基于AutoCAD二次開發的某物流園區換熱站智能電纜繪圖系統研發

中圖分類號：F253.90 文獻標志碼：A DOI： 10.13714/j.cnki.1002-3100.2025.15.012

Abstract：Withthecontinuousdevelopmentofintellgentconstructioninlogisticsparks，thedesignofcableconetiondiagams forheatingelectromechanicalequipmentinsuchparksfaceschallngessuchashighcomplexity，lowtolefciencyandhigh colaborationcosts，eadingtoprolongeddesigntimes.Toaddresstheseissues，thisstudyproposesanintellgentcableoection diagramgenerationsystemthatintegratesparametricdesignwitharuleengine.Byleveraging VB6.Oprogrammingforsecondary developmentofAutoCADthesystemrealizesthreecorefunctions：Intellgentparsingofequipmentcodes，dynamiclayoutplan ning，andautomaticcableparameter matching.Verfiedthroughaheating electromechanicalequipmentprojectataheatexchange stationinalogisticspark，thesystemreducedthetimerequiredtogenerateasingledrawingfrom5hoursto15minutes.Under theconditionofcorrctinputparameters，theerrorrateindrawingproductiondecreasedfrom8.7%toO，signfcantlyimproving the efficiency and quality of intelligent construction design in logistics parks.

Keywords：intellgentconstruction;logisticsyardheatingelectromechanicalequipment;AutoCAD;VB6.0;intellgentcablecon nection diagram generation system

1緒論

1.1行業現狀與創新價值

隨著智能建造技術的快速發展，AutoCAD VB6.0 因其低代碼特性與 AutoCAD 原生的優勢，在機電工程領域得到了廣泛應用。據 ??2023 中國機電工程設計工具調研報告》，超過 67% 的中小型設計單位仍將其作為自動化繪圖的核心工具-4。但是據??2023 中國智能建筑發展白皮書》統計，機電工程中電纜連接圖設計耗時占項目總工期的 12%-15% ，而在超大型物流園區站房中該比例則高達 18.7% 。這一現象背后暴露出制約行業發展的三個重要問題，第一是標準化體系的缺失，不同設計團隊采用差異化的圖例符號體系，圖紙格式差異極高，導致跨團隊協作時需額外投入工時進行格式轉換；還有非結構化設計數據導致自動化處理錯誤率提高[-8。第二是參數匹配的復雜度太高，現代機電系統需適配多種電纜類型，每種電纜又涉及多種參數，傳統依賴工程師記憶的匹配模式錯誤率高達 8.7% 9。第三是版本管理困難，多專業協作中版本沖突頻發，同一項目不同專業工程師需要多次處理電纜屬性數據不同步問題[0。這些問題導致電纜連接圖設計周期延長至傳統項目的2.3倍，嚴重制約智能建造項目的交付進度。為了解決這一問題，本系統創新性地采用“編碼解析 + 動態建模”技術路線，實現設計流程的革命性優化。

1.2技術演進路徑

1.2.1布局初始化

布局初始化是整個設計或繪圖流程中極為關鍵的起始步驟，本模塊采用網格化布局策略，基于基準坐標系實現設備的有序排列。CAD圖基準點通過獲取用戶指定的起始點p1確定。

1.2.2 設備類型預處理

在復雜的CAD圖紙處理流程中，設備類型預處理為后續針對不同設備開展精準的分析、操作和管理提供了基礎數據支持。在本系統中，采用VB6.0編程語言來實現對CAD 圖紙中儀表類型文字的拾取操作。例如：遍歷選中的儀表設備：PT1101g，TE1101g，QIQ1101g，MCV1101g， sv2201h 。

1.2.3水平布局計算

（1）逐行排列設備，明確行與行之間的間距以及設備之間的間距等關鍵參數，將設備按照行與行有序排列。

（2）計算設備中心坐標時，為了方便后續的操作和計算，使設備的底部與當前行的基準線對齊，同時以中心坐標來定位設備。（3）在放置設備的過程中，需要考慮頁面寬度的限制。每放置一個設備后，增加設備間距，檢查是否超過了頁面寬度。

