淺談煉油化工企業(yè)開發(fā)專用CAD系統(tǒng)的方法研究和應用

徐勝利 王長柱 王鎖成 劉美榮

（呼和浩特石化公司生產(chǎn)處調(diào)度中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070）

就我公司而言，如果具有完備的CAD系統(tǒng)軟件，在進行設備管理或技術(shù)改造時，從時間、效率以及資源方面都會起到事半功倍的效果，給管理技術(shù)人員帶來極大得方便。而大多數(shù)煉油企業(yè)由于資金及人才的限制,往往沒有地好得開展這方面的工作。那么，對于我們即將開工的500萬噸/年煉油擴能改造工程 ,加快完善此系統(tǒng)的實施，將會著更重要的意義，如何在現(xiàn)有條件下快捷地開發(fā)出這種CAD軟件呢？

1 軟件開發(fā)環(huán)境及開發(fā)工具的選擇

開發(fā)環(huán)境的選擇

硬件環(huán)境選擇：系統(tǒng)的硬件環(huán)境有工作站系統(tǒng)和微機系統(tǒng)兩類。前者在計算量及速度、圖形處理等諸多方面占有優(yōu)勢，其性能優(yōu)于后者。但是，工作站需要的人力多、物力大，僅適合于實力雄厚的大企業(yè)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的微機系統(tǒng)在性能上有了很大的提高，它在有些方面的性能已經(jīng)趕上甚至超過了工作站系統(tǒng)，足以滿足我公司的一般需要，且價格低廉，投資少，故我公司選擇微機為硬件平臺較為理想。

軟件環(huán)境選擇：目前以AutoCAD2007為開發(fā)平臺。AutoCAD是一個功能強大的通用繪圖軟件。最新版本AutoCAD2010是目前比較流行的開發(fā)平臺。其局限在于三維實體造型功能不夠強大，僅能通過一些簡單基本體素的交、并、差操作來實現(xiàn)簡單的三維實體造型。對于許多形狀復雜的設備零部件無能為力，不能對設備零部件及管線進行干涉檢查。優(yōu)勢是：經(jīng)過多年的發(fā)展，其技術(shù)已相當成熟，非正版軟件的功能與正版軟件相比差別不大，足以滿足我公司開發(fā)需要。如以MDT為開發(fā)平臺，MDT(Mochanicnl Desktop）是美國Autodesk公司1996年推出的，是在Auto－CAD基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它彌補了AutoCAD在三維實體造型、零部件裝配的干涉檢查等方面的不足，是一個基于參數(shù)化特征的三維實體造型和曲面造型軟件。可對設備零部件裝配進行檢查，并能實現(xiàn)三維實體與三位平面圖形的關(guān)聯(lián)繪圖，它是一種比較先進的二次開發(fā)平臺。代表著CAD的未來。但是，由于該軟件在保密性上較AutoCAD較大的提高，正版軟件較貴，在我國尚不普及，所以，我公司暫時沒必要采取它作為開發(fā)平臺。

開發(fā)工具的選擇

常用的開發(fā)工具有：AutoLISP語言，它是內(nèi)嵌于AutoCAD內(nèi)部的LISP編程語言，是對AutoCAD進行二次開發(fā)的主要語言之一。其在圖形處理方面功能較強，可實現(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設計，以之建立標準件、非標準件庫以及各種CAD系統(tǒng)等。但其在計算、判斷、轉(zhuǎn)移、循環(huán)功能方面不夠完善，運行速度慢，所編程序容量有限且保密性差，難以編寫大程序。但是它對用戶的計算機編程技術(shù)要求不高，易學易用，所以是目前較為實用的一種二次開發(fā)工具，我公司選用它作為開發(fā)工具更切合實際。

ADS(AutoCADevelopment System)是 用于開發(fā)AutoCAD應用程序的C語言程序設計環(huán)境。與AutoLISP語言相比，它運行速度快，用戶程序保密性好，可編寫較大程序。在文件的操作及外設訪問功能方面較強。ADS作為一組外部函數(shù)可被AutoLISP調(diào)用和加載，可與AutoLISP語言聯(lián)手使用。制圖人員若具有一定的C語言或C++語言編程基礎(chǔ)的可采用這種方法。AutoCAD ActiveX和ObjectARX，二者是目前較為先進的二次開發(fā)工具，其功能與前述方法相比要強大的多，但對設計者的能力要求更高，一般適用于大企業(yè)水平較高的開發(fā)人員開發(fā)daxingCAD系統(tǒng)。

