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发布时间:2020-09-15 08:46:01

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作者:吕志刚

出版社:机械工业出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

EPLAN实战设计

EPLAN实战设计试读:

前言

从结绳记事到信息大爆炸,数据已成为国家、企业及个人的核心生产资料。德国的工业4.0及中国制造2025都需要在大数据平台下完成各种智能化生产。针对目前电气及自动化行业,如何帮助企业统一管理从设计到生产的各种数据,完成企业大数据的分析将是近年来制造业产业升级的核心内容。

大数据、云平台及标准化设计流程管理需要从设计、报价、采购、生产工艺及后期维护进行统一管理。目前中国大多数电气自动化企业采用CAD设计工具,数据无法实现统一管理。基于数据库的专业电气设计软件,不仅能帮助企业完成设计数据的管理,而且通过标准化模板、符号库、宏电路及各类工程报表还能推动企业标准化进程。

计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)软件最早应用到机械设计,后来取代电气手工绘图,成为当前电气和自动化行业使用最多的软件。CAD软件通过绘制直线、圆圈及矩形等图形完成电气原理设计,电气设备并未赋予电气属性,后期的图样修改、设备命名、线号编制及物料统计给工程师带来大量烦琐的工作。工程师在每个项目上要花费大量的时间和精力处理图样的修改及数据的统计,工程师的设计创新价值难以得到发挥。

计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)利用计算机对产品设计、工程分析、数据管理、物理仿真及工艺生产过程进行辅助设计和管理;利用计算机强大的数据处理能力,完成电气工程中的各种数据分析及统计。CAE标准化集成解决方案提供从设计到生产全方位的解决方案,解决部门之间信息孤岛,从而使企业实现真正无纸化办公。

Electrical-PLAN(EPLAN)作为一款专业电气设计软件,其强大的设计功能及标准化数据库,多年来已被业内人士认可。本书以EPLAN ElectricalP82.6为基础,系统地介绍软件的基础功能,并结合实际的案例项目介绍软件在项目实战过程中的功能应用。全书由8章组成,分为3部分,分别是软件功能介绍、案例实战设计功能应用和电气设计方法论介绍。前两章主要介绍软件的基础知识,包括菜单功能的使用及各种功能的介绍;第3章通过车床设计项目,主要介绍面向图形的常规设计及符号的新建;第4章通过小车送料电控项目,主要介绍面向对象设计及端子排的设计;第5章通过打包机项目,主要介绍PLC的各种设计方式及2D安装板布局图的设计;第6章通过消防风机项目,主要介绍主数据的新建、翻译功能及项目变更管理;第7章通过大型锻压机项目,主要介绍项目结构的划分及部件库的管理;第8章是电气设计规范及方法论介绍。

本书以让读者学有所依、学有所用为宗旨,采用行业的典型项目以例带点的方式进行各个功能的介绍。通过实际的项目设计将各个功能点进行串联讲解,完成实战项目的设计及软件功能的掌握。

本书由西安工业大学的吕志刚老师、王鹏院长,上海沐江公司的徐少亮、王冰共同编著完成,在此感谢为此书提供帮助的EPLAN(中国)的王慧乐老师、曹大平老师!

由于编者水平有限,书中难免存在疏漏和不足之处,恳请广大读者批评指正!编者

第1章 初识EPLAN

1.1 EPLAN软件介绍及产品线介绍

EPLAN ElectricP8(见图1-1)是德国EPLAN公司开发的一款成熟稳定的电气自动化设计和管理软件,是电气领域里著名的计算机辅助工程(CAE)工具之一,因其软件功能强大,操作灵活,目前在电气设计行业被广泛应用。EPLAN软件的优势在于:它包含了多种标准的模板、符号库、图框及表格数据,能帮助工程师快速完成电气原理图的标准化设计;软件具备自动检查功能,能帮助工程师在设计过程中检查人为错误及电气逻辑错误;软件有自动生成各类工程报表功能,能帮助工程师减少复杂而烦琐的工程数据统计工作。图1-1 EPLAN ElectricP8主界面

EPLAN ElectricP8不是一个简单的绘图工具,而是一款注重设计及项目管理,以数据为基础的专业电气工程软件(见图1-2)。其规范标准的项目结构,能帮助工程师进行合理的项目管理,在快速查找设备及图样阅读等方面提供便利,能帮助工程师减少工作量,避免重复、低效的手动绘图,实现项目模块化设计。

