数字一体化在电气线路设计及测试中的应用

杨雪，黎云轩，郗琦

(北京宇航系统工程研究所，北京，100076)

0 引言

目前，国内航天器型号电气系统线路设计采取两种设计工具：AutoCAD以及CHS数字化电气系统设计工具。其中，AutoCAD由于其设计基于图形表示方式，电气系统线束设计时会导致各个环节相互孤立、无法实现数据关联、重复的手工操作多、缺乏验证手段、数据一致性差、无法保证数据质量等众多问题。最重要的是，在强调数字化的时代，传统的线束设计方式缺乏统一的数据管理，并且无法与测试工具进行整合，无法实现设计数据共享和信息传递。

随着CHS数字化电气系统设计工具在型号电气系统中的推广应用，如何利用其设计数据成为限制电气线路自动测试效率的关键环节。将设计软件CHS与电气线路自动测试软件相结合进行的数字一体化设计的方法，完成设计与测试的接口交互，从而实现从电气线路设计到电气线路测试的无缝对接。

1 数字化电气线路设计流程

基于CHS设计平台的设计流程如图1所示，主要分为元器件库定义、布置图设计、原理图设计、电气线路设计，及一些后续的线路报表生成等等。

元器件建库应用Capital Library 添加相关元器件属性以及元器件符号等信息，为后期电气线路绘制提供元器件级的基础信息支持。总布置图利用Capital Topology模块进行手工绘制，原理图利用CHS平台Capital Logic模块进行手工绘制。原理图设计完成后，可提供给三维结构设计相关电气接口文件，ProE可根据该接口数据进行三维敷设；同时，Capital Logic可将原理图中的连接器、导线属性等信息传递给线束设计模块Capital HarnessXC，以完成线缆分支图的生成过程。节点表、物料清单、下料表则直接通过Capital HarnessXC模块自动生成。

图1 基于CHS设计平台的设计流程

2 数字化电气线路设计输出文件格式分析

CHS软件中线路接点关系信息输出XML格式导线表，格式分为关键字定义段、应用实例段。关键字定义段对导线号、组件名称、接插件名称（起点）、点号（起点）、接插件名称（终点）、点号（终点）、导线颜色、导线规格、导线长度等进行定义。

应用实例段则针对各导线连接的起点、起点号、终点、终点号、导线规格、导线长度等一一进行定义。

3 电气线路接点关系自动识别设计

CHS软件中线路接点关系信息输出XML格式导线表，输出信息包括：导线号、组件名称、接插件名称（起点）、点号（起点）、接插件名称（终点）、点号（终点）、导线颜色、导线规格、导线长度等。

而电气线路自动测试软件中，需求信息分为两个文件：参考点配置文件（PEQ格式）、接线表配置文件（COO格式）。其信息包括：被测连接器代号、点号、设备点号、起点设备点号、终点设备点号、理论电阻值、测试阻值合格范围（上限、下限）。

通过上述输入、输出文件信息、格式对比，电气线路接点关系自动识别软件需完成读取XML格式文件信息、计算阻值范围信息、二次转接匹配、写入参考点配置文件、接线表配置文件等功能。

电气线路接点关系自动识别软件流程如下图2所示。对应，导入匹配数据表中。通过匹配数据表中各测试信息，最终生成参考点配置文件（PEQ格式）、接线表配置文件（COO格式）。

4 电气线路接点关系自动识别实例

图2 线路接点关系自动识别软件流程

举例说明，9B01插座的1、3点通过转接插头1Y1连接到Y189X41的31、25点，那么数据转换软件需要完成的工作包括：

（1）读取9B01电缆信息，提取起点连接器代号、点号，终点连接器代号、点号，导线规格，导线长度。

（2）读取Y189X41电缆信息，提取起点连接器代号、点号，终点连接器代号、点号，导线规格，导线长度，续写进上表。

（3）读取其他本测试分区相关电缆信息，按步骤（1）。

（4）读取完毕后，通过遍历，查找各行中代号、点号重复的信息，例中某行起点、终点“1Y1”、“17”与 另一行起点、终点“1Y1”、“17”完全一致，则提取序号 1另一组“9B01”、“1”点作为起点信息，另一组“Y189X41”、“31”点作为终点信息。

（5）后台运算完理论阻值（两部分理论阻值之和）。

将所有本次测试分区中信息处理完成后，读取相关信息，形成参考点配置文件（PEQ格式）、接线表配置文件（COO格式）供电气线路自动测试软件读取即可。

5 总结及展望

设计电气线路接点关系自动识别软件底层数据表提供连接器代号、起点、终点导线规格、导线长度等信息。

对读取数据表进行遍历、查找、匹配后，对“连接器代号”、“连接器点号”信息均相同的条目进行“串接处理”，即取该两条目中剩余的两组“连接器代号”、“连接器点号”分别作为起点、终点的代号、点号，其阻值为两条目理论阻值之和。

考虑到多级串接线路的存在，会循环执行上述匹配过程，直至无重复“连接器代号”、“连接器点号”信息。

结合转接线路的信息，将各连接器对应的测试物理地址一一

通过某型号电气线路的数字化设计的示例证明，将美国mentor公司的线束设计软件CHS与电气线路自动测试软件相结合进行的数字一体化设计的方法，比传统的基于AutoCAD的二维设计，具有设计效率高、可靠性高的优势，实现了设计与测试的数据共享和信息的一致性。

参考文献

[1]郝冬晶.基于CHS软件的飞机线束设计应用[J].信息技术,2013(16).

[2]王美靖.基于CHS与Pro/E_cabling电气系统线缆线束数字化设计[J].车辆与动力技术,2013(3).

[3]奥肯思（北京）科技有限公司.CHS简明使用手册[M].奥肯思科技有限公司,2010.

[4]邰忠天.基于CHS电气系统设计流程研究[M].北京:中航一飞院,2011.