引言

工業(yè)領(lǐng)域用電設(shè)備較多,例如人工集料生產(chǎn)系統(tǒng)一般包括幾臺(tái)破碎機(jī)、篩分機(jī)和幾十臺(tái)給料機(jī)、皮帶機(jī),設(shè)備類(lèi)型多為電動(dòng)機(jī),負(fù)載較小的供電回路需要接觸器控制啟停。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,各負(fù)載設(shè)備互相影響,供電可靠性要求較高,多使用放射式接線方式配電。GGD型配電柜一次接線方案配置靈活,柜內(nèi)方便安裝接觸器等電器,價(jià)格較低且安裝、操作直觀,靈活性高,較適用于工業(yè)領(lǐng)域配電設(shè)計(jì)。

工業(yè)供配電設(shè)計(jì)過(guò)程中,要計(jì)算每臺(tái)GGD配電柜中配置幾臺(tái)斷路器,最終確定需要幾套GGD配電柜,以便完成后續(xù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。配置GGD配電柜斷路器時(shí)需設(shè)計(jì)人員參照電器樣本反復(fù)代入計(jì)算,工作量較大且繁瑣,若依據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)單估計(jì)則可能造成配電柜空間浪費(fèi),增加配電柜數(shù)量,導(dǎo)致增加設(shè)備及土地投入,或者配電柜空間不足造成生產(chǎn)困難及使用不便。

針對(duì)該情況,可編制軟件解決以上問(wèn)題。Java編程語(yǔ)言有豐富的類(lèi)庫(kù)支持,面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)及跨平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn),適用于本軟件編制。

軟件采用NetBeans可視化開(kāi)發(fā)平臺(tái)編程,根據(jù)斷路器數(shù)據(jù)及電氣計(jì)算結(jié)果選型斷路器、計(jì)算需要的配電柜數(shù)量、配置每臺(tái)配電柜斷路器并顯示,能減少設(shè)計(jì)人員重復(fù)勞動(dòng)工作量,提高配電柜空間利用率。

1軟件功能規(guī)劃

首先在Excel電子表格中完善必要的斷路器及配電回路信息,本軟件在導(dǎo)入Excel數(shù)據(jù)之后,先進(jìn)行斷路器選型,計(jì)算每個(gè)回路需要的斷路器,之后根據(jù)選型結(jié)果排序全部斷路器,通過(guò)不斷迭代試算每個(gè)配電柜中的回路以及需要的配電柜數(shù)量,選擇配電柜后顯示該配電柜中的斷路器配置。

軟件主要功能有:

(1）載入Excel電子表格,讀取其中的斷路器規(guī)格數(shù)據(jù)、電氣計(jì)算數(shù)據(jù)。

(2）選型每個(gè)回路的斷路器。

(3）計(jì)算需要的配電柜數(shù)量。

(4）以圖片及文字方式列出每個(gè)配電柜的斷路器配置。

2軟件性能

軟件輸入數(shù)據(jù)有斷路器樣本數(shù)據(jù)及電氣計(jì)算數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)使用Excel電子表格輸入。

斷路器樣本數(shù)據(jù)主要包括斷路器額定電流下限、電流上限、型號(hào)、寬度,根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)選用的斷路器更改"斷路器規(guī)格"表內(nèi)的值。電氣計(jì)算數(shù)據(jù)主要包括設(shè)備、單機(jī)功率、數(shù)量、需要系數(shù)、組、合計(jì)功率、設(shè)備容量、計(jì)算電流、電纜截面、理想長(zhǎng)度、估計(jì)長(zhǎng)度、斷路器規(guī)格、電纜電壓損耗、斷路器寬度、電纜電阻、電纜電抗、母線載流量、總電纜長(zhǎng)度,根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)各回路情況更改"電氣計(jì)算"表內(nèi)的值。其中"電氣計(jì)算"表格內(nèi)的斷路器規(guī)格、斷路器寬度由本軟件計(jì)算獲得并寫(xiě)入表格,操作人員不需要填寫(xiě)。

軟件輸出數(shù)據(jù)有計(jì)算出的配電柜數(shù)量、每個(gè)配電柜包含的回路、回路斷路器的大小,上述信息使用圖片加文字的方式顯示。

設(shè)計(jì)一個(gè)"載入Excel電氣計(jì)算表格"按鈕用以載入上述電子表格。針對(duì)"電氣計(jì)算"表有可能多個(gè)的情況,設(shè)計(jì)一個(gè)"表格序號(hào)"輸入框獲取需要計(jì)算的"電氣計(jì)算"表在整個(gè)電子表格中的位置。設(shè)計(jì)一個(gè)"選型斷路器"按鈕為表內(nèi)的電氣回路選型斷路器。設(shè)計(jì)一個(gè)"排列斷路器"按鈕為每個(gè)配電柜選擇斷路器并計(jì)算總共需要多少配電柜。設(shè)計(jì)一個(gè)組合框顯示各配電柜編號(hào)。設(shè)計(jì)一個(gè)"顯示區(qū)域"布局類(lèi)用以顯示各配電柜斷路器配置。軟件用戶界面使用JavaFx技術(shù)。

軟件在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤會(huì)彈出警告框顯示錯(cuò)誤原因,操作者可根據(jù)錯(cuò)誤原因重新操作軟件獲得正確結(jié)果。

3軟件結(jié)構(gòu)

本軟件由四個(gè)模塊構(gòu)成,即AlertBox.java、ArrangeGGD.java、Equipment.java、TheseEvent.java類(lèi)。

