化工合成塔设备CAD软件开发
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摘要
化工合成塔设备的设计和研究，在化工、石油机械工业中有着重要的地位和作用。化工合成塔设备的参数化设计绘图系统的开发，对于化工机械行业的发展具有重大意义。本文详细介绍了化工合成塔设备CAD软件的特点、功能及开发过程中的关键技术，对基于Windows 2000操作系统下AutoCAD2000软件平台上进行专业化CAD软件开发的技术做了深入研究。
软件的开发采用了目前AutoCAD二次开发的最新语言：ObjectARX2000，通过Visual C++6.0编程环境，实现软件界面的可视化设计。ObjectARX2000是Autodesk公司针对AutoCAD2000软件平台上的二次开发而推出的一个开发软件包，它支持面向对象编程，采用C++语言，可以直接访问和控制AutoCAD，进行基于图形界面的应用开发。这种开发工具结合了两大优势：一方面充分利用AutoCAD环境的强大的图形、编辑功能，利用Autodesk公司提供的类和库函数对图形数据库进行操作，以完成其绘图功能，另一方面可以利用Windows的资源、微软的基本类库和Visual C++的可视化编程语言与工具，方便、高效地设计具有典型Windows风格的CAD应用程序。正因如此，它成为进行AutoCAD二次开发的首选工具。
在现代机械设计CAD中，采用面向对象设计思想的参数化设计的应用很广。文中通过对化工合成塔设备设计过程的分析，找出其结构特点：其主要零部件在每个系列里的结构变化不大，而其尺寸、规格等又有标准可循。因此，完全可以将它们设计成参数化设计、绘图系统，通过对其主要结构参数的确定，来进行图形绘制。
文中通过对用户界面设计过程的描述，分析了利用ARX和MFC混合编程
实现软件界面的可视化设计的方法，介绍了启动界面设计技术与菜单开发技术
的应用。同时，探讨了界面容错性、稳定性、数据动态更新等技术的实现方法。
在程序设计过程中秉承面向对象的程序设计思想，全文贯穿了模块化设计
理念，分析了软件开发过程中的关键技术及实现方法:如面向对象的程序设计
技术、参数化CAD系统的接口技术、模块化设计技术、CAD系统的参数化设计
的实现方法、ARX与MFC联合使用技术、工程数据库的建立以及基本功能模
块的开发等等。在开发过程中进行了特征参数的选择、函数建立、数据检索、
实体绘制及图形数据库操作等多项工作。
该软件完成了化工合成塔设备的参数化设计，建立了合成塔工程数据库，
实现了设计、绘图的自动化。该系统在给定基本参数条件下，通过人机交互，
能够自动从软件中建立的数据库中提取数据，创建塔设备零部件二维图，并在
AutoCAD中生成图形。当修改设计参数时，该系统将重新进行数据的检索、参
数计算等工作，迅速建立新的图形。
最后，通过对软件的反复使用，用不同数据进行测试，表明该系统使用方
便、界面友好、运行可靠，实现了从数据到图纸的计算机参数化设计、绘图。
不仅可以节省设计人员的时间和精力，而且能够减少工程设计及绘图中的人为
错误、缩短工程周期，对生产实际具有重要的实用价值。
The design and research of chemical tower equipment has an important status in chemical engineering and petroleum mechanical industry. The development of parameter design and drawing of CAD system for chemical tower equipment is very important on progress in chemical machine. In this thesis, the properties, function and key technology of developing process in chemical tower equipment CAD software are introduced in detail. This professional CAD software is based on AutoCAD 2000 software platform in the Windows 2000 system. And the paper discusses the technology.
The software's development takes advantage of ObjectARX 2000 which is the newest language in the second development of AutoCAD at present. Through the programming environment of Visual C++ 6.0, the Visual interface design of the software is realized. ObjectARX 2000 is a development tool of AutoCAD 2000 software platform, which is supported by Autodesk company and can support Object-Oriented programming, using C++ , visit and control AutoCAD directly, then develop the software based on drawing interface. This method of development has integrated the following two advantages -one is powerful image displaying displaying and compiling function under AutoCAD ambient, it can operate drawing database by using class and standard library offered by Autodesk company, to realize drawing function. And the other is design CAD system efficiently by making great use of the resources of Windows , class of MFC and visual program tool. For these reason, ObjectARX becomes the prior tool in the secondary development of CAD.
