數字一體化在電氣線路設計的運用范文

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摘要：隨著數字化電氣線路設計在型號中的推廣應用，電氣線路接點關系自動識別成為限制電氣線路自動測試效率的關鍵環節。本文結合數字化電氣線路設計流程，以及電氣線路的自動化測試的需求，針對如何“橋接”電氣線路設計文件與電氣線路測試文件，研究電氣系統的線路接點關系自動識別技術，自動讀取CHS軟件中接點關系信息，實現不同數據的接互以及格式轉換，從而完成從電氣線路設計圖紙到電氣線路測試的無縫對接，實現電氣線路設計及測試的數字一體化。

關鍵詞：數字化設計；CHS；自動測試

0引言

目前，國內航天器型號電氣系統線路設計采取兩種設計工具：AutoCAD以及CHS數字化電氣系統設計工具。其中，AutoCAD由于其設計基于圖形表示方式，電氣系統線束設計時會導致各個環節相互孤立、無法實現數據關聯、重復的手工操作多、缺乏驗證手段、數據一致性差、無法保證數據質量等眾多問題。最重要的是，在強調數字化的時代，傳統的線束設計方式缺乏統一的數據管理，并且無法與測試工具進行整合，無法實現設計數據共享和信息傳遞。隨著CHS數字化電氣系統設計工具在型號電氣系統中的推廣應用，如何利用其設計數據成為限制電氣線路自動測試效率的關鍵環節。將設計軟件CHS與電氣線路自動測試軟件相結合進行的數字一體化設計的方法，完成設計與測試的接互，從而實現從電氣線路設計到電氣線路測試的無縫對接。

1數字化電氣線路設計流程

基于CHS設計平臺的設計流程如圖1所示，主要分為元器件庫定義、布置圖設計、原理圖設計、電氣線路設計，及一些后續的線路報表生成等等。元器件建庫應用CapitalLibrary添加相關元器件屬性以及元器件符號等信息，為后期電氣線路繪制提供元器件級的基礎信息支持。總布置圖利用CapitalTopology模塊進行手工繪制，原理圖利用CHS平臺CapitalLogic模塊進行手工繪制。原理圖設計完成后，可提供給三維結構設計相關電氣接口文件，ProE可根據該接口數據進行三維敷設；同時，CapitalLogic可將原理圖中的連接器、導線屬性等信息傳遞給線束設計模塊CapitalHarnessXC，以完成線纜分支圖的生成過程。節點表、物料清單、下料表則直接通過CapitalHarnessXC模塊自動生成。

2數字化電氣線路設計輸出文件格式分析

CHS軟件中線路接點關系信息輸出XML格式導線表，格式分為關鍵字定義段、應用實例段。關鍵字定義段對導線號、組件名稱、接插件名稱（起點）、點號（起點）、接插件名稱（終點）、點號（終點）、導線顏色、導線規格、導線長度等進行定義。應用實例段則針對各導線連接的起點、起點號、終點、終點號、導線規格、導線長度等一一進行定義。

3電氣線路接點關系自動識別設計

CHS軟件中線路接點關系信息輸出XML格式導線表，輸出信息包括：導線號、組件名稱、接插件名稱（起點）、點號（起點）、接插件名稱（終點）、點號（終點）、導線顏色、導線規格、導線長度等。而電氣線路自動測試軟件中，需求信息分為兩個文件：參考點配置文件（PEQ格式）、接線表配置文件（COO格式）。其信息包括：被測連接器代號、點號、設備點號、起點設備點號、終點設備點號、理論電阻值、測試阻值合格范圍（上限、下限）。通過上述輸入、輸出文件信息、格式對比，電氣線路接點關系自動識別軟件需完成讀取XML格式文件信息、計算阻值范圍信息、二次轉接匹配、寫入參考點配置文件、接線表配置文件等功能。設計電氣線路接點關系自動識別軟件底層數據表提供連接器代號、起點、終點導線規格、導線長度等信息。對讀取數據表進行遍歷、查找、匹配后，對“連接器代號”、“連接器點號”信息均相同的條目進行“串接處理”，即取該兩條目中剩余的兩組“連接器代號”、“連接器點號”分別作為起點、終點的代號、點號，其阻值為兩條目理論阻值之和。考慮到多級串接線路的存在，會循環執行上述匹配過程，直至無重復“連接器代號”、“連接器點號”信息。結合轉接線路的信息，將各連接器對應的測試物理地址一一對應，導入匹配數據表中。通過匹配數據表中各測試信息，最終生成參考點配置文件（PEQ格式）、接線表配置文件（COO格式）。

4電氣線路接點關系

自動識別實例舉例說明，9B01插座的1、3點通過轉接插頭1Y1連接到Y189X41的31、25點，那么數據轉換軟件需要完成的工作包括：（1）讀取9B01電纜信息，提取起點連接器代號、點號，終點連接器代號、點號，導線規格，導線長度。（2）讀取Y189X41電纜信息，提取起點連接器代號、點號，終點連接器代號、點號，導線規格，導線長度，續寫進上表。（3）讀取其他本測試分區相關電纜信息，按步驟（1）。（4）讀取完畢后，通過遍歷，查找各行中代號、點號重復的信息，例中某行起點、終點“1Y1”、“17”與另一行起點、終點“1Y1”、“17”完全一致，則提取序號1另一組“9B01”、“1”點作為起點信息，另一組“Y189X41”、“31”點作為終點信息。（5）后臺運算完理論阻值（兩部分理論阻值之和）。將所有本次測試分區中信息處理完成后，讀取相關信息，形成參考點配置文件（PEQ格式）、接線表配置文件（COO格式）供電氣線路自動測試軟件讀取即可。

5總結及展望

通過某型號電氣線路的數字化設計的示例證明，將美國mentor公司的線束設計軟件CHS與電氣線路自動測試軟件相結合進行的數字一體化設計的方法，比傳統的基于AutoCAD的二維設計，具有設計效率高、可靠性高的優勢，實現了設計與測試的數據共享和信息的一致性。

參考文獻

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[2]王美靖.基于CHS與Pro/E_cabling電氣系統線纜線束數字化設計[J].車輛與動力技術,2013(3).

[3]奧肯思（北京）科技有限公司.CHS簡明使用手冊[M].奧肯思科技有限公司,2010.

[4]邰忠天.基于CHS電氣系統設計流程研究[M].北京:中航一飛院,2011.

作者：楊雪；黎云軒；郗琦 單位：北京宇航系統工程研究所