今早有朋友给我消息,说是希望我可以分享一下我的一些库,比如,符号库,部件库等等。当然,做这一行已经快二十年了,所有的人都会想当然的认为,我这里应该有很多库,而且比较全,我们又是做标准化的,那么肯定库也是很好用的,最起码是标准的。实际上,我这里的确有很多库,不过,我个人以为,这些东西没什么价值,尤其是对于别人来说,价值很小。为什么这样说呢?或者说,对于一个使用专业电气设计软件的用户来说,到底怎样的构建我们的基础数据库才是最省事,最快捷,最标准的呢?那么我下面就来介绍一些我的经验,希望可以对于在这些问题上有困扰的朋友有所帮助。
这里所说的基础数据库,主要是指在电气设计软件使用过程中,经常用到的一些库,主要包括符号库,部件库,电缆库,图框库,宏库等等,其中符号库还包括了:单线图符号库,多线图符号库,接线图符号库,以及一些特殊类型的符号库,这些库对于大家来说都需要用到,而软件可以提供的并不是很多,尤其是有很多符号是不符合我们以往的使用习惯的,因此,大家对于使用软件来说就出现的比较大的麻烦,也会使很多人对于专业电气设计软件望而却步。那么这么多库,到底应该怎么来做呢?或者说,如何构建这些库才是正确的呢?
首选,我们需要清楚的一点是,对于一个电气项目来说,核心的元素是设备部件,一个设备在不同的图面上以不同的形态来进行展示,在单线图中,用单线图符号表示,在原理图中,用多线图来进行表示,以及各种其他形态,那么对于我们使用者来说,就首选需要抓住这个核心,也就是说,在使用软件之前,需要先将自己可以用到的设备部件来构建出来。目前,在市面上的主流的几款电气设计软件都有自己的部件库,而且各自都有在线库,比较有名的是Eplan的data portal和SOLIDWORKS Electrical(简称SWE)的“在线数据”但是大家使用起来都还是有些困难,尤其是大量的非正版用户,只能是看看而已。其实如果大家真的开始使用这些库的时候,依然会发现有很多是需要我们再次进行二次加工或者修改的。那么我们如果下决心需要使用这类专业电气设计工具的时候,不如还是下决心构建一个属于自己的基础数据库,我个人认为这样才是最正确的做法。当然,大家会认为这样的工作量太大,几乎无法完成。那么我们就分析一下构建一个基础数据库到底需要怎样的工作量。
一般来说,一个企业或者一个使用单位,包括个人,通常都会做一些相对单一行业的产品设计,也就是说,在一个行业中,如果一个系统非常复杂,需要成千上万的部件的系统也不是有两个人或者几个人可以做得了的,这样的企业,需要的专业的实施团队来进行系统服务,短则半年长则一年,系统构建企业基础信息库,这是我们公司做的业务,也不是个人可以完成的项目,那么我们这里暂且不谈这类大型企业的数据库构建。这里我们主要谈谈大多数企业,相对单一的行业产品,对于电气元器件使用数量在1000个类型以下的,据我的经验,有非常多的企业使用的电气元件的种类不超过200种,当然还有一些企业产品种类比较多,用到的东西也比较多,各种情况其实都有,然而总的来说,超过1000种元器件种类的企业不多。(至于管理库存或者其他原因造成的大量冗余种类不在我们讨论范围之内)
那么构建一个1000个部件的数据库需要多少人力和时间成本呢?首先需要做部件库,1000个部件,我们公司的工程师的速度差不多每天50个左右,而作为使用这些部件的用户会更快,可以达到100个每天,为什么呢,因为我们的工程师长于软件,而不是使用者,对于部件的熟悉程度远低于使用者,我们的工程师还得查询资料手册,以及对于设备的应用进行一些了解,因此时间都耽误在这里了,而使用者只是需要熟悉一下建库的工具和规则而已,只需要开始被带着做上3-5个就可以慢慢越来越快了,因此效率上会很快的,我曾经有个客户做部件库最快的时候一天做了30多个分类的200多个部件,因此,可以认为1000个部件,两周之内可以完成。
