荀中正

(湖南百利工程科技股份有限公司)

儀表電纜平面敷設(shè)圖是自控專業(yè)用于表示現(xiàn)場(chǎng)儀表位置、電纜敷設(shè)、電纜橋架走向及氣源管走向等信息的圖紙，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的配管配線等施工起著至關(guān)重要的作用。 傳統(tǒng)的方法是利用主體專業(yè)提供的二維配管圖獲取儀表位置、標(biāo)高及管號(hào)信息等來手動(dòng)繪制儀表電纜平面敷設(shè)圖，當(dāng)工程規(guī)模較大、儀表遠(yuǎn)傳信號(hào)點(diǎn)較多時(shí)，繪圖時(shí)間較長， 且目前大多采用三維軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在項(xiàng)目詳細(xì)設(shè)計(jì)階段后期主體專業(yè)才能提供完善信息的二維配管圖，為了滿足工程項(xiàng)目的進(jìn)度要求自控專業(yè)必須調(diào)配大量的人力資源才能在短時(shí)間內(nèi)完成詳細(xì)工程設(shè)計(jì)。 儀表電纜平面敷設(shè)圖的繪制工作大部分是簡單的機(jī)械重復(fù)勞動(dòng)，加重了設(shè)計(jì)人員的工作負(fù)荷，因此快速進(jìn)行儀表電纜平面敷設(shè)圖繪制是自控專業(yè)的一個(gè)重要課題。 在此， 筆者介紹了一種基于三維配管軟件提取信息， 利用EXCEL、AutoLISP 快速實(shí)現(xiàn)繪制儀表電纜平面敷設(shè)圖的方法，該方法可以快速獲取儀表三維信息進(jìn)行標(biāo)注，簡單靈活，實(shí)用性強(qiáng)，極大地提高了自控設(shè)計(jì)的工作效率。

1 概略程序流程

基于三維配管軟件的儀表電纜平面敷設(shè)圖快速繪制概略程序流程如圖1 所示。 先由管道工程師從三維軟件中把自控專業(yè)需要的儀表相關(guān)信息提取出來并匯總到EXCEL，進(jìn)行整理核對(duì)后把EXCEL 處理好的信息采用帶屬性信息的儀表圖例導(dǎo)入設(shè)備平面布置圖中，最后利用電纜敷設(shè)圖標(biāo)注工具完成標(biāo)注。

圖1 概略程序流程

2 基于三維配管軟件提取信息快速繪制儀表電纜平面敷設(shè)圖的方法

2.1 根據(jù)管道工程師提取信息在EXCEL 模板中進(jìn)行核對(duì)處理

首先需要管道工程師的密切配合，由自控工程師提出基本要求：

a. 由管道工程師從三維軟件中把儀表的相關(guān)信息提取出來，主要包括儀表位號(hào)、儀表標(biāo)高、儀表橫縱坐標(biāo)、 儀表安裝管號(hào)或設(shè)備號(hào)等信息。目前， 主流的三維配管軟件包括PDS (升級(jí)版本Smart3D)、PDMS 等，均能實(shí)現(xiàn)信息提取，一般提取文件格式為csv、txt 等。

b. 管道專業(yè)需按設(shè)備平面布置圖的分層進(jìn)行切圖，然后按照每個(gè)樓層切取并把儀表信息提取為一個(gè)獨(dú)立的表格。

以PDS 作為實(shí)例，管道專業(yè)返回的文件格式為csv，可采用EXCEL 打開，主體專業(yè)返回表格樣式見表1。 其中，Seq.為序號(hào)，Tag No.為儀表位號(hào)，Pipe Diameter 為儀表管道公稱直徑或設(shè)備管嘴的公稱直徑，Pipe Line ID 為儀表安裝管道號(hào)或設(shè)備號(hào)，East/West 為三維軟件中對(duì)應(yīng)儀表的東西方向坐標(biāo)，North/South 為三維軟件中對(duì)應(yīng)儀表的南北方向坐標(biāo)，Elevation 為三維軟件中對(duì)應(yīng)儀表的高度，Model No.為三維軟件中模型編號(hào)，D/B Table No. 為三維軟件中數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)信息的表格編號(hào)。

表1 PDS 軟件中提取的儀表信息

自控專業(yè)接收到管道專業(yè)提供的表格文件后，把表格中的內(nèi)容分層按照儀表電纜平面敷設(shè)圖模板要求把有關(guān)信息逐層匯總到EXCEL 格式電纜平面敷設(shè)圖模板（表2）中。

