給排水專業CAD軟件開發方法探討

論文類別:工學論文 > 水利工程論文
論文作者: 未知
上傳時間:2005/8/13 10:44:00

提要

本文结合筆者實際工作經驗,分析了國內給排水專業CAD軟件開發及應用現狀,探討了給排水CAD軟件開發的原則、思路、方法及步驟等,並给出了開發實例。

一、給排水專業CAD開發應用現狀

在工程设計行業,CAD技术的應用大大提高了设計及繪圖效率。CAD應用軟件的开發也越來越重要。

在給排水設計領域,CAD開發應用起步较晚。有些設計院從八十年代末開始嘗試進行CAD開發,但進展比较慢,多數是圖塊和小型實用程序,在深度和廣度上都存在着差距。從1993年以後给排水CAD開發步伐開始加快。1994年底全國給排水學會和給排水技術情報網組織召開了“計算機技术在給排水專業應用研讨會”,對給排水軟件開發起了積極的促進作用。

目前在給排水CAD开發方面已經取得了可喜的成绩,尤其是建築室內給排水方面湧現出一些比較優秀的給排水CAD軟件,如洛陽的一家軟件和北京的幾家軟件。這些軟件都具有計算機輔助設计建築給排水平面圖、自動生成系統圖、自動統計材料表;進行室外給排水管網計算、自動生成圖形等功能,其中個別软件已在室外設計和泵房設計等方面有了新的進展。

現有軟件都偏重於民用建築給排水方面,而且也有待於繼續完善、發展。在給排水的其它領域,由於難度大,投資回報較低,軟件公司还不願涉足,所以進展緩慢。應用CAD進行給排水及水處理系統的優化設計更是少有人涉足。此外,目前还沒有專業設計CAD軟件的標准和規範。商業化軟件多數都不經過權威部門嚴謹的技術測試和鑒定,所以其数據庫、計算方法、設計方法和生成圖形的準確性還沒有嚴格保障,這一點還可能成為工程設計質量的隱患。

現在設計部門的給排水CAD應用水平也參差不齊。有的購買或自行開发了給排水專業軟件,提高了設計繪圖效率。有的只是在用AutoCAD的簡單命令绘圖,雖提高了CAD出圖率,却根本談不上利用CAD提高效率。給排水專業CAD應用水平還有待於進一步提高。

目前許多有精力的設计院及研究部門都在研究开發本單位適用的專業軟件及應用程序,但由於開發经驗不足,成績不明顯。本文將結合筆者的工作經驗,著重论述有關給排水軟件開發的原則、思路、方法及步驟,旨在拋砖引玉,促進給排水CAD軟件開發工作。

二、给排水軟件包開發思路及原則

由於现有建築給排水軟件已经比較成熟,且仍在繼續开發、升級。一般開发者在水平和起點上均與这些軟件開發有一定差距,所以应該購買此類軟件,而著重开發適合本單位使用的实用程序、應用軟件或優化設計軟件。高起點開發者則應在深度及广度上向更高層次沖擊。

1.給排水CAD軟件開發依據及原則

(1)設計依據為有關设計規範、制圖標準以及設計手冊等;保證數據庫、計算方法和設計方法的準確性。

(2)軟件包開發設計首先要突出專業水平,把專業設計思想转化為計算機語言是專业軟件包的關鍵所在。

(3)符合設計人員思維習慣及設计習慣,人機界面友好,操作簡单,易掌握。

(4)適用性強,容易修改,容易擴充,容易發展。

(5)盡量使用效率高、功能強的計算機語言及開發工具。

(6)嚴格執行標準化及規范化。

(7)通過自動繪圖以及建立標準圖庫,提高圖紙復用率等途徑,提高設計绘圖速度,真正發揮计算機的優勢,把設計人員從圖板上解脫出來。

2.設計開发步驟

(1)開發适合於給排水專業應用的CAD軟件環境,包括AutoCAD的優化配置及常用專業圖塊及绘圖工具。

(2)開發一些獨立的專業繪圖軟件,發展标準圖形庫,由淺到深,从易到難,逐步提高自動成图及圖紙復用比例,使軟件包成為覆蓋面廣,功能齊全的專業繪圖軟件包。 轉貼于 免費論文下载中心 http://www.hi138.com

(3)開發給排水專業高階段設計方案優化软件,以及設計、繪圖一體化軟件,逐步成為智能化、自動化程度较高的專家系統軟件包。

3.开發人員配備軟件開發是一項較復雜的腦力勞動,對開發人員要求也較高,專業軟件開發人员大致可分為以下幾個档次:

(1)初級水平:专業人員掌握一些基本計算機知識及開發工具可以進行一些專業圖塊制作,簡单的實用程序開發。

(2)中等水平:較高專業水平加上较高計算機水平。熟悉專業設计習慣,有較豐富的設计經驗的專業人員,如果掌握先進的CAD開發技術,可以開发出較高水平的CAD應用软件,可以提高設計效率,特別是可以大大提高繪圖效率。

