浅谈炼油化工企业开发专用CAD系统的方法研究和应用

徐胜利 王长柱 王锁成 刘美荣

（呼和浩特石化公司生产处调度中心，内蒙古 呼和浩特 010070）

就我公司而言，如果具有完备的CAD系统软件，在进行设备管理或技术改造时，从时间、效率以及资源方面都会起到事半功倍的效果，给管理技术人员带来极大得方便。而大多数炼油企业由于资金及人才的限制,往往没有地好得开展这方面的工作。那么，对于我们即将开工的500万吨/年炼油扩能改造工程 ,加快完善此系统的实施，将会着更重要的意义，如何在现有条件下快捷地开发出这种CAD软件呢？

1 软件开发环境及开发工具的选择

开发环境的选择

硬件环境选择：系统的硬件环境有工作站系统和微机系统两类。前者在计算量及速度、图形处理等诸多方面占有优势，其性能优于后者。但是，工作站需要的人力多、物力大，仅适合于实力雄厚的大企业。随着计算机技术的发展，现在的微机系统在性能上有了很大的提高，它在有些方面的性能已经赶上甚至超过了工作站系统，足以满足我公司的一般需要，且价格低廉，投资少，故我公司选择微机为硬件平台较为理想。

软件环境选择：目前以AutoCAD2007为开发平台。AutoCAD是一个功能强大的通用绘图软件。最新版本AutoCAD2010是目前比较流行的开发平台。其局限在于三维实体造型功能不够强大，仅能通过一些简单基本体素的交、并、差操作来实现简单的三维实体造型。对于许多形状复杂的设备零部件无能为力，不能对设备零部件及管线进行干涉检查。优势是：经过多年的发展，其技术已相当成熟，非正版软件的功能与正版软件相比差别不大，足以满足我公司开发需要。如以MDT为开发平台，MDT(Mochanicnl Desktop）是美国Autodesk公司1996年推出的，是在Auto－CAD基础上发展起来的。它弥补了AutoCAD在三维实体造型、零部件装配的干涉检查等方面的不足，是一个基于参数化特征的三维实体造型和曲面造型软件。可对设备零部件装配进行检查，并能实现三维实体与三位平面图形的关联绘图，它是一种比较先进的二次开发平台。代表着CAD的未来。但是，由于该软件在保密性上较AutoCAD较大的提高，正版软件较贵，在我国尚不普及，所以，我公司暂时没必要采取它作为开发平台。

开发工具的选择

常用的开发工具有：AutoLISP语言，它是内嵌于AutoCAD内部的LISP编程语言，是对AutoCAD进行二次开发的主要语言之一。其在图形处理方面功能较强，可实现参数化绘图程序设计，以之建立标准件、非标准件库以及各种CAD系统等。但其在计算、判断、转移、循环功能方面不够完善，运行速度慢，所编程序容量有限且保密性差，难以编写大程序。但是它对用户的计算机编程技术要求不高，易学易用，所以是目前较为实用的一种二次开发工具，我公司选用它作为开发工具更切合实际。

ADS(AutoCADevelopment System)是 用于开发AutoCAD应用程序的C语言程序设计环境。与AutoLISP语言相比，它运行速度快，用户程序保密性好，可编写较大程序。在文件的操作及外设访问功能方面较强。ADS作为一组外部函数可被AutoLISP调用和加载，可与AutoLISP语言联手使用。制图人员若具有一定的C语言或C++语言编程基础的可采用这种方法。AutoCAD ActiveX和ObjectARX，二者是目前较为先进的二次开发工具，其功能与前述方法相比要强大的多，但对设计者的能力要求更高，一般适用于大企业水平较高的开发人员开发daxingCAD系统。

2 软件开发中需遵循的几点原则

以实用性为前提兼顾开放性的原则：由于炼油化工企业设备类型大致相同，从实用性考虑，专用CAD只需包括经常用到的管线和设备型号。当对装置工艺进行改造或设备更换时，要用到新设备，因此软件还应具备良好的开放性。只要在原CAD系统内加入新工艺、新设备的设计模块即可，不需重新开发研制，从而节省了时间和资源。

系统应采用模块化布局：公司专用CAD系统包括对话框功能模块、对话框驱动程序模块和设计绘图功能模块三大主模块。在设计绘图功能的主模块下又包括设计计算模块、自动绘图模块以及所需的设备库、工艺库模块等三个1级子模块，设备库1级子模块中的不同的零部件又分别作为一个子模块进行单独设计。当需要加入新的零部件时，只需将其单独做成一个级子模块，而后挂到零部件中即可，以利于该系统的二次开发。并将它们存入某个子目录中，构成设备零件库。

计算机绘图采用参数化程序设计，设备零部件的设计计算，以及绘图均通过用高级语言编程并实现参数化控制。利用程序的循环性能完成一系列的类似操作，用户只需输入一些必要的参数即可获得结构相同而尺寸规格不同的系列零部件图供用户选用。

设计绘图采用一体化编程，设计和绘图要一改传统的相互独立设计的弊端，采用一体化编程，使它们有机地结合起来，从而实现设计绘图一体化。

用户界面尽可能傻瓜化，用户界面设计宗旨尽可能傻瓜化，使用户不必另外进行操作培训仅根据一些必要的提示就能快速掌握软件的操作技能，以方便企业内一些专业技术较好而计算机水平较低的技术人员使用。

3 相关技术处理

界面设计技术：界面设计采用对话框技术，正文、图形及命令窗口并存在同一界面中，使各个操作直观、简明。对话框包括菜单、工具条、对话框等多种形式。设计方法是：先用对话框控制语言DCL（Dialog Control Language）定义对话框界面，完成对话框组成构件、布局形式等的设计，再用高级语言如AutoLISP或ADS编写一个驱动程序驱动该对话框，使对话框真正有意义。

4 操作中多设计使用模块

在绘图时，通过块操作，直接使用这些成分。这样做，一方面简化了操作，大大减少了重复编辑的次数，加快了编辑速度；另一方面统一了符号，提高了图形的美观程度。再者，如果某类符号出错，只需改变库中对应的设备，不必在图中一一修改每个符号，提高了编辑修改速度。

结语

随着CAD技术的发展，传统设计绘图方法越来越显示出其局限性，许多同行企业都在竞相采用先进的设计手段-CAD技术，以提高工作效率和管理水平并实现信息共享。现在许多企业虽然由于资金、人才的限制，无法及时完善该系统，但仍在加快步伐。因为在高速发展的今天，企业要面向整个行业，以及国际化的新挑战，这些新的管理方法和先进的工艺技术无一不是与企业CAD系统的发展和应用息息相关。所以，我公司也应加大这方面的投入，根据公司的实际水平和需要“量体定做”，配备专业CAD工程技术人员，加强学习培训，不断提高自身的业务水平，将CAD技术应用于500万吨/年扩能改造后新装置的生产经营中,使呼石化公司的现代化管理水平迈出新步伐。

[1]郝静如.计算机辅助工程[M].北京：航天出版社.

[2]中石油操作绘图原[Z].