奥贝尔氧化沟参数化设计绘图系统的开发与研究 88页

奥贝尔氧化沟参数化设计绘图系统的开发与研究ThedevelopmentandresearchofOrbaloxidationditchparametricdesigndrawingsystem研究生：王晓侠指导教师：尹士君教授学科专业：市政工程二O一五年十二月 论文编号：课题来源：自选 分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文奥贝尔氧化沟参数化设计绘图系统的开发与研究作者姓名：王晓侠入学年份：2013年9月指导教师：尹士君教授学科专业：市政工程申请学位：工学硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：李亚峰答辩委员会组成：李亚峰黄彦张吉库蒋白懿晁雷许秀红杨辉论文评阅人：王欣欣李亚峰 硕士研究生学位论文摘要I摘要奥贝尔（Orbal）氧化沟作为一种具有脱氮除磷功能的新型工艺，其在经济和技术上有着很大的优势，在国内外的污水处理厂中得到了普遍的推广。AutoCAD作为一种通用的计算机辅助设计软件，在设计方面拥有着强大的功能，当在实际绘图过程中，AutoCAD软件仍然存在着一些不足，其不能进行大规模的计算，不能实现参数化、智能化绘图。在目前的奥贝尔氧化沟设计阶段，设计人员仍需要花费许多时间进行手动查表、计算及绘图。为解决这一问题，本课题对AutoCAD进行二次开发，研究了一款奥贝尔氧化沟参数化设计绘图系统软件，可以提高工作效率，提高设计精度。本课题阐述了奥贝尔氧化沟设计的基本原理，并对其设计计算内容进行了标准化设计，以《室外排水设计规范》GB50014-2006（2014年版）和《氧化沟活性污泥法污水处理工程技术规范》HJ578-2010作为为设计依据，对奥贝尔氧化沟的设计进行了标准化处理，选用污泥龄作为设计控制参数，选用污泥负荷、水力停留时间和单位耗氧量等作为辅助设计参数，根据《规范》中参数的范围作为设计参数选取的依据，并依据《规范》中的计算公式建立奥贝尔氧化沟参数化设计计算模型。本课题是以AutoCAD2008为开发环境，以ActiveXAutomation为开发技术，以VBA语言为开发工具，首次研究开发出关于奥贝尔氧化沟的具有设计计算功能和绘图功能于一体的参数化绘图软件系统。系统中涉及的内容主要包括以下两个方面：一方面是奥贝尔氧化沟的计算部分，即在输入原始设计参数和设计资料后，程序对奥贝尔氧化沟的各部位尺寸进行计算；另一方面是奥贝尔氧化沟的绘制部分，即依据尺寸计算结果，对奥贝尔氧化沟进行参数化绘图。绘图系统中的结构主要包括以下几部分：窗体界面的设计、尺寸计算模块、参数化绘图模块、块模块以及一些辅助模块，各个功能模块之间采用代码的方式将接口衔接到一起，实现了模块间数据的传输以及与用户之间的交互。本系统实现了任意剖的功能，使用者可以在绘制的图形上任意选取剖切面，系统便可绘制出相应位置处的剖面图。通过一些关于奥贝尔氧化沟设计的工程实例图纸，对奥贝尔氧化沟进行了标准化设计。设计了多个窗体界面，作为人机交互的接口，可以实现原始设计资料、设计参数的输入，并能显示奥贝尔氧化沟各部位计算后的尺寸，还可以对计算结果进行校核以及信息的提示，能够完成比例的选择以及绘图等命令。编制了多个奥贝尔氧化沟计算模块、参数化绘图模块以及绘图辅助模块等。通过这些窗体的设计和模块的编制完成了奥贝尔氧化沟参数化绘图的工作。绘制出奥贝尔氧化沟的平面图、剖面图，其中包括两张不同标高处的平面图和三张不同断面处的剖面图，均是以标准的CAD图形输出。如果用户需要对输出的图形做出改动，只需要在设计窗体中直接修改原始输入数据即可，程序便可重新运行。经过多次的研究和测试，可以得出奥贝尔氧化沟参数化设计绘图系统具有很强的实用性，可以满足一般的设计需要。 II摘要硕士研究生学位论文关键词：AutoCAD；VBA；奥贝尔氧化沟；标准化设计；参数化设计 硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractOrbaloxidationditchasanewkindoftechnologywithnitrogenandphosphorusremoval,whichhasagreatadvantageoneconomicandtechnical,andhasawidelypromotioninthedomesticsewagetreatmentplants.AutoCADasgeneralcomputer-aideddesignsoftware,ithasastrongfunctionintermsofdesign.Whentheactualdrawingprocess,AutoCADsoftwarestillhassomeproblems,whichcannotbelarge-scalecomputing,andparameterscannotbeachieved,intelligentdrawing.InthecurrentdesignphaseofOrbaloxidationditch,designersstillneedtospendalottimetomanuallylook-uptable,calculationanddrawing.Tosolvethisproblem,thesubjectisontheAutoCADforsecondarydevelopment,studiedsystemsoftwarethatOrbaloxidationditchparametricdesignanddrafting,whichcanimproveworkefficiency,andimprovedesignaccuracy.ThesubjectdescribesthebasicprinciplesofOrbaloxidationditch,andhasastandardizeddesignforitsdesignandcalculatescontent.In“outdoordrainagedesignspecifications”GB50014-2006（2014）asthedesignbasisforOrbaloxidationditchdesignwasstandardized.SRT(SludgeRetentionTime)choseasdesigncontrolparameters,selectsludgeload,hydraulicresidencetimeandunitofoxygenconsumptionassupplementarydesignparameters.Accordingtothescopeofthe“norms”ofparametersasbasisofdesignparameterselection,andaccordingtotheformulaofthe“norm”establishOrbaloxidationditchparametricdesignmodel.ThissubjectisbasedonAutoCAD2008forthedevelopmentenvironment,inActiveXAutomationfordevelopmenttechnology,andinVBAlanguagefordevelopmenttools,itisthefirsttimeresearchanddeveloptheparametricdrawingsoftwaredesignsystemaboutOrbaloxidationditchwithdesigncalculationfunctionanddrawingfunctioninone.Contentsofthesysteminvolvedmainlyincludethefollowingtwoaspects:OntheonehandisthecalculationpartofOrbaloxidationditch,thatafterenteringtheoriginaldesignparametersanddesigndata,theprogramwillcalculateeachpartsizeofOrbaloxidationditch;OntheotherhandisthedrawpartofOrbaloxidationditch,thatdependingonthesizecalculatetheresults,conductparametricdrawingforOrbaloxidationditch.Thestructureofmappingsystemincludesthefollowingaspects:designofformsinterface,sizecalculationmodule,parametricdrawingmodule,theblockmoduleandsomeauxiliarymodules.Thewayofbetweenthevariousfunctionalmodulesadoptcodewilllinkuptheinterfacetogether,achievethetransmissionbetweenmodulesandtheinteractivebetweenusers.AboutOrbalthroughsomeoxidationditchdesignengineeringdrawingexamplesofOrbaloxidationditchstandardizeddesign.Multipleforminterfacedesign,human-computerinteractionasaninterface,youcanachievetheoriginaldesigninputdata,designparameters,andcandisplaythesizeofeachpartOrbaloxidationditchaftercalculation,theresultscanalsobechecked,andinformationtips,tocompletetheselectionandtheproportionofdrawingcommands.CompiledapluralityofOrbaloxidationditchcalculationmodule,parametricdrawingmoduleanddrawingaidsmodule.PreparationoftheseformsofdesignandmodulesbycompletingtheOrbaloxidationditchparametricdrawingwork.Ifusersneedtooutputgraphics IVAbstract硕士研究生学位论文tomakechanges,onlyneedtodesignaformyoucandirectlymodifytheoriginalinputdata,theprogramcanbererun.Afterrepeatedresearchandtesting,wecandrawOrbaloxidationditchparametricdesigndrawingsystemisverypractical,designedtomeetthegeneralneeds.Keywords:AutoCAD；VBA；Orbaloxidationditch；Standardizeddesign；Parametricdesign 硕士研究生学位论文目次I目次摘要................................................................................................................................................IAbstract..........................................................................................................................................III第一章绪论...................................................................................................................................11.1课题研究的目的和意义....................................................................................................11.2国内外同类课题研究现状及发展趋势............................................................................21.2.1国外研究现状..........................................................................................................21.2.2国内研究现状..........................................................................................................21.2.3给排水CAD软件的发展前景..............................................................................31.2.4CAD二次开发技术面临的现状问题.....................................................................41.3本文主要研究内容...........................................................................................................51.3.1开发工具.................................................................................................................51.3.2研究内容.................................................................................................................5第二章CAD二次开发的理论基础..............................................................................................72.1理论基础............................................................................................................................72.1.1CAD的概述..............................................................................................................72.1.2AutoCAD的基本功能..............................................................................................82.2AutoCAD二次开发...........................................................................................................82.2.1CAD二次开发的概述.............................................................................................82.2.2CAD二次开发的主要内容....................................................................................82.2.3CAD二次开发的基本过程.....................................................................................92.2.4CAD二次开发的特点.............................................................................................92.2.5CAD二次开发的编辑语言...................................................................................102.2.6CAD二次开发的工具...........................................................................................102.3开发工具VBA的简介....................................................................................................132.3.1VBA编程三要素..................................................................................................132.3.2AutoCADActiveXAutomation技术.....................................................................132.3.3VBA集成开发环境（IDE）.............................................................................142.3.4VBA宏..................................................................................................................15第三章奥贝尔氧化沟设计的基本原理.....................................................................................173.1氧化沟技术概述..............................................................................................................173.1.1氧化沟的工艺特点...............................................................................................173.1.2氧化沟的类型.......................................................................................................183.2奥贝尔氧化沟简介..........................................................................................................193.3奥贝尔氧化沟的设计要求..............................................................................................21 II目次硕士研究生学位论文3.4奥贝尔氧化沟的设计计算..............................................................................................233.4.1设计参数的选择...................................................................................................233.4.2奥贝尔氧化沟设计计算的标准化处理...............................................................233.4.3奥贝尔氧化沟曝气系统设计计算.......................................................................263.5本章小结.........................................................................................................................29第四章奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的研究...........................................................................314.1参数化绘图......................................................................................................................314.1.1参数化绘图的概述...............................................................................................314.1.2参数化绘图的表现形式.......................................................................................314.1.3参数化绘图的特点...............................................................................................324.1.4参数化绘图的步骤...............................................................................................324.2参数化绘图系统的设计流程..........................................................................................334.2.1奥贝尔氧化沟的设计计算...................................................................................334.2.2奥贝尔氧化沟参数化绘图的实现.......................................................................334.3参数化程序设计的主体结构..........................................................................................344.4奥贝尔氧化沟参数化绘图技术的实现..........................................................................384.4.1界面设计................................................................................................................384.4.2奥贝尔氧化沟设计计算模块................................................................................384.4.3奥贝尔氧化沟的参数化绘图模块........................................................................404.4.4奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的辅助模块........................................................444.5系统菜单的定制..............................................................................................................454.6本章小结..........................................................................................................................46第五章实例分析.........................................................................................................................495.1基础资料..........