EPLAN软件从设计层面,支持面向图形、面向对象、面向安装板、面向部件列表等四种工程设计方法,可以根据需要随时从不同的流程入手进行项目设计。

1)面向图形的设计:即传统的电气设计方法,从原理图入手,调用符号绘制原理图,并在此基础上进行元器件的选型,生成工程项目所需的各种表单,如图1-3所示。图1-2 EPLAN ElectricP8的项目结构图1-3 面向图形的设计

2)面向对象的设计:首先在导航器中预定义对象数据(如设备数据),然后再根据项目需要,通过“拖拉式”将所选取的对象放在相应的原理图或者其他图纸中,如图1-4所示。图1-4 面向对象的设计

3)面向安装板的设计:在原理图还没有开始设计前,可以先行设计好安装板,以供生产车间安装使用,然后再进行其他的项目设计,如图1-5所示。图1-5 面向安装板的设计

EPLAN平台软件产品是以EPLAN为基础平台,实现跨专业一体化设计的工程软件。平台软件除EPLAN Electric P8之外,还包括EPLAN Fluid、EPLAN PrePlanning、EPLAN Pro Panel、EPLAN Harness ProD等工程设计软件。

1)EPLAN Fluid是面向液压、气动、冷却和润滑系统设计的软件。EPLAN Fluid可单独使用,也可作为EPLAN ElectricP8的附加功能模块,两者无缝结合,使液压动力系统中的电路设计与EPLAN ElectricP8设计对应的电气元件能实现交互参考。

2)EPLAN PrePlanning是用来取代EPLAN PPE,以完成一体化平台,并应用于仪表及过程控制的设计及管理软件。它从符合工艺要求的P&ID图样绘制,到根据具体情况的仪表选择,仪表回路图、规格书和安装图的生成,实现了一个完整的自动化仪表的过程检测和控制系统。

3)EPLAN ProPanel是基于EPLAN 平台的一款用于机柜布局及自动布线的三维机械仿真软件。在ProPanel平台下,设计者可以调用已有的三维机柜模型,定义安装面,添加线槽、导轨,对元器件进行三维空间布局;还可以根据实际需要,生成用于生产的NC(数控)机床钻孔数据;基于原理图中的设计逻辑,还能自动进行三维布线设计,生成便于工艺生产的电线信息。

4)EPLAN HarnessProD是面向工艺生产的线束设计模块,它将线束工程系统与EPLAN 平台的中央部件管理相结合,旨在为线束设计提供友好的系统。其优势在于它能从EPLAN Platform导入配线清单,可以在Pro Panel软件中自动完成电缆布线、生成文档以及导出2D钉板图。

1.2 安装EPLANElectricP8

1.2.1 系统要求

1.硬件要求

处理器:Intel PentiumD及兼容,主频3GHz以上或Intel Core2Duo及兼容,主频2.4GHz以上等多核CPU。

硬盘容量:500GB。

显卡:4GB显存,3D显示需要ATI(冶天)或Nvidia Quadro600(英伟达)图形显示卡,具有最新的OpenGL驱动程序。

显示器:单显或双显示器21英寸以上。

图形分辨率:分辨率为1680×1050的16∶10图像系统。

建议使用Microsoft Windows网络,服务器的网络传输速率为1Gbit/s,客户端计算机的网络传输速率为100Mbit/s,建议等待时间小于1ms。

2.软件安装环境的要求

EPALN平台目前支持32/64位版本的Microsoft操作系统Windows7、Windows8/8.1、Windows10。注意,用户安装EPLAN 的时候,所选择的语言必须是自身操作系统支持的语言。

EPLAN 平台可支持的操作系统如下:

工作站MicrosoftWindows 7 SP1(64位)Professional、Enterprise、Ultimate版MicrosoftWindows 8(64位)Pro、Enterprise版Microsoft Windows8.1(64位)Pro、Enterprise版Microsoft Windows10(64位)Pro、Enterprise版

服务器Microsoft WindowsServer2008 R2(64位)Microsoft WindowsServer 2012(64位)Microsoft WindowsServer 2012 R2(64位)配备Citrix XenApp 7.6和Citrix Desktop 7.6的终端服务器

EPLAN部件、项目管理和词典的数据库选择:

