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CN117313178B - 电气设计的三维自动布局系统 - Google Patents

电气设计的三维自动布局系统 Download PDF

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CN117313178B CN202311226782.6A CN202311226782A CN117313178B CN 117313178 B CN117313178 B CN 117313178B CN 202311226782 A CN202311226782 A CN 202311226782A CN 117313178 B CN117313178 B CN 117313178B
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Abstract

本发明公开了电气设计的三维自动布局系统，本发明涉及电气设计技术领域，解决了未对电气元件之间的连接关系考虑在内，导致在进行电气设计时，会造成多个元件之间设计的不合理的问题，本发明通过将中心元件以及分边元件进行处理，确定布局路线，生成初步布局图，随后，再对待移动元件进行移动，使相连元件的位置降低至最低，使相连元件的距离达到最短状态，采用此种方式，对分边元件的位置进行调整，便可使布局图之间的布线更为整齐，达到较好的布线效果，整个过程减少了电气工程师的工作量，实现了高效、准确地进行三维布局及并生成相关数据，规范化了企业设计，减少了数据错误，节省了成本，提高了效率。

Description

电气设计的三维自动布局系统
技术领域
本发明涉及电气设计技术领域，具体为电气设计的三维自动布局系统。
背景技术
电气设计是指在电气专业内的设计，以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境，凡是根据外界特定的信号和要求，自动或手动接通或断开电路，继续或连续地改变电路参数，实现对电路的切换、控制、保护、检测及调节的电气设备。
专利公开号为CN108268733B的申请公开了一种电气设计的三维自动布局方法和系统，该方法包括下列步骤：对电气项目图纸中的设备元件进行统计分类，并从设计元件数据库中获取所述电气项目图纸中每个设备元件的数据信息；根据获取的每个设备元件的数据信息，从所述设计元件数据库中筛选出与所述电气项目图纸中设备元件相适配的布局所需的基础设备；以及根据获取的每个设备元件的数据信息，在所述基础设备上进行三维布局；本发明能够对电气设计中的设备元件进行三维自动布局，使得设备元件的三维安装数据标准化，同时也大大提高了电气设计三维布局的效率和规范化。
在电气设计过程中，需采用指定的三维自动布局系统对电气设备以及连接布线进行设计布局，但具体操作过程中，未对电气元件之间的连接关系考虑在内，导致在进行电气设计时，会造成多个元件之间设计的不合理，其整体设计效果并不好，会导致后期根据此电气图纸进行设备安装时，安装难度过高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了电气设计的三维自动布局系统，解决了未对电气元件之间的连接关系考虑在内，导致在进行电气设计时，会造成多个元件之间设计的不合理的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：电气设计的三维自动布局系统，包括：
元件数据获取端，通过人机交互界面选择电气项目图纸后，对电气项目图纸内所存在的设备元件信息进行确定，并将所确定的设备元件信息传输至基础设备匹配端内；
基础设备匹配端，根据所确定的设备元件信息，从数据库内选定对应基础设备的设备模型，并将所选定的设备模型以及设备元件信息传输至初步布局端内；
初步布局端，对所选定的设备模型以及设备元件信息进行接收，并依次确认不同设备元件的连接次数，根据连接次数的不同，对不同的设备元件进行分类，并根据分类个数，对设备模型进行区域划分并形成分布布局图，具体方式为：
