基于AutoCAD的自動化系統(tǒng)原理圖快速出圖系統(tǒng)

2014-11-30 閆世宏北京科技大學

　　在三電系統(tǒng)設計過程中，施工圖設計階段有大量重復性圖紙設計工作。針對這一情況進行分析并給出一種快速出圖的解決方案。結(jié)合實際項目，開發(fā)出一套自動化系統(tǒng)原理圖快速出圖系統(tǒng)。該系統(tǒng)以AutoCAD為二次開發(fā)平臺，利用ActiveX　Automation技術和VBA編程語言將前端用戶界面、圖紙模板庫、數(shù)據(jù)庫集成在一起，在實際應用中效果良好，減少了大量重復性的工作，從而顯著提高了制圖速度和整體工作效率。

　　AutoCAD從創(chuàng)立到現(xiàn)在經(jīng)歷了31年的發(fā)展歷程，也奠定了它在繪圖領域無法撼動的地位。它從最初的DOS系統(tǒng)到現(xiàn)在的Win7系統(tǒng)甚至蘋果系統(tǒng)，都開發(fā)了相應的版本，并且能夠保持前后的雙向兼容性。AutoCAD的最大特點是通用性強、具有多種工業(yè)標準和開放的體系結(jié)構。這些特點使得它在建筑、自動化、電子、機械等多個領域得到了極為廣泛的應用。AutoCAD軟件的二次開發(fā)，是指在現(xiàn)有的AutoCAD通用軟件基礎上，為增強和拓展某一專業(yè)領域的應用范圍，提高和完善軟件性能，更有針對性地適應用戶要求所作的軟件開發(fā)工作。

　　在工業(yè)控制領域中，隨著計算機技術的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)被越來越廣泛的應用。工業(yè)自動化系統(tǒng)在國內(nèi)通常被稱為三電系統(tǒng)。三電系統(tǒng)的設計可以劃分為可行性研究、功能分析、基本設計、詳細設計與施工圖設計、軟件編程、調(diào)試6個階段。其中繪圖工作是將前面的設計付諸實現(xiàn)的重要一步，由于現(xiàn)場的工程人員要依據(jù)圖紙進行實際的控制系統(tǒng)搭建，所以，繪圖人員將面臨工作強度大和圖紙質(zhì)量要求高的雙重檢驗。本文通過對實際應用中一整套自動化系統(tǒng)原理圖的分析，將其中重復性的勞動進行總結(jié)歸納，提出一套軟件解決方案，不僅提高了出圖速度，出圖質(zhì)量也得到了保證。

1、圖紙分析與解決方案提出

　　自動化系統(tǒng)原理圖是根據(jù)實際工業(yè)自動化控制方案進行繪制，本文選取的例子是某熱連軋生產(chǎn)線三電系統(tǒng)技術設計中換輥系統(tǒng)的自動化系統(tǒng)原理圖。該自動化系統(tǒng)是基于西門子(SIEMENS)公司的S7-300系列PLC(可編程邏輯控制器)。西門子S7系列PLC產(chǎn)品在中國化工、印刷、冶金等行業(yè)有廣泛的應用，其所對應的自動化系統(tǒng)原理圖在結(jié)構和組成上也比較相近，因此本文提出的解決方案有較好的推廣性。

　　本例中的自動化系統(tǒng)原理圖主要有以下幾個部分：①配置圖;②電源圖;③模板圖(數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出);④端子圖;⑤柜體圖;⑥元件表。它們所占整套圖紙的比重如圖1所示。

圖1 各類圖紙所占比重

　　從圖1中可以看出，模板圖(數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出)和端子圖的數(shù)量占了整套圖紙的主要部分，這2部分也正是重復性工作的主要來源。它們描述了PLC輸入輸出點數(shù)、輸入輸出信號來源和去向以及相應的接線方案。工程中的點數(shù)從幾百至幾千不等，所對應的圖紙量都比較大，本文所開發(fā)的快速出圖系統(tǒng)針對的就是這2類圖紙。

　　由于西門子S7系列PLC的物理組成結(jié)構是固定的，PLC柜內(nèi)布置方案也都類似。這種情況導致每次在針對不同工程進行圖紙繪制時要修改的部分僅僅是和具體工程相關的文本信息，而這些信息在I/O清冊中都有體現(xiàn)。這就導致每一個工程都要靠繪圖工程師將每一幅圖紙在AutoCAD中打開對照著I/O清冊進行修改，這個過程耗時且費力。

　　針對上述問題，本文搭建了快速出圖系統(tǒng)，使制圖過程自動化。系統(tǒng)運行在AutoCAD中，其組成有經(jīng)過標準化的模板庫(模板圖和端子圖)、數(shù)據(jù)庫(I/O清冊表)和前端用戶界面。系統(tǒng)運行流程圖如圖2所示。