CN110807296A - 一种机车动车变流柜用电气原理设计方法 - Google Patents
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Abstract
一种机车动车变流柜用电气原理设计方法，采用E3.series作为变流柜电气原理设计的实现工具；综合公司的上下流业务需求，进行二次开发，调用E3.series内部API函数，实现电气原理框图内连接器与所连接的标准设备或元件的管脚或位置点的针脚命名匹配，开发与三维设计软件Creo的接口，指导三维设计环境中线束的空间规划，输出面向工艺的规定格式的包含线缆长度的EXCEL接线表，实现电气原理逻辑设计与物料数据的管理的无缝集成，原理框图与EXCEL接线表、电气物料数据的联动更改和实时更新，为研发计划制定、物料采购、产品的测试试验、下游的工艺布线环节等数据的一致性、准确性提供保障。
Description
技术领域
本发明属于变流柜设计技术领域，尤其涉及一种机车动车变流柜用电气原理设计方法。
背景技术
机车、动车变流柜内目前多采用交-直-交流电传动供电系统，该电传动系统包含主电路、控制回路、传感器信号采集电路，电源分配电路，变流柜的设计一般采用自顶向下的设计，先总体设计然后进行各分系统的详细设计，电气工程师在得到总体的机械、电气接口和性能需求之后才开始着手进行变流柜分系统的详细设计，电气物料的选择会根据空间干涉情况、散热、电磁兼容、线缆的折弯半径综合要求进行设计并与客户沟通设计方案，中间会涉及反复的更改过程，变流柜电气原理设计主流人采用AutoCAD的二维电气设计和EXCEL表格来完成。
基于AutoCAD的二维电气原理图设计主要采用基于图形的表达方式，电气符号和器件的物料信息相互孤立，电气物料数据则是通过人工统计后期添加的方式生成与原理框图独立的物料明细，面向工艺指导现场生产的接线表数据、电气设计物料清单也是通过手工方式添加到EXCEL表格中，且无法得到线缆的准确长度。
采用基于AutoCAD的二维电气原理图，器件的物料信息和电气符号独立存在，与其它子系统集成度低，数据存储分散，对于电器件的选用、查询带来不便，影响图纸理解，对于涉及的产品物料信息，如各类电器件、接插件、连接器、插针、端子、线缆的线轴信息物料信息、外径、颜色、折弯半径信息在原理图上无法直观体现。
电器设计中相关的物料数据由人工物料数据统计后手动添加，在电气原理设计需要更改时，例如增加某路采集信号或者物料出现更改时，电气原理图及接线表数据不能联动更改，需要修改电气原理图并同时修改接线表，电气设计更改时工作量大，耗费大量的人力、物力同时容易出现错误。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机车动车变流柜用电气原理设计方法，其解决了现有电气设计更改工作量大，耗费大量的人力、物力同时容易出现错误的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种机车动车变流柜用电气原理设计方法，所述该设计方法具体包括以下步骤：
S1：搭建适合企业的物料数据管理、器件关键信息、电缆信息的E3.series电气器件库，配置数据库底层模板；
S2：根据数据库底层模板配置原理图模板，调用E3.series电气器件库的数据信息按照特定的电气规则绘制电气原理框图；
S3：根据现场实际情况判断是否更改电气原理框图，若需要更改返回S2进行更改；
若不需要更改进行下一步操作；
S4：通过二次开发针脚名匹配插件，调用E3.series电气器件库内部API函数，完成连接器端针脚名匹配；
S5：通过二次开发插件Creo接口，将电气原理框图中的电气连接逻辑关系导入到三维设计环境，指导线束的空间规划；
S6：根据指导线束的空间规划由三维设计软件输出线缆长度信息；
S7：根据输出的线缆长度信息通过二次开发Creo接口，数据回传E3.series环境中；
S8：通过二次开发接线表插件，调用E3.series电气器件库内部API函数，输出接线表；
S9：通过二次开发电气设计物料清单插件，输出电气设计物料清单。
进一步：所述S1中涉及的物料包括控制单元、功率模块、电器件、插针、接线端子以及端子排定义性物料以及线号管非电气定义型物料。
进一步：所述S2中通过二次开发插件，使用Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数，遍历、查找、匹配具有连接关系的首末两端的连接器本身、标准设备以及组件的针脚位置，实现电气连接逻辑接线关系的准确定义，完成电气设计的初步电气检查。
进一步：所述S8中利用基于Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数对原理框图内所涉及的电气定义型物料及非电气定义型物料信息准确读取，并输出规定格式的EXCEL格式的接线表。
进一步：所述S8中通过Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数，读取每“页”中的接线信息。
