三维工厂模型与iFix组态软件相结合应用方法的研究

范九歌

摘 要：在烟草行业中，卷烟工厂动力车间的设备特点是种类多、管路长、位置分布分散。新员工无法在短时间内对设备工艺流程有一个完整系统的认识。本文主要介绍了利用三维工厂模型和iFix组态软件，对涉及动力设备工艺流程相关信息的导览与呈现的具体应用方法。此方法能够建立一套工艺流程导览系统，且使新员工方便快捷且完整系统地学习动力设备系统工艺流程。

关键词：三维工厂模型;iFix;设备系统工艺流程

中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）21-0028-02

0 引言

在烟草行业中，卷烟工厂动力车间的设备特点是种类多、管路长、位置分布分散。这相较于其他生产车间，对新员工学习设备工艺流程而言，存在更大的难度。

目前针对新员工学习设备工艺流程所使用的方法有：查阅设备厂家安装调试时期整理的相关纸质资料、车间有经验的操作维修工培训讲解。这两种方法虽然能够给新员工提供设备工艺流程的主要知识，但是无法很好地与现场设备实际情况相结合，使新员工有一个完整系统的设备工艺流程认识。同时，由于卷烟工厂在前期建设阶段，有相应厂家开发制作的三维工厂模型。三维工厂模型中的动力设备与管路信息与现场实际情况完全一致。员工可通过使用Navisworks软件，浏览三维工厂模型，对设备工艺流程实现完整系统的认识。但是，此方法对操作人员的计算机基础能力有一定要求，操作查看存在一定难度，同时，Navisworks软件对运行的电脑配置也有一定要求，安装运行软件存在一定条件。

本文将介绍利用三维工厂模型与iFix组态软件的各自优势，基于iFix5.5工业组态软件开发平台，以三维工厂模型为主要呈现方式，通过多层级位置区域图和工艺流程导览视频的方式，对涉及动力设备工艺流程相关信息的导览与呈现的具体应用方法。

1 设备工艺流程资料整理

（1）确定各类设备系统工艺流程。对于各类动力设备系统，如制冷系统、空调系统、换热系统、锅炉系统、空压系统、真空系统、中水系统等，结合前期相关系统的安装调试资料和操作维修员工对相关系统的理论知识与现场情况的了解，根据能源介质的流向，确定各类设备系统工艺流程。

（2）确定工艺系统的关键节点。根据上一步骤确定的设备系统工艺流程，确定关键节点。关键节点是以能源介质流经的主要设备、罐体缸体、主要阀门管道为主。以空压系统为例，确定的关键节点有：空压机、冷干机、粗过滤器、精过滤器、缓冲罐、分气缸、分气缸连接的各管道阀门等。

（3）确定关键节点参数信息。根据上一步骤确定的设备系统关键节点，再结合第一步骤（确定各类设备系统工艺流程）中搜集整理的相关设备资料，确定关键节点的参数信息。以空压系统为例，空压机的参数信息有：产气量、功率、生产厂家、加卸载压力带等，压缩空气主管道的參数信息有：管道材质、管径、长度等，缓冲罐的参数信息有：容积、生产厂家、材质等。

2 设备工艺流程视频制作

2.1 制作工艺流程原视频

使用Navisworks软件（本文使用的是2016版），打开三维工厂模型。使用主界面右侧的漫游功能，并根据之前确定的设备系统工艺流程，对工艺流程进行手动导览。同时，在导览开始前，开启软件“动画”标签下的录制功能，对工艺流程导览进行录制。在导览过程中，在关键节点处停顿10秒，为后期视频制作中添加关键节点参数信息。导览完成后，停止录制。接着，点击软件界面“动画”标签下的“导出动画”按钮，生成导览视频。

相关导出动画的参数选择如图1所示，源：当前动画，渲染：视口，格式：AVI，压缩程序：microsoft video 1，压缩质量：100，类型：显式，每秒帧数：9，抗锯齿：无，宽：1920，高：1080。

