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，對現(xiàn)場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、標高及管號信息等來手動繪制儀表電纜平面敷設(shè)圖，當工程規(guī)模較大、儀表遠傳信號點較多時，繪圖時間較長， 且目前大多采用三維軟件進行設(shè)計，在項目詳細設(shè)計階段后期主體專業(yè)才能提供完善信息的二維配管圖，為了滿足工程項目的進度要求自控專業(yè)必須調(diào)配大量的人力資源才能在短時間內(nèi)完成詳細工程設(shè)計。 儀表電纜平面敷設(shè)圖的繪制工作大部分是簡單的機械重復(fù)勞動，加重了設(shè)計人員的工作負荷，因此快速進行儀表電纜平面敷設(shè)圖繪制是自控專業(yè)的一個重要課題。 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行標注，簡單靈活，實用性強，極大地提高了自控設(shè)計的工作效率。

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，進行整理核對后把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)圖標注工具完成標注。

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 模板中進行核對處理

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、儀表標高、儀表橫縱坐標、 儀表安裝管號或設(shè)備號等信息。目前， 主流的三維配管軟件包括PDS (升級版本Smart3D)、PDMS 等，均能實現(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行切圖，然后按照每個樓層切取并把儀表信息提取為一個獨立的表格。

以PDS 作為實例，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，Tag No.為儀表位號，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 為儀表安裝管道號或設(shè)備號，East/West 為三維軟件中對應(yīng)儀表的東西方向坐標，North/South 為三維軟件中對應(yīng)儀表的南北方向坐標，Elevation 為三維軟件中對應(yīng)儀表的高度，Model No.為三維軟件中模型編號，D/B Table No. 為三維軟件中數(shù)據(jù)庫存儲信息的表格編號。

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

三維軟件中坐標系E-N-EL與工藝設(shè)備平面布置圖的x-y-z坐標系是一致的［1］，當工藝設(shè)備平面布置圖也是采用1∶1 繪圖比例時， 不需要經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換， 其中x插入點即為表1 中的East/West列，y插入點即為表1 中的North/South 列，屬性1為標高列，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，各層信息匯總建立一個總表用于與儀表數(shù)據(jù)庫中的遠傳儀表或者電纜表進行核對，如果存在缺漏的儀表則由主體專業(yè)來補全模板中儀表所需要的信息即可。 其中關(guān)鍵點包括：

a. 屬性1 和屬性3 為儀表標高列，在電纜平面敷設(shè)圖中標高一般采用m 作為單位，此時需要一個轉(zhuǎn)換過程，即500mm 轉(zhuǎn)換為+0.500m，也可采用公式（“+”&TEXT(標高列/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，可利用新建輔助列“功能字母” 進行排序。 先自定義序列， 定義方法為EXCEL“工具”菜單欄下面“選項”標簽，進行自定義序列，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”，在“選項”中選擇已自定義的序列進行排序。

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，則儀表圖例庫會相當復(fù)雜， 同樣過多的儀表圖塊勢必會帶來識別、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 個常用的儀表圖例符號［3］，具體儀表類型與儀表圖例符號對應(yīng)情況見表3， 儀表圖例符號如圖2 所示。 每個儀表圖例可設(shè)置最多6 個屬性，導(dǎo)入對應(yīng)圖塊時可隨儀表圖例附帶儀表位號、標高、管道號或設(shè)備號等屬性信息，同時也方便后期標注方式的擴展。

表3 常見儀表類型與儀表圖例符號對應(yīng)表

圖2 常用儀表圖例符號

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、標注等樣式，使之與項目規(guī)定或者專業(yè)規(guī)定一致。

b. 新建獨立的圖層“儀表設(shè)備布置層”，并把它設(shè)置為當前層， 同時作為儀表圖例的導(dǎo)入圖層。 設(shè)置獨立的儀表圖層在工具導(dǎo)入出現(xiàn)問題時或者需要重新導(dǎo)入時，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位置依據(jù)為三維軟件中提取信息的三維坐標系E-N軸坐標點，此坐標系x-y-z軸與三維軟件中坐標系E-N-EL軸一致，但是插入時需保證設(shè)備平面布置圖中坐標系原點與三維軟件中坐標系原點一致。 當接收到終版的二維設(shè)備平面布置圖時，可以向管道專業(yè)要求提供各個裝置三維模型的坐標原點，插入儀表圖例時，先把當前層二維設(shè)備平面布置圖坐標系的原點移動到三維坐標系的坐標原點位置，坐標系移動命令為UCS-N，然后輸入三維坐標系的坐標原點即可。

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)入時都需要移動一次坐標系。

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屬性塊，儀表導(dǎo)入程序和標注程序采用LISP 編寫，相對于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)存成兩個表，一個表point 用于存儲儀表的二維位置信息， 另一個表lst 用于存儲儀表位號、插入儀表圖例名稱、儀表管號及標高等信息，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)圖標注

儀表圖例導(dǎo)入完畢即可執(zhí)行儀表敷設(shè)圖標注程序，導(dǎo)入方法特殊之處在于儀表導(dǎo)入時每個儀表圖例均附帶對應(yīng)的儀表各種信息， 包括位號、標高、管道號及設(shè)備號等，儀表標注程序過程即提取儀表圖例屬性塊的屬性信息完成標注的過程。 儀表標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)圖具體情況進行選擇，常見標注方式如圖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注位置，敷設(shè)圖標注工具根據(jù)儀表類型的不同， 共設(shè)置了4 種標注樣式。每個儀表的常用信息已附帶在儀表圖例中，因此儀表標注方式也可以根據(jù)各個工程公司的不同要求進行定制。

圖4 電纜平面敷設(shè)圖標注方式

3 存在的問題

本程序中電纜平面敷設(shè)圖標注方式采用的是半自動標注方式，因為電纜平面敷設(shè)圖中包括設(shè)備信息、儀表遠傳點信息、儀表橋架走向及儀表氣源走向等信息，所以當儀表遠傳點比較密集時，半自動標注在文字、圖形避讓等方面處理比較復(fù)雜，程序有待進一步完善，同時本程序還可以繼續(xù)開發(fā)用于儀表供氣系統(tǒng)圖的自動繪制等。

4 結(jié)束語

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

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)酰胺項目、 浙江巴陵恒逸年產(chǎn)40 萬噸己內(nèi)酰胺擴能項目（二期）等多個工程中得到了應(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、AutoLISP 將儀表快速導(dǎo)入到設(shè)備平面布置圖中，可快速完成儀表標注，極大地提高了自控工程設(shè)計人員的工作效率，同時也提高了自控設(shè)計工作的準確性。