利用AutoCAD軟件及其二次開(kāi)發(fā)，從AutoCAD軟件中提取數(shù)據(jù)，以Excel的形式創(chuàng)建和收集儀表設(shè)計(jì)中需要用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入到Access中建立儀表基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)；通過(guò)各類表的鏈接、運(yùn)算、查詢，最后輸出儀表設(shè)計(jì)的成品交付文件。該設(shè)計(jì)方法通過(guò)共享的信息數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交互和共享，可高效地完成儀表數(shù)據(jù)表、儀表索引、I/O清單等設(shè)計(jì)成品文件的制作，對(duì)保證設(shè)計(jì)質(zhì)量與進(jìn)度，具有良好的借鑒意義。

　　化工工程設(shè)計(jì)中，儀表專業(yè)人員需要交付的設(shè)計(jì)文件通常包括：儀表索引、儀表數(shù)據(jù)表、I/O清單、儀表位置圖、電纜表、回路圖、邏輯圖等。這些設(shè)計(jì)文件在編制和變更過(guò)程中，大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需要重復(fù)錄入，因而導(dǎo)致設(shè)計(jì)效率低下的同時(shí)，還容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。

　　為解決上述問(wèn)題，儀表專業(yè)人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)了部分程序化設(shè)計(jì)文件的工作［1-2］，如利用Office_VBA自動(dòng)生成相關(guān)儀表設(shè)計(jì)文件，利用VBA自動(dòng)生成儀表回路圖和邏輯圖繪制軟件等。同時(shí)，許多外資項(xiàng)目中大部分使用了SPI（smart plant instrumentation）儀表設(shè)計(jì)軟件［3-4］，SPI軟件的主要功能是通過(guò)一個(gè)共享的信息數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和共享，提高了儀表專業(yè)全周期的工作效率和工作質(zhì)量。本文采用常見(jiàn)的AutoCAD及Office Suites軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)儀表專業(yè)交付的表格類設(shè)計(jì)文件，該工作思路適用于大、中型項(xiàng)目的儀表專業(yè)設(shè)計(jì)工作，是一種高效的儀表設(shè)計(jì)方法組合。

　　1 PID儀表位號(hào)的編寫和數(shù)據(jù)提取

　　PID的最終文件雖然由工藝專業(yè)人員負(fù)責(zé)，但儀表位號(hào)卻是由儀表專業(yè)人員決定的。PID圖中的儀表位號(hào)包括儀表功能和位號(hào)，分兩行分別填入表示系統(tǒng)或就地儀表的方框和圓圈內(nèi)。筆者采用的方法：將表示系統(tǒng)或就地儀表的方框和圓圈制作成CAD塊，將功能和位號(hào)分別定義為塊屬性1和塊屬性2；另外還定義了塊屬性3，設(shè)置為隱藏，用于存放儀表所在位置的屬性如儀表所在的管道、設(shè)備等。

　　塊屬性1和塊屬性2的初始值為手動(dòng)錄入，對(duì)于塊屬性3的初始值，則采用Autolisp編寫的程序并定義為AutoCAD操作命令，通過(guò)人工點(diǎn)選的方式將具體的某臺(tái)儀表與其所在的管道或所在的設(shè)備相關(guān)聯(lián)來(lái)獲取。在PID中提取的儀表位號(hào)如表1所列。該方法的優(yōu)點(diǎn)：

　　1） 采用AutoCAD自帶的dataextraction命令，可即時(shí)將所有PID圖中的儀表位號(hào)提取至Excel文件中，可直接作為儀表索引表的初始數(shù)據(jù)，不但省去了重復(fù)輸入儀表位號(hào)的工作，也可避免遺漏和差錯(cuò)。

　　2） 提取出來(lái)的Excel文件存儲(chǔ)有儀表位號(hào)在AutoCAD圖中的坐標(biāo)值信息，如需要在PID圖中大量修改儀表位號(hào)的編號(hào)、次序等情況，可直接在已提取出來(lái)Excel文件中先批量修改，然后再將修改好的Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)回到AutoCAD版的PID圖中，這樣便可覆蓋原有PID圖中的儀表位號(hào)數(shù)據(jù)。

　　3） 還可提取塊屬性3中表示儀表所在位置的值，通過(guò)坐標(biāo)篩選快速填寫儀表所在的PID圖號(hào)等后續(xù)儀表設(shè)計(jì)時(shí)需要的數(shù)據(jù)，該處也可定義塊屬性4，在第一次數(shù)據(jù)錄入時(shí)批量填寫。

