PDMS、AutoCAD与Excel结合提高设计效率

陈 磊

(中石化宁波工程有限公司，浙江 宁波 315103)

近年来，国内的一些大型设计院开始引进国外先进的工程设计综合软件平台，用以提高设计工作的效率和质量，最具代表性的有生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统Aspen Plus、SP-3D软件、AVEVA工厂设计软件PDMS(Plant Design Management System)及电气制图软件ETAP等；仪表行业也有许多专业软件，如SPI、PRODOK及世宏软件等。这些都是面向业主和EPC工程商的仪表工程设计解决方案，这些软件的使用让自动化工程设计更加精准和完善，项目文档也易于管理。尽管优势明显，但这些软件都有费用高和掌握难的问题，而且后期的二次开发又要花费大量的人力和财力。对于每一个工程设计人员而言，学习这些软件的使用方法也并非易事。

PDMS、AutoCAD与Excel是工程设计领域最常用的软件，这些软件各具优势，而互相之间却无有效关联。为了提高设计人员的工作效率，笔者结合实际工作经验，采用多种简单实用的方法，将三者结合起来。而且实际工作中，也证实了这些方法的有效性。笔者是基于Auto CAD 2004版和Office 2003版构思的方法，不排除这些软件的升级版本可能不适合所述方法和思想。

1 PDMS与CAD的结合①

PDMS是广泛应用于电力、煤化工大型工厂基础设计和详细设计的优秀设计软件，倍受国际大型工程公司的青睐。中石化宁波工程有限公司的锅炉项目部以热工专业为主导，已将结构、建筑、设备及管道等诸多专业的设计工作整合到了PDMS平台上，提升了工程的整体设计质量。在各项目已建模型上，包含了大量的仪表类型、位号、位置及高度等信息，自控专业完全能够有效地利用这些数据。

将PDMS数据库中的所有在线仪表对应的坐标和位号通过PDMS的自带功能导出为Excel文档，如图1所示。

图1 PDMS导出在线仪表信息的Excel文档

在这些信息中加入CAD脚本文件命令，形成脚本文件并保存，代码如下：

Insert YBF

2636000,3687300

PT-101

Insert YBF

2638300,3623300

AT-101

…

将按照1∶1比例绘制的工艺设备布置图的零点定位到原点(0，0)坐标。同时在CAD中绘制一个仪表功能块，命名为“YBF”，此块中包含有脚本文件将要调用的CAD定义(包括位号及高度等)，如图2所示。

图2 CAD中的仪表功能块

用SCR命令执行编写好的脚本文件，所有仪表信息都按照脚本程序的命令自动绘图，形成的初版仪表配线平面敷设图再根据国标和行业标准中的图例标准绘制仪表和线缆即可。

2 AutoCAD与Excel的关联

AutoCAD和Excel没有直接的数据接口，虽然CAD支持Windows自带的标准快捷键功能(在CAD工具→选项菜单勾选)，但是仅有这些对于工程设计应用是不够的。尽管如此，这两款软件还都预留了同平台的开发和调试接口，即VBA开发平台。

将CAD导入到Excel适用于安装图及接线箱接线表等图纸中有关材料方面的统计。先将每张CAD图的材料表部分内容以文本格式存放到独立的图层(命名为“材料”)，同时把其他无关图层全部隐藏，只保留“材料”图层，运行宏“CAD-Excel”，在弹出界面中的A1单元格填写输出列数(如：5)，导出界面如图3所示。

图3 CAD导入Excel界面

导出内容为普通Excel格式，通过复制和粘贴可以转存到独立的Excel文件中。接下来只需要利用Excel软件强大的排序和计算功能汇总材料即可。该方法的程序由多条AutoLISP语句组成，主要包含选择集扫描语句ssget()、赋值语句setq()、选择集计数语句slength()及循环语句if()等。宏“CAD-Excel”的程序流程如图4所示。

图4 宏“CAD-Excel”的程序流程

有了前述方法，要从Excel导入到CAD就更简单了。利用开放的工具软件VBA，将Excel与CAD无缝连接。首先将CAD绘制好的非空表格导出(无需另存为Excel格式)，把需要修改的项从Excel格式的数据源直接复制到对应位置，并通过“TO CAD”按钮将Excel表格导入。

因功能所限，以上方法使用过程中，所有表格格式都不会被复制，仅实现了类似于Office软件中数据的选择性粘贴功能。

3 多个Excel文件间的通用

3.1 仪表规格书工艺参数的输入

仪表规格书中每一种仪表都有大量的工艺参数，输入这些数据需要花费大量精力。上游工艺专业提出的仪表条件表(以下简称条件表)都有带仪表位号的电子版文件，其表格格式由自控专业为工艺量身设计，形式相对固定，甚至也有专门的Intools条件表。利用这些规范的数据源制作的规格书模板，可以被使用在任何项目中，进而逐步实现仪表专业设计的自动化。