从设备元件信息内，确认对应设备元件的外部需求走线，并将不同设备元件的外部需求走线标记为Zi，其中i代表不同的设备元件，其中外部需求走线为对应设备元件的外部走线；
并将外部需求走线Zi是否满足：Zi≥Y1，其中Y1为预设值，若满足，将对应的设备元件标定为中心元件，若不满足，将对应的设备元件标定为分边元件；
记录中心元件的个数，将设备模型内部空间划分为对应个数的微空间，并将中心元件置于微空间的中心位置，将存在互连关系的中心元件进行就近放置，并生成若干个布局路线；
对每个布局路线内存在互连关系的中心元件的相距距离值进行确认，再将所确认的若干个相距距离值进行求和，得到对应布局路线的总标值，从若干组总标值内，选定数值最小的一组布局路线，并根据此布局路线，对若干个中心元件进行初布局；
再将与中心元件互连的分边元件依次分布于对应中心元件的周边区域处，完成整体分布布局图，并将所完成的分布布局图传输至布局调整端内；
布局调整端，对分布布局图进行接收，并进行布局分析，对分边元件的位置进行调整，并将调整后的整体布局图传输至线路分析端内，具体方式为：
从分布布局图内，锁定中心元件的所属微分区，再确认此微分区内部的分边元件并标定为待移动元件，确认指定待移动元件与中心元件互连的连接端口，以此连接端口为中心点，向周边辐射X1m，确认一组辐射圈，将对应的待移动元件移动至对应的辐射圈内，当待移动元件在移动时，超出辐射圈时，则将对应的待移动元件进行并排放置即可；
依次完成若干个待移动元件的调整处理工作后，确认对应待移动元件周边的可活动区域，可活动区域位于对应中心元件的所属微分区内；
分析此微分区内对应待移动元件是否存在互连关系，将存在互联关系的待移动元件标定为相连元件，对相连元件的位置进行调整，在对应待移动元件的可活动区域内，使相连元件在可活动区域内进行移动，使相连元件的距离达到最短状态；
将调整处理后的整体布局图传输至线路分析端内；
线路分析端，对整体布局图进行接收，并对整体布局图内部的连线进行确认，根据连线之间的交错情况，判定对应的整体布局图是否符合标准，具体方式为：
从整体布局图内，将存在互连的元件进行互连，并将存在交叉的连线标定为异常连线；
将异常连线的具体个数进行确定，并标记为GS，分析并确认GS是否满足：GS≥Y2，其中Y2为预设值，若满足，则生成错误信号，并将错误信号与此整体布局图传输至显示端内进行展示，若不满足，则不进行任何处理。
有益效果
本发明提供了电气设计的三维自动布局系统。与现有技术相比具备以下
有益效果：
本发明通过确定项目图纸，锁定设备元件，随后，选取对应的设备模型，将设备模型与设备元件进行布局，从中确认中心元件以及分边元件，根据中心元件的个数，进行分区，便于后续进行布线处理；
随后，将中心元件以及分边元件进行处理，确定布局路线，生成初步布局图，随后，再对待移动元件进行移动，使相连元件的位置降低至最低，使相连元件的距离达到最短状态，采用此种方式，对分边元件的位置进行调整，便可使布局图之间的布线更为整齐，达到较好的布线效果，整个过程减少了电气工程师的工作量，实现了高效、准确地进行三维布局及并生成相关数据，规范化了企业设计，减少了数据错误，节省了成本，提高了效率。
附图说明
图1为本发明原理框架示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本申请提供了电气设计的三维自动布局系统，包括元件数据获取端、数据库、基础设备匹配端、初步布局端、布局调整端、线路分析端以及显示端；
所述元件数据获取端以及数据库均与基础设备匹配端输入节点电性连接，所述基础设备匹配端与初步布局端输入节点电性连接，所述初步布局端与布局调整端输入节点电性连接，所述布局调整端与线路分析端输入节点电性连接，所述线路分析端与显示端输入节点电性连接；
所述元件数据获取端，通过人机交互界面选择电气项目图纸后，对电气项目图纸内所存在的设备元件信息进行确定，并将所确定的设备元件信息传输至基础设备匹配端内，具体的，电气项目图纸内，均标注有对应设备元件的型号，根据型号，便可从数据库内直接提取对应设备元件的数据信息；
所述基础设备匹配端，根据所确定的设备元件信息，从数据库内选定对应基础设备的设备模型，并将所选定的设备模型以及设备元件信息传输至初步布局端内，其中，选定对应设备模型的具体方式为：
