淺談煉油化工企業開發專用CAD系統的方法研究和應用

徐勝利 王長柱 王鎖成 劉美榮

（呼和浩特石化公司生產處調度中心，內蒙古 呼和浩特 010070）

就我公司而言，如果具有完備的CAD系統軟件，在進行設備管理或技術改造時，從時間、效率以及資源方面都會起到事半功倍的效果，給管理技術人員帶來極大得方便。而大多數煉油企業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 ,加快完善此系統的實施，將會著更重要的意義，如何在現有條件下快捷地開發出這種CAD軟件呢？

1 軟件開發環境及開發工具的選擇

開發環境的選擇

硬件環境選擇：系統的硬件環境有工作站系統和微機系統兩類。前者在計算量及速度、圖形處理等諸多方面占有優勢，其性能優于后者。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。隨著計算機技術的發展，現在的微機系統在性能上有了很大的提高，它在有些方面的性能已經趕上甚至超過了工作站系統，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。

軟件環境選擇：目前以AutoCAD2007為開發平臺。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。優勢是：經過多年的發展，其技術已相當成熟，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需要。如以MDT為開發平臺，MDT(Mochanicnl Desktop）是美國Autodesk公司1996年推出的，是在Auto－CAD基礎上發展起來的。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，是一個基于參數化特征的三維實體造型和曲面造型軟件?？蓪υO備零部件裝配進行檢查，并能實現三維實體與三位平面圖形的關聯繪圖，它是一種比較先進的二次開發平臺。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平臺。

開發工具的選擇

常用的開發工具有：AutoLISP語言，它是內嵌于AutoCAD內部的LISP編程語言，是對AutoCAD進行二次開發的主要語言之一。其在圖形處理方面功能較強，可實現參數化繪圖程序設計，以之建立標準件、非標準件庫以及各種CAD系統等。但其在計算、判斷、轉移、循環功能方面不夠完善，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要求不高，易學易用，所以是目前較為實用的一種二次開發工具，我公司選用它作為開發工具更切合實際。

ADS(AutoCADevelopment System)是 用于開發AutoCAD應用程序的C語言程序設計環境。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作為一組外部函數可被AutoLISP調用和加載，可與AutoLISP語言聯手使用。制圖人員若具有一定的C語言或C++語言編程基礎的可采用這種方法。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，一般適用于大企業水平較高的開發人員開發daxingCAD系統。

2 軟件開發中需遵循的幾點原則

以實用性為前提兼顧開放性的原則：由于煉油化工企業設備類型大致相同，從實用性考慮，專用CAD只需包括經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系統內加入新工藝、新設備的設計模塊即可，不需重新開發研制，從而節省了時間和資源。

系統應采用模塊化布局：公司專用CAD系統包括對話框功能模塊、對話框驅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，以利于該系統的二次開發。并將它們存入某個子目錄中，構成設備零件庫。

計算機繪圖采用參數化程序設計，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參數化控制。利用程序的循環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即可獲得結構相同而尺寸規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的相互獨立設計的弊端，采用一體化編程，使它們有機地結合起來，從而實現設計繪圖一體化。

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，以方便企業內一些專業技術較好而計算機水平較低的技術人員使用。

3 相關技術處理

界面設計技術：界面設計采用對話框技術，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，完成對話框組成構件、布局形式等的設計，再用高級語言如AutoLISP或ADS編寫一個驅動程序驅動該對話框，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，加快了編輯速度；另一方面統一了符號，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。

結語

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