CN113947644A - 一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统,包括输入模块、配置库模块、参数计算模块、数据库模块以及绘图制表驱动模块;实现了自动生成电气机柜的硬件图纸、相关表格以及安全性分析报告。本发明根据输入信息自动绘图,计算元件的数量、功率型号、占用空间,减少了绘图工程中的人因失误,通过对类似的图纸自动绘图,同时也减少了设计人员在设计工程中的重复性工作。通过建立不同类型的查找器与后台建立的绘图软件服务、制表软件服务实现图表的文件输出。
Description
技术领域
本发明涉及电气硬件设计技术领域,尤其涉及一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统。
背景技术
在电气机柜设计过程中,常规的硬件图纸设计流程是设计人员依据供电方案、输入输出信息、元件编号原则等,形成硬件接线图,进而形成接线表、布局图、部件汇总表等。该过程具有工作量大、重复性高以及容易出现人因错误等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统,根据输入信息自动绘图,计算元件的数量和功率型号,减少了绘图工程中的人因失误,通过对类似的图纸自动绘图,同时也减少了设计人员在设计工程中的重复性工作。
本发明通过下述技术方案实现:
一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统,包括输入模块、配置库模块、参数计算模块、数据库模块以及输入模块;
所述输入模块,用于获取待绘制电气机柜硬件图纸的基本信息;
所述配置库模块,存储有典型回路模板和不同型号的元件;
所述参数计算模块,用于根据所述基本信息和所述配置库模块中存储的元件获取所述待绘制电气机柜实际所需要的元件型号、元件数量以及元件功率;
所述数据库模块,用于存储所述元件型号、所述元件数量以及所述元件功率;
所述绘图制表驱动模块,用于根据所述基本信息从所述配置库模块中调取相应的所述典型回路模板,并根据所述元件型号、所述元件数量以及所述元件功率对所述典型回路模板进行调整。
优选地,所述输入模块包括供电单元和IO清单单元:
所述供电单元,用于获取待绘制电气机柜的供电回路信息,包括机箱供电、风扇供电、协议转换模块供电、温度调节器供电以及硬接线器件供电;
所述IO清单单元,用于获取待绘制电气机柜的模拟开关量输入变量的个数和/或模拟开关输出变量的个数。
优选地,所述参数计算模块包括元件功率计算单元和元件数量计算单元;
所述元件功率计算单元,用于获取空气开关的功率及型号;
所述元件数量计算单元,用于获取风扇的数量以及卡件的数量。
优选地,所述空气开关的功率为:
W=P/U*(1+Q%);
其中,W表示空气开关的功率,P为所述空气开关的供电回路的总功率,U为待绘制电气机柜的电压,Q%为空气开关余量。
优选地,当所述待绘制机柜的功率超过PCASEW时,所述风扇的数量为:
其中,n表示风扇的数量,PAI为模拟量输入卡件AI的功率大小,PAO为模拟量输入卡件AO的功率大小,PDI为模拟量输入卡件DI的功率大小,PDO为模拟量输入卡件DO的功率大小,PCOM为模拟量输入卡件COM的功率大小,PMPU为模拟量输入卡件MPU的功率大小,PEX为模拟量输入卡件EX的功率大小。
优选地,所述卡件的数量为:
其中,C表示卡件数量,N表示某种类型的信号总数,M表示单张卡件容纳的信号数,a%表示余量。
优选地,所述绘图制表驱动模块包括查找器、制表模块以及制图模块;
所述查找器,用于从所述配置库模块中调取对应的典型回路模板;
所述制表模块,用于从所述数据库模块中调取所述待绘制电气机柜的信息;所述信息包括所述元件型号、所述元件数量以及所述元件功率大小;
所述制图模块,用于根据所述信息对所述典型回路模板进行调整。
优选地,所述查找器包括机柜查找器、图页查找器、元件查找器以及模板调用器;