2開發代碼方案

2.1三重過濾機制

在智能儀表標注自動化系統中，為精準提取目標文本，本文構建了三級遞進式過濾體系，即對象類型到圖層過濾最后到語義排除，同時結合AutoCADVB6.0底層接口優化策略，實現工業級數據處理效能。以下為技術實現細節。

首先是對象類型過濾，在物流園區換熱站工程圖紙中，文字標注包含單行文本（Text）、多行文本（MText）、屬性文字（Atibute）等多種類型[-2]。因MText支持換行與格式控制，儀表相關注釋多采用MText實現。然后進行圖層過濾，精準定位“1-儀表文字”專用層，本系統適配“1-儀表文字”圖層命名體系。之后進行語義排除，正則表達式排除非儀表設備。構建動態正則表達式庫，排除含泵等關鍵詞的MText對象。

2.2參數化標注系統

為了提高系統的工作效率，該系統設計了自動旋轉標注的功能，該功能可以根據圖形元素的方向和角度自動調整標注的方向，確保標注始終準確的顯示，避免了手動調整標注方向，提高了標注的效率。同時，參數化標注系統還支持動態更新功能，當圖形元素發生變化時，標注都能夠實時自動更新。

2.3設備編碼解析

設備編碼解析模塊是系統中用于處理設備信息的關鍵部分。該系統通過編程能夠支持23種設備類型的結構化解析。該模塊的建立提高設備管理效率，保障系統集成與兼容性。

2.4約束驅動布局

約束驅動布局通過定義各種約束條件來控制圖形元素的布局和排列。在本系統中，約束驅動布局包含了水平間距約束、垂直間距約束和對稱性約束。通過編程對這些約束條件進行組合和應用，使用戶可以輕松地創建出符合設計規范的布局方案。同時，該模塊還具有良好的靈活性，當設計需求發生變化時，用戶只需調整相應的約束條件，即可快速實現布局的修改。

2.5智能糾錯模塊

智能糾錯模塊實時檢查電纜參數的匹配錯誤，通過編程使得智能糾錯模塊對電纜參數和相關設備信息進行對比，能夠實時發現參數匹配錯誤的情況。這有助于用戶及時發現和糾正問題，避免因電纜參數匹配錯誤導致的系統故障和安全隱患。該模塊極大地保障了繪圖的準確性和可靠性。

通過這些模塊化的設計系統，將系統劃分為多個獨立的功能模塊，避免了代碼的重復編寫。同時由于系統采用了模塊化設計，新設備類型擴展時間大大縮短。同時模塊化設計使得系統的結構更加清晰，各個模塊的功能更加明確。當系統出現故障或需要進行功能升級時，維護人員可以快速定位到問題所在的模塊，進行針對性的修復和優化，維護成本降低。

3系統架構深度解析

3.1智能選擇引擎

該系統設計了一個智能選擇引擎，用于篩選和處理圖紙中的多行文字等對象，其主要功能就是從復雜的圖形環境中準確地提取出位于特定圖層上的多行文字信息，同時過濾掉不符合條件的對象。具體的工作過程是，該智能選擇引擎在AutoCAD 文檔中篩選出特定圖層上的多行文字對象，自動排除包含特定關鍵詞的設備信息，并且對剩余的文字內容按照標準進行處理。處理后的文字內容存儲在一個數組中，并且將這些文字內容通過自定義的排序函數進行排序，方便下一步的使用。

3.2動態布局算法

系統設計了一套動態布局算法，用來處理智能選擇后的內容，該算法首先通過用戶獲取起始點坐標，以此為基礎初始化布局參數，其中包括基準X坐標、基準Y坐標、設備間距及行高。之后算法通過設備數據數組，為每個設備動態計算布局位置。其中，X坐標根據設備索引和設備間距確定，Y坐標則初始設置為基準Y坐標減去 600mm 。在繪制設備時，算法調用AddTm1子過程繪制設備圖標及初始標注位置，解析設備編碼以提取測點及設備名稱等關鍵信息，然后在設備圖標附近繪制標注文本。標注文本的Y坐標根據設備圖標位置及預設偏移量動態調整，確保標注清晰且不與圖標重疊。此外，算法還設計了水平位置更新邏輯，當X坐標超過文檔頁面寬度時，自動重置X坐標并減少Y坐標，實現設備的換行布局。