进一步：所述S9中通过Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数，完成电气设计物料的读取、统计，输出规定字段的电气设计物料清单。
进一步：所述S9中通过E3.Series软件自定义功能，导入S4、S5、S8以及S9名称为“针脚名匹配”、“Creo接口”、“接线表”、“电气设计物料清单”二次开发插件。
与现有技术相比，本申请所具有的有益效果是：
实现变流柜电气原理逻辑设计与物料数据管理的无缝集成，原理框图与物料数据的联动更改、电气数据的实时更新，在项目论证阶段降低修改工作量，降低手动方式添加报表出现错误率，保证电气设计从设计研发端头的数据的一致性、准确性，为研发计划指定、物料采购、数据统计、产品的测试实验、下游的布线环节提供数据支撑。
附图说明
图1为本发明该电气原理设计方法具体流程框图；
图2为本发明导入二次开发插件的界面示意图；
图3为本发明生成的E3.Series软件界面示意图；
图4为本发明生成的变流柜接线表界面示意图；
图5为本发明生成的变流柜电气设计物料清单界面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，一种机车动车变流柜用电气原理设计方法，其特征在于，所述该设计方法具体包括以下步骤：
S1：搭建适合企业的物料数据管理、器件关键信息、电缆信息的E3.series电气器件库，配置数据库底层模板。
梳理企业常用电气部件的物料数据、属性信息、管脚信息、线缆的线径尺寸、折弯半径信息、接插件端子信息，从产品研发设计和电气器件数据的管理维护角度，按照原件、端子、连接器、线缆分类制动建模规则。
变流柜的电气设计中所涉及物料包含控制单元、功率模块、电器件、插针、接线端子、端子排电气定义型物料以及线号管非电气定义型物料。
首先是根据国际、国家、行业标准建立电气型物料和非电气型物料的基本电气图形符号、线缆图形符号、接地符号，以及通用的电气原理图的符号图形。
其次，结合本企业物料主数据系统中物料数据的大小量纲、物料类型、单位、物料编码/物料名称规定，完整定义器件的属性信息。
配置数据底层模板文本.e3t文件，建立以“标准设备、连接器、电线组、电缆、组件”类型存在于电力电子器件库，实现物料信息和电气符号的关联定义，使得电器件的物料信息的选用、查询、更为便捷，有利于电气设计人员快速完成设计任务，降低设计中更改任务量。
S2：根据数据库底层模板配置原理图模板，调用E3.series电气器件库的数据信息按照特定的电气规则绘制电气原理框图。
通过制定规范的电气原理图绘制规则、包含明细栏、图幅、标题栏内容，配置企业底层原理图模板文本.e3t文件，通过规范文本显示规则、电气检查规则，跨页设置，调用标准的电气模型库内器件，进行电气原理的设计，电传动系统电路可分割为各电路子模块，各角色分配不同权限协同设计，同时各子模块可被不同系统调用。
一方面推进产品的系列化、模块化的研发设计，加速产品的标准化研发流程，另一方可以提高电气原理图的规范性，便于图纸的理解。
S3：根据现场实际情况判断是否更改电气原理框图，若需要更改返回S2进行更改。
若不需要更改进行下一步操作。
S4：通过二次开发针脚名匹配插件，调用E3.series电气器件库内部API函数，完成连接器端针脚名匹配。
各标准设备或组件间电气逻辑接连关系存在于添加的标准设备或组件之间，电气逻辑连接关系的准确定义需要识别电气接连关系的首末两端的连接器针脚、设备的针脚位置。
通过二次开发插件，使用Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数，遍历、查找、匹配具有连接关系的首末两端连接器本身、标准设备、组件的针脚位置，实现电气连接逻辑接线关系的准确定义，完成电气设计的初步电气检查。
S5：通过二次开发插件Creo接口，将电气原理框图中的电气连接逻辑关系导入到三维设计环境，指导线束的空间规划。
S6：根据指导线束的空间规划由三维设计软件输出线缆长度信息。
S7：根据输出的线缆长度信息通过二次开发Creo接口，数据回传E3.series环境中，也就是三维线束模型生成后将三维设计环境中包含线缆的长度信息的中间格式文件导入到E3.Series软件原理图设计环境中。
S8：利用基于Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数对原理框图内所涉及的电气定义型物料及非电气定义型物料信息准确读取，并输出规定格式的EXCEL格式的接线表。
通过Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数，读取每“页”中的接线信息。
读取每“页”中以下关键字段：线缆编号、连接器、线缆规格、连接器名称(首端)、连接器(末端)，线号管规格、标准设备或组件(首端)型号规格、标准设备或组件(首端)型号规格、颜色、长度，输出需求格式的EXCEL格式的接线表，指导车间布线工艺的具体实施。
