基于E

文摘：烟机电气控制系统的设计是烟机产品开发的重要组成部分。卷烟制造商已经购买了E-CAE软件EPLAN 21并投入使用。结合工作实践，首先介绍了E-CAE软件EPLAN 21的特点，然后介绍了该软件在烟机电控系统设计中的应用。关键词：E-CAE软件EPLAN 21卷烟机电控系统设计1。前言电气控制系统是先进复杂的机械设备的大脑和中枢神经系统。它关系到机器各部分的通信，提供机器各部分的电源、测量和控制，包含大量的元件、电源线、信号线、控制电缆等。它的设计与机器的性能和质量密切相关。在电气控制系统设计过程中，设计人员需要综合分析和处理与系统相关的各种电气信息、机械信息、材料信息、标准化信息和管理信息。传统烟草设备电子控制系统的设计需要完成以下任务：1 .根据设备的工艺特点，制定总体控制方案，绘制控制流程图。2.根据控制过程和相关设计标准和原则，选择关键部件(如PLC、IPC、HMI、驱动装置、传感器和主执行机构)。为没有代码的新组件填写采购材料，并申请材料代码。3.根据控制流程和主控设备的选择，绘制相应的控制草图，统计输入/输出点，制作I/O分配表。4.写应用程序。5.根据图纸设计标准，完善方案设计和设备选型，编写无代码新部件的采购材料，申请材料代码。6.手动清点使用的设备，并填写设备部件清单。7.根据机械部分的设计，绘制位置图、布置图和电气工艺设计资料(如接线图或接线清单)。8.根据设备元件清单和其他技术数据完成电气BOM，并导入企业的PDM系统。9、手工统计电气图纸，完成电气图纸文件目录。随着自动化和信息技术的发展，中国所有的烟机制造企业都配备了自己的CAD/CAE/CAM/PDM/OA平台，提高了核心竞争力。一般企业配置的CAD软件是AUTOCAD、PRO/E、SOLIDWORKS等机械设计平台。这些软件提高了机械设计的设计速度，减少了重复性工作，缩短了设计开发周期。但由于电气设计与工艺、机械的差异，这些软件并不能降低电气设计工程师的劳动强度，提高设计效率。所以电气设计工程师一直被设计数据太多，重复性工作太多，设计效率低，不可避免的错误所困扰。德国EPLAN公司开发的E-CAE软件EPLAN21解决了困扰电气工程师的难题，为每一个电气工程项目提供了完美的解决方案。EPLAN21不仅提高了电气控制系统设计的效率，还通过开放的模块化系统和广泛的功能选择为项目设计的每个阶段提供了最合适的支持。二。EPLAN21的技术特点根据我们的经验，EPLAN21的技术特点总结如下：1 .强大的工程图纸管理功能。传统的AUTCAD软件必须给每张图纸命名，设计师无法理解命名和绘图的关系。如果需要修改或添加图纸，修改前后图号或重新排列需要更长的时间。EPLAN 21使用项目名称(工作集)来管理图纸(图1)。每个项目可以容纳32，000张图纸。对于每张图纸，可以方便地调整图号，修改图框中的任何内容，而不需要像AUTOCAD软件那样反复修改图纸内容。打印资料时，可以选择部分或全部页面进行打印，无需繁琐的设置。12.标准电气符号库中电气图纸的绘制是最难标准化的。电气详图的绘制没有标准

比如AUTOCAD只提供一个绘图环境，过于开放，无法控制每个设计师的准则，不同设计师绘制的图纸大小、位置、数量无法统一。EPLAN 21提供了电气符号和元件编号的标准库(图2)。设计人员可以很容易地建立标准，统一所有的电气图纸，或者在许多图纸和数据编译细节上建立自己的数据库，从而形成自己的标准。图23。准确灵活的器件库通过ODBC(图3)将EPLAN 21的器件库与公司的数据库链接起来，使器件设计选型的依据与公司生产数据管理系统(PDM)的数据来自同一个数据库，从而减少中间环节，提高工作效率，同时提高设计的准确性。图34。强大的电气数据和图表自动生成功能AUTOCAD为电气设计师提供了100%的绘图环境，任何电气图纸、数据和图表都是设计师自己绘制的。使用EPLAN 21，只有30%的电路图是由设计人员自己绘制的，其余70%的数据和图表是由EPLAN 21自动生成的，如电气图纸清单、设备元件清单、接线图、接线清单、连接器局部图、端子局部图、物料清单(BOM)等。生成的BOM数据可以通过ODBC直接链接到公司的数据库，成为制造的数据源(图4)。图45。PLC I/O方便快捷的设计功能现在可编程控制器(PLC)在控制回路中的应用已经相当普遍。EPLAN 21提供许多世界知名厂商的PLs(如西门子、AB、GE、日立等。)

