ELCAD软件在马来西亚动车组电气布线中的研究与应用
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[摘要]文章介绍了elcad软件的特点，并结合马来西亚动车组电气布线，介绍了ELCAD软件在方案设计、技术设计、工作图设计以及生产试制各个设计阶段的主要工作内容和目标。
[关键词]ELCAD 电气布线
中图分类号：R730.42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0116-02
引言
ELCAD是由AUTOTEc AG公司开发的第二代CAE领域标准的电气设计软件，它使电气设计在不同的工业流程下都能得到完整的解决方案，从项目规划、设计、制造、运行、直到设备维护都涵盖其中。
运用ELCAD设计与运用传统CAD设计有很大区别，主要体现在：
1.采用项目化管理模式，多人并行设计与同步协作，以减少错误及提高效率
2.模块化功能设计
3.原理布线图统一
4.部件地址化
5.端子或连接器、I/O，等电势、电缆（束）、PLC、设备清单的统一管理与编辑
6.智能输出所需的布线、采购用清单
7.数据库驱动
8.项目可移植性强
9.与各种软件有接口协议，方便各种文档的导入与导出
适用ELCAD平台设计的原理布线图综合了原有的CAD原理图、布线表、设备布置图三套图纸的功能，由数据库驱动数据信息的转移，令设计、试验、检修与维护成为一套系统化工程。本文结合马来西亚动车组项目从方案设计、技术设计、工作图设计以及生产试制各个设计阶段XCELCAD的使用和应用进行介绍。
1.方案设计
本阶段主要完成：图幅、报表格式及项目基础配置，元件数据库，翻译数据库，部件选型数据库，功能区划分及任务分工，分配整车地址代码。
1.1）图幅、报表格式及项目基础配置
根据项目需要及企业标准建立统一的ELCAD原理图图幅和各种输出表单格式，其中包含了：项目基本设置、绘图基本设置、自动评估与纠错设置、出表格式基本设置、版本设置、人员组成等信息。
1.2）元件数据库建立
原理图中涵盖了多种电气符号，ELCAD内存有上千种符号IEC或EN等不同国际、国外标准的准元件符号，但每个元件符号的代码（code）在数据库中通用，具有统一的标准与规定。元件数据库存放在项目共享文件中。
1.3）翻译数据库建立
原理图中多种语言的注释文字由翻译数据库体现，翻译数据库文件可在excel中编辑，不同列的语言与项目设置中的翻译文档对应，翻译字段可以采用组合形式表示。翻译数据库文件也存放在项目共享文件中。
1.4）部件选型数据库建立
部件选型数据库中主要存储设备部件的基本信息，如物资编码、器件基本参数等资料。部件选型数据库也是存放在项目共享文件中。
1.5）功能区划分及任务分工
功能区划分基于DIN 43104标准（德文版）。在功能区划分的同时，需要规定每个功能区绘制的人员及原理图准确性负责人员。下表为马来西亚动车组项目的功能区的基本划分。
1.6）分配整车地址代码
整车设备地址代码依据南车株机企业标准《电气、管路原理图的有关规定（QTX01 009 2009）》中推荐的地址分区，与国际标准DIN ENl5380 3略有区别。具体定义（见表1）：
同时结合马来西亚动车组的情况，为了区别不同的车辆规定如下：
举例：如+258继电器柜表示为砗、客室、左部、继电器柜，+385低压箱表示为ME、底架悬挂设备、低压箱。
2、技术设计
本阶段主要任务：各部分原理框图绘制、端子排定义及点位分配、连接器定义及点位分配、电源流向及方式、部件库输入及选型、电缆库输入及选型。
2.1）各部分原理框图绘制
对于动车组项目来说，原理图主要包括以下几个方面：牵引系统、制动系统、PIS系统、照明系统、空调系统、门控系统。各系统图绘制完后，需分别进行评估，然后由ELCAD主管完成整个原理图的评估。
2.2）端子排定义及点位分配
端子排主要是完成电源和控制信号的分配转接。在设计的时候主要依据端子排分线的电压等级及功能设置端子排。按电压等级基本上分为辅助电路端子排和控制电路端子排。
2.3）连接器定义及点位分配
连接器同样也是完成电源和控制信号的分配转接。在马来西亚动车组项目中，主要用于车与车之间的端部跳接、牵引控制系统、制动系统、门控系统以及空调系统等大部件。
2.4）电源流向及方式
对于列车电源存在不同电压等级的系统，如辅助系统415V电压等级或380V电压等级，控制电路110V电压等级或24V电压等级等，在电源设计过程中，需要根据原理图及电气部件选型清单，设定电源及信号走向，综合考虑各类负载的容量，合理分配端子或母排上的电源容量、端子、连接器数量。
2.5）部件选型数据库完善及选型
本阶段主要是补充和完善部件的物资编码、类型、型号、电压电流、技术规范等相关的技术参数。在ELCAD里的Master data里完善各部件的信息，也可以在软件之外用excel按照部件选型数据库的表头完善相关内容后导入到软件中。
2.6）电缆库输入及选型
电缆库主要是存储项目所要使用的各类电缆的信息，包括物资编码、型号、线径、颜色、芯数、电压等级等信息。
3、工作图设计
本阶段主要任务：原理图整体评估及查错、线表生成及查错、生成初版报表。
3.1）原理图的整体评估及查错
在各系统将部件信息和电缆信息输入完毕后，由ELcAD主管对整个项目进行评估，并生成评估报告。按照评估报告的内容，对于错误信息逐条进行修改。在将评估报告所有问题处理完毕后，还需要对部件的主从引脚关系进行查错。
3.2）线表生成及查错
在评估查错完毕后，通过Batch批处理，选择Create Wiring Data，然后Execute，ELCAD会自动生成线表。在生成线表后，需要对线表补充相关信息并进行查错。可以在ELCAD软件里完成，也可以导出Excel表格进行。
3.3）生产初版报表
生成线表校核和添加信息完毕后，通过Batch批处理就可产生相应的报表文件（见图1，表2）。
4、生产试制
本阶段主要完成：修订完善原理图、生产终版归档报表。
4.1）修订完善原理图
初版线表的线长为预估长度，需要工艺反馈实际的线长长度，对线表和原理图进行修订；在试验和调试阶段，部分原理图可能会发生变化。
4.2）生成终版归档报表
将修订完善后的原理图，重新生成新的线表文件，然后再按照相应的报表模板生成最终版的报表文件，从而完成ELCAD电气布线设计。
5、结束语
马来西亚动车组于2011年7月6号下线，经验证生成的线表满足设计和现场工艺的需求。同时ELCAD在马来西亚动车组项目中的研究和应用，为后续的动车组的电气布线设计和研发奠定了可靠的基础。