S9：通过二次开发电气设计物料清单插件，输出电气设计物料清单。
通过Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数，完成电气设计物料的读取、统计，输出规定字段的电气设计物料清单。
通过E3.Series软件自定义功能，如图2所示导入S4、S5、S8以及S9名称为“针脚名匹配”、“Creo接口”、“接线表”、“电气设计物料清单”等二次开发插件。
如图3所示，以变流柜YGZN2Q248为例依托E3.Series软件，基于Visual Basic的脚本语言生成二次开发插件“针脚名匹配”和“接线表”，对针脚命名匹配规则和原理框图内电气连接逻辑进行识别归类统计，生成的软件界面。
如图4生成的接线表数据。
如图5生成的电气设计物料清单。
本申请采用E3.series作为变流柜电气原理设计的实现工具。综合公司的上下流业务需求，进行二次开发，调用E3.series内部API函数，实现电气原理框图内连接器与所连接的标准设备或元件的管脚或位置点的针脚命名匹配，开发与三维设计软件Creo的接口，指导三维设计环境中线束的空间规划，输出面向工艺的规定格式的包含线缆长度的EXCEL接线表，实现电气原理逻辑设计与物料数据的管理的无缝集成，原理框图与EXCEL接线表、电气物料数据的联动更改和实时更新，为研发计划制定、物料采购、产品的测试试验、下游的工艺布线环节等数据的一致性、准确性提供保障。
实现变流柜电气原理逻辑设计与物料数据的管理的无缝集成。
原理框图与物料数据的联动更改、电气数据的实时更新，在项目论证阶段降低修改工作量，降低手动方式添加报表出现错误率，保证电气设计从设计研发的端头的数据的一致性、准确性；为研发计划制定、物料采购、数据统计、产品的测试试验、下游的布线环节等提供数据支撑。
需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (7)
1.一种机车动车变流柜用电气原理设计方法，其特征在于，所述该设计方法具体包括以下步骤：
S1：搭建适合企业的物料数据管理、器件关键信息、电缆信息的E3.series电气器件库，配置数据库底层模板；
S2：根据数据库底层模板配置原理图模板，调用E3.series电气器件库的数据信息按照特定的电气规则绘制电气原理框图；
S3：根据现场实际情况判断是否更改电气原理框图，若需要更改返回S2进行更改；
若不需要更改进行下一步操作；
S4：通过二次开发针脚名匹配插件，调用E3.series电气器件库内部API函数，完成连接器端针脚名匹配；
S5：通过二次开发插件Creo接口，将电气原理框图中的电气连接逻辑关系导入到三维设计环境，指导线束的空间规划；
S6：根据指导线束的空间规划由三维设计软件输出线缆长度信息；
S7：根据输出的线缆长度信息通过二次开发Creo接口，数据回传E3.series环境中；
S8：通过二次开发接线表插件，调用E3.series电气器件库内部API函数，输出接线表；
S9：通过二次开发电气设计物料清单插件，输出电气设计物料清单。
2.根据权利要求1所述的一种机车动车变流柜用电气原理设计方法，其特征在于，所述S1中涉及的物料包括控制单元、功率模块、电器件、插针、接线端子以及端子排定义性物料以及线号管非电气定义型物料。
3.根据权利要求1所述的一种机车动车变流柜用电气原理设计方法，其特征在于，所述S2中通过二次开发插件，使用Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数，遍历、查找、匹配具有连接关系的首末两端的连接器本身、标准设备以及组件的针脚位置，实现电气连接逻辑接线关系的准确定义，完成电气设计的初步电气检查。
4.根据权利要求1所述的一种机车动车变流柜用电气原理设计方法，其特征在于，所述S8中利用基于Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数对原理框图内所涉及的电气定义型物料及非电气定义型物料信息准确读取，并输出规定格式的EXCEL格式的接线表。
5.根据权利要求1所述的一种机车动车变流柜用电气原理设计方法，其特征在于，所述S8中通过Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数，读取每“页”中的接线信息。
6.根据权利要求1所述的一种机车动车变流柜电气原理设计方法，其特征在于，所述S9中通过Visual Basic的脚本语言调用E3.Series软件内部API函数，完成电气设计物料的读取、统计，输出规定字段的电气设计物料清单。
7.根据权利要求1所述的一种机车动车变流柜电气原理设计方法，其特征在于，所述S9中通过E3.Series软件自定义功能，导入S4、S5、S8以及S9名称为“针脚名匹配”、“Creo接口”、“接线表”、“电气设计物料清单”二次开发插件。
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