PDMS、AutoCAD與Excel結(jié)合提高設(shè)計(jì)效率

陳 磊

(中石化寧波工程有限公司，浙江 寧波 315103)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的一些大型設(shè)計(jì)院開始引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的工程設(shè)計(jì)綜合軟件平臺(tái)，用以提高設(shè)計(jì)工作的效率和質(zhì)量，最具代表性的有生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)、穩(wěn)態(tài)模擬和優(yōu)化的大型通用流程模擬系統(tǒng)Aspen Plus、SP-3D軟件、AVEVA工廠設(shè)計(jì)軟件PDMS(Plant Design Management System)及電氣制圖軟件ETAP等；儀表行業(yè)也有許多專業(yè)軟件，如SPI、PRODOK及世宏軟件等。這些都是面向業(yè)主和EPC工程商的儀表工程設(shè)計(jì)解決方案，這些軟件的使用讓自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)和完善，項(xiàng)目文檔也易于管理。盡管優(yōu)勢(shì)明顯，但這些軟件都有費(fèi)用高和掌握難的問題，而且后期的二次開發(fā)又要花費(fèi)大量的人力和財(cái)力。對(duì)于每一個(gè)工程設(shè)計(jì)人員而言，學(xué)習(xí)這些軟件的使用方法也并非易事。

PDMS、AutoCAD與Excel是工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域最常用的軟件，這些軟件各具優(yōu)勢(shì)，而互相之間卻無(wú)有效關(guān)聯(lián)。為了提高設(shè)計(jì)人員的工作效率，筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，采用多種簡(jiǎn)單實(shí)用的方法，將三者結(jié)合起來(lái)。而且實(shí)際工作中，也證實(shí)了這些方法的有效性。筆者是基于Auto CAD 2004版和Office 2003版構(gòu)思的方法，不排除這些軟件的升級(jí)版本可能不適合所述方法和思想。

1 PDMS與CAD的結(jié)合①

PDMS是廣泛應(yīng)用于電力、煤化工大型工廠基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)的優(yōu)秀設(shè)計(jì)軟件，倍受國(guó)際大型工程公司的青睞。中石化寧波工程有限公司的鍋爐項(xiàng)目部以熱工專業(yè)為主導(dǎo)，已將結(jié)構(gòu)、建筑、設(shè)備及管道等諸多專業(yè)的設(shè)計(jì)工作整合到了PDMS平臺(tái)上，提升了工程的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。在各項(xiàng)目已建模型上，包含了大量的儀表類型、位號(hào)、位置及高度等信息，自控專業(yè)完全能夠有效地利用這些數(shù)據(jù)。

將PDMS數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有在線儀表對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)和位號(hào)通過PDMS的自帶功能導(dǎo)出為Excel文檔，如圖1所示。

圖1 PDMS導(dǎo)出在線儀表信息的Excel文檔

在這些信息中加入CAD腳本文件命令，形成腳本文件并保存，代碼如下：

Insert YBF

2636000,3687300

PT-101

Insert YBF

2638300,3623300

AT-101

…

將按照1∶1比例繪制的工藝設(shè)備布置圖的零點(diǎn)定位到原點(diǎn)(0，0)坐標(biāo)。同時(shí)在CAD中繪制一個(gè)儀表功能塊，命名為“YBF”，此塊中包含有腳本文件將要調(diào)用的CAD定義(包括位號(hào)及高度等)，如圖2所示。

圖2 CAD中的儀表功能塊

用SCR命令執(zhí)行編寫好的腳本文件，所有儀表信息都按照腳本程序的命令自動(dòng)繪圖，形成的初版儀表配線平面敷設(shè)圖再根據(jù)國(guó)標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的圖例標(biāo)準(zhǔn)繪制儀表和線纜即可。

2 AutoCAD與Excel的關(guān)聯(lián)

AutoCAD和Excel沒有直接的數(shù)據(jù)接口，雖然CAD支持Windows自帶的標(biāo)準(zhǔn)快捷鍵功能(在CAD工具→選項(xiàng)菜單勾選)，但是僅有這些對(duì)于工程設(shè)計(jì)應(yīng)用是不夠的。盡管如此，這兩款軟件還都預(yù)留了同平臺(tái)的開發(fā)和調(diào)試接口，即VBA開發(fā)平臺(tái)。

將CAD導(dǎo)入到Excel適用于安裝圖及接線箱接線表等圖紙中有關(guān)材料方面的統(tǒng)計(jì)。先將每張CAD圖的材料表部分內(nèi)容以文本格式存放到獨(dú)立的圖層(命名為“材料”)，同時(shí)把其他無(wú)關(guān)圖層全部隱藏，只保留“材料”圖層，運(yùn)行宏“CAD-Excel”，在彈出界面中的A1單元格填寫輸出列數(shù)(如：5)，導(dǎo)出界面如圖3所示。