由于EPLAN使用的是Access数据库和SQL数据库,因此如果安装64位的软件,如则要求同样安装64位的Office软件,如Microsoft Office2010(64位)或Microsoft Office2013(64位)。

EPLAN安装时,同时要求安装Microsoft .netFramework4.5.2和Microsoft CoreXMLServ-ices(MSXML)6.0。

如果这些内容不一致,在安装时会有报错提示。

1.2.2 EPLAN软件的安装问题及解决方法

EPLAN Electric P8是基于Windows平台的应用程序,其安装步骤如下。

1)找到程序安装包,单击其中的Setup.exe文件,进行软件安装,如图1-6所示。图1-6 EPLAN安装Setup.exe程序

2)进入程序对话框,软件默认可用程序为Electric P8(X64),安装程序主要取决于安装包的产品类型及安装位数。如果当前安装包只是一个电气64位安装包,那么软件默认只安装64位电气产品。

安装程序界面提示:在安装EPLAN ElectricP82.3版本以上64位软件时需要使用64位版本的Microsoft Office软件。EPLAN中的部件数据库、翻译库及项目管理数据库都有与Ac-cess或SQLserver有关的数据库文件,Microsoft Office程序中须包含Access有关的数据文件或者另外安装相应版本的SQL数据库,否则软件安装完成后会有报错提示,如图1-7所示。

3)单击【继续】按钮,进入接受许可条款界面。

勾选“我接受该许可证协议中的条款”,如图1-8所示。

4)单击【继续】按钮,选择软件安装路径、程序主数据及相关设置目录路径,如图1-9所示。

软件安装路径及目录内容如下。图1-7 EPLAN安装产品选择图1-8 接受安装许可条款

程序目录:EPLAN主程序的安装目录及核心运行程序。

EPLAN原始主数据:EPLAN初始的符号库、图框、表格、字典和部件等数据库的存储目录。

系统主数据:用户所需的主数据,主要是用户项目中所需的符号、图框、表格、字典及部件等主数据,区别于EPLAN原始主数据。

公司标识:用户可以自定义公司名称及缩写。

用户设置:用户自定义设置的存储目录。

工作站设置:工作站相关设置的存储目录。

公司设置:公司相关设置的存储目录。

测量单位:“mm”和“英寸”。系统默认选择“mm”,软件会自动安装IEC标准库及文件;当选择“英寸”时,软件自动安装JIC标准库及文件。

帮助系统:“在线”和“本地”。软件的帮助文件可通过在线和本地两种方式打开,系统默认在线帮助。

安装提示:

●软件程序安装默认路径在C盘下。

●系统主数据涉及用户的项目数据及自定义的符号库、图框、表格等主数据,建议用户安装在默认的C盘系统路径,也可以按照需要,将其安装在除系统盘外的其他盘符下,这样可以防止以后如需重装系统可能产生的项目数据及主数据的丢失。

5)单击【继续】按钮,进入自定义安装及主数据和语言选择界面,如图1-10所示。图1-9 安装数据库路径设置图1-10 用户自定义数据选择

单击“自定义安装”下拉按钮,勾选EPLAN安装程序文件。

单击“主数据和语言”下拉按钮,勾选主数据及软件界面语言显示版本。

在主数据选择窗口内,勾选用户所需安装的主数据,例如,“表格”“宏”“符号”等选项。

在语言选择窗口内,勾选要安装的语言类型。只有在此处勾选了相应的语言类型,安装完成后,才能对相应语言界面的显示进行切换。

6)单击【安装】按钮,进入软件安装进程,如图1-11所示。图1-11 安装进程

安装提示:在安装进程中建议关闭杀毒软件,因为杀毒软件有可能会隔离安装程序中的某些安装文件,导致安装程序不完整。

7)单击【完成】按钮,结束安装。

1.3 目录结构及存储位置

1.3.1 EPLAN软件结构

EPLAN ElectricP8是基于数据库的设计软件,除了软件本身运行的主程序外,还有后台数据库文件及在线网络数据。软件可以通过自身的运行程序完成菜单功能的调用及项目图纸界面的显示。项目中的符号、图框、表格、字典及部件等数据都存储在数据库中,其中项目数据和系统主数据分别存储在两个数据池中。当新建项目时,系统会更新系统主数据,实现与项目主数据的同步更新。当项目数据与系统主数据不同步时,可手动更新项目主数据,使系统主数据与项目主数据保持同步更新。