................................................................................................................495.2程序的操作及运行..........................................................................................................495.2.1原始资料录入........................................................................................................495.2.2设计计算与校核....................................................................................................525.2.3参数化绘图............................................................................................................575.2.4剖面位置的选取及绘制........................................................................................615.3本章小结..........................................................................................................................64第六章结论.................................................................................................................................676.1结论..................................................................................................................................686.2建议..................................................................................................................................68参考文献.......................................................................................................................................69作者简介.......................................................................................................................................73致谢...........................................................................................................................................73 硕士研究生学位论文ContentsIContentsAbstract.............................................................................................................................................IAbstract..........................................................................................................................................IIIChapter1Isagoge............................................................................................................................11.1Thepurposeandmeaningoftheresearch...........................................................................11.2Thedomesticandforeignpresentresearchsituationandthedevelopmenttrend..............21.2.1Foreignsituation.......................................................................................................21.2.2Domesticsituation....................................................................................................21.2.3DevelopmentprospectsofCADsoftwareforwatersupplyanddrainage...............31.2.4ThecurrentsituationofCADsecondarydevelopmenttechnologyfacingproblems41.3Themainresearchcontents.................................................................................................41.3.1Thedevelopmenttools..............................................................................................41.3.2Theresearchcontent.................................................................................................5Chapter2ThetheoreticalbasisofCADsecondarydevelopment...................................................72.1Theoreticalbasis.................................................................................................................72.1.1ThesummaryofCADsecondarydevelopment.........................................................72.1.2ThebasicfunctionofAutoCAD................................................................................82.2AutoCADsecondarydevelopment.....................................................................................82.2.1Thesummaryof........................................................................................................82.2.2ThemaincontentofCADsecondarydevelopment..................................................82.2.3ThebasicprocessofCADsecondarydevelopment.................................................92.2.4CharacteristicsofofCADsecondarydevelopment..................................................92.2.5EditinglanguageofCADsecondarydevelopment..................................................102.2.6ThetoolsofCADsecondarydevelopment..............................................................102.3ThesummaryofthedevelopmenttoolVBA....................................................................132.3.1ThethreeelementsofVBAprogramming..............................................................132.3.2AutoCADActiveXAutomationtechnology............................................................132.3.3VBAintegrateddevelopmentenvironment（IDE）..............................................142.3.4VBAmacros.............................................................................................................15Chapter3ThebasicprinciplesofOrbaloxidationditchdesign....................................................173.1Thesummaryoftheoxidationditch.................................................................................173.1.1Thefeaturesoftheoxidationditch.........................................................................173.1.2Thetypeoftheoxidationditch...............................................................................183.2TheIntroductionofOrbaloxidationditch........................................................................193.3ThedesignrequirementsofOrbaloxidationditch...........................................................213.4TheDesigncalculationofOrbaloxidationditch..............................................................223.4.1Theselectionofdesignparameters.........................................................................223.4.2ThestandardizationofOrbaloxidationditchdesignandcalculation.....................233.4.3Orbaloxidationditchaerationsystemdesignandcalculation...............................263.5Thesummaryofthischapter.............................................................................................28 ПContents硕士研究生学位论文Chapter4TheesearchofOrbaloxidationditchparameterizedplottingsystem...........................314.1Theparameterizeddrawing...............................................................................................314.1.1Thesummaryofparametricdrawing......................................................................314.1.2Theformsofparametricdrawing...........................................................................314.1.3Thecharacteristicsoftheparametricdrawing........................................................324.1.4Theparameterizeddrawingsteps............................................................................324.2Thedesignprocessofparametricdrawingsystem...........................................................334.2.1ThedesigncalculationofOrbaloxidationditch.....................................................334.2.2TherealizationofOrbaloxidationditchparametricdrawing.................................334.3Themainstructureofparametricprogramming...............................................................344.4TherealizationofOrbaloxidationditchparameterizeddrawingtechnology..................384.4.1Interfacedesign.......................................................................................................384.4.2ThedesigncalculationmoduleofOrbaloxidationditch........................................384.4.3TheparametricdrawingmoduleofOrbaloxidationditch......................................404.4.4TheauxiliarymoduleofOrbaloxidationditchparameterizeddrawingsystem......444.5Thesystemmenucustomization.......................................................................