圖3 CAD導(dǎo)入Excel界面

導(dǎo)出內(nèi)容為普通Excel格式，通過復(fù)制和粘貼可以轉(zhuǎn)存到獨(dú)立的Excel文件中。接下來(lái)只需要利用Excel軟件強(qiáng)大的排序和計(jì)算功能匯總材料即可。該方法的程序由多條AutoLISP語(yǔ)句組成，主要包含選擇集掃描語(yǔ)句ssget()、賦值語(yǔ)句setq()、選擇集計(jì)數(shù)語(yǔ)句slength()及循環(huán)語(yǔ)句if()等。宏“CAD-Excel”的程序流程如圖4所示。

圖4 宏“CAD-Excel”的程序流程

有了前述方法，要從Excel導(dǎo)入到CAD就更簡(jiǎn)單了。利用開放的工具軟件VBA，將Excel與CAD無(wú)縫連接。首先將CAD繪制好的非空表格導(dǎo)出(無(wú)需另存為Excel格式)，把需要修改的項(xiàng)從Excel格式的數(shù)據(jù)源直接復(fù)制到對(duì)應(yīng)位置，并通過“TO CAD”按鈕將Excel表格導(dǎo)入。

因功能所限，以上方法使用過程中，所有表格格式都不會(huì)被復(fù)制，僅實(shí)現(xiàn)了類似于Office軟件中數(shù)據(jù)的選擇性粘貼功能。

3 多個(gè)Excel文件間的通用

3.1 儀表規(guī)格書工藝參數(shù)的輸入

儀表規(guī)格書中每一種儀表都有大量的工藝參數(shù)，輸入這些數(shù)據(jù)需要花費(fèi)大量精力。上游工藝專業(yè)提出的儀表?xiàng)l件表(以下簡(jiǎn)稱條件表)都有帶儀表位號(hào)的電子版文件，其表格格式由自控專業(yè)為工藝量身設(shè)計(jì)，形式相對(duì)固定，甚至也有專門的Intools條件表。利用這些規(guī)范的數(shù)據(jù)源制作的規(guī)格書模板，可以被使用在任何項(xiàng)目中，進(jìn)而逐步實(shí)現(xiàn)儀表專業(yè)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。

模板的制作要求用最新版的規(guī)格書樣式(圖5)，避免頻繁修改格式導(dǎo)致程序出錯(cuò)。假設(shè)以調(diào)節(jié)閥規(guī)格書為例，把條件表修改為固定文件名(如“工藝條件”)，并放在固定的文件夾(如：D:)。最終目標(biāo)是每次打開規(guī)格書，只要在位號(hào)一欄填寫儀表位號(hào)，軟件就能自動(dòng)關(guān)聯(lián)到最新的工藝數(shù)據(jù)。

圖5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格書樣式

利用垂直查找函數(shù)VLOOKUP在用途Service欄輸入公式“=VLOOKUP(BK4,′D:[儀表?xiàng)l件.xls]控制閥條件′!S|FS|1:S|ETS|200,2,0)”，其中，BK4為輸入的儀表位號(hào)所在單元格，控制閥條件為條件表文件中的表名，S|FS|1:S|ETS|200為查找范圍，2表示用途數(shù)據(jù)所在的單元格在已選擇查找范圍內(nèi)的順序號(hào)，0為默認(rèn)值。確定調(diào)節(jié)閥的用途就能輕松填入到指定單元格中了。此方法的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于規(guī)格書文件一旦保存，只要條件表數(shù)據(jù)更新，再次打開規(guī)格書，用途數(shù)據(jù)就會(huì)自動(dòng)更新為最新，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鏈接工藝數(shù)據(jù)的規(guī)格書，效果如圖6所示。

圖6 自動(dòng)鏈接工藝數(shù)據(jù)后的規(guī)格書

同理，所有工藝參數(shù)，包括PID號(hào)、溫度、壓力及流量等，均可按上述方法獲得數(shù)據(jù)。

另外，在調(diào)節(jié)閥規(guī)格書里還有許多與儀表位號(hào)相關(guān)的參數(shù)可以直接通過函數(shù)實(shí)現(xiàn)，如電磁閥。如果調(diào)節(jié)閥需要帶電磁閥，可在電磁閥位號(hào)欄輸入公式“=LEFT(BK4,FIND(″V″,BK4)-1)&″SOV″&MID(BK4,FIND(″-″,BK4),8)”，此公式的原理是利用文本函數(shù)LEFT從指定文本(單元格BK4)的左側(cè)開始查找；FIND函數(shù)查找特定字符在指定文本中的起始位置編號(hào)；MID函數(shù)與FIND函數(shù)近似，區(qū)別在于查找從中間位置開始。不難理解，這條公式的結(jié)果能把調(diào)節(jié)閥位號(hào)順利轉(zhuǎn)為電磁閥位號(hào)，而無(wú)需人工干預(yù)。循著這些公式的思路，大部分繁瑣的規(guī)格書數(shù)據(jù)填寫工作都會(huì)迎刃而解。

