1、Eplan与AutoCAD
我阅读过部分国家图纸,比如英国、美国、日本图纸是线号法表述,由AutoCAD绘制;而欧洲大陆德国、法国的图纸是端子号法表述,大多由Eplan绘制。
ABB的人曾说过,线号法原理图只适合读图,它不符合制造工艺。在ABB生产过程中,主要用线号法绘制原理图,AutoCAD中有自己开发的二次插件,可以把自动把AutoCAD图纸转换为适合生产用的接线图(端子号画法)和EXCEL图表。同时,EXCEL数据稍加修饰就可以提交给机器人实现端子号自动打印、线束自动切线、线束自动穿套号码管、线束自动压接端子头。
在国外电气原理图一般都是由设备厂商绘制,以德国为首的生产商为了贴近生产,就直接跳过了“线号法”,采取Eplan绘制“端子号法”图纸,一般这些图纸都基于德国DIN 标准。
Eplan是一套庞大的软件体系:Electric是基本的电气自动化模块;PPE为过程自动化模块、适合绘制仪表PID图; Platform、Panel、Cabinet模块适合绘制3D电气柜图纸;Harness prod模块为线束设计软件,实现柜内、柜间线束布置;Fluid为流体工程设计软件……
电气图纸也可以称为一种语言,AutoCAD和Eplan的关系也大概就有那么一点点像英语和德语。马克吐温曾在《可怕的德语》一文中说过:“一个有天赋的人三十个小时学会英语(除去拼写读音部分),三十年学会德语。”我想说的是,一个有天赋的人可能在学习AutoCAD三小时后就能掌握基本的使用技巧(不包括编程二次开发),可能花三个礼拜也不一定能完全驾驭Eplan。
总的来说,Eplan是一种工业时代的产品,需要花大量的时间学习,相比之下AutoCAD更像是刀耕火种的农业时代。
2、端子号法
如图5-1所示,这是由Eplan绘制的一个关于加热器的部分原理图,这图纸展示了极为丰富的内容:
TSAH 120是个温度开关【Temperature Switcher Alarm High??120是加热电阻丝的编号】;+S44表示这个温度开关安装位置;-S4则是温度开关的编号;-W34405表示外部接线电缆编号,电缆中1号线芯一端接入端子箱+N44的-X3号8+端子,一端接入温度开关的1号端子……以此类推;-K5是个中间继电器,其A1端接入柜子中的 -X3号100端子;-K5的辅助触点13号端子接入=AX05-A10元件的5位置(=AX05是指PLC系统,-A10是指某个ET200SP模块的接线底座,底座编号为-A10,第5个端子);这个数字A040.3是PLC数字量输出的点位号,适用于编程;=A05/3.C6是指在这本图纸中的=A05功能区中的第3张图的C行6列可以找到这个端子“5”。
-W34405外部接线电缆的线芯编号以远端为原则,线芯编号指向对方,在温度开关端线芯编号分别指向+N44的端子+N44-X3:8+、+N44-X3:8,对应在端子箱的线芯编号指向温度开关的+S44-S4:1、+S44-S4:4。
对于柜内-K5的辅助触点与-K4接触器的内部连接线并没有标注(有的图纸中甚至会标注线芯的大小、颜色等信息),内部线芯编号以近端为原则,-K4接触器A1端子编号为-K4:A1,-K5中间继电器的辅助触点14端子编号为-K5:14。
这种类型的原理图的关联性十分强大,总是从一页向另一页延伸,很难在一张图纸上表述一个完整的电路。即使对于上图这个简单的例子,为了理清管线,也需要参看=A05/3、=A03/4、=A03/14、=RI.KW/2这四张图纸。在一个复杂的控制回路中,对联锁设计的动作情况的查找, 甚至可能需要参看20 张图纸。另外,图纸也很难修改,因为耦合性太强,一根导线的变化会影响许多图纸和表格。这种类型图样的优点是, 细节丰富,比较适合成套生产,并且所有的图纸都是A3尺寸,便于保管;加之丰富的元件库,并可以与其他特定软件进行对接,标准的设计图可由生产商完成, 并且这种图样有助于推进欧洲标准化的进程[1]。
3、线号法
线号法比较简单,这里就不多说,缺点是表现内容不够丰富,并不符合制造工艺,需要对图纸进行二次转换才能生产。另外不同厂家设备的线号并不统一,需要参照原理图或者外部接线图才能接线。不过一套“完美的”线号原理图,在掌握简单的规则后,不太需要图纸就能完成柜间的外部连线,它更易理解、准确率更高。
4、绘图
国内关于制图的标准有:DL/T 5350-2006《水电水利工程电气制图标准》、GB/T 6988.1-2008《电气技术用文件的编制》(参照IEC61082-1:2006编写)、GB/T 30085-2013《工业系统装置和设备及工业产品 电缆和电线的标记》(参照IEC62491:2008编写)。以上这三本规范都使用“端子号法”的原理图,在国内的确有些大型设备厂商、大型设计院开始使用Eplan,但更多的还是使用AutoCAD。
目前在国内推广使用“端子号法”原理图的弊端:
- Eplan是一种体系、一套文件分享平台,需要设计院、设备厂商、施工方共同使用,才能发挥其价值,目前很难达成共识,看起来还是学习成本太高,而且不易获得免费版本。
- 国外主要由成套厂绘制原理图,施工方绘制施工图,而在国内都是由设计院完成。说句难听的话,国内设计院的电气图纸大部分都属于纸上谈兵、注重理论、忽略实际,他们获得的反馈太少,不可能绘制出欧洲人这样精确、完美的图纸。
- 很多国产元件缺少封装好的Eplan元件库,非常不适合在Eplan中使用。
- 设计与成套有差异,比如上图5-1,柜内-K5的辅助触点与-K4接触器的内部连接线并没有标注,某些成套厂会认为原理图线号缺失,自行补充标记线号,这违背了设计初衷。
- 端子号法必须严格按照图纸端子排顺序制作和接线。有的图纸设计有些小错误,因此成套厂调整了端子的排序或数量,导致施工时接线天下大乱。
- 很可悲,并不是所有的设备厂商都拥有线束机器人。
- 端子号法原理图的线芯编号冗长,如果施工方手工将线芯编号输入线号机,很多时候会偷懒,省略部编号中的部分字符,导致线芯编号表达缺失,难以读懂。
- 端子号法原理图需要外部接线图才能接线,而“完美的”线号原理图,不太需要考虑这个问题。
- 很多图集和图纸,居然用AutoCAD绘制“端子号法”的原理图,这种东施效颦的方式,让人哭笑不得。AutoCAD最初只是发明来绘制机械图纸,甚至都不是电气专用工具(无法自动生成元件清单、外部接线图)。Eplan才是一种为“端子号法”应运而生的专业软件,就像汉字只能契合汉语一样,在日语和韩语中的借用都不是很成功。发音与书写没有直接关联,形成两套系统是最大的痛楚,最后日语不得不衍生出平假名、片假名来辅助书写;而韩语更是直接废除汉字,发明一套谚文书写系统。
参考文献
[1] BAYLISS C. & HARDY B. 输配电工程[M]. 陈力,译. 北京: 机械工业出版社, 2012:50-53.