基于C#語言的Excel自動電纜端子對點軟件的設計與研究

陸冠鵬

(廣東水利電力勘測設計研究院，廣州 510635)

基于C#語言的Excel自動電纜端子對點軟件的設計與研究

陸冠鵬

(廣東水利電力勘測設計研究院，廣州 510635)

水電站電氣二次設備之間存在大量互聯電纜，這些電纜分散在不同的系統圖紙上，在設計過程中對所有電纜進行快速、準確的對點是保證水電站按期建設、投運后安全運行的關鍵環節。文章簡要介紹了一種基于Visual Studio.NET平臺開發的水電站自動電纜端子對點軟件的系統架構、工作原理，實現功能和設計特點。

水電站；自動化設計；軟件開發；模塊實現

0 引 言

水電站的電氣二次系統主要包括機組監控系統、繼電保護系統、輔機系統及直流系統屏柜等，各個系統之間存在大量互聯電纜，這些分散布置的電纜如同整個水電站的血管神經，是維持水電站正常運行的重要組成部分。在水電站電氣二次設計過程中，完成各個分系統的圖紙設計后，需要將各個系統之間的互聯電纜統合整理形成電纜端子表，確認每條電纜的兩端走向，并對電纜的芯線逐一對點，保證所有電纜既沒有重復也沒有缺漏、電纜的芯線聯接的端子正確無誤。一個水電站有數千條二次電纜需要一一核對，由設計人員進行人工核對不但耗費大量工時且難以保證核對精度。使用自動對點軟件進行核對可替代手工核對的工時，并且在發生電纜變更時也可以快速進行重新校對，避免由于人為失誤導致的各種電纜錯誤，使得電氣二次電纜的設計既高效又準確。

1 電纜自動對點軟件的基本原理

工程設計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備實物端子排一致的特點，在設計和現場接線過程中簡單直觀；表格型的電纜端子表則將設備上端子排轉化為一個表格，由于不是直觀繪制，設計和使用時都需要有的一個轉化適應的過程。相對于圖紙型的電纜端子表，表格型電纜端子表的優勢在于后期進行數據庫存儲時十分方便，在數據庫功能支持下可以方便的進行數量統計、型號歸類、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實現自動對電纜數據進行讀取和核對。一個基于Excel的典型表格化電氣二次設備電纜端子表如表1所示：

表1 典型表格化電氣二次設備電纜端子表

對一個如例表所示的電氣二次設備電纜端子表進行對點必須完成以下步驟：

1)確定各個設備上的二次電纜數量，理清各條電纜的電纜編號、電纜牌號、電纜芯數、本側/對側柜號、本側/對側柜名，電纜內每條線芯的線號、本側/對側端子排、本側/對側端子號等信息；

2)根據電纜的兩側柜號，核對兩側屏柜上的端子排，確認兩側屏柜上的端子排已接入該條電纜且各條線芯接線正確；

3)根據電纜核對結果對每條電纜進行標記，標出重復、缺漏或接線設計沖突的電纜以便后續跟進復核。

根據電纜對點的基本原理，電纜端子自動對點軟件的算法流程見圖1。

圖1 電纜端子自動對點軟件的算法流程圖

2 電纜自動對點軟件系統架構

本電纜自動對點軟件基于Visual Studio.NET平臺上進行開發，選用開發的編程語言為C#。2000年7月微軟公司發布C#語言，其特點為簡單上手、代碼運行安全且全面面向對象，是開發.NET應用程序的主力語言。C#融合了多種常見編程語言的優點，在語法風格上靠近C語言，具有面向對象的特征繼承自C++語言。更進一步的是C#封閉了內存指針，防止對內存硬件地址的不可預見的訪問改寫導致的程序錯誤，強化了程序的健壯性。

利用面向對象的編程思想，對本軟件的功能進行分析后，可將軟件模塊化設計分為以下組成部分：

1)主界面模塊：主界面模塊負責進行人機交換和軟件各個模塊的調用工作，用戶通過主界面上的按鈕進行打開端子表文件、管理參與對點的端子表清單及啟動自動核對等軟件功能，并從主界面上獲得軟件運行的實時信息反饋。