鑒于質(zhì)量管理的要求，工藝專業(yè)有時(shí)只注重紙版文件的更新，不能約束其電子版條件的實(shí)時(shí)性，因此所有文件在完成之前都必須再次與最終的紙版條件一一核對(duì)，如有不符需及時(shí)更正。

3.2 接線箱接線表與DCS端子表

在詳細(xì)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)后期需要花費(fèi)許多精力完成接線箱接線表，尤其是端子號(hào)的填寫和校對(duì)。圖7為DCS廠家提供的典型端子表，不同的廠家可能格式不同，需進(jìn)行格式整理。

圖7 DCS廠家提供的典型端子表

圖8為筆者設(shè)計(jì)的接線箱接線表，如果要實(shí)現(xiàn)DCS端子的自動(dòng)關(guān)聯(lián)，需要將DCS廠家提供的端子表改造，使得端子表中每個(gè)位號(hào)所在的行包含機(jī)柜號(hào)、卡件號(hào)及接線端子號(hào)等。改造后的表格如圖9所示。

3.服務(wù)外交戰(zhàn)略。抗戰(zhàn)勝利紀(jì)念活動(dòng)具有高度的涉外性，涉及中蘇（俄）、中美、中日、中國(guó)與聯(lián)合國(guó)等雙邊、多邊外交關(guān)系，其中以對(duì)大國(guó)關(guān)系的影響最為關(guān)鍵，發(fā)揮著服務(wù)外交戰(zhàn)略的重要作用。

圖8 設(shè)計(jì)院接線箱接線表

圖9 改造后的DCS端子表

連接DCS廠家端子表和接線箱接線表的方法同3.1節(jié)所述。

3.3 索引表的頁(yè)碼、表頭和表尾

索引表在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中會(huì)隨時(shí)刪除和增加內(nèi)容，因此索引表的頁(yè)碼、表頭和表尾在入庫(kù)的最后時(shí)刻才能確定，這就需要一種簡(jiǎn)單快速的方法填寫這些內(nèi)容。

頁(yè)碼包含在表頭內(nèi)，可以隨表頭一起添加。主程序是For語(yǔ)句，循環(huán)復(fù)制模板中的表頭，插入語(yǔ)句Insert把復(fù)制的表頭插入到指定位置。此程序的關(guān)鍵是利用ActiveSheet.PageSetup.Pages.Count獲得活動(dòng)工作表的頁(yè)數(shù)，以便確定循環(huán)復(fù)制表頭的次數(shù)。每插入一個(gè)表頭，選定行下移39行(標(biāo)準(zhǔn)索引表一頁(yè)39行)。部分主程序如下：

For c=1 To t2

If c

Sheets(″**″).Select

Selection.Copy

Sheets(s).Select

r=r+31

Rows(r).Select

Selection.Insert Shift:=xlDown

r=r+8

Else

Sheets(″引用″).Select

Rows(″37:39″).Select

Selection.Copy

Sheets(s).Select

r=r+31

Rows(r).Select

Selection.Insert Shift:=xlDown

r=r+3

End If

Next c

在運(yùn)行此宏前，將模板中的圖號(hào)、頁(yè)碼、總頁(yè)數(shù)和版次位置填寫相應(yīng)的函數(shù)，以實(shí)現(xiàn)這些信息的自動(dòng)編制，圖號(hào)、總頁(yè)數(shù)、版次可使用絕對(duì)引用的方法，頁(yè)碼使用逐頁(yè)累加的方法。

4 結(jié)束語(yǔ)

除了以上類型圖紙的小竅門，一直缺少邏輯圖和復(fù)調(diào)圖的CAD繪制技巧，各設(shè)計(jì)院也努力開發(fā)了一些軟件工具，如中石化南京某設(shè)計(jì)院的SmartCtrlLogic軟件，還有采用Visio軟件等，但均未能推廣應(yīng)用。在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，最終的報(bào)表文件還是離不開CAD這種出圖形式。因此，花費(fèi)一些時(shí)間和精力研究編制實(shí)用的小插件，可以大幅提升相關(guān)設(shè)計(jì)人員的工作效率。