基于AutoCAD的自动化系统原理图快速出图系统

2014-11-30 闫世宏北京科技大学

　　在三电系统设计过程中，施工图设计阶段有大量重复性图纸设计工作。针对这一情况进行分析并给出一种快速出图的解决方案。结合实际项目，开发出一套自动化系统原理图快速出图系统。该系统以AutoCAD为二次开发平台，利用ActiveX　Automation技术和VBA编程语言将前端用户界面、图纸模板库、数据库集成在一起，在实际应用中效果良好，减少了大量重复性的工作，从而显著提高了制图速度和整体工作效率。

　　AutoCAD从创立到现在经历了31年的发展历程，也奠定了它在绘图领域无法撼动的地位。它从最初的DOS系统到现在的Win7系统甚至苹果系统，都开发了相应的版本，并且能够保持前后的双向兼容性。AutoCAD的最大特点是通用性强、具有多种工业标准和开放的体系结构。这些特点使得它在建筑、自动化、电子、机械等多个领域得到了极为广泛的应用。AutoCAD软件的二次开发，是指在现有的AutoCAD通用软件基础上，为增强和拓展某一专业领域的应用范围，提高和完善软件性能，更有针对性地适应用户要求所作的软件开发工作。

　　在工业控制领域中，随着计算机技术的发展，自动控制系统被越来越广泛的应用。工业自动化系统在国内通常被称为三电系统。三电系统的设计可以划分为可行性研究、功能分析、基本设计、详细设计与施工图设计、软件编程、调试6个阶段。其中绘图工作是将前面的设计付诸实现的重要一步，由于现场的工程人员要依据图纸进行实际的控制系统搭建，所以，绘图人员将面临工作强度大和图纸质量要求高的双重检验。本文通过对实际应用中一整套自动化系统原理图的分析，将其中重复性的劳动进行总结归纳，提出一套软件解决方案，不仅提高了出图速度，出图质量也得到了保证。

1、图纸分析与解决方案提出

　　自动化系统原理图是根据实际工业自动化控制方案进行绘制，本文选取的例子是某热连轧生产线三电系统技术设计中换辊系统的自动化系统原理图。该自动化系统是基于西门子(SIEMENS)公司的S7-300系列PLC(可编程逻辑控制器)。西门子S7系列PLC产品在中国化工、印刷、冶金等行业有广泛的应用，其所对应的自动化系统原理图在结构和组成上也比较相近，因此本文提出的解决方案有较好的推广性。

　　本例中的自动化系统原理图主要有以下几个部分：①配置图;②电源图;③模板图(数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出);④端子图;⑤柜体图;⑥元件表。它们所占整套图纸的比重如图1所示。

图1 各类图纸所占比重

　　从图1中可以看出，模板图(数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出)和端子图的数量占了整套图纸的主要部分，这2部分也正是重复性工作的主要来源。它们描述了PLC输入输出点数、输入输出信号来源和去向以及相应的接线方案。工程中的点数从几百至几千不等，所对应的图纸量都比较大，本文所开发的快速出图系统针对的就是这2类图纸。

　　由于西门子S7系列PLC的物理组成结构是固定的，PLC柜内布置方案也都类似。这种情况导致每次在针对不同工程进行图纸绘制时要修改的部分仅仅是和具体工程相关的文本信息，而这些信息在I/O清册中都有体现。这就导致每一个工程都要靠绘图工程师将每一幅图纸在AutoCAD中打开对照着I/O清册进行修改，这个过程耗时且费力。

　　针对上述问题，本文搭建了快速出图系统，使制图过程自动化。系统运行在AutoCAD中，其组成有经过标准化的模板库(模板图和端子图)、数据库(I/O清册表)和前端用户界面。系统运行流程图如图2所示。