模板的制作要求用最新版的规格书样式(图5)，避免频繁修改格式导致程序出错。假设以调节阀规格书为例，把条件表修改为固定文件名(如“工艺条件”)，并放在固定的文件夹(如：D:)。最终目标是每次打开规格书，只要在位号一栏填写仪表位号，软件就能自动关联到最新的工艺数据。

图5 标准规格书样式

利用垂直查找函数VLOOKUP在用途Service栏输入公式“=VLOOKUP(BK4,′D:[仪表条件.xls]控制阀条件′!S|FS|1:S|ETS|200,2,0)”，其中，BK4为输入的仪表位号所在单元格，控制阀条件为条件表文件中的表名，S|FS|1:S|ETS|200为查找范围，2表示用途数据所在的单元格在已选择查找范围内的顺序号，0为默认值。确定调节阀的用途就能轻松填入到指定单元格中了。此方法的另一个优势在于规格书文件一旦保存，只要条件表数据更新，再次打开规格书，用途数据就会自动更新为最新，实现自动链接工艺数据的规格书，效果如图6所示。

图6 自动链接工艺数据后的规格书

同理，所有工艺参数，包括PID号、温度、压力及流量等，均可按上述方法获得数据。

另外，在调节阀规格书里还有许多与仪表位号相关的参数可以直接通过函数实现，如电磁阀。如果调节阀需要带电磁阀，可在电磁阀位号栏输入公式“=LEFT(BK4,FIND(″V″,BK4)-1)&″SOV″&MID(BK4,FIND(″-″,BK4),8)”，此公式的原理是利用文本函数LEFT从指定文本(单元格BK4)的左侧开始查找；FIND函数查找特定字符在指定文本中的起始位置编号；MID函数与FIND函数近似，区别在于查找从中间位置开始。不难理解，这条公式的结果能把调节阀位号顺利转为电磁阀位号，而无需人工干预。循着这些公式的思路，大部分繁琐的规格书数据填写工作都会迎刃而解。

鉴于质量管理的要求，工艺专业有时只注重纸版文件的更新，不能约束其电子版条件的实时性，因此所有文件在完成之前都必须再次与最终的纸版条件一一核对，如有不符需及时更正。

3.2 接线箱接线表与DCS端子表

在详细设计过程中，设计后期需要花费许多精力完成接线箱接线表，尤其是端子号的填写和校对。图7为DCS厂家提供的典型端子表，不同的厂家可能格式不同，需进行格式整理。

图7 DCS厂家提供的典型端子表

图8为笔者设计的接线箱接线表，如果要实现DCS端子的自动关联，需要将DCS厂家提供的端子表改造，使得端子表中每个位号所在的行包含机柜号、卡件号及接线端子号等。改造后的表格如图9所示。

3.服务外交战略。抗战胜利纪念活动具有高度的涉外性，涉及中苏（俄）、中美、中日、中国与联合国等双边、多边外交关系，其中以对大国关系的影响最为关键，发挥着服务外交战略的重要作用。

图8 设计院接线箱接线表

图9 改造后的DCS端子表

连接DCS厂家端子表和接线箱接线表的方法同3.1节所述。

3.3 索引表的页码、表头和表尾

索引表在设计的整个过程中会随时删除和增加内容，因此索引表的页码、表头和表尾在入库的最后时刻才能确定，这就需要一种简单快速的方法填写这些内容。

页码包含在表头内，可以随表头一起添加。主程序是For语句，循环复制模板中的表头，插入语句Insert把复制的表头插入到指定位置。此程序的关键是利用ActiveSheet.PageSetup.Pages.Count获得活动工作表的页数，以便确定循环复制表头的次数。每插入一个表头，选定行下移39行(标准索引表一页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

在运行此宏前，将模板中的图号、页码、总页数和版次位置填写相应的函数，以实现这些信息的自动编制，图号、总页数、版次可使用绝对引用的方法，页码使用逐页累加的方法。

4 结束语

除了以上类型图纸的小窍门，一直缺少逻辑图和复调图的CAD绘制技巧，各设计院也努力开发了一些软件工具，如中石化南京某设计院的SmartCtrlLogic软件，还有采用Visio软件等，但均未能推广应用。在工程设计领域，最终的报表文件还是离不开CAD这种出图形式。因此，花费一些时间和精力研究编制实用的小插件，可以大幅提升相关设计人员的工作效率。