根据设备元件信息的总需求容量参数，从数据库内选定超过此总需求容量参数的基础设备编号；
根据所选定的基础设备编号，从数据库内确定对应基础设备的设备模型，并将设备模型传输至初步布局端内。
具体的，数据库内存储有若干组不同基础设备的设备模型，其中所存储的设备模型均为预设模型，均由操作人员提前根据经验拟定。
所述初步布局端，对所选定的设备模型以及设备元件信息进行接收，并依次确认不同设备元件的连接次数，根据连接次数的不同，对不同的设备元件进行分类，并根据分类个数，对设备模型进行区域划分并形成分布布局图，其中，进行分类的具体方式为：
从设备元件信息内，确认对应设备元件的外部需求走线，并将不同设备元件的外部需求走线标记为Zi，其中i代表不同的设备元件，其中外部需求走线为对应设备元件的外部走线；
并将外部需求走线Zi是否满足：Zi≥Y1，其中Y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，若满足，将对应的设备元件标定为中心元件，若不满足，将对应的设备元件标定为分边元件；
记录中心元件的个数，将设备模型内部空间划分为对应个数的微空间，并将中心元件置于微空间的中心位置，将存在互连关系的中心元件进行就近放置，并生成若干个布局路线；
对每个布局路线内存在互连关系的中心元件的相距距离值进行确认，再将所确认的若干个相距距离值进行求和，得到对应布局路线的总标值，从若干组总标值内，选定数值最小的一组布局路线，并根据此布局路线，对若干个中心元件进行初布局，具体的，若存在多个中心元件，故存在互连关系的中心元件便不会少，通过进行布局，可能会存在多个不同的布局路线，为了确定最佳的路线，便需要确定对应中心元件之间的距离值，随后确定总标值，选定最小值，便可确定对应的布局路线；
再将与中心元件互连的分边元件依次分布于对应中心元件的周边区域处，完成整体分布布局图，并将所完成的分布布局图传输至布局调整端内。
实施例二
本实施例在具体实施过程中，相比于实施例一，主要针对于分边元件进行处理布局，对分布布局图进行再次优化，主要由布局调整端进行设定；
其中，布局调整端，对分布布局图进行接收，并进行布局分析，对分边元件的位置进行调整，并将调整后的整体布局图传输至线路分析端内，其中，进行调整的具体方式为：
从分布布局图内，锁定中心元件的所属微分区，再确认此微分区内部的分边元件并标定为待移动元件，确认指定待移动元件与中心元件互连的连接端口，以此连接端口为中心点，向周边辐射X1m，确认一组辐射圈，将对应的待移动元件移动至对应的辐射圈内，当待移动元件在移动时，超出辐射圈时，则将对应的待移动元件进行并排放置即可；
依次完成若干个待移动元件的调整处理工作后，确认对应待移动元件周边的可活动区域，可活动区域位于对应中心元件的所属微分区内；
分析此微分区内对应待移动元件是否存在互连关系，将存在互联关系的待移动元件标定为相连元件，对相连元件的位置进行调整，在对应待移动元件的可活动区域内，使相连元件在可活动区域内进行移动，使相连元件的距离达到最短状态；
将调整处理后的整体布局图传输至线路分析端内。
具体的，中心元件以及周边的分边元件布置完毕后，因每组分边元件与中心元件之间均确定有对应的连接口，需要通过连接口进行互连，但对应分边元件离中心元件较远时，会导致连接线之间存在错综复杂的情况，故，对分边元件的位置进行调整，便可使布局图之间的布线更为整齐，达到较好的布线效果。
实施例三
本实施例在具体实施过程中，相比于上述实施例，本实施例在具体实施过程中，主要针对于整体布局图内部线路之前的交错情况，具体由线路分析端进行执行；
其中线路分析端，对整体布局图进行接收，并对整体布局图内部的连线进行确认，根据连线之间的交错情况，判定对应的整体布局图是否符合标准，其中，进行判定的具体方式为：
从整体布局图内，将存在互连的元件进行互连，并将存在交叉的连线标定为异常连线；
将异常连线的具体个数进行确定，并标记为GS，分析并确认GS是否满足：GS≥Y2，其中Y2为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，若满足，则生成错误信号，并将错误信号与此整体布局图传输至显示端内进行展示，若不满足，则不进行任何处理。
