基于C#語(yǔ)言的Excel自動(dòng)電纜端子對(duì)點(diǎn)軟件的設(shè)計(jì)與研究

陸冠鵬

(廣東水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣州 510635)

基于C#語(yǔ)言的Excel自動(dòng)電纜端子對(duì)點(diǎn)軟件的設(shè)計(jì)與研究

陸冠鵬

(廣東水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣州 510635)

水電站電氣二次設(shè)備之間存在大量互聯(lián)電纜，這些電纜分散在不同的系統(tǒng)圖紙上，在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)所有電纜進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的對(duì)點(diǎn)是保證水電站按期建設(shè)、投運(yùn)后安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文章簡(jiǎn)要介紹了一種基于Visual Studio.NET平臺(tái)開(kāi)發(fā)的水電站自動(dòng)電纜端子對(duì)點(diǎn)軟件的系統(tǒng)架構(gòu)、工作原理，實(shí)現(xiàn)功能和設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

水電站；自動(dòng)化設(shè)計(jì)；軟件開(kāi)發(fā)；模塊實(shí)現(xiàn)

0 引 言

水電站的電氣二次系統(tǒng)主要包括機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)及直流系統(tǒng)屏柜等，各個(gè)系統(tǒng)之間存在大量互聯(lián)電纜，這些分散布置的電纜如同整個(gè)水電站的血管神經(jīng)，是維持水電站正常運(yùn)行的重要組成部分。在水電站電氣二次設(shè)計(jì)過(guò)程中，完成各個(gè)分系統(tǒng)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)后，需要將各個(gè)系統(tǒng)之間的互聯(lián)電纜統(tǒng)合整理形成電纜端子表，確認(rèn)每條電纜的兩端走向，并對(duì)電纜的芯線逐一對(duì)點(diǎn)，保證所有電纜既沒(méi)有重復(fù)也沒(méi)有缺漏、電纜的芯線聯(lián)接的端子正確無(wú)誤。一個(gè)水電站有數(shù)千條二次電纜需要一一核對(duì)，由設(shè)計(jì)人員進(jìn)行人工核對(duì)不但耗費(fèi)大量工時(shí)且難以保證核對(duì)精度。使用自動(dòng)對(duì)點(diǎn)軟件進(jìn)行核對(duì)可替代手工核對(duì)的工時(shí)，并且在發(fā)生電纜變更時(shí)也可以快速進(jìn)行重新校對(duì)，避免由于人為失誤導(dǎo)致的各種電纜錯(cuò)誤，使得電氣二次電纜的設(shè)計(jì)既高效又準(zhǔn)確。

1 電纜自動(dòng)對(duì)點(diǎn)軟件的基本原理

工程設(shè)計(jì)中電纜端子表具有多種形式，可分為基于CAD繪圖軟件圖紙型和基于excel軟件表格型兩大類，圖紙型的電纜端子表具有形象和設(shè)備實(shí)物端子排一致的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)接線過(guò)程中簡(jiǎn)單直觀；表格型的電纜端子表則將設(shè)備上端子排轉(zhuǎn)化為一個(gè)表格，由于不是直觀繪制，設(shè)計(jì)和使用時(shí)都需要有的一個(gè)轉(zhuǎn)化適應(yīng)的過(guò)程。相對(duì)于圖紙型的電纜端子表，表格型電纜端子表的優(yōu)勢(shì)在于后期進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)時(shí)十分方便，在數(shù)據(jù)庫(kù)功能支持下可以方便的進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)、型號(hào)歸類、查找特定電纜等工作。本軟件選擇基于Excel表格型電纜端子表以便對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)電纜數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和核對(duì)。一個(gè)基于Excel的典型表格化電氣二次設(shè)備電纜端子表如表1所示：

表1 典型表格化電氣二次設(shè)備電纜端子表

對(duì)一個(gè)如例表所示的電氣二次設(shè)備電纜端子表進(jìn)行對(duì)點(diǎn)必須完成以下步驟：

1)確定各個(gè)設(shè)備上的二次電纜數(shù)量，理清各條電纜的電纜編號(hào)、電纜牌號(hào)、電纜芯數(shù)、本側(cè)/對(duì)側(cè)柜號(hào)、本側(cè)/對(duì)側(cè)柜名，電纜內(nèi)每條線芯的線號(hào)、本側(cè)/對(duì)側(cè)端子排、本側(cè)/對(duì)側(cè)端子號(hào)等信息；

2)根據(jù)電纜的兩側(cè)柜號(hào)，核對(duì)兩側(cè)屏柜上的端子排，確認(rèn)兩側(cè)屏柜上的端子排已接入該條電纜且各條線芯接線正確；