表2 電纜平面敷設(shè)圖信息EXCEL 模板

三維軟件中坐標(biāo)系E-N-EL與工藝設(shè)備平面布置圖的x-y-z坐標(biāo)系是一致的［1］，當(dāng)工藝設(shè)備平面布置圖也是采用1∶1 繪圖比例時(shí)， 不需要經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換， 其中x插入點(diǎn)即為表1 中的East/West列，y插入點(diǎn)即為表1 中的North/South 列，屬性1為標(biāo)高列，即為表1 中的Elevation 列，屬性2 即為表1 中的Pipe Line ID 列， 塊名為根據(jù)公司要求定義的帶屬性的儀表圖例名稱。 同時(shí)，各層信息匯總建立一個(gè)總表用于與儀表數(shù)據(jù)庫中的遠(yuǎn)傳儀表或者電纜表進(jìn)行核對(duì)，如果存在缺漏的儀表則由主體專業(yè)來補(bǔ)全模板中儀表所需要的信息即可。 其中關(guān)鍵點(diǎn)包括：

a. 屬性1 和屬性3 為儀表標(biāo)高列，在電纜平面敷設(shè)圖中標(biāo)高一般采用m 作為單位，此時(shí)需要一個(gè)轉(zhuǎn)換過程，即500mm 轉(zhuǎn)換為+0.500m，也可采用公式（“+”&TEXT(標(biāo)高列/1000，“0.000”)［2］）通過輔助列轉(zhuǎn)換，然后消除公式。

b. 為了方便核對(duì)，可利用新建輔助列“功能字母” 進(jìn)行排序。 先自定義序列， 定義方法為EXCEL“工具”菜單欄下面“選項(xiàng)”標(biāo)簽，進(jìn)行自定義序列，為TE、TT、PT、PDT、FE、FT、LT、LDT、LS、AT、CT、GT、TV、PV、PDV、FV、LV、LDV、HV、XV，完成定義后即可按照主要關(guān)鍵字“功能字母”（輔助列）、次要關(guān)鍵字“儀表位號(hào)”，在“選項(xiàng)”中選擇已自定義的序列進(jìn)行排序。

2.2 定義常用帶屬性的CAD 儀表圖例

自控專業(yè)涉及的儀表種類繁多，如果每種類型儀表采用不同儀表圖例，則儀表圖例庫會(huì)相當(dāng)復(fù)雜， 同樣過多的儀表圖塊勢(shì)必會(huì)帶來識(shí)別、管理等諸多問題。 筆者根據(jù)自控專業(yè)常用做法定義了4 個(gè)常用的儀表圖例符號(hào)［3］，具體儀表類型與儀表圖例符號(hào)對(duì)應(yīng)情況見表3， 儀表圖例符號(hào)如圖2 所示。 每個(gè)儀表圖例可設(shè)置最多6 個(gè)屬性，導(dǎo)入對(duì)應(yīng)圖塊時(shí)可隨儀表圖例附帶儀表位號(hào)、標(biāo)高、管道號(hào)或設(shè)備號(hào)等屬性信息，同時(shí)也方便后期標(biāo)注方式的擴(kuò)展。

表3 常見儀表類型與儀表圖例符號(hào)對(duì)應(yīng)表

圖2 常用儀表圖例符號(hào)

2.3 CAD 設(shè)備平面布置圖的處理

設(shè)備平面布置圖由管道專業(yè)提供，最終整理好的EXCEL 模板中儀表信息需要通過儀表圖例這個(gè)載體導(dǎo)入到二維的設(shè)備平面布置圖中，導(dǎo)入之前先需要做如下處理工作：

a. 調(diào)整設(shè)備平面布置圖中的字體、標(biāo)注等樣式，使之與項(xiàng)目規(guī)定或者專業(yè)規(guī)定一致。

b. 新建獨(dú)立的圖層“儀表設(shè)備布置層”，并把它設(shè)置為當(dāng)前層， 同時(shí)作為儀表圖例的導(dǎo)入圖層。 設(shè)置獨(dú)立的儀表圖層在工具導(dǎo)入出現(xiàn)問題時(shí)或者需要重新導(dǎo)入時(shí)，通過圖層開關(guān)可以快速刪除已導(dǎo)入的儀表圖例，通過再次導(dǎo)入儀表圖例即可更新信息，解決了導(dǎo)入工具數(shù)據(jù)流單向性的問題。

c. 帶儀表信息的儀表圖例插入點(diǎn)位置依據(jù)為三維軟件中提取信息的三維坐標(biāo)系E-N軸坐標(biāo)點(diǎn)，此坐標(biāo)系x-y-z軸與三維軟件中坐標(biāo)系E-N-EL軸一致，但是插入時(shí)需保證設(shè)備平面布置圖中坐標(biāo)系原點(diǎn)與三維軟件中坐標(biāo)系原點(diǎn)一致。 當(dāng)接收到終版的二維設(shè)備平面布置圖時(shí)，可以向管道專業(yè)要求提供各個(gè)裝置三維模型的坐標(biāo)原點(diǎn)，插入儀表圖例時(shí)，先把當(dāng)前層二維設(shè)備平面布置圖坐標(biāo)系的原點(diǎn)移動(dòng)到三維坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位置，坐標(biāo)系移動(dòng)命令為UCS-N，然后輸入三維坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)即可。