................454.6Thesummaryofthischapter.............................................................................................46Chapter5Theexampleanalysis....................................................................................................475.1Basematerial.....................................................................................................................475.2Programoperationandoperation......................................................................................475.2.1Inputdata................................................................................................................475.2.2Designcalculationandchecking............................................................................515.2.3Parametricdrawingdesign......................................................................................565.2.4Sectionpositionselectionanddrawing..................................................................605.3Thesummaryofthischapter.............................................................................................63Chapter6Conclusion.....................................................................................................................656.1Conclusion........................................................................................................................666.2Proposal............................................................................................................................66Reference.......................................................................................................................................67Authorintroduction........................................................................................................................71Acknowledgements........................................................................................................................73 硕士研究生学位论文第一章绪论1第一章绪论1.1课题研究的目的和意义在上个世纪八十年代之前，在进行给排水的设计时，设计工作者进行设计的主要绘图方式就是手绘，还几乎没有接触到CAD这一种绘图软件。在八十年代末九十年代初的这一段时期，一些设计院开始陆陆续续的接触CAD,但是还没有进行大规模的使用，只是在一些图块方面或者一些比较小规模的程序方面得到应用，只应用了CAD众多功能中的一小部分。但是从1993年开始，在给排水设计方面，CAD的应用范围变得更加广泛，对其开发和研究的速度也在不断加快。在1994年年底，在全国的给排水学会和给排水技术网共同召开了一个以“计算机技术在给排水设计方面的应用”为主题的会议上，多方代表均提出要大力发展CAD的使用，通过这次会议，关于给排水的设计软件得到了进一步的推广[1]。经过多年的发展，现在CAD在给排水领域的发展已经获得了不俗的成绩，特别是在建筑给排水方面，一些软件已经的得到了广泛的应用，例如现在被普遍应用的天正设计软件等[2]。它们都有着十分强大的功能，可以进行平面图的设计，在平面图的基础上，可以将系统图、材料一览表和设备一览表生成出来，还可以对外网进行计算，想要获得的图形也能自动生成，功能十分强大。还有一些比较特殊的软件，在室外设计和泵房设计方面都取得了一定的成绩。就目前的状况来说，在建筑给排水方面，被开发应用的软件比较多，并且还有着更大的发展空间。而针对给排水的其他领域，在开发和应用方面都存在着很大的问题，由于没有前期的相关方面的研究，再进行研究和开发都会有很大的难度，投入较多的人力和物力，但是不一定会取得较高的回报，所以在这一方面还没有太多的公司愿意涉及，出现了发展缓慢这一问题。针对我们常用的CAD软件，只有很少的一部分人在进行市政方面的软件开发，关于CAD的研究开发还没有制定一个专业的标准或者设计规范[3]。就目前已经正在使用的一些商业软件多数都没有经过国家相关部门的鉴定，对于其使用方面还有一定的安全隐患。不同的设计院、不同的设计部门在对给排水软件的应用程度大有不同。有些是直接购买了一些给排水方面的应用软件，有的则是自行研发了一些新型的设计软件，而大部分的一些单位还是应用最原始的CAD绘图软件，没有进行过多的开发，在绘图方面，没有更多的应用到CAD软件的优势。在给排水领域，对于CAD的研究还要有一定的突破。在一些规模较大的设计院中，已经认识到了计算机辅助设计研究和开发的重要性，他们投入了大量的人力和物力来进行研究，研究一些适用于本单位使用的专业性很强的应用程序，但是碍于没有过多的开发经验，现在还没有取得满意的成绩。AutoCAD作为一款使用范围非常广的计算机辅助设计软件，在二维图形的绘制和三维 2第一章绪论硕士研究生学位论文图形的绘制方面都有着较强的功能。在给排水领域对CAD进行二次开发，可以将一部分手动绘图的步骤转化为自动化绘图，还可以在数据计算方面将计算速度和计算的精度均得到提高，针对重复输入数据这一过程得到了避免，同时设计效率也得到了提高，因此可以看出，CAD的二次开发对于给排水设计的发展而言是有着多么重要的作用，其应用价值也是十分重要的[4]。1.2国内外同类课题研究现状及发展趋势在最近的二十年间，计算在我国已经取得了广泛的应用，人们的生活由于计算的出现，已经发生了很大的改变，人们可以选择更多的娱乐方式，同时也有了更多的交流话题。在关于计算机的辅助设计方面，也就是有关于CAD在各种不同行业之间的影响也是不能够被忽视的，以往的设计方式得到了改变，在设计效率和设计的精准程度上都有了一定的提高，同时设计过程也变得更加简单。1.2.1国外研究现状随着计算机技术的发展，已经研制出多种给排水软件，WaterCAD、HAMMER和BioWIN等软件是目前在给排水领域应用较多的。WaterCAD由美国的海思得公司研究成功的，将绘图、管网模型建立、平差计算以及绘图等多个功能集合于一体[5]。在WaterCAD的应用界面可以使用AutoCAD拥有的各种功能，例如对象追踪、对象捕捉等。WaterCAD软件内部拥有十分先进的管网平差内核，同时还可以对绘制的图形进行快速的标注，对管网漏水这一情况可以进行模拟，进行供水安全评估，对调速泵进行控制和调度等多种功能。HAMMER是一款可以对水锤进行精确计算和进行高级数字模拟的软件，当各种给水系统、污水系统以及工业水系统中发生水锤现象后，此款软件可以对此种现象进行计算以及模拟[6]。