所述机柜查找器,用于获取所述待绘制电气机柜的类型;
所述图页查找器,用于根据所述待绘制电气机柜,获取与所述待绘制电气机柜相关的基本回路;
所述元件查找器,用于获取所述基本回路中包含的元件;
所述模板调用器,用于根据所述待绘制电气机柜的类型、所述基本回路以及所述元件从所述典型回路模板中调用对应的典型回路。
优选地,还包括第一生成模块,所述第一生成模块用于根据调整后的所述典型回路模板生成所述待绘制电气机柜的电气安全性报告。
优选地,还包括第二生成模块,所述第二生成模块用于根据调整后的所述典型回路模板生成所述待绘制电气机柜的结构安全性报告。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、通过输入模块和绘图制表驱动模块实现读取输入信息和输出图纸表格信息的批量处理工作,减少设计人员的重复性工作;
2、通过驱动绘图制表模块进行图纸的自动绘制,减少设计工程中的人因失误;
3、针对待绘制电气机柜高度相似的情况,可由某一电气机柜的图纸规律性修改为另一电气机柜的图纸。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明的结构示意框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例
一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图的系统,包括输入模块、配置库模块、参数计算模块、数据库模块以及绘图制表驱动模块,通过上述模块可以实现依据设计人员给定的必要的初始输入信息,结合工程配置文件,自动生成电气机柜的硬件图纸。由于待绘制机柜可以根据输入的信息自动绘制,在针对同一核电工程的一二号机组高度相似的情况,可由某一机组的图纸规律性修改为另一机组的图纸。具体地,系统通过读取输入信息,即基本回路信息表与IO清单,通过参数计算模块进行所需元件数量和功率的计算,并根据计算结果选取相应的典型回路模板,并根据实际情况对选取的典型回路模拟进行修改,从而得到绘制图纸。
其中,本实施例中的基本回路信息表包括图纸类型,图纸类型主要包括接线原理图、布局图与装配图,接线原理图主要表征设备/元件间的接线关系,布局图主要描述设备/元件在机柜中的布置,装配图主要应用于装配人员,指导每一个元器件的每一个端口的详细接线关系。本系统主要是基于接线原理图自动生成基本的电气连接回路,总体思路是:通过分析输入信息,选择相应的页宏,再修改页宏中元器件的参数,形成最终的图页。以此类推,完成整套图纸的自动绘图。
在本实施例中,接线原理图主要包括供电部分和IO信号部分。供电部分包括机箱供电、风扇供电、协议转换模块供电、温度调节器供电以及硬接线器件供电等,其中机箱供电、协议转换模块供电、温度调节器供电以及硬接线器件供电比较简单,因为数量固定,根据输入信息即可完成,而风扇部分的供电则比较复杂,风扇部分的供电需根据风扇的数量设计,而风扇的数量跟机箱的功率有关,具体地,按照标准的硬件设计规范,每个机柜本身要安装一个风扇,若机柜中的每个机箱功率超过PCASEW,则应为该机箱增加风扇。以某平台硬件卡件为例,机箱中每张卡的功率为:模拟量输入卡件(AI)为PAIW,模拟量输入卡件(AO)为PAOW,模拟量输入卡件(DI)为PDIW,模拟量输入卡件(DO)为12W,模拟量输入卡件(COM)为PCOMW,模拟量输入卡件(MPU)为PMPUW,模拟量输入卡件(EX)为PEXW,则风扇数量为:
因此,在获取了待绘制电气机柜硬件图纸的基本信息后,针对供电部分,需要对风扇的个数及供电进行配置。此外,供电回路的配置还离不开空气开关,核安全级电气机柜中常用的空气开关型号包括2A、4A、6A、10A、16A和20A,为了选取合适的空气开关型号,还需要对空气开关的功率进行计算,具体地,设某个空气开关供电回路的总功率为P,空气开关余量为Q%,机箱电压为U(通常为24V),即在实际功率基础上乘以(1+Q%),则选取空气开关功率=P/U*(1+Q%)。