d. 逐層導(dǎo)入帶儀表信息的儀表圖例到二維設(shè)備平面布置圖，每層導(dǎo)入時(shí)都需要移動(dòng)一次坐標(biāo)系。

2.4 儀表圖例導(dǎo)入

導(dǎo)入到二維設(shè)備平面布置圖中的儀表圖例采用的圖塊為增強(qiáng)屬性塊，儀表導(dǎo)入程序和標(biāo)注程序采用LISP 編寫，相對(duì)于VBA、C 語言等LISP語言更加方便易懂，編寫程序人員不需要專業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí)即可編寫。 儀表圖例導(dǎo)入程序的流程如圖3 所示， 先讀取EXCEL 單行數(shù)據(jù)存成兩個(gè)表，一個(gè)表point 用于存儲(chǔ)儀表的二維位置信息， 另一個(gè)表lst 用于存儲(chǔ)儀表位號(hào)、插入儀表圖例名稱、儀表管號(hào)及標(biāo)高等信息，平面圖處理好之后設(shè)置儀表圖例導(dǎo)入比例，即可根據(jù)上述兩個(gè)信息表執(zhí)行導(dǎo)入程序。

圖3 儀表圖例導(dǎo)入程序流程

其核心程序源代碼［4］如下：

2.5 儀表敷設(shè)圖標(biāo)注

儀表圖例導(dǎo)入完畢即可執(zhí)行儀表敷設(shè)圖標(biāo)注程序，導(dǎo)入方法特殊之處在于儀表導(dǎo)入時(shí)每個(gè)儀表圖例均附帶對(duì)應(yīng)的儀表各種信息， 包括位號(hào)、標(biāo)高、管道號(hào)及設(shè)備號(hào)等，儀表標(biāo)注程序過程即提取儀表圖例屬性塊的屬性信息完成標(biāo)注的過程。 儀表標(biāo)注程序核心在于提取儀表圖例屬性塊信息，其核心源代碼［5］如下：

儀表標(biāo)注方式需根據(jù)工程公司的要求和電纜平面敷設(shè)圖具體情況進(jìn)行選擇，常見標(biāo)注方式如圖4 所示。 根據(jù)電纜平面敷設(shè)圖中空白位置和工藝要求選擇合適的標(biāo)注位置，敷設(shè)圖標(biāo)注工具根據(jù)儀表類型的不同， 共設(shè)置了4 種標(biāo)注樣式。每個(gè)儀表的常用信息已附帶在儀表圖例中，因此儀表標(biāo)注方式也可以根據(jù)各個(gè)工程公司的不同要求進(jìn)行定制。

圖4 電纜平面敷設(shè)圖標(biāo)注方式

3 存在的問題

本程序中電纜平面敷設(shè)圖標(biāo)注方式采用的是半自動(dòng)標(biāo)注方式，因?yàn)殡娎|平面敷設(shè)圖中包括設(shè)備信息、儀表遠(yuǎn)傳點(diǎn)信息、儀表橋架走向及儀表氣源走向等信息，所以當(dāng)儀表遠(yuǎn)傳點(diǎn)比較密集時(shí)，半自動(dòng)標(biāo)注在文字、圖形避讓等方面處理比較復(fù)雜，程序有待進(jìn)一步完善，同時(shí)本程序還可以繼續(xù)開發(fā)用于儀表供氣系統(tǒng)圖的自動(dòng)繪制等。

4 結(jié)束語

目前，基于三維軟件自動(dòng)生成儀表布置圖和標(biāo)注工具時(shí)大多采用的是AutoCAD VBA，程序編制比較復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)人員的編程能力要求也比較高，同時(shí)導(dǎo)入的儀表圖例并不附帶對(duì)應(yīng)儀表的各種信息，因此敷設(shè)圖標(biāo)注方式很難滿足各個(gè)工程公司的不同要求。 本方法導(dǎo)入儀表圖例之后，敷設(shè)圖標(biāo)注方式可以根據(jù)公司或項(xiàng)目的不同要求進(jìn)行定制，方便擴(kuò)展。

基于三維配管軟件的儀表電纜平面敷設(shè)圖快速繪制方法在福建永榮年產(chǎn)20 萬噸己內(nèi)酰胺項(xiàng)目、 浙江巴陵恒逸年產(chǎn)40 萬噸己內(nèi)酰胺擴(kuò)能項(xiàng)目（二期）等多個(gè)工程中得到了應(yīng)用，充分利用了三維配管軟件中的儀表信息， 通過EXCEL 整理核對(duì)、AutoLISP 將儀表快速導(dǎo)入到設(shè)備平面布置圖中，可快速完成儀表標(biāo)注，極大地提高了自控工程設(shè)計(jì)人員的工作效率，同時(shí)也提高了自控設(shè)計(jì)工作的準(zhǔn)確性。