在数据输入方面，设计人员无需再输入大量的数据，减少设计人员的工作时间，被节省下来的这部分时间，可以让设计人员将更多地精力用于解决现有的问题。HAMMER还具备一个更强大的功能，可以对任何管道系统中流体状态进行数学模拟和状态模拟[7]。BioWIN模拟软件是在上个世纪九十年代初期由加拿大的一家公司研发的，经过多年的不断探索，软件的应用不断得到完善，现已在美国、加拿大等地区广泛的被使用，在当地的污水处理行业以及多个市政设计院使用的标准工程工具[8]。现在最新版本的BioWIN软件可以对污水厂的生物脱氮除磷工艺以及厌氧硝化系统进行模拟，还可以对固定生物膜反应器和生物移动床反应器进行模拟[9]。1.2.2国内研究现状现在国内使用比较广泛的给排水软件有天正、浩辰、中望CAD、鸿业等,许多高校现在也在进行新型软件的开发。天正给排水是由天正公司开发的一款软件，天正给排水2014是目前最新的版本，它 硕士研究生学位论文第一章绪论3可进行建筑图绘制、室内给排水系统、室内喷淋与消防系统、水泵水箱间、室外给排水系统等的绘制，同时还兼具计算功能。浩辰CAD是由浩辰公司开发的一款软件，拥有较快的运算速度，运行稳定性也比较好，与AutoCAD能够兼容，它的界面风格和操作习惯，同AutoCAD的基本一致，并开发出了满足中国用户的独特需求的特点[10]。中望CAD+，是由中望公司开发出的一款新的软件，不仅运行稳定，运行速度也快，持续改进软件的功能，而且兼容最新的DWG文件格式，其具有创新的智能功能，CAD设计过程得到了简化，是选择CAD软件方面应该首先考虑的一种。鸿业市政管线设计软件，由北京鸿业公司研制开发的，其设计范围包含了：对地形进行处理、绘制道路管线、绘制管线平面图和纵断图、进行管线综合调整、管网平差计算等。该软件在设计过程中可观察到纵断面设计的全过程，可以对管线进行标注，标注内容还可以进行自动更新，绘制管道的线型可采用多种，如多段线、直线以及圆等等，专业性强，涵盖面广，具有较高的自动化程度。对给排水CAD的辅助设计研究中，科研部门以及各大院校对排水管网优化方面以及地理信息系统方面的研究比较多，计算机设计应用在水处理方面的研究成果如下：（1）常用泵的智能选择及查询手册。该软件较全面地收录了常用水泵的特性曲线、主要技术参数及外形安装尺寸等资料，可供使用者方便查询。（2）传统推流式曝气池系统参数化绘图设计的研究[11],该软件由沈阳建筑大学柳林等人研制与开发，主要基于AutoCADVBA的传统推流式曝气池系统参数化设计进行的研究与开发。（3）沉砂池[12]和沉淀池[13]参数化绘图设计的研究。该软件分别由沈阳建筑大学王颖和李滨羽等人研制与开发，分别针对于旋流式沉砂池和斜管沉淀池基于VBA的参数化设计进行研究与开发。（4）滤池参数化绘图设计的研究[14-15]。该软件分别由沈阳建筑大学孙梦秋和田丽娜等人研制与开发，基于AutoCADVBA的V型滤池和硝化曝气生物滤池系统参数化设计进行的研究与开发。1.2.3给排水CAD软件的发展前景随着软件发展的系列化和专业化，其兼容性也随之提升，也就是软件之间能够就能够直接使用或者互相进行转换，相对应的专业内容也将更加的丰富全面，不仅局限于生成透视图，管道纵断面图和剖面图等也能够生成，从而得到三维空间图，更加全面直观的理解图片或者图形。给排水专业CAD软件由很多个子程序组成，这些子程序还能够以独立的形式出现并被设计使用，逐步实现软件的系列化并使其功能更加强大。随着功能的更加强大，设计师的计算和数据与图形的完整统一将有待提高。例如环状管网，已开发出来用以计算，并且有众多系统能够分析计算，最后能实现图形的自动进行并完成计算[16]。未来，更加复杂的给排水系统的设计，我们将以软件能够智能识别并且进行水力计算为目标，避 4第一章绪论硕士研究生学位论文免让设计人员一步一步的查找手册来完成其设计计算内容，软件能够提供提示设备，供设计人员选择参考。与此同时，软件的数据库应尽量完整，供设计人员查询与调用。软件之间也要能够进行建筑设备的相互性的协调。管道之间相互碰撞的问题在现阶段严重地困扰着设计人员，在不久的将来，软件还能够检测出给排水管道、电气架桥、构筑物结构和暖通风管之间的碰撞，促进各专业之间的完美配合，除此之外，可以自动为土建工程预留孔洞，这样也帮助了相关专业的工作。未来系统的发展是优化设计，从而将系统达到专家系统的水平。将专家系统进行扩充利用，设计时能够提供相关的询问选项，从而确定正确的方式来选择系统并进行设计，迅速产生合理的设计方案。为了使优化设计理念能够尽快并且完好的得到满足，系统运算速度的提高和软件存储空间的增大是不可或缺的，当然，在保证设计质量的前提下，尽量降低成本费和工程费，也是保证复核规范要求以及节省经济的技术需求。在设计施工图时，智能地分析出管道的最佳走向月设备的最佳布置。未来，多屏显示在软件中将得以实现，这个多屏显示不是现在意义上的多屏显示，它是在参考建筑给排水设计的特点的情况下，将透视图细化，呈现出几个部分，在多个屏幕上同步显示，使得重叠的透视图能够清晰明了的出现在多个屏幕上，从而能够进行更加准确的分析，才能够更加直观准确的设计。将内部所有的计算机加强联网性能，使其组成一个局部的网络，然后将这个局部的网络与高速运转的网络联合起来，从而每台计算机都能够与其他所有的计算机进行交流，使得每台机器上的软件、资料等能够对自己有帮助的资源都能够进行共享。随着时代的发展，科技的进步对每个行业都会产生一定的影响，计算机的高速发展也将会给给排水专业CAD软件的开发带来非常大的益好处，在计算机科技飞快发展的引导下，我们曾经想都不会想到的东西，在未来均有可能被实现，软件未来的发展方向就是朝着更加智能化、方便化的方向，最终的设计成果也是能够节约能源，方便施工，其安全可靠性也得到了提高。1.2.4CAD二次开发技术面临的现状问题1、将CAD作为辅助绘图工具。现在大部分的单位还是在使用CAD上的简单的绘图功能，只是利用CAD将最后的设计图形绘制出来，进行设计计算的过程还是由设计人员独自完成的，只利用了CAD的一小部分功能，没有充分利用CAD。2、产品和零部件的标准化不足。现在有许多零部件没有标准化，越来越多的零件流到生产过程中，导致零件数量的增长没有限制。3、集成化程度不高。CAD、CAM和CAE的之间的集成度不够高，关于各个软件之间的信息共享程度较低。4、缺乏完整的数据管理系统和过程管理系统。因为企业中缺少一个完整的数据库，对于设计过程中的数据和运行过程无法得到及时的管理，信息共享速度迟缓，各部门之间就不能够得到很好的沟通，数据一致性差，安全性差。5、现在大部分高校开发研究的软件的出图标准还达不到施工图的出图标准，只能达到工艺设计的阶段，需要突破这一瓶颈，争取在实际工程中得到应用。 硕士研究生学位论文第一章绪论51.3本文主要研究内容对奥贝尔氧化沟的参数化绘图系统的研发是本课题的主要研究内容。它将AutoCAD2008作为平台，对其进行二次开发，并在实际工程项目中进行试用开发出的参数化绘图软件。1.3.1开发工具本文利用VBA作为开发工具，它是内置于AutoCAD中的一种开发工具，ActiveXAutomation作为接口服务器，它的作用是VBA与AutoCAD进行通讯联系的媒介[17]。VBA具有非常精简的结构，并且存储于主程序的内部，正因为如此，它的代码运行效率极高。在AutoCADR14版就开始添加了VBA，当绘图功能强大的AutoCAD遇到了程序语言功能强大的VisualBasic，二者的强强结合就使得工作效率有了很大的飞跃[18]。1.3.2研究内容（1）奥贝尔氧化沟的标准化设计，就是建立一个满足参数化设计的数学模型。建模之前需要分析V型滤池的工作原理，不但要标准化处理滤池的设计参数，而且对滤池的结构尺寸也要进行标准化的处理。（2）向计算机中输入所需的数据时以文本框等为输入方式，并对滤池池体的大小、管渠构件尺寸等相关信息进行选择确定。（3）编辑程序计算模块和绘图模块，编辑语言采用VBA语言，而技术支持则是采用ActiveXAutomation技术。程序编制完成后，计算机首先会读取用户填写的信息，然后将有效信息传递到设计计算的程序以完成滤池的工艺尺寸计算，同时显示并保存计算所得结果，最后绘图模块会得到通过程序传递过来的设计计算的结果。（4）研发了奥贝尔氧化沟的参数化绘图方法，包括平面和剖面图的绘制、大样图的绘制、文字尺寸的标注、标高标注等等。奥贝尔氧化沟的各部分尺寸是计算机通过计算模块算出的，计算完成后，绘图模块通过程序得到计算机传递过来的尺寸，然后根据传递过来的尺寸进行奥贝尔氧化沟的绘制，其中要绘制平面图和剖面图，最后在CAD界面上呈现出所要绘制的图形。（5）可以在图形文件中应用图块定制与图块插入的技术方法，如果在应经打开的图形中想要插入一个还没有打开的图块时，就需要应用的技术是ObjectDBX[19]。绘制奥贝尔氧化沟时，滤池中有些图形尺寸是不会发生任何变化的，这时就可以将这些图形编辑成外部图块，然后在绘图时直接调用即可，如此一来就能避免重复的绘图，提高工作的效率。