3.3電纜參數匹配

在完成設備分布后，需要對各種類型的設備進行參數匹配和參數標注，其中最關鍵的任務就是電纜參數的匹配。電纜參數匹配的目的就是根據設備類型，自動生成對應的電纜型號和保護管規格，并且在指定位置繪制相關的文本。具體就是，算法首先根據設備編碼的前綴匹配相應的電纜型號和保護管參數；對于沒有明確匹配的設備類型，采用通用型參數作為默認值進行標注。隨后，該算法會在設備圖標附近繪制電纜的型號、保護管規格及電纜編號。該算法還會計算標注文本的位置，確保設備圖標和標注文本符合布局規范。文本采用旋轉方式顯示，并設置了特定的文字高度、線寬和顏色，以提升標注的可讀性和美觀性。

4特殊設備處理模塊

除上述普通的電纜外，還需要對特殊設備的電纜進行處理，其中包括自來水表專用處理和熱量計專用處理。與電纜參數匹配算法相似，特殊設備處理模塊的作用就是為了實現針對特定設備的雙重電纜配置與標注功能。首先需要定義信號電纜和電源電纜的規格參數，并且要設定統一的電纜長度。隨后，在設備圖標左側和右側分別繪制了信號電纜和電源電纜的標注文本。此外，還需要為每條電纜生成唯一的編號標注，以便于后續管理和維護。

5輔助功能模塊

5.1標注工具

為了提高系統的工作效率，加入了標注工具。該工具支持自動旋轉功能，可依據圖形方向和角度自動調整標注方向，保證標注可以在圖形上能準確顯示。同時該工具還支持動態更新，當圖形出現尺寸改變、位置移動等變化時，標注能實時自動更新，始終與圖形元素保持一致。

5.2 代碼優化說明

本系統為了方便后續的調試和更新，對代碼進行了以下優化。首先將重復代碼合并，并進行模塊化封裝，然后對參數化設備類型擴展架構，通過SelectCase結構實現設備類型擴展；之后對這些模塊進行了分層架構，核心算法與具體實現分離；最后對系統中出現的錯誤處理。軟件開發流程圖如圖1所示。

6工程驗證與效益分析

6.1 測試環境

為驗證系統優化效果，搭建多維度測試平臺。同時為了確保系統性能測試結果的準確性和可靠性，搭建符合本文實驗的測試環境。硬件環境處理器采用Inteli7-12700H，內存為32GBDDR5 4800MHz ，顯卡采用NVIDIA"RTX A200 12GB。軟件基于AutoCAD ActiveX API接口進行開發，開發環境為Visual Basic6.0編程軟件。測試數據集為某物流園區換熱站實際項目。

圖1軟件開發流程圖

6.2軟件輸出結果

表1為軟件的儀表編號規則表，列出了多個儀表設備的連接信息，包括儀表類型、測點位置、工作壓力、溫度和供回水位置等，提供了詳細的繪圖標準。

表1儀表編號規則表

圖2為需要繪制的供熱系統的示意圖，本系統需要根據此圖繪制各儀表的電纜連接圖。圖3為軟件輸出的儀表電纜連接情況，展示了多個儀表設備的電纜連接情況，可以看到每個設備的連接點和電纜規格相對應，系統所輸出的儀表電纜連接沒有錯誤。

6.3性能對比

通過大量的實驗，得到了傳統手工模式與本優化系統的性能對比表，如表2所示。

從以上實驗可以看到本系統在效率、精度、可靠性等維度全面超越傳統工作模式，同時其模塊化架構與錯誤控制機制為智能制造軟件的設計提供了新思路。

圖2供熱系統示意圖

圖3儀表電纜連接圖

7結論

本文成功推動了物流園區換熱站電纜連接設計，從傳統“CAD繪圖”模式向“CAD智能生成”范式的革新性轉變。該系統通過編程生成完全符合標準的儀表電纜連接圖，并在某批量物流車間采暖換熱站項目中得到成功部署與應用。經實踐驗證，累計節約設計工時超過500小時，提高了設計效率95% ，同時提高了繪圖的準確性。該智能電纜連接圖自動生成系統還可以廣泛應用在物流車間配電設備、供換熱站配電設備的機電設計中。

表2性能對比表

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