1．引言
法蘭連接結構由法蘭盤、密封墊、螺栓等組成，是管路系統重要的連接形式，在閥門及管道设计时，法兰的标准、结构选择以及图样生成是一项重要且烦琐的工作。法兰依管路的不同，涉及的标准规范繁多，结构多样，如何设计一种快捷便利的，含有标准数据的通用法兰生成程序，成为閥門等专业CAD系统设计中一项较有意义的工作。
2．法蘭連接概述
目前，我国管路系统常用的法兰标准有：中国国家标准：GB/T 9112～9124；GB/Tl 7241.1～17241.7；GB/T15530.1～15530.8；中国机械行业标准：JB/T74～86；中国化工行业标准：HG20592～20626；中国石化行业标准：SH 3406；美国标准：ASMEBl6.1；ASMEBl6.5；ASMEBl6.47；日本标准：JIS B2220；国际标准：ISO 7005-l；欧盟标准：ENl092-l～1092-4；此外德国标准、英国标准、前苏联标准等也有一定程度的应用。
由于曆史的原因，目前法蘭標准中的公稱壓力和公稱通徑形成了歐、美兩大體系，尺寸參數互有借鑒但存在較大的不同，很難通用。程序設計時必須分開羅列，分別組織，數據量十分龐大。
法兰依类型可分为：整体法兰、对焊法兰、承插焊法兰、螺纹法兰、平焊法兰等，根据密封面形式又可分为：平面法兰、突面法兰、凹凸面法兰、榫槽面法兰、环连接面法兰等，在数据组织，图形生成和界面设计时必须考虑到相互的组合多样。实际上，法兰的结构形式并不仅限于这些，如閥門的中法兰结构就是一种非标准的法兰连接，软件设计中也应考虑这类工程应用。
作爲一種標准管道附件的輔助設計工具，軟件系統還應體現：數據准確，操作簡潔，表達合理、靈活，編輯方便，具有可擴展性等特點。
3．數據組織
从CAD开发的角度来看，法兰具有结构简单，图形表达方便，标准化、系列化程度高的特点。但法兰涉及的标准繁多，数据量庞大，数据的有效组织，快速检索、调用，二次编辑，以及用户自定义等，成为法兰CAD系统开发的难点之一。最有效的办法就是引入数据库系统来管理法兰数据，由于CAD系统通常都不具备功能强大的数据库功能，只有寻求外部数据库链接，数据库链接是CAD中连接图形对象和数据的有效方式，它比AutoCAD环境中的其他的数据引用方式更加灵活。目前，可供选择的关系数据库产品有很多种，如：VF、SQL、Oracle、Ac-cess等，其中Access是Microsoft Ofrice的组件，接口丰富，适应性强，应用更加广泛。法兰数据虽然繁多，但数据结构并不复杂，使用Access作为数据管理工具完全能够满足系统要求。
4．程序結構
4．1 程序流程
本系统集成于AutoCAD环境，主程序及图形生成程序采用Visual Lisp完成，人机界面采用Delphi编写，Access负责数据库操作，流程如图所示。
首先在AutoCAD環境下由菜單運行Lisp主程序，系統自動調用由Delphi控制程序生成的人機界面，人機界面接受用戶的交互式操作，根據用戶選擇由數據庫訪問程序訪問Access數據庫，提取所需數據，最後由繪圖參數接口程序將繪圖所需參數傳遞給參數化圖形生成程序，生成圖形。
4．2 主要技术特征
程序設計了標准數據檢索和自定義參數管理系統，標准數據庫結構不可更改，自定義參數管理系統對用戶開放，具有無限量數據擴充功能，適應多種工程應用。所有操作欄目具備記憶功能，建立“名詞術語庫”以方便操作和規範輸入。
程序中引用了“成組技術”，對法蘭亞元進行編碼，以便于數據的歸類組織。
4．3 Delphi程序的调用
法蘭CAD的開發涉及大數據量操作和多級複雜界面的設計，一般圖形開發工具難以完全滿足要求，我們嘗試了選擇Delphi7語言設計界面和數據庫操作程序。Delphi是：Boland公司推出的可視化編程環境，它提供了方便、快捷、高效的windows應用程序開發手段，將面向對象的語言功能和方便的可視化開發環境緊密結合在一起，並且具有強大的數據庫處理功能，Delphi程序的調用並不困難，只要Lisp主程序通過startapp函數來激活即可，如(startapp”delphi控制程序．exe”)。
但Lisp程序一旦啓動了外部應用程序，就不能對它進行控制，造成Delphi控制程序運行中會出現拾取設備的點擊錯誤，因此，在Delphi控制程序中對目標範圍要作強制限定，語句實例：
……
var pos:trect;
begin
post:=人機界面控件.BoundsRect;
mapwindowpoints(handle，O，pos，2)；
clipcursor(@pos)；
end；
……
4．4 参数传递
參數在系統中是由數據庫傳遞給Delphi，再由Delphi傳遞給Lisp。
數據庫與Delphi之間的參數傳遞是由Delphi單方面控制實現的，Delphi通過自身的ADO組件可以輕松解決這一問題。
Delphi與Lisp之間的參數傳遞必須通過中間媒介實現，這個中間媒介就是數據文件。首先Delphi將經過處理的編碼信息和由數據庫傳遞過來的法蘭尺寸參數保存到數據文件中，然後Lisp通過讀取數據文件中的編碼信息和法蘭尺寸參數，破解編碼信息，調用繪圖子程序，依照法蘭尺寸參數生成圖形。
Delphi參數存儲語句段：
……
var myf：textfile；
if fileexists(数据文件)then
deletefile(數據文件)；
assignfile(myf，數據文件)；
rewrite(myf)；
writeln(myf，edit．text)；
……
Lisp讀取參數語句段：
……
(defun getfile(filename/s s_Line SS_line)
(setq s(open filename”r”))
(while(setq s—line(read—line s))
(setq s_line(list s_line))
(setq ss—line(append ss—line s—line)
)
……
5．界面設計
人機操作界面采用多級彈出式對話框界面，在AutoCAD中，對話框設計一般采用DCl，語言，但由于DCL語言不是可視化編程語言，在形成複雜界面和使用數據庫關聯組件的時候顯得力不從心。而Delphi豐富的可視化編程工具和強大的數據庫關聯組件，使這部分工作變得輕松和有效。
操作界面主要分爲法蘭結構生成界面和法蘭參數維護界面。
在法蘭結構生成界面中，用戶確定“材料大類”、“標准類型”、“法蘭類型”、“密封面”、“壓力等級”，系統將自動顯示法蘭亞元圖，並與數據庫實時通訊，在參數列表中實時反映符合要求的法蘭結構數據，實現交互式對話操作，根據所編輯參數，可以直接參數化生成所需法蘭結構圖形。
法蘭參數維護界面，如圖2所示，主要用于參數維護，特別是非標結構的自定義操作和未納入的標准參數擴充，普通用戶借此可以建立自己的法蘭結構數據庫，系統將自動將其接入法蘭結構生成界面，在操作上具有完全相同的形式。但在數據納入前，要合理歸類，以方便設計時的數據檢索。
界面設計時要充分考慮系統的友好與容錯，要有一定的提示與警告設置，並注意界面美觀合理。
6．結束語
采用計算機輔助設計方法來解決繁雜的法蘭結構設計問題是一次有益的嘗試，開發過程中要注意開發環境、開發工具的合理選擇，數據的組織，程序結構和界面設計是其中的關鍵，集成的工作環境，穩定的性能和開放的數據結構可以大大提高系統在工程應用中的實用性和適應性。
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