2 軟件開發(fā)中需遵循的幾點原則

以實用性為前提兼顧開放性的原則：由于煉油化工企業(yè)設備類型大致相同，從實用性考慮，專用CAD只需包括經(jīng)常用到的管線和設備型號。當對裝置工藝進行改造或設備更換時，要用到新設備，因此軟件還應具備良好的開放性。只要在原CAD系統(tǒng)內(nèi)加入新工藝、新設備的設計模塊即可，不需重新開發(fā)研制，從而節(jié)省了時間和資源。

系統(tǒng)應采用模塊化布局：公司專用CAD系統(tǒng)包括對話框功能模塊、對話框驅(qū)動程序模塊和設計繪圖功能模塊三大主模塊。在設計繪圖功能的主模塊下又包括設計計算模塊、自動繪圖模塊以及所需的設備庫、工藝庫模塊等三個1級子模塊，設備庫1級子模塊中的不同的零部件又分別作為一個子模塊進行單獨設計。當需要加入新的零部件時，只需將其單獨做成一個級子模塊，而后掛到零部件中即可，以利于該系統(tǒng)的二次開發(fā)。并將它們存入某個子目錄中，構(gòu)成設備零件庫。

計算機繪圖采用參數(shù)化程序設計，設備零部件的設計計算，以及繪圖均通過用高級語言編程并實現(xiàn)參數(shù)化控制。利用程序的循環(huán)性能完成一系列的類似操作，用戶只需輸入一些必要的參數(shù)即可獲得結(jié)構(gòu)相同而尺寸規(guī)格不同的系列零部件圖供用戶選用。

設計繪圖采用一體化編程，設計和繪圖要一改傳統(tǒng)的相互獨立設計的弊端，采用一體化編程，使它們有機地結(jié)合起來，從而實現(xiàn)設計繪圖一體化。

用戶界面盡可能傻瓜化，用戶界面設計宗旨盡可能傻瓜化，使用戶不必另外進行操作培訓僅根據(jù)一些必要的提示就能快速掌握軟件的操作技能，以方便企業(yè)內(nèi)一些專業(yè)技術(shù)較好而計算機水平較低的技術(shù)人員使用。

3 相關(guān)技術(shù)處理

界面設計技術(shù)：界面設計采用對話框技術(shù)，正文、圖形及命令窗口并存在同一界面中，使各個操作直觀、簡明。對話框包括菜單、工具條、對話框等多種形式。設計方法是：先用對話框控制語言DCL（Dialog Control Language）定義對話框界面，完成對話框組成構(gòu)件、布局形式等的設計，再用高級語言如AutoLISP或ADS編寫一個驅(qū)動程序驅(qū)動該對話框，使對話框真正有意義。

4 操作中多設計使用模塊

在繪圖時，通過塊操作，直接使用這些成分。這樣做，一方面簡化了操作，大大減少了重復編輯的次數(shù)，加快了編輯速度；另一方面統(tǒng)一了符號，提高了圖形的美觀程度。再者，如果某類符號出錯，只需改變庫中對應的設備，不必在圖中一一修改每個符號，提高了編輯修改速度。

結(jié)語

隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)設計繪圖方法越來越顯示出其局限性，許多同行企業(yè)都在競相采用先進的設計手段-CAD技術(shù)，以提高工作效率和管理水平并實現(xiàn)信息共享。現(xiàn)在許多企業(yè)雖然由于資金、人才的限制，無法及時完善該系統(tǒng)，但仍在加快步伐。因為在高速發(fā)展的今天，企業(yè)要面向整個行業(yè)，以及國際化的新挑戰(zhàn)，這些新的管理方法和先進的工藝技術(shù)無一不是與企業(yè)CAD系統(tǒng)的發(fā)展和應用息息相關(guān)。所以，我公司也應加大這方面的投入，根據(jù)公司的實際水平和需要“量體定做”，配備專業(yè)CAD工程技術(shù)人員，加強學習培訓，不斷提高自身的業(yè)務水平，將CAD技術(shù)應用于500萬噸/年擴能改造后新裝置的生產(chǎn)經(jīng)營中,使呼石化公司的現(xiàn)代化管理水平邁出新步伐。

[1]郝靜如.計算機輔助工程[M].北京：航天出版社.

[2]中石油操作繪圖原[Z].