袁媛
（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300452）
摘要：
海洋平台变频控制系统可使电潜泵的效能得到极大提高，应用变频调速生产模式可保证更好地匹配油井产能，扩大调节产量的范围，使电潜泵的合理工作范围更宽，延长泵检测周期，减小维护费用，有效提高产量。电潜泵变频控制柜是海洋平台变频控制系统的核心设备。目前本公司生产的变频控制柜主要应用CAD为设计软件作为设计工具，使用excel手动汇总录入BOM清单。采用这样的设计模式，一旦生产工艺发生变化，需要设计部门为每个项目重新绘图，并逐一手动调整元器件清单，生产部门不能第一时间得到技术方案变更的信息。在生产部门得到工艺变更信息后，在结构设计和排线设计中，将花费很多时间和人力。
采用Eplan软件代替传统CAD设计方法，能解决以上这些问题。本文研究应用Eplan软件实现变频控制柜的自动化设计方法，着重研究应用控制柜设计中的要解决的关键技术问题，包括企业专用库建立、专用图框替换方法、宏文件建立、模块化设计等技术问题，对今后项目的变频控制柜生产设计具有指导作用。利用相同的设计思路，可以应用到滤波器、中央控制柜等其它电气设备中，具有很好的应用前景。
关键字：Eplan,变频控制柜，宏文件，Pro Panel
一、概述
Eplan 作为一种电气设计计算机辅助软件，可建立企业专用元件数据库，包括二维图形信息、接口信息及三维结构图纸。Eplan软件支持IEC、GB 等电气设计标准。可以自动生成BOM物料清单，可自动配线。当在原理图工艺变化后，可自动变更物料清单及三维结构图纸，无需生产部门手动修改，提高了准确性和便捷性。
以Eplan软件平台作为电潜泵变频器设计开发工具，在实际操作中会遇到如下问题。首先，变频控制柜内部有较多非标电气元件，很多厂家提供的设备或器件并未包含在标准库内，需要自建企业专用库。系统自带图框与标准图框不符，需要找到适合于各项目的图框模型。一旦设计工艺变更，三维结构图纸需要重新设计，生产部门无法及时响应，这是生产中需要解决的重要问题。
下文阐述企业专用库建立方法、专用图框模型建立方法、宏文件黑盒的建立方法。同时分析了变频控制柜三维建模及布线的绘图方法。
二、变频控制器二维原理图设计中的技术问题研究
2.1、企业专用库建立方法
企业专用库的建立是变频控制柜设计中的要解决的关键问题，也是进行后续二维、三维设计的基础。很多国产电气元器件及非标零件不在Eplan数据库内，建立完善的专用数据库也是设计工作的难点。经分析，可用以下两种方式完成企业专用库的建立。
2.1.1库导入
变频控制柜内常用功率元件为施耐德、ABB等厂家提供的功率模块，对于此类电器元件，找到订货号，在产品官网下载EDZ格式的数据库。库导入的方法为：鼠标选择工具→部件→管理→附加→导入，文件类型选择EPLAN Data Portal（EDZ）交换格式，以此完成库导入。同样方法，将具有库的厂家的元件一一添加。见图一、ATV61功率模块导入示意。
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图1 ATV61功率模块库导入示意
2.2.2黑盒及宏文件建立方法
对于部分国产电器元件及非标元件，厂家并未提供库文件。在变频控制柜设计中，对于库中没有的配件符号，尤其是变频器功率模块这种接口复杂的设备，使用黑盒工具创建。
单击菜单栏插入→盒子/连接点/安装版→黑盒，在属性内输入部件名称、功能文本等信息，插入黑盒虚线框，添加设备连接点，补充连接点标识。选择编辑→创建宏→，将文件存储为”.ema”格式的宏文件,以此可以在其它原理图中重复调用使用。单击工具→部件→管理打开部件管理器，在相应分类下单击新建，输入部件编号、名称、制造商等数据，将数据同步到主数据库中。打开部件管理器，建立功能模板文件。在图形文件上右击鼠标插入设备，即可使用新建的库文件。图2
为应用此方法建立的国产MD290变频模块。
图2 黑盒功能创建MD290变频器
通过此方法，将变频控制柜内滤波器、电抗器、继电器、电流传感器、电流记录仪、指示灯、按钮、总线电缆等设备逐一建模，添加至企业专用数据库内。
以上两种方法结合，就能完成企业专用数据库的建立，为下一步绘制原理图、生成BOM清单做好准备。
2.2、专用图框设计
Eplan软件自带图框与公司内部标准图框样式不同，项目管理器内图框不可更改。经过研究，采用图框模板的方式变更图框。
单击工具→主数据→图框→打开，打开图框库。在图框库内添加DPCA.fn1作为企业专用图框模板。打开DPCA.fn1文件，重新设计图框，添加企业logo及图纸名称、项目名称、设备名称等。在放置→属性内导入相应智能对象。在项目管理器内右击图置页属性，图框名称内选择DPCA.fn1作为项目图框。这样建立的图框，满足项目设计需要，也可自动更新项目名称、图纸编号等信息，提高了设计效率。
2.5、BOM清单调整及线缆清单生成
在项目管理器内添加页面，选择工具→报表→生成，自动生成元器件清单。与传统的手动录入清单的方式相比，使用Eplan软件设计变频控制系统可直接通过报表信息生成元器件清单。通过项目数据→电缆→编辑指令，实现控制柜内电缆选型。通过项目数据→电缆→自动选择电缆，可以自动为未选型的电缆指定型号。当设计方案发生变更后，在原理图内更新元器件，报表清单会自动更改，电缆信息也会自动更正，这样生产部门会第一时间收到变更信息，无需手动核算清单及线缆，可以立即组织生产工艺变更。经过测算，使用自动报表清单的方式可将生产部门调整生产工艺的时间提前至少一周，有利于缩短生产周期，降低人力成本，提高生产效率。
三、使用Eplan Pro Panel进行变频控制柜三维设计
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图3 Eplan Pro Panel实现变频控制柜三维设计
将solidworks等软件生成的三维模型导入到数据库内，在Eplan软件内打开Eplan Pro Panel 3D设计空间，通过放置箱柜、线槽、导轨、设备完成三维图形设计。在Pro Panel内通过钻孔设计功能细化柜体钣金开孔，提高钣金与器件在结构上的匹配度。
通过以上方法实现的变频控制柜Pro Panel 3D建模，可以直观地表现最终产品的形态，可以改善solidworks钣金设计中未处理的细节钻孔问题。3D布线可快速设计电缆布线的样式，能自动导出线材清单。当原理图变更后，三维钣金图及排线图可自动更新，无需人工重新修改。请核算，与手动排线相比，使用Pro Panel 3D布线，提高了准确度及效率，节约了30%的电缆线材，每个项目可节约两名员工3工作日的排线工作，实现了减低成本提高效率的目标。
参考文献：
[1]张旭,姚璋,李俊. Eplan自动检查系统的设计与实现[J]. 工业控制计算机,2020,33(12):1-3.
[2]王嘉炜,余炳延. 基于EPLAN软件的控制柜三维布局设计及应用[J]. 计算机产品与流通,2020(07):125.