梁騰偉

(拜耳技術(shù)工程(上海)有限公司，上海 201507)

在工程設(shè)計(jì)過程中，儀表位置圖的繪制一直是一項(xiàng)極其費(fèi)時(shí)費(fèi)力而又必不可少的工作。有了三維建模軟件PDS后，傳統(tǒng)的儀表位置圖繪制方法有3種：第一種是設(shè)計(jì)人員直接看PDS的3D模型，結(jié)合二維設(shè)備布置圖繪制儀表位置圖；第二種是從PDS中切出帶儀表點(diǎn)位的設(shè)備圖；第三種是借助AutoCAD的第一代二次開發(fā)語言AutoLISP，在設(shè)備布置圖上打點(diǎn)，再手動(dòng)修改儀表圖標(biāo)，添加相關(guān)儀表信息。第一種方法純手動(dòng)，而且所繪儀表位置不夠精確；第二種方法位置準(zhǔn)確，但直接從PDS切出的二維圖紙帶有很多噪聲信息，整理非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力；雖然第三種方法較前兩種稍微先進(jìn)一點(diǎn)，但后續(xù)仍需做大量的手動(dòng)工作。

為此，筆者提出一種基于AutoCAD VBA[1]的儀表位置圖設(shè)計(jì)方法，將AutoCAD與PDS三維建模軟件進(jìn)行無縫鏈接，實(shí)現(xiàn)儀表位置圖的自動(dòng)繪制。

1 整體思路①

儀表位置圖的繪制工作是一項(xiàng)較為機(jī)械的重復(fù)工作。原理上，任何機(jī)械重復(fù)工作都可由電腦或機(jī)器完成。此時(shí)人的任務(wù)是理解機(jī)器語言(程序語法)，“教給”機(jī)器實(shí)現(xiàn)方法(算法實(shí)現(xiàn))，并最終檢查確認(rèn)機(jī)器實(shí)現(xiàn)的結(jié)果，因此進(jìn)行程序自動(dòng)繪制儀表位置圖是可行的。

在程序工具的選擇上，典型的AutoCAD二次開發(fā)工具有AutoLISP和AutoCAD VBA。AutoLISP是Autodesk公司早期開發(fā)的一種二次開發(fā)語言；AutoCAD從R14版以后，提供了VBA語言接口，它是Excel與AutoCAD的“遙控器”[2]，功能更加強(qiáng)大。因此，筆者選用AutoCAD VBA工具進(jìn)行設(shè)計(jì)。

欲實(shí)現(xiàn)AutoCAD VBA自動(dòng)繪制儀表位置圖，關(guān)鍵確認(rèn)兩個(gè)問題：一是VBA可否在AutoCAD模型空間中定位？二是AutoCAD VBA如何獲取Excel數(shù)據(jù)？筆者經(jīng)過研習(xí)AutoCAD的VBA幫助模塊，結(jié)合AutoCAD與Excel VBA的使用經(jīng)驗(yàn)，成功打通這兩條脈絡(luò)，確認(rèn)了該方法的基礎(chǔ)可行性。另外，每一類儀表應(yīng)當(dāng)用不同的符號(hào)表示，以提高圖紙的可讀性與美觀性，這一點(diǎn)也可以通過VBA實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繪制。

2 新方法的流程與關(guān)鍵點(diǎn)

利用AutoCAD VBA自動(dòng)繪制儀表位置圖的主要流程如圖1所示。

圖1 新方法的工作流程

2.1 獲取儀表信息

部分儀表的相關(guān)信息可以從PDS模型中提取并導(dǎo)出Excel文件，這部分工作需要配管專業(yè)與儀表專業(yè)密切合作。許多PDS建模工程師不太了解儀表專業(yè)，根據(jù)P&ID圖輸入儀表建模信息時(shí)，儀表位號(hào)參差不齊。這就需要前期儀表工程師與PDS建模工程師進(jìn)行良好的溝通，明確定義PDS中儀表位號(hào)的命名方法。如：P&ID中有如圖2所示的流量變送器，建議在PDS建模時(shí)直接命名為F4001，而不要命名為FICA4001，字母與數(shù)字間也不能有空格。因?yàn)閮x表的功能號(hào)FICA可能根據(jù)需要而經(jīng)常改動(dòng)，但儀表大類F輕易不會(huì)改動(dòng)，除非根據(jù)工藝需要?jiǎng)h減儀表。而且從PDS角度講，用F4001足以標(biāo)識(shí)該儀表，既方便后期儀表專業(yè)的比對(duì)又減少了配管專業(yè)的工作量。

圖2 P&ID圖中的流量變送器

另外，一個(gè)優(yōu)秀的PDS模型，應(yīng)當(dāng)包含儀表類型的描述。這部分工作是在PDS模型中建好各個(gè)儀表點(diǎn)后，由儀表工程師提供相應(yīng)儀表的類型信息給配管專業(yè)，PDS工程師可直接導(dǎo)入PDS模型。有了這一步工作，就可以大幅提高PDS導(dǎo)出儀表數(shù)據(jù)的可讀性。需要PDS導(dǎo)出的信息包括：儀表位號(hào)、儀表位置三維坐標(biāo)(標(biāo)高和縱橫坐標(biāo))、儀表所在管線號(hào)或設(shè)備號(hào)。