(3)高級水平:高深的專業水平加上先進的計算機開發技術。在專业方面應該熟練掌握專業基礎知識,有豐富的工程設計經驗,善于總結專業設計思路,發现規律,具有較強的系统工程及方案優化水平。在計算機方面要掌握LSP、ADS、DCL等開發工具(或其它高级開發工具)。這類人員開發專業CAD軟件是最理想的。

由於給排水專業涉及面廣,而且不同行業給排水設計習慣也不盡相同,不可能有軟件可以覆盖所有給排水領域,適用于所有設計院,所以目前仍然需要分行業、分類進行开發。前述的個別建築給排水軟件包及開發人員屬於較高水平,其開發設計思路非常值得向給排水其它領域延伸。

4.開發工具(軟件方面)

目前較常用的CAD開發工具主要有AutoLISP語言、ADS、DCL語言以及數據庫處理,也有的開發者使用BASIC、FORTRAN等高級語言与AutoCAD的圖形數據交換接口進行開發;還有用C++開發或用VB等在Windows界面下開發的;此外,網絡技术也越來越重要。

開發CAD軟件,需要非常熟悉Auto CAD命令,以及其中的各參數、系統變量、圖層、圖塊、線形等,這样才能方便靈活地在程序中執行各種命令,掌握CAD开發技巧,例如圖塊的屬性可以帶許多信息,一條LINE線的厚度可以存入管道的管径等。此外現在有些軟件使用數據的後處理方式,使軟件和AutoCAD結合得更好,這些技術還需要對AutoCAD圖元數據庫和數据圖形交換等有更深的了解。

AutoLISP是在AutoCAD內部使用的語言,用AutoLISP編輯的程序可以定義變量,對數據進行處理和作出圖形,並可能自定義函數,比較適合搞人工智能工作,特別是它的表處理功能以及遞歸等功能比較獨特,在CAD工作中它可以獨立工作,也可能與DXF圖形交換文件互相配合。其不足之處是速度慢,且程序代碼幾乎无法保護。

ADS是AutoCAD11.0版以後新增加的用來開發應用的一個C语言編程環境。它運行速度快,代碼保護性好,能更有效地利用内存空間以及訪問設備與系統,具有更強大的開發功能。但掌握ADS要比LISP困難,要求開發人員具備C語言編程经驗並熟悉ADS庫中各函數用法。一般商業軟件應該用ADS。

AutoCAD還提供了可編程對話框(PDB)工具,使用戶可以結合自身專業特點,用DCL語言構造自己的對話框,從而改善界面,提高CAD軟件效率。

目前最流行、最實用的專业CAD開發工具是ADS、DCL,加上少量AutoLISP。

三、開發過程1.專業繪圖環境的開發

(1)AutoCAD的配置及改善

a.選擇AutoCAD版本。目前最常用的是漢化AutoCAD12.0版。但其汉字輸入不太方便,應配上較先進的漢字系統,或用12.0版forWindows(中文)。

b.对AutoCAD系統变量進行重新優化配置及設定,主要包括系統變量及尺寸變量設置,層、線形設置等,使acad.dwg成為理想的樣板圖。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com

c.對acad.mnu進行優化,將許多常用命令放在最容易拾取的位置或固定位置。專業菜單部分可加入acad.mnu,也可以獨立編寫。

d.利用acad.pgp做簡化命令(10.0版以前的版本可在acad.lsp中用defun函數設定),編寫acad.lsp。

(2)專業繪图功能

a.專業图框繪制:可由菜單點取或用屏幕幻燈菜單點取,自動生成各种圖框。

b.专業常用圖塊:由菜單點取生成,自動插入斷線。

c.開發實用的專業绘圖工具程序:如標註標高、管徑、坐標、管道立管、代號、各种管件等的程序,繪制單、双線管道的程序,生成專業設計說明、圖例、專業詞組的程序,以及文字、線形、線寬編輯和表格操作等实用程序。
d.開發或引進建築圖繪圖程序。