3)根據(jù)電纜核對(duì)結(jié)果對(duì)每條電纜進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)出重復(fù)、缺漏或接線設(shè)計(jì)沖突的電纜以便后續(xù)跟進(jìn)復(fù)核。

根據(jù)電纜對(duì)點(diǎn)的基本原理，電纜端子自動(dòng)對(duì)點(diǎn)軟件的算法流程見(jiàn)圖1。

圖1 電纜端子自動(dòng)對(duì)點(diǎn)軟件的算法流程圖

2 電纜自動(dòng)對(duì)點(diǎn)軟件系統(tǒng)架構(gòu)

本電纜自動(dòng)對(duì)點(diǎn)軟件基于Visual Studio.NET平臺(tái)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，選用開(kāi)發(fā)的編程語(yǔ)言為C#。2000年7月微軟公司發(fā)布C#語(yǔ)言，其特點(diǎn)為簡(jiǎn)單上手、代碼運(yùn)行安全且全面面向?qū)ο螅情_(kāi)發(fā).NET應(yīng)用程序的主力語(yǔ)言。C#融合了多種常見(jiàn)編程語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，在語(yǔ)法風(fēng)格上靠近C語(yǔ)言，具有面向?qū)ο蟮奶卣骼^承自C++語(yǔ)言。更進(jìn)一步的是C#封閉了內(nèi)存指針，防止對(duì)內(nèi)存硬件地址的不可預(yù)見(jiàn)的訪問(wèn)改寫(xiě)導(dǎo)致的程序錯(cuò)誤，強(qiáng)化了程序的健壯性。

利用面向?qū)ο蟮木幊趟枷?，?duì)本軟件的功能進(jìn)行分析后，可將軟件模塊化設(shè)計(jì)分為以下組成部分：

1)主界面模塊：主界面模塊負(fù)責(zé)進(jìn)行人機(jī)交換和軟件各個(gè)模塊的調(diào)用工作，用戶通過(guò)主界面上的按鈕進(jìn)行打開(kāi)端子表文件、管理參與對(duì)點(diǎn)的端子表清單及啟動(dòng)自動(dòng)核對(duì)等軟件功能，并從主界面上獲得軟件運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息反饋。

2)數(shù)據(jù)生成模塊：數(shù)據(jù)生成模塊負(fù)責(zé)分析自主界面?zhèn)魉蛠?lái)的電纜端子表，自電纜端子表中提取電纜數(shù)據(jù)，并電纜數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)管理模塊供后續(xù)模塊使用。

3)數(shù)據(jù)管理模塊：數(shù)據(jù)管理模塊作為整個(gè)軟件的數(shù)據(jù)匯總和分發(fā)模塊，負(fù)責(zé)接受和保存由數(shù)據(jù)生成模塊生成的電纜數(shù)據(jù)，并且當(dāng)主界面模塊啟動(dòng)對(duì)點(diǎn)邏輯實(shí)現(xiàn)模塊中的電纜端子核對(duì)流程時(shí)，將電纜數(shù)據(jù)傳送至對(duì)點(diǎn)邏輯實(shí)現(xiàn)模塊，并在完成核對(duì)后保存核對(duì)結(jié)果形成輸出報(bào)告。

4)對(duì)點(diǎn)邏輯實(shí)現(xiàn)模塊：對(duì)點(diǎn)邏輯實(shí)現(xiàn)模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)具體電纜的端子核對(duì)功能，并將核對(duì)結(jié)果回傳至數(shù)據(jù)管理模塊。

電纜自動(dòng)對(duì)點(diǎn)軟件的整體功能模塊劃分和模塊間的數(shù)據(jù)流向見(jiàn)圖2。

圖2 電纜自動(dòng)對(duì)點(diǎn)軟件功能模塊劃分和數(shù)據(jù)流向圖

3 電纜自動(dòng)對(duì)點(diǎn)軟件的實(shí)現(xiàn)

3.1 主界面模塊的實(shí)現(xiàn)

主界面模塊作為軟件的人機(jī)交換界面，主要幫助用戶實(shí)現(xiàn)選擇和管理需要對(duì)點(diǎn)的電纜端子表，用戶可以通過(guò)該模塊可以將擬進(jìn)行對(duì)點(diǎn)端子表文件導(dǎo)入軟件中的擬對(duì)點(diǎn)清單中，并可進(jìn)行后續(xù)進(jìn)行端子表增加或刪除操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)端子表清單的管理，并在界面上提供實(shí)時(shí)反饋。

3.2 數(shù)據(jù)生成模塊的實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)生成模塊負(fù)責(zé)從電纜端子表上提取電纜，轉(zhuǎn)化為可供軟件處理的數(shù)據(jù)。根據(jù)電纜自動(dòng)對(duì)點(diǎn)軟件的需求，電纜數(shù)據(jù)模型可分為2個(gè)層次，①該條電纜的電纜編號(hào)，電纜連接的雙側(cè)柜號(hào)等數(shù)據(jù)；②單體線芯連接的雙側(cè)端子排/端子號(hào)等數(shù)據(jù)；其中電纜數(shù)據(jù)層包含線芯數(shù)據(jù)層，單條電纜可以包含多條線芯的數(shù)據(jù)。具體模型如圖4。