　　2表格類儀表設(shè)計(jì)文件的編制

　　儀表專業(yè)人員需要交付的表格類設(shè)計(jì)文件通常包括：儀表索引、儀表數(shù)據(jù)表、I/O清單、DCS監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)表、電纜表等。

　　2.1表格類儀表設(shè)計(jì)文件的編制思路

　　Access對(duì)表格類文件的處理非常便捷，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析能力，能夠快速地處理大量數(shù)據(jù)［5］。針對(duì)建立儀表設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)庫(kù)，筆者采用了三層結(jié)構(gòu)的方式：

　　1） 建立所有儀表設(shè)計(jì)中所需的儀表基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表格，并導(dǎo)入Access中。

　　2） 建立對(duì)應(yīng)的儀表設(shè)計(jì)成品文件所需的儀表數(shù)據(jù)表格，數(shù)據(jù)可通過(guò)查詢［6］、運(yùn)算等Access工具［7-8］從步驟1）建立的表格中獲取。

　　3） 建立符合設(shè)計(jì)單位規(guī)定的設(shè)計(jì)成品文件格式的報(bào)表，并設(shè)置數(shù)據(jù)源為對(duì)應(yīng)的步驟2）所建立的表格。

　　2.2表格類儀表設(shè)計(jì)文件編制的應(yīng)用

　　以下舉例說(shuō)明在Access數(shù)據(jù)庫(kù)中編制儀表數(shù)據(jù)表的具體應(yīng)用：

　　1） 在Excel中收集和制作基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表格： 工藝儀表?xiàng)l件表，每種類型的儀表應(yīng)配備1個(gè)Excel形式的儀表選型數(shù)據(jù)表，儀表類型對(duì)應(yīng)的信號(hào)類型、I/O類型表，溫度儀表的插入深度系列表等。這些表的制作在滿足工程設(shè)計(jì)的便捷性同時(shí)，還應(yīng)符合Access數(shù)據(jù)庫(kù)的格式要求［5］。

　　2） 將所有基礎(chǔ)表格導(dǎo)入Access軟件。

　　3） 創(chuàng)建各類儀表的追加查詢，從儀表工藝條件表中提取各類儀表的位號(hào)并更新到儀表選型數(shù)據(jù)表中。

　　4） 創(chuàng)建更新查詢，提取各類儀表的工藝數(shù)據(jù)并更新到儀表選型數(shù)據(jù)表中。

　　5） 導(dǎo)出各類Excel形式的儀表選型數(shù)據(jù)表，在各儀表選型數(shù)據(jù)表中填寫選型數(shù)據(jù)。如篩選出同一類介質(zhì)，填寫儀表材料；篩選出同一類管徑，填寫法蘭尺寸；篩選出操作溫度范圍，填寫填料材質(zhì)；利用Excel的公式，自動(dòng)運(yùn)算調(diào)節(jié)閥的CV值等。

　　6） 選型完成后，將儀表選型數(shù)據(jù)表導(dǎo)回到Access的儀表設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

　　7） 按類別和功能，分組制作一鍵導(dǎo)入/導(dǎo)出宏、更新查詢宏等，方便后續(xù)的批量修改和數(shù)據(jù)批量更新。

　　8） 制作各類儀表數(shù)據(jù)表窗體，便于在Access軟件中進(jìn)行單臺(tái)儀表選型數(shù)據(jù)的修改和校審工作。

　　9） 制作各類儀表數(shù)據(jù)表的Access報(bào)表格式，完成符合各設(shè)計(jì)單位規(guī)定的表頭、格式、logo等，然后實(shí)現(xiàn)交付成品文件的導(dǎo)出。

　　由上述步驟可以看出，儀表選型數(shù)據(jù)的填寫，基本是分類別批量完成的，與其他設(shè)計(jì)文件數(shù)據(jù)重復(fù)的部分，只需要修改一處，即可將與該數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的所有文件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新，從而減輕了設(shè)計(jì)人員的重復(fù)性工作，提高了設(shè)計(jì)效率。

