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利用Excel提高设计工作的效率:针对电缆截面选择

更新时间:2019-10-07 16:25

  

  本文利用Excel的查找函数完成电缆截面选择的自动化操作,在减轻重复劳动的同时,又能为后期的统计查询以及对比工作创造条件。

  

  现在的设计工作量日趋繁重,其中包括大量并不复杂,但是重复性高,而且必不可少的计算。这些计算往往参数众多,导致结果也各不相同。虽然有很多软件公司针对这一特点,设计了相关的计算软件,比如博超EES、天正电气等,但是每次计算都是针对单一的一个项目或者数据。

  如果要进行多次重复计算时,还需要通过重复同样的步骤才能获得计算结果,耗费大量的时间,而每一个结果又是孤立的,对于日后统计和查询,及不同项目上的对比工作没有直接的帮助。

  要是能把这些经过计算后的数值,统一在一个特定名称或者含义的数组中,就可以满足之前统计和对比的要求,对于日后的复查工作也起到了不小的作用。

  基于这个思路,笔者通过利用Excel表格中的查找函数,以及在其基础上附加数据有效性、单元格条件格式等功能,完成了一套自由度较高的、半自动化电缆截面选择表格,以减少工作中大量简单而又重复的工作量。

  表格使用共分为三大部分。分别是数据填写与选择部分,电压损失校验部分,和最终结果确认及统计部分。现在将其使用步骤进行详细讲解。

  第一步:数据录入阶段。用户首先需将电缆厂家样本中提供的各项参数,如实填写对应的信息,比如载流量、电阻、电抗值、以及电缆外径。见附图1。

  第二步:各项配合参数填写部分。包括开关整定值与电机额定电流之间的配合系数,电缆载流量与开关整定值之间的配合系数,以及电缆的环境温度系数和电缆敷设系数,最后附加一个电缆穿保护管时,保护管管径和电缆外径的配合系数。见附图2。

  第三步:填写待计算的电机信息。在上述步骤完成的前提下,就可以进入表格的计算选择部分了。首先,选择待使用导体的材质,通过下拉菜单,选择匹配的类型是铜芯还是铝芯电缆,再分别填写该行其后的6个输入项,包括电机的位号,A/B泵编号,电压等级,电机的功率因数,电机的效率及其电机的额定功率。见附图3

  第四步:开关整定值的确定。在完成第三步的基础上,工作表通过内部公式,计算出电机的额定电流,并乘以之前在第二步中设置过的配合参数,得到开关整定值参考值,用户此时可以通过之后的下拉菜单可选项,选择合适的开关整定值。见附图4。

  第五步:电缆型号的确定。与第四步的操作方式类似,在选定开关整定值后,推荐的电缆载流量也相应生成,用户只需要选择适合的数值进行匹配,确定之后推荐的电缆型号也将自动生成。见附图5。

  第六步:填写需要校验的电机的各项参数。按照表格的提示内容,依次填写:导体材质类型,电压等级,以及电机的额定电流计算值。为了方便填写,电压等级和额定电流值分别引用之前的数值显示在相应列的对应单元格内。见附图6

  第七步:电压损失校验。根据第五步中推荐的电缆型号,在压损校验区域中,找到相应的电缆型号,在其后的单元格中,利用下拉菜单选择需要校验的距离,这里可供选择的范围是50米到600米之间,其中每10米为一个间隔。选定距离后,相对应的电压损失值也自动生成。如果计算结果未能满足要求,重新选择大一个等级的电缆型号,或者选择双根电缆,重复上述操作,直到得到合适值为止。见附图7-附图9。

  第八步:确定结果。通过压损的校验,上一步就确定了实际使用的电缆规格和长度。接下来的工作,就是将上述的结果通过表格后方的选择栏再次确认。包括最终确定的电缆规格,电缆根数,电缆长度,以及根据推荐保护管管径决定保护管的规格,见附图10。

  第九步:统计结果。通过一至八步的操作,一台电机在相应距离内配套的电缆就已经选择完毕了。这时打开本工作薄的最终成品工作表。这台电机的相关数据都被汇总于此,在此表最下方有一个总和结果,他意味着,当用户统计完所有由同一个地点出线的电缆的总外径值,这个总和结果对桥架的使用量能有一个很直观的体现。见附图11。后期通过直接打印出来留底或复查,效果也非常的好。

  VLOOKUP函数可以查找表格中的第一列值,并返回相应的值到指定的表格中。查找表是垂直放置的。VLOOKUP函数的语法如下:

  IF函数执行真假值判断,根据逻辑计算的真假值,返回不同结果。IF函数的语法如下:

  除了上述2个函数外,还大量用到了数据有效性中的序列功能,为本表格的自动化发挥了重要作用。

  就本表目前的内容,已经能够满足绝大多数用户的基本需求。但是,要更加便捷的将其使用、推广,外加窗体及自定义函数是一项必不可少的工作。下面附上作者对此表未来变化、发展的一个有待完成的部分。

  用户首先在下图看到的数据录入部分工作表的人机交互界面上,通过电缆厂家样本中提供的各项参数,如实填写对应的信息,比如载流量、电阻、电抗值、以及电缆外径。见附图12。

  这些录入的信息,通过自定义函数,自动导入内部计算用的数据库,以备后期计算。这里不仅可以对铜芯电缆的资料进行录入,也加入了铝芯电缆资料录入的功能,只需点选中“导体材质”一栏的选项按钮,自定义函数便能通过点选后,选中铜、或铝的位置,将指针指向其各自的电缆资料数据库,使所填数值落入相应的库内位置。

  当录入阶段完毕后,打开其工作薄内的另一个名称为电压损失计算及录入表格部分的工作表,进行电压损失校验,以及将结果录入最终成品工作表的工作。见附图13、14。

  这样做的目的,就是把原表格中的多项工作,集中在一个窗口内完成,随时可以对操作过程中的疏漏进行检查。最终输出的还是之前的那个最终成品表格。

  这里,有人会问,为什么不做成输入数据,直接一步到位,自动完成的表格呢?当然,之前也有很多类似这种自动生成结果的表格,就这个问题先举个例子,正如前面演示的内容一样,选择90kW电机,通过额定电流计算值确定开关整定值为250.14,如果按照严格的公式匹配,势必会把开关整定值放大一级,自动选择整定值为320的数值,这里的放大有可能导致后续一系列连锁的反应,这对结果会产生不期望的放大,最终导致资源的无端浪费。

  而本表格体现的是一个自由度的思路,总结一句话就是,“不变的公式,可变的选择,准确无误的结果”。

  希望广大的设计人员,通过此表格的思路,以此作为出发点,集思广益,把设计中存在的众多繁琐的计算,总结、归纳成为一个个符合自己使用习惯,或者一个团队使用习惯的小软件,把劳动力从简单、重复的工作中解放出来,释放出更多的时间和精力去拓展新的设计思路。

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