图5

6、丰富的图面输入、输出接口EPLAN 21图面（图6）可以以DXF、DWG、PDF等多种文件格式输出，并且可以读取DXF、DWG等格式的图面进行修改。

图6

7、自动翻译功能EPLAN 21支持16种主要语言，通过设计者定制，所设计的图面、资料及图表的文字信息可以在多种语言间自动切换（图7）。对于有国际市场的公司，应用该功能是十分有利的。

图7

三、基于E-CAE软件EPLAN21的烟机电控系统设计实例

下面笔者以YF14卷烟储存输送系统的电控系统的设计实例，介绍使用EPLAN21进行设计的过程和方法。1、建立一个新专案（working set），命名为YF14。2、建立一个新项目（project）YF14。在该步骤首先要选用一个模板（template），该模板可以是各种标准模板（IEC、DIN以及JIC等等），也可以是本企业自定义的模板。笔者根据实际要求，定义了一个模板ctmtc（中烟机械技术中心的缩写）。在模板中主要对所采用的图形符号库（symbol file）、图框（plot frame）以及自动生成的各种文件或图样的格式（form）进行定义。对应于上述的symbol file、plot frame以及form,在EPLAN 21中均有各种标准的格式供用户选择，一般情况下企业都根据自己的要求形成自己的symbol file、plot frame以及form，从而形成满足企业要求的模板。

3、对项目（project）的属性进行定义，以符合项目的实际情况（图8）。

图8

4、将已选型的器件从企业的物料库中以EXCEL文件格式导出，通过ODBC与EPLAN 21软件的器件库相关联（图9）。

图9

5、将PLC的I/O分配表按EXCEL的.csv格式编制，存入PLC资料库。nextpage

6、绘制电气原理图（图10）。

图10

电气原理图应反映所有器件的电气信息、几何信息、物料信息、标准化信息。由于在EPLAN 21软件中的几何信息和标准化信息均已定制或自动生成，在电气信息中，其连接特性也可自动形成，因而只需要对部分电气信息进行说明和对物料信息进行选择即可。在EPLAN 21软件中，每个器件（包括连线）都有其自身的属性表，由以下5部分组成：⑴  DEVICE TAG：主要反映器件的文字符号信息，一般在模板里就已定制，可根据需要进行修改。⑵ PROPERTIES：器件的位置信息、连接特性、说明及电气信息。⑶ INSTANCE：显示信息，规定需显示的PROPERTIES以及显示位置及格式。⑷ SYMBOL DATA：器件的图形符号信息。⑸ PART：器件的物料信息，在前面已关联好的物料库中选取。

7、根据机械安装位置，绘制电气位置图和布置图(图11)。

图11

8、选用适当的FORM，自动生成电气工艺图样及文件（包括接线图或接线表、连接器和端子排清单等等，见图12）。

图12

9、选用适当的FORM，自动生成电气设备元件表（图13）。

图13

10、自动生成图样文件目录（图14）。

图14

11、自动生成EXCEL文件格式的BOM表，再与其它机械信息整合，形成完整的电气控制系统BOM表后，导入企业的PDM系统。

四、结论

EPLAN 21软件是基于WINDOWS操作系统开发的专业的E-CAE设计平台，强调了电气控制系统设计的一个整体构架，将系统的电气信息、几何信息、物料信息、标准化信息和管理信息构造成一个个标准的构架，供用户灵活选择和定制。其设计界面友好，操作性强，电气工程师只需录入必要的真正的设计信息，而将大量的烦琐的统计和机械式重复的工作交由计算机完成，大大地提高了设计效率，在设计更改上尤为简单、方便。EPLAN 21软件的接口兼容性强，其图形接口可与GUI、AUTOCAD兼容，数据接口可通过ODBC可轻松地与企业的PDM系统整合，保证了设计数据的一致性。

处于信息时代的中国烟机制造企业，采用E-CAE电气专业设计软件EPLAN 21，有利于提高电气设计的标准性、准确性，有利于提高企业的开发速度、开发质量，有利于提升企业的竞争力，有利于与国际接轨。