范文進(jìn)

（南京揚子石油化工設(shè)計工程有限責(zé)任公司，南京210048）

目前在石油化工工程設(shè)計工作中，雖然自控專業(yè)工程設(shè)計軟件INtools（又稱SmartPlant Instrumentation）已被國際各大石油和化工工程公司所接受，但在國內(nèi)運用時還存在一些弊端，不僅需要大量前期的二次開發(fā)工作，而且其本身提供的智能化還有局限性，需要根據(jù)項目的特點進(jìn)行選擇和設(shè)置。同時，INtools軟件自身并無分配I／O（輸入輸出）卡件的功能，僅能通過在Browser模塊中的打印預(yù)覽功能將儀表索引或I／O索引生成Excel格式的CSV文件，再通過VBA技術(shù)編寫Excel宏命令或采用針對Office開發(fā)的可視化工作室工具VSTO（Visual Studio Tools for Office）技術(shù)實現(xiàn)對I／O卡件的分配工作。

1 VSTO技術(shù)的優(yōu)勢

VSTO不像VBA那樣嵌入在Office產(chǎn)品中，而是借助.Net平臺集成在Visual Studio集成開發(fā)環(huán)境（IDE）中，進(jìn)而提升了代碼編輯能力，使開發(fā)人員更容易使用托管控件來擴展Office解決方案，為開發(fā)人員帶來更直觀的設(shè)計、開發(fā)和調(diào)試體驗，可以對Office創(chuàng)建應(yīng)用程序級別的插件，從而開發(fā)自己的程序功能來滿足各種應(yīng)用中的不同需求。因此，通過VSTO開發(fā)Office相對VBA更具有靈活性，在使用上也更具有便利性。

在自控工程設(shè)計中，Excel軟件常作為自控專業(yè)的出圖工具，用來制作儀表索引表、I／O分配表以及儀表規(guī)格書等。雖然Excel軟件具有強大的制表、計算等功能，在處理表格文件中體現(xiàn)的優(yōu)勢非常明顯，可以用來創(chuàng)建報表，對數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的操作和分析、打印等。但目前在傳統(tǒng)設(shè)計模式下，并未完全發(fā)揮出Excel軟件的強大功能，大部分設(shè)計信息數(shù)據(jù)還需人工錄入，特別是很多重復(fù)性的數(shù)據(jù)不能像INtools軟件那樣基于數(shù)據(jù)庫一次錄入和重復(fù)使用。而人工重復(fù)錄入數(shù)據(jù)，極易出現(xiàn)筆誤等類似錯誤，同時在成品圖格式上也易出現(xiàn)不統(tǒng)一的問題，這將影響成品圖紙的可讀性，從而使出圖質(zhì)量變差。因此，很有必要通過VSTO技術(shù)定制Excel功能插件，將復(fù)雜的工作簡化，充分發(fā)揮VSTO技術(shù)本身的優(yōu)勢，有效提高設(shè)計工作的效率，并減少非設(shè)計原因造成的錯誤。

2 I／O分配表的設(shè)計分析

根據(jù)中國石油化工集團(tuán)公司發(fā)布的SHSG—053—2011《石油化工裝置詳細(xì)設(shè)計內(nèi)容規(guī)定》，儀表索引表及I／O分配表應(yīng)是儀表專業(yè)詳細(xì)工程設(shè)計文件的組成部分，其中儀表索引表包含的信息數(shù)據(jù)最全面，各個設(shè)計表格文件內(nèi)的信息都應(yīng)通過儀表索引得到反映，I／O分配表也不例外。因此，可以將必要的信息從儀表索引表中提取，制作I／O分配表。但如此大批量的數(shù)據(jù)提取工作采用傳統(tǒng)的人工錄入方式時，效率不但得不到提高，而且錯誤率也增加。而這些工作完全可以通過VSTO技術(shù)定制對應(yīng)的程序功能，批量生成I／O分配表來完成，大大改善因人工錄入產(chǎn)生的錯誤。同時減少了工作強度及工時消耗，提高工作效率和準(zhǔn)確性，進(jìn)一步保證有充足的時間來發(fā)現(xiàn)、分析、解決設(shè)計工作中存在的問題。以下將分析通過VSTO技術(shù)定制Excel插件，實現(xiàn)I／O分配表設(shè)計工作的過程。

a）創(chuàng)建Excel格式的模板文件。該模板應(yīng)包含儀表索引表及I／O分配表，并完全可以利用以前項目使用的通用Excel設(shè)計文件格式，即項目設(shè)計中最后成品圖的格式文件。對于每個項目而言，I／O分配表的設(shè)計相對一致，具有通用性，模板都應(yīng)能反映I／O卡件類型及點數(shù)，卡件冗余信息等。當(dāng)然主要信息必不可少，例如信號的位號、用途、儀表或信號名稱、輔助設(shè)備等。同時，儀表索引表模板也應(yīng)體現(xiàn)出I／O分配表中的信息。

b）錄入I／O分配表數(shù)據(jù)信息。由于該數(shù)據(jù)源自儀表索引表，包括位號、儀表類型、用途及輔助設(shè)備等，因此源數(shù)據(jù)是在儀表索引表中錄入的。若數(shù)據(jù)源自INtools文件，應(yīng)將詳細(xì)的儀表索引或I／O索引從INtools軟件中導(dǎo)出為Excel文件格式，然后再通過定制的插件，錄入并完善相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

