工控机机柜装配图自动设计方法及装置

摘要

本发明公开了一种工控机机柜装配图自动设计方法及装置，方法包括：获取项目设计信息，项目设计信息包含机柜型号、项目所属的控制系统、元器件的型号和数量；从预先建立的用于不同项目的基础数据库中获取与项目设计信息中元器件的型号对应的属性，生成包含元器件的型号、数量和属性的项目数据库；根据与控制系统和机柜型号对应布置规则，对所述项目数据库包含的元器件进行自动布置。预先设定了不同控制系统和不同机柜型号的布置规则，对项目数据库包含的元器件进行自动布置，实现了工控机机柜装配图的自动设计，提高了设计效率，降低了产品的设计周期。

说明书

技术领域

本发明涉及工控机机装配图设计领域，更具体地说，涉及工控机机柜装配图自动设计方法及装置。

背景技术

工控机，全称工业控制计算机；工控机的机柜用于安装开关电源、空气开关、I/0模块和端子排等元器件。目前对于工控机的机柜装配图的设计，主要是在CAD软件上复制以往类似的项目图纸，然后进行修改得到当前项目的工控机机柜的CAD布置图图纸。

目前对于工控机的机柜装配图的设计存在的问题有，需要消耗较长时间找与本项目类似的过往项目图纸；之后在修改时需要将元器件的位置一个个手动布置，并设置其名称等属性；以及设计好之后有元器件位置需要改变或者需要增删元器件，处理非常麻烦。这些问题都导致设计效率较低、产品的设计周期较长。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种工控机机柜装配图自动设计方法及装置，欲提高设计效率，降低产品的设计周期。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

第一方面，提供一种工控机机柜装配图自动设计方法，包括：

获取项目设计信息，所述项目设计信息包含机柜型号、项目所属的控制系统、元器件的型号和数量；

从预先建立的用于不同项目的基础数据库中获取与所述项目设计信息中元器件的型号对应的属性，生成包含元器件的型号、数量和属性的项目数据库；

根据与所述控制系统和所述机柜型号对应布置规则配置文件，对所述项目数据库包含的元器件进行自动布置。

优选的，所述根据与所述控制系统和所述机柜型号对应布置规则配置文件，对所述项目数据库包含的元器件进行自动布置，具体包括：

从预先设定的不同机柜的内部可布置区域配置文件中，获取与所述机柜型号对应的机柜长宽高和内部可布置区域；

从与所述控制系统和所述机柜型号对应布置规则配置文件中，获取所述项目数据库中各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向；

按照所述各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向，依次将各类型元器件布置到所述内部可布置区域，并将布置位置坐标信息保存到所述项目数据库中。

优选的，在按照所述各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向，依次将各类型元器件布置到所述内部可布置区域时，对属于同类型的多个元器件生成对应的布置子顺序，并按照布置子顺序将属于同类型的多个元器件布置到所述内部可布置区域。

优选的，按照所述各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向，依次将各类型元器件布置到所述内部可布置区域，并将布置位置坐标信息保存到所述项目数据库中，包括：

根据布置顺序从所述项目数据库，获取当前待布置的元器件的型号、数量和属性；

根据所述属性、布置位置和布置方向，将所述内部可布置区域划分为多个临时布置区域；

将当前待布置的元器件布置到所述临时布置区域，并将布置位置坐标信息保存到所述项目数据库中；

将没有布置元器件的临时布置区域取消，以备下一类型元器件的布置。

优选的，在所述项目数据库包含的所有元器件都布置完成后，使用GDI图形绘制，将所述项目数据库中的所有元器件绘制在计算机画布上。

优选的，所述使用GDI图形绘制，将所述项目数据库中的所有元器件绘制在计算机画布上，具体包括：

根据所述机柜型号对应的机柜长宽高和内部可布置区域，在计算机画布上生成机柜的正面、背面、左侧面和右侧面，以及每个面的可布置区域；

生成在每个面的可布置区域布置的元器件的CAD块形状；

根据每个元器件的布置位置坐标信息，将其对应的CAD块形状绘制到相应面的可布置区域。

第二方面，提供一种工控机机柜装配图自动设计装置，包括：

获取单元，用于获取项目设计信息，所述项目设计信息包含机柜型号、项目所属的控制系统、元器件的型号和数量；

项目数据库单元，用于从预先建立的用于不同项目的基础数据库中获取与所述项目设计信息中元器件的型号对应的属性，生成包含元器件的型号、数量和属性的项目数据库；

自动布置单元，用于根据与所述控制系统和所述机柜型号对应布置规则配置文件，对所述项目数据库包含的元器件进行自动布置。

优选的，所述自动布置单元，具体包括：

第一匹配子单元，用于从预先设定的不同机柜的内部可布置区域配置文件中，获取与所述机柜型号对应的机柜长宽高和内部可布置区域；

第二匹配子单元，用于从与所述控制系统和所述机柜型号对应布置规则配置文件中，获取所述项目数据库中各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向；