　　其他表格類儀表設(shè)計(jì)文件的編制，同樣需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中的不同基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表格中通過(guò)邏輯運(yùn)算、條件查詢等方式選取所需要的字段，制作符合設(shè)計(jì)單位格式的報(bào)表，并輸出為成品設(shè)計(jì)文件。如儀表索引表，需要從各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表格中選取回路號(hào)、儀表位號(hào)、PID圖號(hào)、版本、用途、設(shè)備位號(hào)、管線號(hào)、儀表類型、I/O類型、信號(hào)類型、所在位置、狀態(tài)、安裝圖、數(shù)據(jù)表號(hào)、備注等字段。

　　3儀表位置圖和電纜長(zhǎng)度的計(jì)算

　　3.1儀表位置圖的標(biāo)注

　　對(duì)于進(jìn)行了3D建模的大型項(xiàng)目，儀表位置圖較易自動(dòng)生成［9］；但對(duì)于絕大多數(shù)未建模的項(xiàng)目，則需要人工繪制儀表位置圖。同理，采用塊及塊屬性的形式，將儀表位號(hào)及安裝標(biāo)高輸入塊屬性，并利用Autolisp程序進(jìn)行批量標(biāo)注。

　　標(biāo)注儀表位置圖的具體方法：首先在工藝專業(yè)提供的管道布置圖或設(shè)備布置圖中繪制出所有帶塊屬性的儀表點(diǎn)，然后批量框選需要標(biāo)注的儀表，并在圖紙中點(diǎn)選合適的位置點(diǎn)來(lái)放置標(biāo)注文字，程序?qū)⒆詣?dòng)繪制出儀表序號(hào)及對(duì)應(yīng)的儀表位號(hào)。采用該方法生成的成品文件整齊美觀，而且可以替代人工機(jī)械繁雜的標(biāo)注工作，并為后續(xù)的電纜長(zhǎng)度計(jì)算提供依據(jù)。

　　3.2電纜長(zhǎng)度的統(tǒng)計(jì)

　　從AutoCAD軟件中提取的數(shù)據(jù)，利用CAD坐標(biāo)值在Excel表格中進(jìn)行簡(jiǎn)單的區(qū)域分類和區(qū)域基準(zhǔn)點(diǎn)的確定；項(xiàng)目中所有的電纜長(zhǎng)度值可通過(guò)Excel公式自動(dòng)運(yùn)算生成，以替代人工測(cè)量電纜長(zhǎng)度的低效率工作。

　　1） 儀表點(diǎn)對(duì)點(diǎn)敷設(shè)時(shí)的電纜長(zhǎng)度計(jì)算過(guò)程如下： 每張儀表位置圖需標(biāo)注1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)至控制室的長(zhǎng)度，記錄基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)高，計(jì)算儀表所在點(diǎn)至基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直長(zhǎng)度和水平長(zhǎng)度，計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)與儀表點(diǎn)的高差，根據(jù)電纜橋架布置走向和儀表所在點(diǎn)的相對(duì)位置，合理地預(yù)留電纜長(zhǎng)度，將以上所有量求和，便是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)敷設(shè)的儀表電纜總長(zhǎng)度。

　　2） 如果電纜通過(guò)接線箱進(jìn)行敷設(shè)，則可利用步驟1）計(jì)算各接線箱至控制室的主電纜長(zhǎng)度。分支電纜可采用估算法統(tǒng)計(jì)，也可通過(guò)CAD圖紙上各儀表點(diǎn)到各自接線箱的坐標(biāo)位置關(guān)系較精確地計(jì)算。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　減少設(shè)計(jì)文件的差錯(cuò)率，提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)文件品質(zhì)、縮短設(shè)計(jì)周期是當(dāng)前工程技術(shù)人員所面臨的難題。借助現(xiàn)有的工具，開(kāi)發(fā)自動(dòng)化運(yùn)行的工具可大幅提升工作效率，使設(shè)計(jì)人員從繁雜、機(jī)械的工作中脫離出來(lái)。本文的總體思路是將儀表設(shè)計(jì)過(guò)程分為若干個(gè)獨(dú)立的階段，各階段之間由數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)承載，以降低設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)文件間關(guān)聯(lián)事件的記憶，減少設(shè)計(jì)工作的復(fù)雜程度和出錯(cuò)概率，有利于減少因數(shù)據(jù)重復(fù)存儲(chǔ)導(dǎo)致的錯(cuò)誤，也有利于后續(xù)數(shù)據(jù)共享、協(xié)同設(shè)計(jì)［10］的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

　　作者：方旭鋒（嘉科工程（蘇州）有限公司）