In modern mechanical CAD, parametric design which adopting the idea of Object-Oriented Programming is widely used. By analyzing the process of design,
we can find that it has characteristics, such as the main parts and components of the chemical tower equipment have a little changes according to the structure of different series. Their size and specification can also be found from database. So we can create a parametric system of design and drawing, and realize drawing by gaining the main parameter.
In the process of design Interface, the methods of realizing the Visual interface design by combining ARX(AutoCAD Runtime Extension) and class of MFC are analyzed. The techniques of AutoCAD menu development and start interface development are also discussed. At the same time, the paper discusses the essentials of technique , for instance, modification , stability and dynamic updating of data.
The process of programming uses Object-Oriented programming idea, processes the modularization technology. During the course, the key technology and development are discussed, such as the technology of Object-Oriented programming, the interface technology of the parametric CAD system, the modularization idea, the method of realizing parametering design of CAD system, the techniques of ARX and MFC combination, the technology of process basic function module, the foundation of database, and so on. The process of development includes selecting main parameter, function building, data searching, body drawing and database operation, and so on.
The software accomplished parametric design of the chemical tower equipment, established engineering database, and realized design and drawing automatically. The important features and capabilities of this CAD system include, according to radical parameters of design, the design system can extract data from assigned database automatically, generate draw in AutoCAD by using easy-use friendly interactive interface. When the parameters are changed, the software will search data and calculate parameter again, and create new draw rapidly.
At last, we use the software time and again by different parameters. Under the above foundation, the system has a friendly interface, simply operation way, powerful function and runs safely, realizes parametric design and draw from data to draw. The software can not only save the time and energy of designers, but also reduce factitiously mistake of design or drawing, speed up the proceeding o
软件的开发采用了目前AutoCAD二次开发的最新语言：ObjectARX2000，通过Visual C++6.0编程环境，实现软件界面的可视化设计。ObjectARX2000是Autodesk公司针对AutoCAD2000软件平台上的二次开发而推出的一个开发软件包，它支持面向对象编程，采用C++语言，可以直接访问和控制AutoCAD，进行基于图形界面的应用开发。这种开发工具结合了两大优势：一方面充分利用AutoCAD环境的强大的图形、编辑功能，利用Autodesk公司提供的类和库函数对图形数据库进行操作，以完成其绘图功能，另一方面可以利用Windows的资源、微软的基本类库和Visual C++的可视化编程语言与工具，方便、高效地设计具有典型Windows风格的CAD应用程序。正因如此，它成为进行AutoCAD二次开发的首选工具。
在现代机械设计CAD中，采用面向对象设计思想的参数化设计的应用很广。文中通过对化工合成塔设备设计过程的分析，找出其结构特点：其主要零部件在每个系列里的结构变化不大，而其尺寸、规格等又有标准可循。因此，完全可以将它们设计成参数化设计、绘图系统，通过对其主要结构参数的确定，来进行图形绘制。
文中通过对用户界面设计过程的描述，分析了利用ARX和MFC混合编程
实现软件界面的可视化设计的方法，介绍了启动界面设计技术与菜单开发技术
的应用。同时，探讨了界面容错性、稳定性、数据动态更新等技术的实现方法。
在程序设计过程中秉承面向对象的程序设计思想，全文贯穿了模块化设计
理念，分析了软件开发过程中的关键技术及实现方法:如面向对象的程序设计
技术、参数化CAD系统的接口技术、模块化设计技术、CAD系统的参数化设计
的实现方法、ARX与MFC联合使用技术、工程数据库的建立以及基本功能模
块的开发等等。在开发过程中进行了特征参数的选择、函数建立、数据检索、
实体绘制及图形数据库操作等多项工作。
该软件完成了化工合成塔设备的参数化设计，建立了合成塔工程数据库，
实现了设计、绘图的自动化。该系统在给定基本参数条件下，通过人机交互，
能够自动从软件中建立的数据库中提取数据，创建塔设备零部件二维图，并在
AutoCAD中生成图形。当修改设计参数时，该系统将重新进行数据的检索、参
数计算等工作，迅速建立新的图形。
最后，通过对软件的反复使用，用不同数据进行测试，表明该系统使用方
便、界面友好、运行可靠，实现了从数据到图纸的计算机参数化设计、绘图。
不仅可以节省设计人员的时间和精力，而且能够减少工程设计及绘图中的人为
错误、缩短工程周期，对生产实际具有重要的实用价值。
The design and research of chemical tower equipment has an important status in chemical engineering and petroleum mechanical industry. The development of parameter design and drawing of CAD system for chemical tower equipment is very important on progress in chemical machine. In this thesis, the properties, function and key technology of developing process in chemical tower equipment CAD software are introduced in detail. This professional CAD software is based on AutoCAD 2000 software platform in the Windows 2000 system. And the paper discusses the technology.