对于这些部件对应的符号来说,通常都是常用的符号,在软件中都会有,只是有些比较特殊的部件会需要额外定制,通常是变频器,伺服控制器,人机界面,各类带有控制功能的传感器等等,这类部件的数量一般来说比较少,通常变频器十几种也是很多了,伺服十几种也不少了,所以核算下来,一百个左右差不多了,这类符号构建起来比较麻烦,但是很有规律,因此,通常做这类符号库100个下来,差不多也要2周左右。如果类型跨度不大的话,一周都可以搞定。
有了上面的两个库,原理图就可以顺利绘制了,BOM和接线表也没什么问题,端子图,PLC等也都问题不大,基本上可以正常设计了,很多企业到这个程度就基本上满足要求了,那么也就是说,不到一个月就可以基本上线。有很多人说,对于这些东西的标准我们都不懂,根本不知道怎么做,其实也好办,可以找我们做相关培训,三五天的培训就可以了。而且我这里可以将一些技术难点告诉大家,会钻研的人很快就可以自己掌握这些技术,一点也不难。当然我们提供相关的服务,最有价值的还是多年的经验,单纯从技术角度上来看,我们的很多用户比我们的技术水平都要高的多。徒弟高于师傅的事多得是,也说明了我们的服务是没有保留的。那么到底有哪些坑需要我们避开呢?
第一,标准。首先是标准的确立,在我们国内的设计项目中绝大多数沿用的标准是GB和IEC标准,目前GB和IEC的标准细节上略有不同,大多数都是一致的,尤其是符号库可以认为完全一样,因此,这里需要让大家明确的是IEC也好,GB也好,都是大标准,也就是仅仅是个框架,细节的内容是不会涉及到的,因此,比较简单的办法就是参照软件自带的符号库的样式,比如回路的间距,标识的种类,显示的相关信息等等,这里也是可以自己来进行定义的,需要注意的是一旦进行了一些修改,需要将其他符号都修改成统一规格的,以便于实现标准化。至于自定义符号,这就需要考虑这些符号和其他符号的配合及连接关系,需要做到统一标准,尽量美观即可,既然是自定义,也就没有特别明确的规定,可以参照手册上的图形符号,或者接线图符号。
第二,回路。部件的建库难点在于回路的定义,首选需要明确的一点是,回路的种类,这里需要强调的是回路的类别需要和符号上对应的回路类型一致,如果出现没法一致的情况,那么就必须要建多个符号和部件。另外,不单是回路类型,还有回路的分配原则,以及回路的数量,和每个回路的连接点数以及对应的连接点信息,这些都要一一对应,只有这样,部件才是和符号对应起来的。这也是为什么在很多企业中,有很多人喜欢用黑盒,实际上,黑盒的广泛使用,就是和标准化矛盾的,黑盒越多,说明越没有标准化。通常来说,黑盒应该是在一次性或者临时使用的设备上使用的,但是我看过很多实例,甚至于Eplan原厂的一些实例都会出现黑盒被滥用的情况,这就给标准化以及建库带来了完全不同的结果。
第三,接线图符号。除了符号库以外,其实还有很多类型的库,比如说接线图符号,在Eplan中没有接线图符号这个概念,是通过模板来实现的;而在SWE中就需要用这个类型符号,至于输出结果,孰优孰劣,我个人觉得各有优势个人更喜欢SWE的输出,灵活度要高很多。接线图符号大多数是沿用了原理图符号的图形,然后将符号中的连接点处添加一些接线信息,做起来比较简单,需要一些时间罢了。