接线原理图的IO部分形式比较固定,主要是对卡件的信号线连线关系。通过读取IO清单,获取模拟/开关量输入/输出变量的个数,并将其排布在对应类型的卡件上。在不考虑信号能否布置在同一张卡件上的情况下,假定某种类型的信号总数为N,其对应的单张卡件容纳的信号数为M,由于卡件上信号通道通常考虑余量,因而要留有一定的空位,设余量为a%。则可得到所需该种信号类型的卡件数量C为:
该数值若不为整数,则向上取整。
以某核电机组安全级电气机柜硬件设计为例:
假定AI、AO、DI、DO变量的个数分别为100、100、200、200,每张卡件容纳的信号满配数量为16、16、32、32个,余量设为25%。则需要每种卡件各9张。每种页宏调用9次,并将IO清单中的变量依次填入其中。
每个机柜本身要安装一个风扇。此外,机柜中的每个机箱功率若超过105W,则应为该机箱增加风扇。以某平台硬件卡件为例,机箱中每张卡的功率为模拟量输入卡件(AI)12W,模拟量输入卡件(AO)12W,模拟量输入卡件(DI)6W,模拟量输入卡件(DO)12W,模拟量输入卡件(COM)7W,模拟量输入卡件(MPU)10W,模拟量输入卡件(EX)6W。COM卡、MPU卡、EX卡数量分别设为4、4、2。
调用包含6个风扇的页宏,并填充信息。
对于电压采用24V的机箱。选取空气开关余量为30%,即在正常功率计算值基础上乘以1.4,则选取空气开关电流型号=438/24×1.3=23.725。
在确定卡件数量、空气开关功率以及风扇数量后等元件个数或功率后,将这些信息存储在数据库模块中。具体地,本实施例中的数据库模块包括卡件信息库、连接信息库以及元件信息库,其中,卡件信息库用于存储卡件的类型及个数,连接信息库,用于存储各个元件以及卡件间的连接关系,元件信息库,应与存储元件的型号与个数。在本实施例中,将元件、卡件以及连接关系分开存储,便于后续在调用时,提高调用效率。
绘图制表模块使用数据库模块中的信息,根据基本信息从配置库模块中调取相应的典型回路模板,并根据元件型号、元件数量以及元件功率对典型回路模板进行调整。
具体地,本实施例中的绘图制表驱动模块包括查找器、制表模块以及制图模块;
其中,查找器包括机柜查找器、图页查找器、元件查找器以及模板调用器;
机柜查找器,用于获取待绘制电气机柜的类型;
图页查找器,用于根据待绘制电气机柜,获取与待绘制电气机柜相关的基本回路;
元件查找器,用于获取基本回路中包含的元件;
模板调用器,用于根据待绘制电气机柜的类型、基本回路以及元件从典型回路模板中调用对应的典型回路;
制表模块,用于从数据库模块中调取待绘制电气机柜的信息;信息包括所述元件型号、元件数量、元件功率以及连接关系;
制图模块,用于根据上述信息对典型回路模板进行调整,从而生成需要的绘制回路。
进一步地,本实施例中还包括第一生成模块,第一生成模块用于根据调整后的典型回路模板生成待绘制电气机柜的电气安全性报告。具体的:
电气安全性报告包括电源余量和空气开关余量几部分。每个电源模块提供的功率值是固定的,通过计算该电源回路中,各个元器件的总功率,可得到每个电源模块的余量。在每个电源回路中,又由空气开关分为多个供电支线,空气开关按电流大小分为不同型号,其电流应留有余量。空气开关电流余量的计算为该支线的元件的电流除以该空气开关的额定电流,通过计算电源余量和空气开关余量获取电气安全性报告。
进一步地,本实施例中还包括第二生成模块,第二生成模块用于根据调整后的典型回路模板生成待绘制电气机柜的结构安全性报告。具体地,标准的电气机柜为立方体,正对机柜正面,以左侧门在底面远端的端点为原点,以机柜的三边建立空间坐标系。在此空间坐标系中,构建每一个元部件的空间位置坐标。在建立所有元器件的空间位置坐标后,即可得到元器件之间空间位置干涉的分析结果。同时,可列出各元器件位置关系中距离较近,可能威胁结构安全的部分,导出成为结构安全性分析报告。