The software's development takes advantage of ObjectARX 2000 which is the newest language in the second development of AutoCAD at present. Through the programming environment of Visual C++ 6.0, the Visual interface design of the software is realized. ObjectARX 2000 is a development tool of AutoCAD 2000 software platform, which is supported by Autodesk company and can support Object-Oriented programming, using C++ , visit and control AutoCAD directly, then develop the software based on drawing interface. This method of development has integrated the following two advantages -one is powerful image displaying displaying and compiling function under AutoCAD ambient, it can operate drawing database by using class and standard library offered by Autodesk company, to realize drawing function. And the other is design CAD system efficiently by making great use of the resources of Windows , class of MFC and visual program tool. For these reason, ObjectARX becomes the prior tool in the secondary development of CAD.
In modern mechanical CAD, parametric design which adopting the idea of Object-Oriented Programming is widely used. By analyzing the process of design,
we can find that it has characteristics, such as the main parts and components of the chemical tower equipment have a little changes according to the structure of different series. Their size and specification can also be found from database. So we can create a parametric system of design and drawing, and realize drawing by gaining the main parameter.
In the process of design Interface, the methods of realizing the Visual interface design by combining ARX(AutoCAD Runtime Extension) and class of MFC are analyzed. The techniques of AutoCAD menu development and start interface development are also discussed. At the same time, the paper discusses the essentials of technique , for instance, modification , stability and dynamic updating of data.
The process of programming uses Object-Oriented programming idea, processes the modularization technology. During the course, the key technology and development are discussed, such as the technology of Object-Oriented programming, the interface technology of the parametric CAD system, the modularization idea, the method of realizing parametering design of CAD system, the techniques of ARX and MFC combination, the technology of process basic function module, the foundation of database, and so on. The process of development includes selecting main parameter, function building, data searching, body drawing and database operation, and so on.
The software accomplished parametric design of the chemical tower equipment, established engineering database, and realized design and drawing automatically. The important features and capabilities of this CAD system include, according to radical parameters of design, the design system can extract data from assigned database automatically, generate draw in AutoCAD by using easy-use friendly interactive interface. When the parameters are changed, the software will search data and calculate parameter again, and create new draw rapidly.