第四,布线方框图符号。这种符号是SWE特有的符号,可以理解为我们单线图符号。布线方框图这种类型的图形,可以算是一种进步,用来专门做电缆以及线束方面的设计非常方便,有很多用户就只用这一种图纸类型就够相关设计了。这类图纸的符号库更为简单,很多用户喜欢用部件的截图来作为符号的内部图形,既形象又方便,这里需要注意的是这类符号一定要有一个外框,最好是可以依靠外框做些设计会更有效果。
第五,三维模型。三维模型一般来说用在机电一体化的设计过程中,在SWE中是和SOLIDWORKS无缝集成,在Eplan中是和ProPanel无缝集成,不管是用什么工具,都必须要做模型库,而且即便是拿到模型后,还是要进行二次加工的,将电气属性连接点信息添加到模型上,只有这样,装配好的模型才可以依据二维电气原理图进行自动布线,进行机电一体化设计。在Eplan中是需要在ProPanel中导入STP格式文件后,通过生成宏文件来实现的。在SWE中,是在SOLIDWORKS中的SWE插件中的一个电气向导来进行的。操作起来都是比较简单的事情。需要注意的是,一定要保证设备的回路和连接点信息的对应关系。
第六,数据来源和把控。在做数据库的时候,很多情况下大家都发现不知道该如何参照数据源,当然,最重要的数据源是手册,很多大品牌的手册信息是比较全的,但是会有很多部件手册是应用手册,很多连接信息或者其他回路信息都没有,这样的话,建库就比较麻烦。当然,根据我们的经验,还有一个方法是最准确的,那就是依据实物来进行。当然我这里说到的建库也包含了三维模型的构建。
第七,基础数据和电气工艺的关联。对于这一点,很多企业是没有电气工艺的,那么也可以理解为制造现场的需求,也就是说,电气设计环节的数据的产生和结果,包括数据需要涵盖的信息都是和工艺及生产密切相关的,一切也都是为了生产服务的,因此,需要对于本公司的生产环节做出细化的整理,其实也就是工艺环节,根据现场生产需要,根据设备的需要,根据工装的需要,来规划电气工艺的流程和具体生产步骤与环节,因此,不同的企业,电气工艺都是不一样的,因此,也会导致基础数据库发生变化,所以说,虽然是同一行业的企业用户,别人的数据库也不一定适合于自己,如果为了这个去迎合别人的数据,带来的就是被别人牵着鼻子走。这也是为什么很多企业喜欢去做标准,这样会带来在行业内部的竞争优势,事情不大,意义重大。
总结一下,和基本的流程,并且注意以上的一些事项,就可以根据需要构建起来自己的数据库了。
其实真正在企业级的基础数据库的构建就没有这么简单,基本原理还是一样的,只是所有的数据都是要基于标准化的基础之上的,这里所说的标准化是指的企业内部的标准化,是可以在企业内统一执行的相关标准,这个标准是基于GB或IEC等大标准下的,实际要求高于大标准要求的。
现在回到开始的问题,这就是为什么我如果将我的数据库给到其他人,我这里的数据库因为经常帮助企业做标准化,但是又仅仅还是做些实例,这样的话,我的库里各个企业的标准都有,也有很多是区别比较大的,所以,这样下来,就会出现库里的东西用起来很不顺手。其实从另一个角度反映下来也就是说,很多人会有习惯,到处去要库,到处去积累各种数据库,最终下来,看似拿了成千上万的数据,其实使用起来问题还是比较多,自己玩玩还行,用在企业就极不负责了,遗留下来的问题就很多,难免给企业造成一定的损失。
因此,企业级的数据库定制最佳的方式还是需要在公司内部有专人负责,让他具备企业级标准化的技术水平,规划自己的企业内部标准,再根据相关的标准,构建基于自身企业的基础数据库,这是可以用好一个专业电气设计软件的基础,意义还是比较重大的。如果企业没有这样的人才,当然也可以寻求比较有经验的服务团队来做这些事情,可以达到应有的效果。