基于 Elecworks 的虚拟电工实训室构建

作者:涂国栋 刘云梅 李强(昆明冶金高等专科学校     云南  昆明 650102)

转载自:《科技信息》第15期

 

【摘要】本文提出一种新的电工实训解决方案,即,在计算机平台上,利用Elecworks完成从2D电气原理图绘制,到3D柜内装配图和布线图的设计。整个实训过程可以在虚拟的环境中完成,真正引领机电一体化设计。

 

0   引言

在传统的电工实训过程中,电气控制系统设计的过程大致由绘制原理图、设计安装图、器件选型、设计接线图,安装与接线、检测、通电试车等过程组成。由于受工具、材料和设备的限制,造成实训占用时间长、能完成的实验项目少、以及实训完成率较低等特点。ElecworksTM for SolidWorks的出现开辟了机电一体化集成设计的新纪元。

 

1   Elecworks简介

Elecworks是法国Trace Software International集团公司推出的智能电气设计工具。通过与SolidWorks的集成,大大增加了电气设计与机械设计间的协作, 可以更快更好的完成电气自动化设计。

对于 SolidWorks用户,无论是工程设计还是控制柜制造,Elecworks帮助您通过SolidWorks菜单实现3D模型和自动化设计的数据共享。它帮助您快速高效的完成零件在机械设备中的放置,同样可以快速创建3D零件并确保数据一致。

3D布局及数据模块帮助您快速完成3D装配体或机柜的设计,添加3D零件;端子排的设计、结构检查以及实现数据同步更新。2D工程图DWG格式图纸自动添加至项目文件中。

Elecworks for SolidWorks 模块与Elecworks分享同一个数据库,完成同步设计。实时信息通讯工具方便项目不同设计部门间的协同工作。

 

2 Elecworks 功能介绍

2.1  Elecworks 工程数据存储

Elecworks 将所有的元器件数据,包括电气符号,连接线及组件,电缆的说明数据存储为一个代表设备数字模型的数据库文件,当您用Elecworks 进行设计时,就是对此数据库文件进行实时的操作。

 

2.2  布线方框图

布线方框图将电气图中各设备间的连接用方框图的方式直观的表现在图纸上.用户使用方框图可以直接对设备及电缆自定义,并同时估算工程基本造价.方框图中的数据信息能够自动反馈到电气图纸中。

 

2.3  PLC输入/输出

PLC I/O 编辑功能是Elecworks 拥有的一项独特功能.I/O是工程拥有的众多基本设计功能的一项:包括PLC型号,卡片的标准及型号,编程软件界面选择,工程造价以及布线工艺选择等。

 

2.4  实现与SolidWorks通讯

对于应用SolidWorks的设计终端,Elecworks可以通过SolidWorks接口直接与其进行3D模型与自动化部分数据通讯。

 

2.5  技术工艺

Elecworks 使用世界最先进的软件开发技术,其设计图纸完全兼容DWG文件,实现了与不同图纸间的交流。全新的人性化的电气设计。十分强大的功能可以从普通的原理图绘制,完整的PLC设计,到自动生成接线板端子排,元件清单等功能一气呵成,更拥有自动插入图纸之间的线路中断转移,一键等电位编号等普通软件无法实现的功能,其完整的元件库和标准化的图符库,还有强大的CAD绘图功能,可以让设计师们可以自主发挥作图能力.图纸的制作不再是繁繁琐的校对,排错,修改的过程,它将大大提高设计师们50%以上的效率。

 

简单易懂的操作界面,简化了繁琐的手动操作,提高了图纸的设计效率。实时服务器系统还可以设置服务器允许多个终端同时工作于一个工程,实现了图纸修改的实时更新,各个设计终端之间能够进行聊天交流,给需要团队合作的设计项目带来了极大的方便。

 

3 基于Elecworks的设计实践

本文将以电工技师培训中常用的一个考题(三相异步电机正反转控制柜的设计)为例来验证Elecworks 在电工实训中的应用及构建虚拟实验室的可行性。

 

3.1 工程的建立

启动Elecworks,在Elecworks中新建一个IEC标准的名为dianji的电气柜设计工程。选择控制柜、三相异步电动机模型,进行电气连线。如图1

elecworks电机控制工程 (图1 电机控制工程)

 

 

3.2  绘制电气控制原理图

在Elecworks中选择三相熔断断路器、三相主回路触点、三相热继电器、常开按钮、常闭推动按钮、等元件模型绘制电气控制原理图和控制电路图(如图2)。

elecworks电气原理图

(图2   电气原理图)

 

3.3 器件选型

在Elecworks中,机柜、导线、低压电气控制器件等的选型可以根据制造商和相关的参数进行选择(如图3)。器件库还可以通过Elecworks官方网站不断扩充。

elecworks器件选型

 

(图3 器件选型)

 

3.4  在SolidWorks中完成虚拟装配和布线(如图4)

在SolidWorks中,选择线槽、线板以及器件的机械三维模型,完成控制柜内的三维布局并自动生成三维布线。

elecworks自动布线

(图4 电气控制箱器件装配和自动布线)

3.5  自动生成电缆清单、元件清单、电线清单

elecworks装配清单

(图5 装配清单)

 

4   结束语

借助Elecworks,无论是工程设计还是控制柜制造,它能帮助您快速高效的完成零件在机械设备中的放置。3D布局及数据模块帮助设计者快速完成3D装配体或机柜的设计,添加3D零件,设计端子排。在电工实训中,一方面可以提高培训和实作的效率,又能提高成功率;另一方能让学生对生产器件的厂家及其产品有较好了解,可以灵活地完成各种电气控制的设计及装配,加强并培养学生的创新能力。

 

【参考文献】

[1]王瑞.Elecworks:SolidWorks机电一体化解决方案.CAD/CAM与制造业信息化,2009(10).

 

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