At last, we use the software time and again by different parameters. Under the above foundation, the system has a friendly interface, simply operation way, powerful function and runs safely, realizes parametric design and draw from data to draw. The software can not only save the time and energy of designers, but also reduce factitiously mistake of design or drawing, speed up the proceeding o
引文
[1]郑忠俊，沈予洪，王德庆．AutoCAD(R2000)及程序设计[M]．成都科技大学出版社，2000，4
[2]童秉枢．李学志．吴志军．张春风．机械CAD技术基础[M]，清华大学出版社，1996．6．
[3](美)David J．Kruglinski．潘爱民．王国印译，Visual C++技术内幕[M]，清华大学出版社，2001，11
[4]殷国富，陈永华．计算机辅助设计技术与应用[M]，科学出版社，2000．
[5]侯俊杰．深入浅出MFC[M]．华中科技大学出版社，2002，3
[6]欧元贤，刘旺玉，刘其洪．AutoCAD尺寸公差国标标注的二次开发[J]．机械与电子，2002，2，p63．
[7]王平，孙学军，杜英生．浮阀塔设计的CAD开发[J]．化学工业与工程，2002，6，p274．
[8]杜新功，杜春涛．AutoCAD2000的开发技巧[J]．工程设计CAD与智能建筑，2002，5，p63
[9]甘辉．郑忠俊．基于Object ARX 2000的CAD系统的研究[J]．中国测试技术．2003．1．p51-52
[10]李世国．AutoCAD高级开发技术ARX编程及应用[M]．机械工业出版社．1999．9
[11]李世国，潘建忠，平雪良等译．AutoCAD 2000 ObjectARX编程指南[M]．机械工业出版社，2000，9
[12]刘良华，朱东海．AutoCAD 2000 ARX开发技术[M]．清华大学出版社，2000．9
[13]欧阳全会等．AutoCAD环境下ObjectARX的开发与应用[J]．湖北工学院学报，2002，2，p54～56
[14]王繁生．基于ARX的机械零件参数化绘制方法[J]．山西机械，2001，12
[15]许占民．李西琴．鲁守明．基于ObjectARX开发轴类零件的参数化绘图方法[J]．洛阳工学院学报，2001．6．p54～57．
[16]Autodesk. ObjectARX Developer's Guide[M]. 1997. 4.
[17]蒋红旗．AutoCAD开发环境的比较和选择[J]．机械研究与应用，2001，3，p47～48．
[18]张先宏．彭颖红．阮雪榆．用ObjectARX建立复杂零件模型的关键技术研究[J]．模具技术，2001，1
[19]鹿士杰．袁泽虎．王娟．面向对象的技术在CAD二次开发中的应用[J]．湖北工学院学报，2002，1，p38～39
[20]傅莉．孙荣权．张春芳．AutoCAD对话框设计技术[J]．辽宁大学学报，2001，2
[21]王国顺．肖荣清．戴锦春．WFC与ARX结合开发AutoCAD应用程序[J]．武汉大学学报，2001，4
[22]徐岩、李磊．用ARX开发工装CAD／CAM软件[J]．机械设计与制造．2002．3．p38～39．
[23]郭宝锋等．压力容器壳体CAD软件的研究与开发．[J]．锻压机械．2002．4．p58～59．
[24]陈伟政．刘伟华．杨萍．芮执元．石油机械产品及零件CAD参数化设计方法探讨[J]．石油矿场机械．2000．4．12～14
[25]邹群彩．凌祥．涂善东．开发板翅式换热器参数化CAD系统．[J]．压力容器．2001．2．p38～41．
[26]丁文捷．叶新功．曹一．AutoCAD二次开发中快速实现DWG图形浏览的技术研究．[J]．宁夏工程技术．2002．3．p
[27]陈家庆．孙天喜．参数化绘图技术与滚动轴承CAD系统开发．[J]．轴承．2003．1．p1～4
[28]毛志红．周永翎．小模数齿轮滚刀CAD系统[J]．工具技术．2002．11．p21～23
[29]魏兆灿．李宽宏等．塔设备设计[M]．上海科学技术出版社．1988．12
[30]朱学军．陈昭荣．用ObjectARX(开发AutoCAD时的实体访问技术[J]．计算机与现代化．2002．10．p57～59
[31]杨岗，刘玉良等．MFC与ARX结合开发AutoCAD应用程序[J]．电脑学习．2000．6
[32]屈振生．何恒利．ObjectARX应用程序开发中AcBr与AcGe类库的应用[J]．计算机应用．2001．7
[33]王大鹏．张立文．张国梁．ObjectARX中结合MFC开发AutoCAD ARX应用程序．计算机辅助工程．2001．4．p55～58
[34]周芝梅．李明山．王杰德．参数化绘图中修改后图形的参数保存[J]．武汉理工大学学报．2001．2．p136-138
[35]屈振生．何恒利．华庆松．AutoCAD高级开发技术的应用[J]．辽宁工程技术大学学报．2001．3．p