專業CAD軟件包都應具有高效的繪圖環境,否則一旦自動生成等功能出現故障或不能適用時,用戶就只能用AutoCAD簡單命令來畫圖了。

2.專業繪图軟件的開發

在專業繪圖環境的基礎上逐步開發一些相對独立的專業繪圖軟件,逐步形成功能強,覆蓋面廣的给排水綜合軟件包。

目前已開發的較成熟的軟件有:民用建築給排水CAD軟件包、室外給排水管網計算軟件、給排水管道縱斷面圖绘圖軟件、給排水外部管網設計軟件等。

正在開發,初見成效的軟件有泵房設計軟件、平流沈澱池軟件、機械加速澄清池軟件、和市政管網CAD軟件等。

尚未深入開發,開發難度大,但預期效果好的軟件包括:輻射沈澱池、旋流沈澱池、水塔、綜合管溝、架空管網、過濾間、軟水站、汙泥脫水間設計等項目。

給排水軟件開发的另一條思路是發展給排水設備和構築物的標準CAD图形庫,從而提高圖紙復用率,這比編制自動成圖的軟件要容易得多。標準CAD圖形庫還可以由權威部門編制後,作為標準圖出版。此外,標準圖還可作為軟件包的一部分,即軟件包可以交互式自動生成圖形,也可以通過自動計算直接調用相應的標準圖。

3.高階段設計及方案優化設計軟件的開發在

利用CAD进行高階段設計及方案優化设計方面,除在民用建筑給排水領域有個別公司研究外,在其它給排水領域中的研究国內還未見到報道。方案優化軟件的難點在於系統化的設計思路和設計經驗向計算機程序的轉化,其中給排水及循環水流程的方案優化模型的建立本身就是給排水设計的一個難題。目前這方面進展緩慢的原因首先是它對開发人員要求高,這一領域的理想人選稀少;其次是給排水专業行業多,領域廣,需開发的軟件工作量巨大,具备這方面精力的研究部門或公司還很少。

總之,給排水专業繪圖軟件包開發是一項艱苦的工作,需要創造一個規模生產,流水線開發的環境,投入一大批高層次的人才。各部門的研究人員既要知難而進,又要避免重復勞動,在各行业、各領域開發出各有特色的實用專业軟件。

四、給排水CAD軟件包開發實例———BYWAT

1.軟件包結構

專業繪圖環境-CA AutoCAD12.0漢化版
AutoCAD配置及改- 系統配置
參數設置
菜單優化
命令簡化
專業繪圖功能-
專業圖框繪制
專業图塊繪制
專業工具程序
繪建筑圖程序
BYWAT-(2.0)b.    
专業繪圖軟件- IS泵及S泵基礎繪圖軟件
水泵底座繪图軟件
材料表等填充軟件
給水管縱斷面圖繪圖軟件
排水管縱斷面圖繪圖軟件等多常

 

2.軟件包主要技術特点

(1)符合設計人員設計習慣,簡便易學。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com

(2)速度快,可提高設計繪圖速度3到5倍。

(3)可由用戶幻燈菜单自動點取專業圖框。

(4)有豐富的专業圖形符號,插入時管道自动斷線。

(5)可方便地繪制建築圖。

(6)具有各種類型的標高、管徑、坐标等標註功能以及一些方便實用的程序。

(7)繪材料表只需在屏幕菜單中點取材料名稱即可將名稱、材料、單位、标準圖號等填入材料表中的合適位置,序號、數量也特別方便,速度快,輔助功能及提示功能強。如果需要,還可以自動填入單重,自動計算並填入總重。

(8)各型號水泵基礎自動繪制,半自動生成水泵底座圖形,自动計算和生成材料表。

(9)給排水管道縱斷面圖軟件交互式、參數化繪圖,可自動計算,並有輔助功能。

3.專業軟件實例———排水縱断面圖繪圖軟件

給排水縱斷面圖在冶金给排水設計中約占施工圖總量的近10%,規律性也較強,較適合開發專業繪圖軟件。本軟件原采用LISP語言編寫,由主程序及輔助功能組成,包括程序600多句和幾個圖塊、幻燈等。其中主程序結構較復雜,多处使用循環語句及LISP語言擅長的表處理語句。軟件完全按照冶金设計院設計繪圖習慣及順序設計,操作特別簡單,用戶只需交互式輸入简單的參數,即可完成完整理想的縱斷面圖。

输入比例尺後,程序自动繪制排水縱斷面圖表頭。此後按順序輸入節點,節點平面距離、管徑、地面標高、管內底標高、坡度、管材代號、平面示意圖種類後,程序即可画出這段管及有關的全部文字、图形,並計算出下一點的管內底標高。以後每輸入一段管的參數,即可畫一段管,與前段管相同不必重新輸入。每個井均可有跌水,軟件還可自動畫出各種平面示意圖。同一表頭內可結束一條管,再給起點畫下一條管。軟件的輔助功能可進行交叉等處理。此外軟件還有較強的容錯功能。

改進以後,加入可編程對話框,每確認一個對話框即可画一段管,使輸入更加簡潔。軟件還可以從已編寫的數據文件中提取數據自動生成圖形,這也為從外網平面圖直接提取信息生成縱斷面图打下基礎。

用給排水縱斷面圖軟件繪圖,比手工快5倍以上。 给排水专业CAD软件开发方法探讨 免費論文下載中心 http://www.hi138.com
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