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(xué)

  在三電系統(tǒng)設(shè)計過程中,施工圖設(shè)計階段有大量重復(fù)性圖紙設(shè)計工作。針對這一情況進(jìn)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(shù)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(yīng)用中效果良好,減少了大量重復(fù)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(lǐng)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(yīng)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(qiáng)、具有多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和開放的體系結(jié)構(gòu)。這些特點使得它在建筑、自動化、電子、機(jī)械等多個領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。AutoCAD軟件的二次開發(fā),是指在現(xiàn)有的AutoCAD通用軟件基礎(chǔ)上,為增強(qiáng)和拓展某一專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,提高和完善軟件性能,更有針對性地適應(yīng)用戶要求所作的軟件開發(fā)工作。

  在工業(yè)控制領(lǐng)域中,隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,自動控制系統(tǒng)被越來越廣泛的應(yīng)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(shè)計可以劃分為可行性研究、功能分析、基本設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計與施工圖設(shè)計、軟件編程、調(diào)試6個階段。其中繪圖工作是將前面的設(shè)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(jìn)行實際的控制系統(tǒng)搭建,所以,繪圖人員將面臨工作強(qiáng)度大和圖紙質(zhì)量要求高的雙重檢驗。本文通過對實際應(yīng)用中一整套自動化系統(tǒng)原理圖的分析,將其中重復(fù)性的勞動進(jìn)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(jìn)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(shù)設(shè)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(yīng)用,其所對應(yīng)的自動化系統(tǒng)原理圖在結(jié)構(gòu)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。

基于AutoCAD的自動化系統(tǒng)原理圖快速出圖系統(tǒng)

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(fù)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(yīng)的接線方案。工程中的點數(shù)從幾百至幾千不等,所對應(yīng)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(gòu)是固定的,PLC柜內(nèi)布置方案也都類似。這種情況導(dǎo)致每次在針對不同工程進(jìn)行圖紙繪制時要修改的部分僅僅是和具體工程相關(guān)的文本信息,而這些信息在I/O清冊中都有體現(xiàn)。這就導(dǎo)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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。

基于AutoCAD的自動化系統(tǒng)原理圖快速出圖系統(tǒng)

圖2 系統(tǒng)運行流程圖

3、結(jié)語

  1)從提高工程人員繪圖效率出發(fā),針對應(yīng)用最為廣泛的繪圖軟件———AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā),利用ActiveX Automation技術(shù)和VBA 編程語言,成功開發(fā)出了快速出圖系統(tǒng)并得到實際應(yīng)用。

  2)利用該系統(tǒng),繪圖人員只需要在軟件界面中進(jìn)行簡單操作即可快速完成模板圖和端子圖的繪制。

  3)文中針對自動化系統(tǒng)原理圖提出這一解決方案,但其模式可以推廣到其他繪圖工作中。

  4)該系統(tǒng)還有較好的開放性,可以添加更多的模板圖庫從而擴(kuò)大系統(tǒng)的適用范圍。