自动布置子单元，用于按照所述各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向，依次将各类型元器件布置到所述内部可布置区域，并将布置位置坐标信息保存到所述项目数据库中。

优选的，所述自动布置子单元，用于在按照所述各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向，依次将各类型元器件布置到所述内部可布置区域时，对属于同类型的多个元器件生成对应的布置子顺序，并按照布置子顺序将属于同类型的多个元器件布置到所述内部可布置区域。

优选的，所述自动布置子单元，包括：

匹配模块，用于根据布置顺序从所述项目数据库，获取当前待布置的元器件的型号、数量和属性；

划分模块，用于根据所述属性、布置位置和布置方向，将所述内部可布置区域划分为多个临时布置区域；

保存模块，用于将当前待布置的元器件布置到所述临时布置区域，并将布置位置坐标信息保存到所述项目数据库中；

取消模块，用于将没有布置元器件的临时布置区域取消，以备下一类型元器件的布置。

优选的，所述工控机机柜装配图自动设计装置，还包括：图形可视化单元，用于在所述项目数据库包含的所有元器件都布置完成后，使用GDI图形绘制，将所述项目数据库中的所有元器件绘制在计算机画布上。

优选的，所述图形可视化单元，具体包括：

可布置区域生成单元，用于根据所述机柜型号对应的机柜长宽高和内部可布置区域，在计算机画布上生成机柜的正面、背面、左侧面和右侧面，以及每个面的可布置区域；

CAD块形状生成单元，用于生成在每个面的可布置区域布置的元器件的CAD块形状；

布置单元，用于根据每个元器件的布置位置坐标信息，将其对应的CAD块形状绘制到相应面的可布置区域。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的一种工控机机柜装配图自动设计方法及装置，方法包括：获取项目设计信息，项目设计信息包含机柜型号、项目所属的控制系统、元器件的型号和数量；从预先建立的用于不同项目的基础数据库中获取与项目设计信息中元器件的型号对应的属性，生成包含元器件的型号、数量和属性的项目数据库；根据与控制系统和机柜型号对应布置规则，对所述项目数据库包含的元器件进行自动布置。预先设定了不同控制系统和不同机柜型号的布置规则，对项目数据库包含的元器件进行自动布置，实现了工控机机柜装配图的自动设计，提高了设计效率，降低了产品的设计周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种工控机机柜装配图自动设计方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种工控机机柜装配图的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种工控机机柜装配图自动设计方法装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本实施例提供的一种工控机机柜装配图自动设计方法，包括以下步骤：

S11：获取项目设计信息。

项目设计信息包含机柜型号、项目所属的控制系统、元器件的型号和数量。控制系统包括ECS_700、TCS_900、GCS_5和GCS_3等；不同控制系统面向的行业类型(化工、水泥、医药等)和项目大小不一样，且设计方案也不一样。元器件包括基座、I/O模块、空气开关、开关电源、隔离栅和端子排等。

S12：从预先建立的用于不同项目的基础数据库中，获取与项目设计信息中元器件的型号对应的属性，生成包含元器件的型号、数量和属性的项目数据库。

用于不同项目的基础数据库包括元器件的型号，以及元器件的分类和大小等属性。基础数据库中的数据可用于不同的项目。项目设计信息中包含元器件的型号和数量等信息，通过基础数据库获取到项目设计信息中元器件的分类和大小等属性，进而得到包含元器件的型号和数量，以及元器件的分类和大小等属性的项目数据库。

S13：根据与控制系统和机柜型号对应布置规则配置文件，对所述项目数据库包含的元器件进行自动布置。

预先建立布置规则配置文件，建立不同控制系统、不同机柜型号中，各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向。布置位置指的是布置在机柜的具体面，例如布置在机柜正面或背面。布置方向具体指的是横放或竖放。根据预先设定的与控制系统和机柜型号对应的布置规则配置文件，对项目数据库包含的元器件进行自动布置，实现了工控机机柜装配图的自动设计，提高了设计效率，降低了产品的设计周期。