EPLAN ElectricP8平台数据与EPLAN其他平台产品可以无缝结合,EPLAN ProPanel电气模型与EPLAN ElectricP8原理图符号的电气属性保持一致,共享部件库数据,其自动布线信息来源于原理图接线报表中的数据,所有数据在同一个平台下进行共享,如图1-12所示。图1-12 EPLAN软件结构

1.3.2 软件各部分存储位置

在安装软件过程中,用户如果没有修改安装目录下的数据存储目录,软件在默认情况下,会自动创建程序目录和子目录。在第一次启动EPLANElectric P8软件后,软件会自动将原始主数据复制到指定路径下的系统主数据中。

安装目录如下。

程序目录:\\EPLAN\Electric P8\2.5.4

主数据目录:\\EPLAN\Electric P8\Data

用户设置:\\EPLAN\Electric P8\Settings

工作站设置:\\EPLAN\Electric P8\Settings

公司设置:\\EPLAN\Electric P8\Settings

在主数据目录下的Data文件夹中,存储着用户各类数据,如图1-13所示。图1-13 Data文件夹数据

DXF_DWG:含有DXF或DWG格式的草图文件。

XML:含有XML文件。

表格:含有多种类型和标准的表格,属于系统主数据。

部件:含有Microsoft Access格式的部件数据库和相关导入\导出的控制文件。部件数据库格式为∗.Mdb。

翻译:含有Microsoft Access格式的翻译字典数据库。翻译字典库的格式为∗.Mdb。

符号:含有符合各种标准的符号库,属于系统主数据。

功能定义:含有各种功能定义的文件。

管理:含有权限管理的文件。

宏:含有各种类型的宏、窗口宏、符号宏和页面宏。

机械模型:含有相关的机械数据。

脚本:含有相关格式的脚本文件,为∗.cs和∗.vb格式。

模板:含有项目模板、基本项目模板和导出项目数据的交换文件。

配置:含有项目、用户、公司、工作站配置文件。

图框:含有符合各种标准的图框,属于系统主数据。

图片:含有所有图片文件。

文档:含有PDF格式的文档(产品选型手册)和Excel表格文件。

项目:用户默认存储项目的文件夹和路径。

1.3.3 存储的调整

如果在软件安装过程中用户未设置主数据存储位置,安装完成之后,在软件“选项”菜单中,通过【设置】>【用户】>【管理】>【目录】命令,用户可建立新的位置,将修改后的主数据存储路径保存在该位置下,如图1-14所示。图1-14 数据存储路径调整

1.3.4 网络数据共享平台搭建

EPLAN Electric P8在工程师进行项目设计时能对部件库进行权限管理,这是通过权限设置来实现的。权限设置的主要作用是:①管理工程设计;②保护基础数据的完整性;③便于工程师之间在数据共享的同时相互不受影响。

众所周知,工程师在设计项目之时如果能拥有既丰富又标准的部件库,将会大大提高其设计效率以及设计的准确性。然而,要实现这个效果,就需要有一个庞大的通用部件库,而且这个部件库还要不断地被更新、被完善,能够与时俱进。建立这样的部件库,就需要大量工程师的参与,可以通过他们的项目积累来丰富自身的数据,也可以寻找第三方专业服务公司(例如上海沐江公司)来定制这些数据。项目积累的过程,也就是部件库数据通过项目验证的过程,因为只有经过项目验证的部件库数据才是准确的数据,才能成为标准的数据。部件库经过工程师的更新之后,其他工程师就可以在他的设计中直接调用部件库里面的数据,避免重复劳动。如果大家都能积极参与部件库的数据更新,那么长此以往,部件库的数据肯定会越来越丰富,越来越完善,这样,每一位工程师都可以使用最新的数据,有利于保持行业内的数据一致性。由此看来,这是利人利己的做法,因此,应鼓励企业将部件库进行网络共享。企业可以将部件库放置在企业服务器上,工程师客户端软件在配置部件库路径的时候,就可以选择服务器路径下的部件库,通过【选项】>【设置】>【用户】>【管理】>【部件】命令,设置Access数据库路径为服务器路径,如图1-15所示。图1-15 部件共享路径

1.4 数据结构

1.4.1 EPLAN主数据

单击EPLAN Electric P8软件的“工具”菜单,查看EPLAN主数据,如图1-16所示,可以看到其主要包括符号库、符号、图框和表格等。其中符号、图框、表格这三项是电气设计绘图的三要素,也是EPLAN主数据的核心要素。图1-16 EPLAN主数据