视频生成后，再使用格式工厂软件进行视频压缩。本文使用的格式工厂是3.8.0版本。选择生成AVI格式视频。输出配置如图2所示。

2.2 对原视频进行后期制作

使用Camtasia.Studio软件（本文使用的版本是8.5.1），进行原视频的后期制作。将原视频添加到项目轨道1中，接着，点击“标注”，添加文本框至轨道2中。将前期制作的关键节点参数信息等内容导入文本框中，并根据关键节点在视频中的时间位置，准确匹配到相应画面中。制作完成后，保存项目，并导出AVI视频文件，选择压缩方式为microsoft video 1。

视频生成后，再使用格式工厂软件进行视频压缩。本文使用的格式工厂是3.8.0版本。选择生成AVI格式视频。输出配置如图2所示。

3 设备工艺流程信息集成

在做好了所有的设备系统工艺流程导览视频后，需按照设备位置区域层级对视频进行分类并制作区域划分图，方便后期使用人员按照设备位置图进行索引查询。

3.1 确定设备区域划分

根据设备区域由大到小，可划分为如下层级：1级厂区区域、2级厂房区域、3级设备区域。如图3、4所示。

3.2 制作区域划分图

根据上一步骤确定的设备区域划分，使用Navisworks软件（本文使用的是2016版），打开三维工厂模型，进行相应的图像截取。具体操作：点击软件主界面“输出”标签下的图像按钮，导出图像。

相关导出图像的参数选择如图5所示，格式：jpeg，渲染器：视口，类型：显式，宽：1980，高：1080。

3.3 在iFix中集成工艺流程导览视频

根据之前步骤所制作的设备区域图和导览视频，使用iFix组态软件（本文使用版本为5.5中文版），将内容进行集成。打开iFix工作台，在软件主界面左侧“画面”标签下，新建画面。在首页的“显示/隐藏”标签下，勾选“工具栏”。使用工具栏中的“位图”功能，将之前制作的设备区域划分图，逐个添加到不同的新建画面中。根据各个设备区域画面的层级顺序关系，再通过软件的“打开画面专家”功能，实现设备工艺流程索引查询功能。

最后，在每个设备工艺系统主界面上，添加按钮，并对按钮增加如下脚本：

Private Sub CommandButton1_Click（）

Player = Shell（“C：＼QQPlayer＼QQPlayer.exe C：＼KongYa.avi”）

End Sub

在脚本中，shell函数括号内的第一个地址是QQ影音播放器（本文使用的版本是3.9）的可执行文件在磁盘中的地址，第二个地址是导览视频文件在磁盘中的地址。

4 结语

本文通过利用三维工厂模型和视频制作软件，将制作完成的设备系统工艺流程导览视频，集成到ifix平台中，有效避免了三维软件对电脑配置要求高、兼容性差的不足，同时，充分利用了三维工厂模型的优势和ifix平台的功能。通过此种应用方法，能够建立一套具有很高兼容性的工艺流程导览系统。从而，使新员工方便快捷且完整系统地学习动力设备系统工艺流程。

参考文献

[1] 张娜，柏宁娟，李凡，胡茜.iFix软件编程技术在压缩机控制中的应用[J].工业仪表与自动化装置，2012（03）：80-84.

[2] 陶崢，陈曾汉，张鹏.基于PLC与iFIX的SCADA系统的应用研究[J].微计算机信息，2009，25（19）：1-3.

[3] 巩伟，宋勇江.EXCEL在IFIX软件的报表实现[J].自动化技术与应用，2011，30（06）：88-90.

[4] 李文康.基于iFIX的制丝线生产过程监控系统的设计与实现[D].中国地质大学（北京），2008.

[5] 李雪.基于iFIX的远程医疗信息管理系统的研究与应用[D].北京交通大学，2010.

[6] 吴清亮.组态软件在生产过程控制中的应用及研究[D].河海大学，2003.

[7] 张红春.基于点云数据建模在三维数字工厂建设中的应用研究[J].价值工程，2015，34（12）：45-47.

[8] 张斌，黄永红，常红星，唐卫清，唐荣锡.二三维共享图结构的工厂管网建模研究[J].计算机辅助设计与图形学学报，2000（04）：255-261.

[9] 许建玉，王鹏.数字化工厂三维建模方法研究[J].信息系统工程，2016（10）：17.

[10] 周媛霞，赵亮，刘利军.三维动态模拟技术在换料工艺设计中的应用研究[J].科技创新导报，2019，16（01）：113-116+120.