基于AutoCAD的自動化系統原理圖快速出圖系統

2014-11-30 閆世宏北京科技大學

　　在三電系統設計過程中，施工圖設計階段有大量重復性圖紙設計工作。針對這一情況進行分析并給出一種快速出圖的解決方案。結合實際項目，開發出一套自動化系統原理圖快速出圖系統。該系統以AutoCAD為二次開發平臺，利用ActiveX　Automation技術和VBA編程語言將前端用戶界面、圖紙模板庫、數據庫集成在一起，在實際應用中效果良好，減少了大量重復性的工作，從而顯著提高了制圖速度和整體工作效率。

　　AutoCAD從創立到現在經歷了31年的發展歷程，也奠定了它在繪圖領域無法撼動的地位。它從最初的DOS系統到現在的Win7系統甚至蘋果系統，都開發了相應的版本，并且能夠保持前后的雙向兼容性。AutoCAD的最大特點是通用性強、具有多種工業標準和開放的體系結構。這些特點使得它在建筑、自動化、電子、機械等多個領域得到了極為廣泛的應用。AutoCAD軟件的二次開發，是指在現有的AutoCAD通用軟件基礎上，為增強和拓展某一專業領域的應用范圍，提高和完善軟件性能，更有針對性地適應用戶要求所作的軟件開發工作。

　　在工業控制領域中，隨著計算機技術的發展，自動控制系統被越來越廣泛的應用。工業自動化系統在國內通常被稱為三電系統。三電系統的設計可以劃分為可行性研究、功能分析、基本設計、詳細設計與施工圖設計、軟件編程、調試6個階段。其中繪圖工作是將前面的設計付諸實現的重要一步，由于現場的工程人員要依據圖紙進行實際的控制系統搭建，所以，繪圖人員將面臨工作強度大和圖紙質量要求高的雙重檢驗。本文通過對實際應用中一整套自動化系統原理圖的分析，將其中重復性的勞動進行總結歸納，提出一套軟件解決方案，不僅提高了出圖速度，出圖質量也得到了保證。

1、圖紙分析與解決方案提出

　　自動化系統原理圖是根據實際工業自動化控制方案進行繪制，本文選取的例子是某熱連軋生產線三電系統技術設計中換輥系統的自動化系統原理圖。該自動化系統是基于西門子(SIEMENS)公司的S7-300系列PLC(可編程邏輯控制器)。西門子S7系列PLC產品在中國化工、印刷、冶金等行業有廣泛的應用，其所對應的自動化系統原理圖在結構和組成上也比較相近，因此本文提出的解決方案有較好的推廣性。

　　本例中的自動化系統原理圖主要有以下幾個部分：①配置圖;②電源圖;③模板圖(數字量輸入、數字量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出);④端子圖;⑤柜體圖;⑥元件表。它們所占整套圖紙的比重如圖1所示。

圖1 各類圖紙所占比重

　　從圖1中可以看出，模板圖(數字量輸入、數字量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出)和端子圖的數量占了整套圖紙的主要部分，這2部分也正是重復性工作的主要來源。它們描述了PLC輸入輸出點數、輸入輸出信號來源和去向以及相應的接線方案。工程中的點數從幾百至幾千不等，所對應的圖紙量都比較大，本文所開發的快速出圖系統針對的就是這2類圖紙。

　　由于西門子S7系列PLC的物理組成結構是固定的，PLC柜內布置方案也都類似。這種情況導致每次在針對不同工程進行圖紙繪制時要修改的部分僅僅是和具體工程相關的文本信息，而這些信息在I/O清冊中都有體現。這就導致每一個工程都要靠繪圖工程師將每一幅圖紙在AutoCAD中打開對照著I/O清冊進行修改，這個過程耗時且費力。

　　針對上述問題，本文搭建了快速出圖系統，使制圖過程自動化。系統運行在AutoCAD中，其組成有經過標準化的模板庫(模板圖和端子圖)、數據庫(I/O清冊表)和前端用戶界面。系統運行流程圖如圖2所示。