符号:符号通常是采用线条图形的方式,用以代表实际存在的各种电气部件或者设备。

图框:电气原理设计是在图纸的一定区域内绘制完成的,图框就是用来限定该区域的,图框大小有A0、A1、A2、A3和A4等格式,电气原理图纸一般普遍采用A3格式图框,然后打印的时候按照A4纸张进行打印,这样出图的效果是最佳的。

表格:项目原理设计完成之后,通常要进行图纸目录、物料清单、电线图表、端子接线表以及电缆图表等统计,这些统计报表在软件中被称为表格。在传统的CAD制图中,图纸目录和物料统计等都要通过人工来完成,工艺加工也都是通过查看原理图来接线的,端子数量调整也是在工艺部分要根据原理图接线进行增减,因此很难达到准确统计及规范接线的要求。而使用EPLAN Electric P8,这些原来需要人工完成的工作,都可以通过软件的自动生成表格功能完成。

符号、图框和表格三要素的概念参见图1-17。接下来简单说明一下这三个要素。

符号作为电气设备的一种图形表达,是电气设计人员在原理设计之时的交流语言,用来传递系统设计的控制逻辑。为了统一符号,使企业能彼此看懂对方的图纸,各国相关的标准委员会分别制定了各种电气标准。EPLAN符号库包含了四种标准,分别是GB(中华人民共和国标准)、IEC(国际电工委员会)、NFPA(美国消防协会)和GOST(俄罗斯国家标准)。这四种标准对应的多线图符号库分别为GB_symbol、IEC_symbol、NFPA_symbol、GOST_symbol;对应的单线图符号库分别为GB_single_symbol、IEC_single_symbol、NFPA_sin-gle_symbol、GOST_single_symbol。针对不同国家及设计标准,符号的图形表达也不尽相同。

IEC标准是目前电气行业的一种常用标准。中国是IEC成员之一,GB符号与IEC标准的符号基本一致。俄罗斯是欧洲国家,GOST标准也与IEC类似。唯独NFPA标准的符号差异比较大,如图1-18所列举的某符号,通过对比,可以发现NFPA标准下的符号与其他三个标准有明显的不同。使用NFPA标准的主要是以美国为主导的一些国家,如日本、韩国等,相信随着国际化进程的发展,各种电气设计标准也将逐渐实现国际化统一标准。图1-17 符号、图框和表格图1-18 各类标准符号

图框作为电气设计的绘图区域,主要包括边框线、标题栏和行列标签栏。边框线完成图框图幅大小的绘制,一般有0、1、2、3和4号这几种图纸。标题栏用于确定项目名称、图纸功能、图号、设计和审图人员等信息。在EPLAN中只要将这些信息填写在项目属性或者图纸属性中,图框标题栏便会自动显示该信息。为了快速定位图纸中的设备位置及复杂图样的阅图方便,软件把图框按行、列进行分区,将行、列宽度进行了垂直等分。通常情况下,列标注采用阿拉伯数字进行编号,行标注采用英文大写字母进行编号。EPLAN软件内置了四种符合国际标准的部分实例图框,分别是GB、IEC、ANSI和GOST。区别这些标准,可以通过图框的文件名来判断,例如,GB_A0_001.fn1、FN1_001.fn1、FN1_030_en_US.fn1和GOST_first_page_scheme_A3,如图1-19所示。图1-19 各类标准图框

表格是指电气项目完成后,根据评估项目原理图纸,自动统计和生成与生产工艺有关的各类报表。一个项目一般包括项目封页、图纸目录、物料清单、电线接线表、电缆清单、端子接线表和PLC总览表等各种类型的表格。EPLAN里面内置了符合国际标准的36种类型的表格模板,用户可以根据项目需要,选择相应的模板生成项目报表。选取方法如图1-20所示。另外,用户也可以自定义表格内容,制定个性化表格模板。图1-20 各类标准表格

1.4.2 EPLAN项目数据

EPLAN项目数据文件包括项目主体文件、项目链接文件和项目主数据文件,三者共同构成一个完整的项目。当要另存或者归档某个项目的时候,需要把该项目的三部分文件都进行备份或者打包处理,而不能只备份或者打包部分文件。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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