2.2 整理儀表信息

首先要對(duì)直接從PDS導(dǎo)出的表格進(jìn)行整理，刪除不相關(guān)的信息，修整儀表位號(hào)(如除去空格等)，使其與儀表索引表的命名完全對(duì)應(yīng)。從SPI(Smart Plant Instrumentation，舊稱Intools)中導(dǎo)出儀表索引，并把儀表索引與PDS導(dǎo)出的儀表信息進(jìn)行對(duì)比。結(jié)合P&ID圖，如果PDS有而儀表索引和P&ID無，說明PDS有誤，需刪除；如果PDS無而儀表索引和P&ID有，說明PDS有遺漏，需添加。匯總PDS不匹配信息后，通知配管專業(yè)刪除、修正或新增。

掃清PDS中儀表位號(hào)存在的問題后，通過Excel自帶的查詢功能把儀表位號(hào)、儀表類型、三維坐標(biāo)及管線號(hào)等信息整合為一張表，結(jié)合設(shè)備圖紙中的儀表圖例，整理為最終數(shù)據(jù)源，見表1。

表1 整理后的儀表數(shù)據(jù)源(包括閥門)

2.3 準(zhǔn)備設(shè)備圖紙

首先，配置坐標(biāo)原點(diǎn)。為了保證打點(diǎn)的精確性，需使設(shè)備圖紙的坐標(biāo)原點(diǎn)與PDS模型的坐標(biāo)原點(diǎn)完全一致。如此可省去在VBA程序中調(diào)整坐標(biāo)相對(duì)值的工作，使VBA程序可以直接根據(jù)PDS導(dǎo)出的坐標(biāo)定位打點(diǎn)。典型的配置方法是在設(shè)備布置圖中選取一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，在PDS中查出該點(diǎn)的坐標(biāo)，在AutoCAD中將設(shè)備布置圖移到相應(yīng)的坐標(biāo)。

然后，制作儀表圖例。根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，在設(shè)備布置圖中繪制每類儀表類型的圖例，并制成AutoCAD圖塊，示例見表2。需要注意的是：圖塊名要與表1所列的最終數(shù)據(jù)源的圖塊名一致，否則VBA程序無法調(diào)用正確的圖例；同時(shí)需注意儀表圖塊所在的圖層，建議為儀表位置圖新建一個(gè)圖層，方便后期的修改與維護(hù)。制作各類儀表圖塊的目的是方便VBA程序找到相應(yīng)位置后，直接調(diào)用該儀表類型的塊名，標(biāo)識(shí)該儀表所在位置，免去后期人工添加儀表塊的繁瑣工作。

表2 儀表圖例和塊名舉例

2.4 調(diào)用AutoCAD VBA程序

通過VBAMAN打開AutoCAD VBA編輯器，載入預(yù)先編寫好的.dvb程序文件。執(zhí)行程序，通常1min內(nèi)即可生成儀表位置圖，繪制流程如圖3所示。

圖3 儀表位置圖繪制流程

注意：AutoCAD2013默認(rèn)不帶VBA模塊。若要編寫AutoCAD VBA程序，需到其官方網(wǎng)站下載一個(gè)安裝包。

3 典型工程應(yīng)用

此方法在張家港某外資項(xiàng)目中應(yīng)用后，極大地提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率。施工中，由于儀表布置圖涵蓋了標(biāo)高、管線號(hào)和接線箱號(hào)，詳盡的信對(duì)為施工單位執(zhí)行儀表安裝工作起到一定的指導(dǎo)意義。準(zhǔn)備的Excel版的最終數(shù)據(jù)源，也為施工階段提供了很大便利，施工管理人員可以很方便地檢索出某一區(qū)域的相關(guān)儀表信息。業(yè)主反饋：所繪圖紙儀表信息精確、詳盡而又美觀。

4 結(jié)束語

利用AutoCAD VBA實(shí)現(xiàn)儀表位置圖的自動(dòng)生成，大幅提升了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確度，也提高了圖紙的準(zhǔn)確性和可讀性，最大程度地節(jié)約了人工成本，并增強(qiáng)了設(shè)計(jì)人員的工作積極性。該方法特別適用于同一樓層區(qū)域儀表數(shù)量眾多的情況，同一樓層儀表數(shù)量越多，越能體現(xiàn)該方法的優(yōu)越性。

該方法的不足之處在于AutoCAD VBA數(shù)據(jù)流的單向性問題。AutoCAD VBA只能把Excel中讀取的數(shù)據(jù)寫入AutoCAD圖紙，寫入之后無法用AutoCAD VBA讀出相應(yīng)儀表的信息，也即對(duì)于每張儀表位置圖該程序只能運(yùn)行一次，很難通過程序刪除來更新儀表相關(guān)信息。當(dāng)然，一般而言數(shù)據(jù)源正確率較高，項(xiàng)目后期變更較少，儀表位置圖的更新工作量較小，可以手動(dòng)進(jìn)行。而且，用程序制圖效率非常高，一般不到一分鐘就能繪制一張儀表位置圖。如果后期更新量較大，可以直接刪除儀表布置層，更新數(shù)據(jù)源，再調(diào)用程序進(jìn)行重新繪制。而且該方法有待開發(fā)簡(jiǎn)易的人機(jī)接口，使沒有VBA程序概念的人也能很快學(xué)會(huì)使用該方法，以便推廣應(yīng)用，使同行都能受益。