c）導(dǎo)出數(shù)據(jù)，批量生成I／O分配表。使用插件將眾多I／O分配表的數(shù)據(jù)信息從儀表索引表中導(dǎo)出，批量生成I／O分配表。同時還應(yīng)考慮出圖的先后順序，排列順序可設(shè)定為AI—AO—DI— DO—PI—PO—AIR—AOR—DIR—DOR—PIR—POR（A為模擬量；D為數(shù)字量；P為脈沖；I為輸入；O為輸出；R為冗余），即先輸出非冗余I／O卡件的分配表，再輸出冗余I／O卡件的分配表。同時，卡件類型按I／O類型的字母順序排列。

d）校核I／O分配表。批量出圖后應(yīng)該及時校核，這項工作對于設(shè)計人員來說是必不可少的程序。它可以完善一些可能的后續(xù)工作，進(jìn)一步保證生成圖紙的準(zhǔn)確性，達(dá)到成品圖的要求。

3 定制插件

利用VSTO技術(shù)完成上述I／O分配功能，即開發(fā)Excel應(yīng)用程序的插件，就是表現(xiàn)形式為.dll的程序集（Excel COM加載項）。而Excel COM加載項的突出優(yōu)勢是它可以在需要Excel應(yīng)用程序時創(chuàng)建該程序，并和Excel應(yīng)用程序在同一個進(jìn)程中運行。而且使用Visual Studio集成開發(fā)環(huán)境，開發(fā)流程也變得更簡單。只需根據(jù)開發(fā)環(huán)境向?qū)Ыxcel 2003外接程序框架，然后再編寫定制的功能程序，并生成Excel COM的安裝程序，最后在客戶機上部署安裝即可。

筆者開發(fā)的插件在Excel 2003應(yīng)用程序的菜單項中添加了自定義功能菜單。添加該菜單需編寫程序代碼，在Excel 2003應(yīng)用程序啟動時添加菜單。該代碼應(yīng)在ThisAddIn＿Startup子程序過程中編寫實現(xiàn)。為了實現(xiàn)I／O分配功能，設(shè)計了專用的功能窗口（Form），由自定義功能菜單對應(yīng)的菜單命令調(diào)出，如圖1所示。

圖1 自定義功能菜單

具體的I／O分配功能是在對應(yīng)的功能窗口中通過編程實現(xiàn)的。程序首先會在調(diào)出該窗口時對指定的儀表索引表進(jìn)行初始化，得到儀表索引表所反映的項目信息，并獲取模板參數(shù)的設(shè)置信息，如位號、I／O類型等字段所在模板的列表位置等。然后通過“統(tǒng)計”子程序?qū)⒛壳霸O(shè)計的I／O分配信息數(shù)據(jù)反映到界面的兩個數(shù)據(jù)瀏覽器中。

I／O分配功能開發(fā)完畢后，通常都需要將其部署到客戶的使用環(huán)境中。而用戶運行一個.Net應(yīng)用程序必須滿足兩方面需求：環(huán)境需求，即程序集的支持；安全性需求，即用戶要有足夠權(quán)限來執(zhí)行應(yīng)用程序。因此，對于.Net Excel應(yīng)用程序來說，部署并不是簡單將程序和文檔復(fù)制到客戶機上，而是先在客戶機上安裝托管程序運行環(huán)境。為此需要安裝4個程序：.net framework 3.5，Microsoft Office（含SP1或SP2），Office 2003 PIA（主互操作集）及VSTO運行庫，之后再安裝VSTO開發(fā)完成的插件Excel＿InstCtrl＿Tools.msi（在文件夾“bin＼＼debug＼＼”下）。此時，客戶機的注冊表中才會注冊該Excel COM加載項。最后還應(yīng)對其安全性進(jìn)行設(shè)置。VSTO本身沒有添加安全性功能，但可以使用.Net框架附帶的安全性功能，以及Office 2003中已有的安全性功能。筆者在部署該應(yīng)用程序時，采用了編程方式，即使用程序代碼控制Caspol工具進(jìn)行部署。這樣，客戶只要安裝應(yīng)用程序便可完成部署，既安全又方便。具體操作中，建立一個批處理文檔，將客戶機安裝目錄下（C：＼Program Files＼FanWenJin＼Excel＿InstCtrl＿Tools）的Excel＿InstCtrl＿Tools.dll程序集權(quán)限設(shè)置為“完全信任”（FullTrust）即可，命令參數(shù)及程序代碼如下：

4 結(jié)束語

該插件不僅可以完善INtools軟件二次開發(fā)方面的不足，還提高了傳統(tǒng)設(shè)計模式的工作效率。經(jīng)過在多個項目設(shè)計中的使用，該插件修復(fù)了一些漏洞，并逐步升級了程序，其準(zhǔn)確性得到很大提高，并進(jìn)一步提高了項目自控設(shè)計的工作效率，明顯降低了設(shè)計人員的勞動強度和工時消耗。同時，筆者還根據(jù)自控工程設(shè)計需要擴展了該插件，使其可以在傳統(tǒng)設(shè)計模式下對儀表安裝和電纜敷設(shè)材料進(jìn)行自動統(tǒng)計，使設(shè)計工作更加自動化。此外，應(yīng)該注意的是，在使用該插件前，需要針對不同項目的特殊性設(shè)置Excel模板文件的自定義屬性參數(shù)，以便插件在初始化時讀取。

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