[36]吴雅君，王雪英，耿利．基于AutoCAD的参数化CAD系统的接口技术[J]．辽宁工学院学报．2001．4．25～27．
[37]郭鲜凤．利用ARK程序操作图形数据库[J]．太原大学学报2001．4．p47～49
[38]邱爱红．聂松辉．用ObjectARX开发AutoCAD中的标准件与常用零部件[J]．电脑与信息技术．2002．4．p19～21
[39]郝育新．杨莉．李晓民．毕万全．基于AutoCAD2000的机械标准件CAD系统的开发[J]．
科技通报．2002．6
[40]武海滨．基于AutoCAD的参数化CAD系统的接口技术[J]．辽宁工学院学报．2002．1．p14～15
[41]徐斌．陈合爱．刘朝炜．ObjectARX应用程序中实体特征信息的表达方法[J]．南昌水专学报．2002．3．p23～24
[42]闫献国．郭宏．李莉．宋涛．组合夹具计算机辅助设计系统研究[J]．太原重型机械学院学报．2002．3．p260～263
[43]张霞．杨岳．罗意平．在AutoCAD中应用ObjectARX自动获取标注尺寸[J]．机械与电子．2002．3．p35～37
[44]朱东海．江见鲸．林海滨．张新．田强．ObjectARX开发的经验和技巧[J]．四川建筑科学研究．2001．1．p65～67
[45]徐晓刚．高兆法．王秀娟．Visual C++6.0入门与提高[M]．清华大学出版社．2001．2
[46]毕克新．罗晓光．我国CAD技术存在的问题[J]．中国软科学，1999，9，p69．
[47]王晓阳．CAD技术在产平设计中的应用及二次开发的策略[J]．机械研究与应用，1999，12，p23．
[48]HG 20652—1998，塔器设计技术规定[S]．
[49]HG／T 21618—1998，丝网除沫器编制说明[S]．
[50]吕梅．王新社．基于ObjectARX的机械标准件库开发[J]．北京机械工业学院学报．2001．4
[51]殷国富．工程专家系统技术及其应用[M]．成都科技大学出版社．1993．6．
[52]Bensaf A.Borg S.Parent D.CYRANO:a computational model for the detailed design ofplate-fin-and-tube beat exchanges using pure and mixed refrigerants[J]. International Journal of Refrigeration. 1997.20(3)
[53]Karaboyas, Serafim; Kalouptsidis, Nicholas; Caroubalos, Costas. Efficient ARX identificati on algorithms with full parallelism[J].IEEE Trans Acoust Speech Signal Process. 1990.11(p 1902-1913)
[54]Paterson, Jim. Using CAD imaging in training and development of engineers[J].Structural Engineer.2003.3(p23-25)
[55]Ventura, Rick J.; Mignolet, Marc P.; Kulkarni, Harihar T."Good" parts-"Bad" parts discrimi nation: An ARX modeling approach[J].Proc SPIE Int Soc OptEng. 2002.2 (p 1279-1285)
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[59]Peng, Hui; Ozaki, Toru; Haggano-Ozaki, Valerie; Toyoda, Yukihiro. A nonlinear exponential ARX model-based multivariable generalized predictive control strategy for thermal power plants [J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2002.2.p256-262.
[60]Isaksson, Alf J. Identification of ARX-models subject to missing data [J]. IEEE Transactions on Automatic Control. 1993.5.p813-819.
[61]JB4170-92．钢制塔式容器[S]．
[62]张晓鑫，杨文安，申闫春．基于ObjectARX的无模式标签对话框的实现[J]．徐州建筑职业技术学院学报，2001，6．
[63]李银玉．用C／Visual C++在AutoCAD中符号标注功能的开发[J]．沈阳航空工业学院学报，2002，1，p47．
[2]童秉枢．李学志．吴志军．张春风．机械CAD技术基础[M]，清华大学出版社，1996．6．
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