使用本方案时,可根据输入的信息进行自动绘图,对于相似度很高的项目,由已完成的机组图纸替换生成新机组图纸更为方便简洁,将上述不同之处批量修改替换,即可实现。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统,其特征在于,包括输入模块、配置库模块、参数计算模块、数据库模块以及绘图制表驱动模块;
所述输入模块,用于获取待绘制电气机柜硬件图纸的基本信息;
所述配置库模块,存储有典型回路模板和不同型号的元件;
所述参数计算模块,用于根据所述基本信息和所述配置库模块中存储的元件获取所述待绘制电气机柜实际所需要的元件型号、元件数量以及元件功率;
所述数据库模块,用于存储所述元件型号、所述元件数量以及所述元件功率;
所述绘图制表驱动模块,用于根据所述基本信息从所述配置库模块中调取相应的所述典型回路模板,并根据所述元件型号、所述元件数量以及所述元件功率对所述典型回路模板进行调整。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统,其特征在于,所述输入模块包括供电单元和IO清单单元:
所述供电单元,用于获取待绘制电气机柜的供电回路信息,包括机箱供电、风扇供电、协议转换模块供电、温度调节器供电以及硬接线器件供电;
所述IO清单单元,用于获取待绘制电气机柜的模拟开关量输入变量的个数和/或模拟开关输出变量的个数。
3.根据权利要求2所述的一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统,其特征在于,所述参数计算模块包括元件功率计算单元和元件数量计算单元;
所述元件功率计算单元,用于获取空气开关的功率及型号;
所述元件数量计算单元,用于获取风扇的数量以及卡件的数量。
4.根据权利要求3所述的一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统,其特征在于,所述空气开关的功率为:
W=P/U*(1+Q%);
其中,W表示空气开关的功率,P为所述空气开关的供电回路的总功率,U为待绘制电气机柜的电压,Q%为空气开关余量。
7.根据权利要求1所述的一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统,其特征在于,所述绘图制表驱动模块包括查找器、制表模块以及制图模块;
所述查找器,用于从所述配置库模块中调取对应的典型回路模板;
所述制表模块,用于从所述数据库模块中调取所述待绘制电气机柜的信息;所述信息包括所述元件型号、所述元件数量以及所述元件功率大小;
所述制图模块,用于根据所述信息对所述典型回路模板进行调整。
8.根据权利要求7所述的一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统,其特征在于,所述查找器包括机柜查找器、图页查找器、元件查找器以及模板调用器;
所述机柜查找器,用于获取所述待绘制电气机柜的类型;
所述图页查找器,用于根据所述待绘制电气机柜,获取与所述待绘制电气机柜相关的基本回路;
所述元件查找器,用于获取所述基本回路中包含的元件;
所述模板调用器,用于根据所述待绘制电气机柜的类型、所述基本回路以及所述元件从所述典型回路模板中调用对应的典型回路。
9.根据权利要求7或8所述的一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统,其特征在于,还包括第一生成模块,所述第一生成模块用于根据调整后的所述典型回路模板生成所述待绘制电气机柜的电气安全性报告。
10.根据权利要求7或8所述的一种核电厂安全级电气机柜硬件图纸的自动绘图系统,其特征在于,还包括第二生成模块,所述第二生成模块用于根据调整后的所述典型回路模板生成所述待绘制电气机柜的结构安全性报告。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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