具体的，根据所确定的整体布局图，便需要确认内部的连线是否存在交叉情况，若经过处理后，存在交叉的连线还存在过多情况时，便需要进行再处理，此种情况便属于较为异常的情况，便生成对应的错误信号，同时，将此错误信号进行展示，外部人员根据对应的错误信号，便能及时对整体布局图进行修整，达到较好的整体处理效果。
实施例四
本实施例在具体实施过程中，包含上述三组实施例的全部实施过程。
上述公式中的部分数据均是去其纲量进行数值计算，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (3)

1.电气设计的三维自动布局系统，其特征在于，包括：
元件数据获取端，通过人机交互界面选择电气项目图纸后，对电气项目图纸内所存在的设备元件信息进行确定，并将所确定的设备元件信息传输至基础设备匹配端内；
基础设备匹配端，根据所确定的设备元件信息，从数据库内选定对应基础设备的设备模型，并将所选定的设备模型以及设备元件信息传输至初步布局端内；
初步布局端，对所选定的设备模型以及设备元件信息进行接收，并依次确认不同设备元件的连接次数，根据连接次数的不同，对不同的设备元件进行分类，并根据分类个数，对设备模型进行区域划分并形成分布布局图，具体方式为：
从设备元件信息内，确认对应设备元件的外部需求走线，并将不同设备元件的外部需求走线标记为Zi，其中i代表不同的设备元件，其中外部需求走线为对应设备元件的外部走线；
并将外部需求走线Zi是否满足：Zi≥Y1，其中Y1为预设值，若满足，将对应的设备元件标定为中心元件，若不满足，将对应的设备元件标定为分边元件；
记录中心元件的个数，将设备模型内部空间划分为对应个数的微空间，并将中心元件置于微空间的中心位置，将存在互连关系的中心元件进行就近放置，并生成若干个布局路线；
对每个布局路线内存在互连关系的中心元件的相距距离值进行确认，再将所确认的若干个相距距离值进行求和，得到对应布局路线的总标值，从若干组总标值内，选定数值最小的一组布局路线，并根据此布局路线，对若干个中心元件进行初布局；
再将与中心元件互连的分边元件依次分布于对应中心元件的周边区域处，完成整体分布布局图，并将所完成的分布布局图传输至布局调整端内；
布局调整端，对分布布局图进行接收，并进行布局分析，对分边元件的位置进行调整，并将调整后的整体布局图传输至线路分析端内，具体方式为：
从分布布局图内，锁定中心元件的所属微分区，再确认此微分区内部的分边元件并标定为待移动元件，确认指定待移动元件与中心元件互连的连接端口，以此连接端口为中心点，向周边辐射X1m，确认一组辐射圈，将对应的待移动元件移动至对应的辐射圈内，当待移动元件在移动时，超出辐射圈时，则将对应的待移动元件进行并排放置即可；
依次完成若干个待移动元件的调整处理工作后，确认对应待移动元件周边的可活动区域，可活动区域位于对应中心元件的所属微分区内；
分析此微分区内对应待移动元件是否存在互连关系，将存在互联关系的待移动元件标定为相连元件，对相连元件的位置进行调整，在对应待移动元件的可活动区域内，使相连元件在可活动区域内进行移动，使相连元件的距离达到最短状态；
将调整处理后的整体布局图传输至线路分析端内；
线路分析端，对整体布局图进行接收，并对整体布局图内部的连线进行确认，根据连线之间的交错情况，判定对应的整体布局图是否符合标准。
2.根据权利要求1所述的电气设计的三维自动布局系统，其特征在于，所述基础设备匹配端，选定对应设备模型的具体方式为：
根据设备元件信息的总需求容量参数，从数据库内选定超过此总需求容量参数的基础设备编号；
根据所选定的基础设备编号，从数据库内确定对应基础设备的设备模型，并将设备模型传输至初步布局端内。
3.根据权利要求1所述的电气设计的三维自动布局系统，其特征在于，所述线路分析端，判定对应的整体布局图是否符合标准的具体方式为：
从整体布局图内，将存在互连的元件进行互连，并将存在交叉的连线标定为异常连线；
将异常连线的具体个数进行确定，并标记为GS，分析并确认GS是否满足：
GS≥Y2，其中Y2为预设值，若满足，则生成错误信号，并将错误信号与此整体布局图传输至显示端内进行展示，若不满足，则不进行任何处理。
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