线点的三维坐标数据，并生成三维坐标数据报表。
在其中一具体实施方式中，所述的电气设计的三维自动布局系统，还包括：电气项目图纸选择模块60，其用于选择电气项目图纸。
需要说明的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的据图实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种变化，而不偏离本发明的精神和范围。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.电气设计的三维自动布局方法，其特征在于，包括下列步骤：
对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，并从设计元件数据库中获取所述电气项目图纸中每个设备元件的数据信息；
根据获取的每个设备元件的数据信息，从所述设计元件数据库中筛选出与所述电气项目图纸中设备元件相适配的布局所需的基础设备；以及
根据获取的每个设备元件的数据信息，在所述基础设备上进行三维布局。
2.如权利要求1所述的电气设计的三维自动布局方法，其特征在于，在所述基础设备上进行三维布局后，还包括下列步骤：
根据三维布局的结果，生成电缆布线图，并计算电缆的长度，生成电缆数据报表；
根据三维布局的结果，计算所述基础设备上的设备元件及设备元件接线点的三维坐标数据，并生成三维坐标数据报表。
3.如权利要求2所述的电气设计的三维自动布局方法，其特征在于，在对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类之前，还包括步骤：通过人机交互界面，选择电气项目图纸。
4.如权利要求3所述的电气设计的三维自动布局方法，其特征在于，所述与设备元件相适配的布局所需的基础设备，包括：箱柜、安装板、线槽、安装导轨、以及母线。
5.如权利要求4所述的电气设计的三维自动布局方法，其特征在于，所述对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，并从设计元件数据库中获取所述电气项目图纸中包含的每个设备元件的数据信息，具体包括：
根据所述电气项目图纸中每个设备元件的参数信息，对所述电气项目图纸中的所有设备元件进行统计和分类，并进行存储；
根据所述电气项目图纸中设备元件的分类结果，确定每个类别中的设备元件的安装方式，所述安装方式包括：安装板安装方式、枢轴框架安装方式、柜门安装方式、侧板安装方式、顶板安装方式和未定义安装方式，并进行存储；
根据所述电气项目图纸中每个设备元件的类别和安装方式，从所述设计元件数据库中查询其相关的数据信息，并进行存储，其中，所述设备元件的数据信息包括：元件安装间隙数据、三维模型数据、安装要求、元件编号、ERP编码、以及订货编号。
6.如权利要求5所述的电气设计的三维自动布局方法，其特征在于，所述设备元件的类别包括：安全开关、断路器、电机保护开关、热过载继电器、软启动器、变频器、PLC、端子或者插头。
7.如权利要求3所述的电气设计的三维自动布局方法，其特征在于，还包括下列步骤：根据获取的电缆数据报表和三维坐标数据报表，更新电气项目图纸的相关报表。
8.电气设计的三维自动布局系统，适用于权利要求1～7任一所述的电气设计的三维自动布局方法，其特征在于，包括：
设备元件数据信息获取模块，其用于对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，并从设计元件数据库中获取所述电气项目图纸中包含的每个设备元件的数据信息；
基础设备筛选模块，其用于根据获取的每个设备元件的数据信息，从所述设计元件数据库中筛选出与所述电气项目图纸中的设备元件相适配的布局所需的基础设备；以及
三维布局模块，其用于根据获取的每个设备元件的数据信息，在所述基础设备上进行三维布局。
9.如权利要求8所述的电气设计的三维自动布局系统，其特征在于，还包括：
电缆连接生成模块，其用于根据三维布局的结果，生成电缆布线图，并计算电缆的长度，生成电缆数据报表；
三维坐标计算模块，其用于根据三维布局的结果，计算所述基础设备上的设备元件及设备元件接线点的三维坐标数据，并生成三维坐标数据报表。
10.如权利要求9所述的电气设计的三维自动布局系统，其特征在于，还包括：电气项目图纸选择模块，其用于选择和加载电气项目图纸。
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