对项目数据库包含的元器件进行自动布置，具体包括以下内容：

步骤131：从预先设定的不同机柜的内部可布置区域配置文件中，获取与机柜型号对应的机柜长宽高和内部可布置区域。

预先设定不同机柜的内容可布置区域配置文件。不同机柜的内容可布置区域配置文件包含机柜型号与机柜长宽高和内部可布置区域的对应关系。不同的机柜内部空间大小可能不一致，必要物品摆放也可能有差别。机柜的内部可布置区域，即机柜内可安装元器件的区域。

步骤132：从与控制系统和机柜型号对应布置规则配置文件中，获取项目数据库中各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向。

布置规则配置文件中包括相应控制系统和机柜型号中各类型元器件的布置顺序，进而可以得到项目数据库中各类型元器件的布置顺序。例如布置规则配置文件中包括相应控制系统和机柜型号中各类型元器件为元器件1、元器件2和元器件3，且布置顺序依次为元器件1、元器件2、元器件3，当项目数据库中仅包含元器件1和元器件3时，则得到布置顺序为元器件1、元器件3。

设置不同类型元器件的布置顺序时，将存在特殊布置规则的元器件的布置顺序放在前面。存在特殊布置规则的元器件包括与其它元器件存在层叠关系的元器件，和同时占据机柜的正面和背面的元器件。例如基座放在机架上面，I/O模块放在基座上面，显示的时候基座、机架和I/O模块是相互层叠的；交换机较大时会同时占据机柜的正面和背面。

步骤133：按照各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向，依次将各类型元器件布置到所述内部可布置区域，并将布置位置坐标信息保存到项目数据库中。

按照布置顺序一类一类的布置元器件。当同一类型的元器件有多个时，对属于同类型的多个元器件生成对应的布置子顺序，并按照布置子顺序将属于同类型的多个元器件布置到内部可布置区域。

布置某一类的元器件的具体过程包括以下步骤：

步骤1331：根据布置顺序从项目数据库，获取当前待布置的元器件的型号、数量和属性。

当项目数据库中仅包含元器件1和元器件3，且布置顺序为元器件1、元器件3时，先从项目数据库获取元器件1的类型、数量和属性，当布置完元器件1时，再从项目数据库获取元器件2的类型、数量和属性并布置元器件2。

步骤1332：根据当前待布置的元器件的属性、布置位置和布置方向，将内部可布置区域划分为多个临时布置区域。

根据布置位置可知将元器件布置到机柜的哪个面；根据元器件的属性可得到元器件的大小，即长宽高；根据布置方向可知元器件如何摆放。进而可以将布置元器件的面划分为多个临时布置区域，每个临时布置区域大小均可以布置下至少一个当前待布置的元器件。

需要说明的是，在内部可布置区域的某个区域布置了元器件之后，该区域则不再属于内部可布置区域，后续进行临时可布置区域划分时，不再考虑已经布置了元器件的区域，仅对内部可布置区域中的没有布置元器件的区域进行划分得到临时布置区域。如隔离栅布置在机柜正面、横装、所需宽度为180(单位自定义)，则将该机柜正面剩余可布置区全部横向划分为宽度180的区域。

若内部可布置区域无法布置当前待布置的元器件，则将记录无法布置的元器件，以供设计人员手动布置。

还可以根据项目数据库中的元器件的类型、型号等信息，生成一个名称作为唯一标识，在项目数据库中保存。如果同一类型的元器件有多个时，通过组内序号来区分各个元器件。比如有八个隔离栅，生成八个隔离栅的名称分别为SB0101～SB0108，SB表示隔离栅，第一个01表示第一组，01～08表示组内序号。在生成名称时，需要判断下同一类型的元器件的数量是否为两个或超过两个，这样在数量为1个时不需要通过生成组内序号来生成名称，如果数量为2个或2个以上，则需要生成组内序号进行生成名称；遍历所有的与器件，生成每个元器件的唯一名称。

步骤1333：将当前待布置的元器件布置到临时布置区域，并将布置位置坐标信息保存到项目数据库中。

步骤1334：将没有布置元器件的临时布置区域取消，以备下一类型元器件的布置。

每一类的元器件布置过程均按照步骤1331～1334执行，直到项目数据库中所有类型元器件均执行一遍为止。

在一个具体实施例中，在项目数据库包含的所有元器件都布置完成后，使用GDI图形绘制，将项目数据库中的所有元器件绘制在计算机画布上，实现工控机机柜装配图的可视化。使用GDI图形绘制，将项目数据库中的所有元器件绘制在计算机画布上的具体过程包括以下步骤：

