引言

工業(yè)領域用電設備較多,例如人工集料生產系統(tǒng)一般包括幾臺破碎機、篩分機和幾十臺給料機、皮帶機,設備類型多為電動機,負載較小的供電回路需要接觸器控制啟停。工業(yè)生產過程中,各負載設備互相影響,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,柜內方便安裝接觸器等電器,價格較低且安裝、操作直觀,靈活性高,較適用于工業(yè)領域配電設計。

工業(yè)供配電設計過程中,要計算每臺GGD配電柜中配置幾臺斷路器,最終確定需要幾套GGD配電柜,以便完成后續(xù)圖紙設計。配置GGD配電柜斷路器時需設計人員參照電器樣本反復代入計算,工作量較大且繁瑣,若依據設計經驗簡單估計則可能造成配電柜空間浪費,增加配電柜數量,導致增加設備及土地投入,或者配電柜空間不足造成生產困難及使用不便。

針對該情況,可編制軟件解決以上問題。Java編程語言有豐富的類庫支持,面向對象的特點及跨平臺的優(yōu)點,適用于本軟件編制。

軟件采用NetBeans可視化開發(fā)平臺編程,根據斷路器數據及電氣計算結果選型斷路器、計算需要的配電柜數量、配置每臺配電柜斷路器并顯示,能減少設計人員重復勞動工作量,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,本軟件在導入Excel數據之后,先進行斷路器選型,計算每個回路需要的斷路器,之后根據選型結果排序全部斷路器,通過不斷迭代試算每個配電柜中的回路以及需要的配電柜數量,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)格數據、電氣計算數據。

(2）選型每個回路的斷路器。

(3）計算需要的配電柜數量。

(4）以圖片及文字方式列出每個配電柜的斷路器配置。

2軟件性能

軟件輸入數據有斷路器樣本數據及電氣計算數據,數據使用Excel電子表格輸入。

斷路器樣本數據主要包括斷路器額定電流下限、電流上限、型號、寬度,根據設計時選用的斷路器更改"斷路器規(guī)格"表內的值。電氣計算數據主要包括設備、單機功率、數量、需要系數、組、合計功率、設備容量、計算電流、電纜截面、理想長度、估計長度、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、總電纜長度,根據設計時各回路情況更改"電氣計算"表內的值。其中"電氣計算"表格內的斷路器規(guī)格、斷路器寬度由本軟件計算獲得并寫入表格,操作人員不需要填寫。

軟件輸出數據有計算出的配電柜數量、每個配電柜包含的回路、回路斷路器的大小,上述信息使用圖片加文字的方式顯示。

設計一個"載入Excel電氣計算表格"按鈕用以載入上述電子表格。針對"電氣計算"表有可能多個的情況,設計一個"表格序號"輸入框獲取需要計算的"電氣計算"表在整個電子表格中的位置。設計一個"選型斷路器"按鈕為表內的電氣回路選型斷路器。設計一個"排列斷路器"按鈕為每個配電柜選擇斷路器并計算總共需要多少配電柜。設計一個組合框顯示各配電柜編號。設計一個"顯示區(qū)域"布局類用以顯示各配電柜斷路器配置。軟件用戶界面使用JavaFx技術。

軟件在運行過程中出現的各種錯誤會彈出警告框顯示錯誤原因,操作者可根據錯誤原因重新操作軟件獲得正確結果。

3軟件結構

本軟件由四個模塊構成,即AlertBox.java、ArrangeGGD.java、Equipment.java、TheseEvent.java類。

AlertBox類提供顯示錯誤窗口的功能,ArrangeGGD類提供軟件主界面窗口并為按鈕等添加事件驅動的功能,Equipment類提供配電柜內斷路器顯示功能,TheseEvent類負責處理按鈕等動作事件。軟件結構如圖1所示。

4軟件流程

軟件從ArrangeGGD類啟動,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的消息響應機制,實現對程序中各個消息的響應,并根據響應彈出對應的窗口,或者實現對應的功能。

4.1載入Exce1文件程序流程

點擊載入Excel電氣計算表格按鈕后,TheseEvent對象中的handle函數處理按鈕點擊事件,彈出打開文件對話框,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用AlertBox對象彈出警告對話框并指示錯誤原因。

4.2選型斷路器程序流程

點擊選型斷路器按鈕后,TheseEvent對象中的handle函數處理按鈕點擊事件,根據已載入的Excel文件中的斷路器數據和各回路電氣數據,為每個電氣回路配置斷路器并寫入Excel文件中。程序流程如下:點擊選型斷路器按鈕一TheseEvent對象handle函數生效一根據載入的Excel文件選型斷路器一將選型結果寫入Excel文件中。

4.3排列斷路器程序流程

點擊排列斷路器按鈕后,TheseEvent對象中的handle函數處理按鈕點擊事件,根據已載入的Excel文件中的斷路器數據和各回路電氣數據以及計算出的斷路器選型數據,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,則該臺配電柜配置斷路器完成,開始為下一臺配電柜配置斷路器,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

點擊下拉菜單后,下拉菜單顯示計算出的各配電柜,點擊各配電柜后TheseEvent對象中的handle函數處理下拉菜單點擊事件,調用Equipment對象顯示斷路器圖片及回路說明。程序流程如下:點擊下拉菜單一TheseEvent對象handle函數生效一Equipment類初始化一在顯示區(qū)內顯示每臺斷路器的圖片及回路說明。

5軟件運行環(huán)境及使用過程

軟件基于jdkl.8開發(fā),工作主機需是安裝jrel.8虛擬機的桌面計算機。使用過程如下:

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

(2）雙擊運行.jar后綴名的GGD配電柜斷路器排列輔助設計軟件。

(3）載入Excel電氣計算表格。點擊載入Excel電氣計算表格按鈕,彈出打開文件對話框,選擇編制好的Excel電氣計算表格并點擊打開。

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

(5）選型斷路器。點擊選型斷路器,程序根據斷路器規(guī)格表及計算表格中的內容選型斷路器。

(6）排列斷路器。點擊排列斷路器,程序根據選型情況列出配電柜個數并配置每個配電柜斷路器,顯示在配電柜編號之后的下拉條中。

(7）查看配電柜具體配置。點擊下拉條中的配電柜,程序在實線框中的顯示區(qū)顯示對應的配電柜配置,如圖2所示。

6結語

低壓配電設計過程中,各配電柜選擇斷路器的規(guī)格、選擇回路的數量需要花費許多時間試算,該過程既枯燥又繁瑣。本文所述軟件已使用一年有余,實效良好,申請了軟件著作權登記,實際使用時顯著提高了低壓配電工程設計效率。