AlertBox類(lèi)提供顯示錯(cuò)誤窗口的功能,ArrangeGGD類(lèi)提供軟件主界面窗口并為按鈕等添加事件驅(qū)動(dòng)的功能,Equipment類(lèi)提供配電柜內(nèi)斷路器顯示功能,TheseEvent類(lèi)負(fù)責(zé)處理按鈕等動(dòng)作事件。軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4軟件流程

軟件從ArrangeGGD類(lèi)啟動(dòng),創(chuàng)建軟件主窗口。然后初始化創(chuàng)建所有子窗口,包括顯示區(qū)主窗口、操作區(qū)主窗口,建立窗口及各交互類(lèi)的消息響應(yīng)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)對(duì)程序中各個(gè)消息的響應(yīng),并根據(jù)響應(yīng)彈出對(duì)應(yīng)的窗口,或者實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。

4.1載入Exce1文件程序流程

點(diǎn)擊載入Excel電氣計(jì)算表格按鈕后,TheseEvent對(duì)象中的handle函數(shù)處理按鈕點(diǎn)擊事件,彈出打開(kāi)文件對(duì)話框,要求用戶選擇正確的Excel配置表,用戶選擇Excel文件后軟件判斷用戶是否選擇文件、判斷用戶選擇的文件是否是Excel文件,若選擇文件有誤則調(diào)用AlertBox對(duì)象彈出警告對(duì)話框并指示錯(cuò)誤原因。

4.2選型斷路器程序流程

點(diǎn)擊選型斷路器按鈕后,TheseEvent對(duì)象中的handle函數(shù)處理按鈕點(diǎn)擊事件,根據(jù)已載入的Excel文件中的斷路器數(shù)據(jù)和各回路電氣數(shù)據(jù),為每個(gè)電氣回路配置斷路器并寫(xiě)入Excel文件中。程序流程如下:點(diǎn)擊選型斷路器按鈕一TheseEvent對(duì)象handle函數(shù)生效一根據(jù)載入的Excel文件選型斷路器一將選型結(jié)果寫(xiě)入Excel文件中。

4.3排列斷路器程序流程

點(diǎn)擊排列斷路器按鈕后,TheseEvent對(duì)象中的handle函數(shù)處理按鈕點(diǎn)擊事件,根據(jù)已載入的Excel文件中的斷路器數(shù)據(jù)和各回路電氣數(shù)據(jù)以及計(jì)算出的斷路器選型數(shù)據(jù),采用排序算法先以從大到小的順序排列各斷路器,以排列后的斷路器順序依次代入配電柜中嘗試容納,若不能容納則換成小規(guī)格的斷路器嘗試,若全部斷路器都不能再放入配電柜,則該臺(tái)配電柜配置斷路器完成,開(kāi)始為下一臺(tái)配電柜配置斷路器,直至全部斷路器全部置入配電柜中完成全部斷路器排列工作。

4.4顯示配電柜斷路器配置程序流程

點(diǎn)擊下拉菜單后,下拉菜單顯示計(jì)算出的各配電柜,點(diǎn)擊各配電柜后TheseEvent對(duì)象中的handle函數(shù)處理下拉菜單點(diǎn)擊事件,調(diào)用Equipment對(duì)象顯示斷路器圖片及回路說(shuō)明。程序流程如下:點(diǎn)擊下拉菜單一TheseEvent對(duì)象handle函數(shù)生效一Equipment類(lèi)初始化一在顯示區(qū)內(nèi)顯示每臺(tái)斷路器的圖片及回路說(shuō)明。

5軟件運(yùn)行環(huán)境及使用過(guò)程

軟件基于jdkl.8開(kāi)發(fā),工作主機(jī)需是安裝jrel.8虛擬機(jī)的桌面計(jì)算機(jī)。使用過(guò)程如下:

(1）安裝Java虛擬機(jī)。下載jrel.8安裝包,雙擊安裝jrel.8虛擬機(jī)。

(2）雙擊運(yùn)行.jar后綴名的GGD配電柜斷路器排列輔助設(shè)計(jì)軟件。

(3）載入Excel電氣計(jì)算表格。點(diǎn)擊載入Excel電氣計(jì)算表格按鈕,彈出打開(kāi)文件對(duì)話框,選擇編制好的Excel電氣計(jì)算表格并點(diǎn)擊打開(kāi)。

(4）輸入計(jì)算表格序號(hào)。在輸入框中輸入計(jì)算表格序號(hào),表格中的計(jì)算部分是Excel文件中第二個(gè)表格,由于斷路器規(guī)格表屬于配置表格,不是計(jì)算表格,因此計(jì)算表格序號(hào)輸入1。

(5）選型斷路器。點(diǎn)擊選型斷路器,程序根據(jù)斷路器規(guī)格表及計(jì)算表格中的內(nèi)容選型斷路器。

(6）排列斷路器。點(diǎn)擊排列斷路器,程序根據(jù)選型情況列出配電柜個(gè)數(shù)并配置每個(gè)配電柜斷路器,顯示在配電柜編號(hào)之后的下拉條中。

(7）查看配電柜具體配置。點(diǎn)擊下拉條中的配電柜,程序在實(shí)線框中的顯示區(qū)顯示對(duì)應(yīng)的配電柜配置,如圖2所示。

6結(jié)語(yǔ)

低壓配電設(shè)計(jì)過(guò)程中,各配電柜選擇斷路器的規(guī)格、選擇回路的數(shù)量需要花費(fèi)許多時(shí)間試算,該過(guò)程既枯燥又繁瑣。本文所述軟件已使用一年有余,實(shí)效良好,申請(qǐng)了軟件著作權(quán)登記,實(shí)際使用時(shí)顯著提高了低壓配電工程設(shè)計(jì)效率。