步骤21：根据机柜型号对应的机柜长宽高和内部可布置区域，在计算机画布上生成机柜的正面、背面、左侧面和右侧面，以及每个面的可布置区域。

在生成可布置区域时，用分割线将可布置区域划分为供元器件布置的子区域。设计人员可以在画布上可以通过增加、删除、调整分割线，来调整子区域的大小；设计人员还可以添加、删除、移动元器件，操作后会将对应的元器件信息修改后保存到项目数据库中。删除元器件即将该元器件对应的某条数据从项目数据库中删掉。移动元器件即将该元器件对应的某条数据的坐标信息进行更改；添加元器件即从基础数据库中获取该元器件的分类和大小等属性，再由软件处理增加型号等信息，新增一条对应的数据到项目数据库。

步骤22：生成在每个面的可布置区域布置的元器件的CAD块形状。

预先建立各型号的元器件对应的CAD布置块的DWG文件配置，DWG文件配置中包括元器件的型号、视图方向和所需语言等参数。视图方向包括正视、俯视等，不同的视图方向对应的显示形状和长宽等可能不一致。所需语言在画布上显示元器件的属性的语言。根据在每个面的可布置区域布置的元器件的型号和视图方向等参数，匹配到对应的DWG文件配置，进而根据匹配到的DWG文件配置生成CAD块形状。

步骤23：根据每个元器件的布置位置坐标信息，将其对应的CAD块形状绘制到相应面的可布置区域。

还可以将项目数据库中的元器件，根据其坐标、块信息等，直接导出生成CAD布置图纸。

本方案可以灵活适应不同的项目，面对不同的控制系统，比如DCS、GCS、SIS，仅需配置好其对应的布置规则即可。当有新增的元器件时，仅需在基础数据库中配置好其信息即可。

图2为采用本发明提供的上述方法生成的一种工控机机柜装配图的示意图。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。

参见图3，为本实施例提供的一种工控机机柜装配图自动设计装置，该装置包括：获取单元31、项目数据库单元32和自动布置单元33。

获取单元31，用于获取项目设计信息，项目设计信息包含机柜型号、项目所属的控制系统、元器件的型号和数量。

项目数据库单元32，用于从预先建立的用于不同项目的基础数据库中获取与项目设计信息中元器件的型号对应的属性，生成包含元器件的型号、数量和属性的项目数据库。

自动布置单元33，用于根据与控制系统和所述机柜型号对应布置规则配置文件，对项目数据库包含的元器件进行自动布置。

在一些具体实施例中，自动布置单元33，具体包括：第一匹配子单元、第二匹配子单元和自动布置子单元。

第一匹配子单元，用于从预先设定的不同机柜的内部可布置区域配置文件中，获取与机柜型号对应的机柜长宽高和内部可布置区域。

第二匹配子单元，用于从与控制系统和所述机柜型号对应布置规则配置文件中，获取项目数据库中各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向。

自动布置子单元，用于按照各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向，依次将各类型元器件布置到所述内部可布置区域，并将布置位置坐标信息保存到项目数据库中。

在一些具体实施例中，自动布置子单元，用于在按照各类型元器件对应的布置顺序、布置位置和布置方向，依次将各类型元器件布置到内部可布置区域时，对属于同类型的多个元器件生成对应的布置子顺序，并按照布置子顺序将属于同类型的多个元器件布置到所述内部可布置区域。

在一些具体实施例中，自动布置子单元，包括：匹配模块、划分模块、保存模块和取消模块。

匹配模块，用于根据布置顺序从所述项目数据库，获取当前待布置的元器件的型号、数量和属性。

划分模块，用于根据元器件的属性、布置位置和布置方向，将内部可布置区域划分为多个临时布置区域。

保存模块，用于将当前待布置的元器件布置到临时布置区域，并将布置位置坐标信息保存到项目数据库中。

取消模块，用于将没有布置元器件的临时布置区域取消，以备下一类型元器件的布置。

在一些具体实施例中，工控机机柜装配图自动设计装置，还包括：图形可视化单元，用于在项目数据库包含的所有元器件都布置完成后，使用GDI图形绘制，将项目数据库中的所有元器件绘制在计算机画布上。

在一些具体实施例中，图形可视化单元，具体包括：可布置区域生成单元、CAD块形状生成单元和布置单元。

可布置区域生成单元，用于根据机柜型号对应的机柜长宽高和内部可布置区域，在计算机画布上生成机柜的正面、背面、左侧面和右侧面，以及每个面的可布置区域。

CAD块形状生成单元，用于生成在每个面的可布置区域布置的元器件的CAD块形状。

布置单元，用于根据每个元器件的布置位置坐标信息，将其对应的CAD块形状绘制到相应面的可布置区域。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，且本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合。

对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。