3.3 數(shù)據(jù)管理模塊的實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)管理模塊負(fù)責(zé)檢查由主界面模塊傳入的端子表是否滿足格式要求，并將符合格式要求端子表傳送至數(shù)據(jù)生成模塊，保存由數(shù)據(jù)生成模塊回傳的電纜數(shù)據(jù)。

圖3 電纜自動(dòng)對(duì)點(diǎn)軟件主界面圖

由于本軟件需要所有進(jìn)行核對(duì)檢測(cè)的端子表符合例表格式才能進(jìn)行核對(duì)，因而需要在導(dǎo)入端子表之前對(duì)端子表進(jìn)行格式檢查，數(shù)據(jù)管理模塊對(duì)端子表的格式檢查主要流程為：

1)檢查端子表標(biāo)題行中列名稱的數(shù)量；

2)根據(jù)列名稱及其檢查數(shù)量標(biāo)記該列屬于正確列、缺失列或重復(fù)列；

3)根據(jù)缺失列和重復(fù)列的數(shù)量標(biāo)記端子表是否滿足格式要求；

圖4 電纜數(shù)據(jù)模型圖

3.4 對(duì)點(diǎn)邏輯實(shí)現(xiàn)模塊的實(shí)現(xiàn)

對(duì)點(diǎn)邏輯實(shí)現(xiàn)模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)具體電纜的端子核對(duì)功能，并將核對(duì)結(jié)果回傳至數(shù)據(jù)管理模塊。對(duì)點(diǎn)邏輯實(shí)現(xiàn)模塊的自動(dòng)對(duì)點(diǎn)流程為從數(shù)據(jù)管理模塊獲取電纜數(shù)據(jù)，讀取電纜數(shù)據(jù)中的雙側(cè)柜號(hào)，確認(rèn)雙側(cè)屏柜的端子表上都存在該條電纜后，再按線號(hào)逐一核對(duì)線芯兩側(cè)的端子排、端子號(hào)是否一致，然后根據(jù)核對(duì)結(jié)果將電纜分別標(biāo)記為正確的電纜和問(wèn)題電纜，最后將核對(duì)結(jié)果回傳至數(shù)據(jù)管理模塊，由數(shù)據(jù)管理模塊將核對(duì)結(jié)果如例表如表2所示輸出供用戶使用。

圖7 對(duì)點(diǎn)邏輯實(shí)現(xiàn)模塊電纜自動(dòng)對(duì)點(diǎn)邏輯圖

電纜編號(hào)核對(duì)結(jié)果YBRA13GH001-1018正確電纜YBRA13GH001-1019正確電纜YBRA13GH001-1020正確電纜YBRA21GH001-1001單側(cè)電纜YBRA21GH001-1002正確電纜YBRA21GH001-1005正確電纜YBRA21GH001-1006正確電纜YBRA21GH001-1007正確電纜YBRA21GH001-1008端子排不一致YBRA21GH001-1009正確電纜YBRA21GH001-1010正確電纜YBRA21GH001-1012端子號(hào)不一致YBRA21GH001-1013正確電纜YBRA21GH001-1014正確電纜YBRA21GH001-1015雙側(cè)柜號(hào)不一致

4 結(jié) 語(yǔ)

文章所介紹的軟件基于Visual Studio.NET平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，具有跨平臺(tái)移植方便，運(yùn)行速度快捷，支持多版本操作系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，基本滿足了對(duì)電纜端子表進(jìn)行自動(dòng)對(duì)點(diǎn)的需求。但仍有繼續(xù)改進(jìn)提升的空間：

1)實(shí)現(xiàn)電纜核對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)化，便于綜合管理和其他工程參考使用；

2)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)核對(duì)功能，現(xiàn)在軟件需要將電纜端子表導(dǎo)入后，再手動(dòng)啟動(dòng)對(duì)點(diǎn)，下一步可以將手動(dòng)啟動(dòng)核對(duì)這一過(guò)程整合進(jìn)端子表導(dǎo)入過(guò)程中，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反映導(dǎo)入的端子表電纜是否無(wú)誤。

[1]張學(xué)松，柳悼，于爾鏘，等.面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)在配電網(wǎng)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，1998，22(07)：1-9.

1007-7596(2017)08-0042-03

2017-07-16

陸冠鵬(1985-)，男，廣西桂平人，工程師，從事水電站自動(dòng)化，水電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

TP312；TP391.13

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