2)數據生成模塊：數據生成模塊負責分析自主界面傳送來的電纜端子表，自電纜端子表中提取電纜數據，并電纜數據傳送至數據管理模塊供后續模塊使用。

3)數據管理模塊：數據管理模塊作為整個軟件的數據匯總和分發模塊，負責接受和保存由數據生成模塊生成的電纜數據，并且當主界面模塊啟動對點邏輯實現模塊中的電纜端子核對流程時，將電纜數據傳送至對點邏輯實現模塊，并在完成核對后保存核對結果形成輸出報告。

4)對點邏輯實現模塊：對點邏輯實現模塊負責實現具體電纜的端子核對功能，并將核對結果回傳至數據管理模塊。

電纜自動對點軟件的整體功能模塊劃分和模塊間的數據流向見圖2。

圖2 電纜自動對點軟件功能模塊劃分和數據流向圖

3 電纜自動對點軟件的實現

3.1 主界面模塊的實現

主界面模塊作為軟件的人機交換界面，主要幫助用戶實現選擇和管理需要對點的電纜端子表，用戶可以通過該模塊可以將擬進行對點端子表文件導入軟件中的擬對點清單中，并可進行后續進行端子表增加或刪除操作，實現對端子表清單的管理，并在界面上提供實時反饋。

3.2 數據生成模塊的實現

數據生成模塊負責從電纜端子表上提取電纜，轉化為可供軟件處理的數據。根據電纜自動對點軟件的需求，電纜數據模型可分為2個層次，①該條電纜的電纜編號，電纜連接的雙側柜號等數據；②單體線芯連接的雙側端子排/端子號等數據；其中電纜數據層包含線芯數據層，單條電纜可以包含多條線芯的數據。具體模型如圖4。

3.3 數據管理模塊的實現

數據管理模塊負責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據生成模塊，保存由數據生成模塊回傳的電纜數據。

圖3 電纜自動對點軟件主界面圖

由于本軟件需要所有進行核對檢測的端子表符合例表格式才能進行核對，因而需要在導入端子表之前對端子表進行格式檢查，數據管理模塊對端子表的格式檢查主要流程為：

1)檢查端子表標題行中列名稱的數量；

2)根據列名稱及其檢查數量標記該列屬于正確列、缺失列或重復列；

3)根據缺失列和重復列的數量標記端子表是否滿足格式要求；

圖4 電纜數據模型圖

3.4 對點邏輯實現模塊的實現

對點邏輯實現模塊負責實現具體電纜的端子核對功能，并將核對結果回傳至數據管理模塊。對點邏輯實現模塊的自動對點流程為從數據管理模塊獲取電纜數據，讀取電纜數據中的雙側柜號，確認雙側屏柜的端子表上都存在該條電纜后，再按線號逐一核對線芯兩側的端子排、端子號是否一致，然后根據核對結果將電纜分別標記為正確的電纜和問題電纜，最后將核對結果回傳至數據管理模塊，由數據管理模塊將核對結果如例表如表2所示輸出供用戶使用。

圖7 對點邏輯實現模塊電纜自動對點邏輯圖

電纜編號核對結果YBRA13GH001-1018正確電纜YBRA13GH001-1019正確電纜YBRA13GH001-1020正確電纜YBRA21GH001-1001單側電纜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端子號不一致YBRA21GH001-1013正確電纜YBRA21GH001-1014正確電纜YBRA21GH001-1015雙側柜號不一致

4 結 語

文章所介紹的軟件基于Visual Studio.NET平臺進行開發，具有跨平臺移植方便，運行速度快捷，支持多版本操作系統等優點，基本滿足了對電纜端子表進行自動對點的需求。但仍有繼續改進提升的空間：

1)實現電纜核對結果數據庫化，便于綜合管理和其他工程參考使用；

2)實現動態核對功能，現在軟件需要將電纜端子表導入后，再手動啟動對點，下一步可以將手動啟動核對這一過程整合進端子表導入過程中，實時動態反映導入的端子表電纜是否無誤。

[1]張學松，柳悼，于爾鏘，等.面向對象編程技術在配電網應用軟件開發中的應用[J].電網技術，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，從事水電站自動化，水電站二次系統設計工作。

TP312；TP391.13

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