（6）将图形中出现次数很多的固定图块，将其单独编辑成为一个代码模块，当需要绘制时就在程序中直接插入宏代码，省去了重复编写的麻烦，这样一来既精简程序代码又提高了计算机的运行速度。（7）为了迎合设计者的使用习惯，设计友好的界面以及用户与计算机进行交互的窗 6第一章绪论硕士研究生学位论文体。当开发工具以及软件的程序流程确定以后，需要进行专业技术的确定。首先要选择奥贝尔氧化沟的标准形状，选择时一定要注意选取目前应用范围比较广的氧化沟设计。当氧化沟的沟型已经选定完成，接下来就要思考对整个氧化沟的一体化与标准化设计。设计者应该对每一个构筑物的设计计算过程清晰明了、对绘图画法了如指掌。如上所诉，当编程技术与专业技术问题都迎刃而解，便能够着手对CAD进行二次开发，逐渐完成奥贝尔氧化沟的参数化设计绘图了。确定软件的开发工具和程序流程后，还要保证专业技术的要求。首先，应该进行标准化的构筑物的选择，然后考虑到构筑物的设计参数，计算每个部分标准的大小，软件开发人员需要了解构筑物每个部分的计算方法和画法。首先应进行构筑物的标准化选型，之后考虑构筑物的设计参数、各部分尺寸计算的标准化，软件开发者需对构筑物每一构造部位的计算方法和画法了解透彻。解决上述相关问题后，便可着手对AutoCAD的二次开发实现所选构筑物的参数化绘图。 硕士研究生学位论文第二章CAD二次开发的理论基础7第二章CAD二次开发的理论基础本课题的奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的设计是在AutoCAD2008环境下，二次开发采用的编程语言是内置于AutoCAD内部的VBA语言，该程序编制完成后同样是在AutoCAD2008的接口中实现运行，本章简要介绍CAD、AutoCAD二次开发及开发工具、VBA集成开发的环境及技术等内容。2.1理论基础2.1.1CAD的概述CAD的全称是ComputerAidedDesign，即计算机辅助设计，设计工作者通过应用计算机以及绘图工具，从而完成所要设计的内容。进行设计的过程中，会采用多种设计方案，要通过使用计算机，计算出各种情况下的不同的计算成果，再通过对各个结果进行比较、分析，最后确定出各个方案中比较优秀的方案；关于设计方面的资料，其中包括文字资料、数字资料以及图形资料，均是被存于计算机的内部，如果需要使用，便会被迅速的搜索到；设计工作者一般是先画出草图，然后计算机就会把草图转换为施工图的工作完成；当计算机计算出结果时，依据结果便可迅速的绘制出图形，帮助设计工作者对设计图形做出及时有效的修改；可以在绘图界面上，对绘制好的图形进行编辑、对图形进行缩放、旋转等，这些命令都可以帮助设计工作者能够更好的完成绘制工作。CAD技术是在20世纪50年代后期兴起，现已得到广泛的应用，占据了机械行业、建筑行业、城市规划等行业，已然逐步成为衡量国家科技现代化的标准。在产品设计方法和计算机技术不断发展的前提下，CAD不仅仅是单纯的绘图辅助工具，更发展为产品设计辅助软件。在当前的设计领域中，AutoCAD是所有CAD软件中被使用最多的一款，1982年，Autodesk公司第一次研发出了计算机辅助设计软件，主要功能是进行二维的图形绘制、文档设计及基本的三维设计等。现已是国际上广泛流行的绘图工具。AutoCAD具有很强的适应能力，在任何一款操作系统中被安装、使用。与AutoCAD类似的CAD软件还包括：Unigraphics(UG)，主要功能包括变量化和参数化建模技术的结合，以及全套装配设计、工程分析等强大功能，还在曲面造型、数控加工等方面很有特色，广泛应用于航空及汽车工业领域[20]；Pro/Engineer，主要特点是基于特征的参数化建模，拥有着十分强大的设计能力，设计出的三维图形在软件的作用下可以直接生成二维图形[21]；SolidWorks，在Windows的操作平台下，它的主要功能体现在可以进行零部件的设计、装置配备的设计以及一些模块的参数化设计，界面简单易操作[22]。 8第二章CAD二次开发的理论基础硕士研究生学位论文2.1.2AutoCAD的基本功能二维平面绘图功能：可通过不同的途径对直线、样条曲线、圆等基本图元对象进行创立。AutoCAD还有一些诸如显示线宽、正交、栅格、对象捕捉等关于辅助绘图的工具。编辑图形：AutoCAD具有非常强大的编辑图形的能力，将绘制的图形进行移动、打断、复制、倒角、镜像、删除等。可以对图形进行尺寸的标注，可以建立许多种类的尺寸的标注。能够很容易的在图形的任何位置文字的书写，对文字样式、位置角度以及文字的大小等性质都可以设置。图层管理功能：可以对图层的颜色、线型、线宽等特性进行设定。三维立体绘图功能：可以创建3D实体模型，能够编辑实体本身。网络功能：绘制好的图形可以直接分享到网络，另一种是可以直接在网页上访问AutoCAD。数据交换功能：AutoCAD提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。Autodesk公司增加了二次开发功能，每个行业可以根据自己的需求和特性对其进行定制或研究。2.2AutoCAD二次开发2.2.1CAD二次开发的概述所谓的二次开发是这样定义的：在已有软件的基础上，对其未被开发的功能进行研制与开发，获得所要目标功能，所有的开发都不会改变系统中的内部结构。CAD的二次开发便是把商业化、普遍化的CAD软件个人化、本土化的阶段，是将CAD软件作为开发平台，研发出的软件要符合国家标准，同时要使用户能够方便的使用[23]。2.2.2CAD二次开发的主要内容与计算机辅助设计相关的二次开发的主要内容包括:(1)通过建立规范化的工程设计规范来满足企业对产品的设计要求。(2)要建立出一整套高效、完善的工程制图标准系统，使得数据库管理系统能够与其紧密联系到一起。此系统可帮助用户更方便的对数据进行修改和维护，对工程图纸进行查询和统计，并且可以完成对工程图纸的修改等工作。(3)建立辅助性的图形库[24]。此方法可以帮助减少不必要的工作，并可提高工作效率。在设计和绘图过程中，对于已经保存入图形库的模块，可采用直接调用的方法或者在需要的情况下，也可以进行部分的修改和完善。此种图形库可以分为两类，一种是模块在设计的过程中很少存在改变或者是几乎就不变，例如直接购买的外部设备，此类图形可以采用交互绘图方式绘制存入并备用。另一个模块在设计过程中总是在变化，这种图形应该用参数化绘图方法绘制，并存储在备用。不断进行设计的整个阶段，辅助性的图形库会逐渐累积和完善。 硕士研究生学位论文第二章CAD二次开发的理论基础9(4)绘图辅助工具库也需要得到更好的完善，其中包含尺寸标注、文字标注、图号标注等等。(5)在必须的情况下，需要编制变量化、参数化的设计方程式函数。(6)对于一些工程符号和文字要进行处理。2.2.3CAD二次开发的基本过程二次开发的基本过程一般概括为以下四个阶段[25]：1.系统分析通过结合软硬件的配置，确定设计整个开发系统需要完成的任务，依据系统要完成的目标，随后构思出所开发系统的基本结构，并以此为依据，编写有关内容与结构的文字说明，来满足用户需求。2.系统设计在系统设计阶段，应在上述过程的前提下完成整个开发系统的总体设计，将系统分解成不同模块并对其具体作用进行详细说明，对图形数据库与数据库管理系统进行创建，完成该阶段的设计。3.编写程序用某种CAD软件拥有的编程语言对各模块说明书进行程序编制，及用编程语言来表达说明书的文字。例如用AutoCAD自带的VBA语言对预先设定的功能模块进行代码编制，并用代码将其连接。4.系统测试大致包括模块测试、综合测试及验收测试三个方面[26]。各测试部分的具体作用分别为：测试所编制程序的不同功能模块及各连接部位，判断是否符合预期的目标；完成各功能模块的单独测试后，综合测试该系统，确定整个程序系统运行顺畅；最后将软件用于实际工程，测试是否符合要求。然而任何一款应用于实际中的软件，都是经过反复的测试、调试才实现其功能的，最终达到应用的要求。2.2.4CAD二次开发的特点（1）继承性：二次开发是依据现有软件而开发的，经过开发的软件的大部分性能是依赖于支撑软件的性能和开放程度，以及软件的设计者对支撑软件的理解程度。（2）专业性：为了满足指定用户的需求而进行的二次开发，软件的开发者一定要了解专业知识，又要具备开发软件的能力。（3）实用性：进行二次开发的目的就是为了要满足特定用户群体的特别要求，所以二次开发如果能成功的完成，则会大大的提高工作效率。（4）紧迫性：二次开发是为了要处理日程工作中遇到的各类问题，对工作的进展造成了直接的影响，所以在处理问题的时间上十分紧迫。（5）复杂性：在进行二次开发的过程中，需要涉及不同方面的知识，例如软件的具 10第二章CAD二次开发的理论基础硕士研究生学位论文体应用，还有支撑软件的相关知识，所以具有很大的工作量和十分复杂的任务。2.2.5CAD二次开发的编辑语言在软件的开发过程中，程序设计语言是不可或缺的部分，在对CAD进行二次开发过程中，可以采用多种编辑语言，下面就介绍几种较为常用的编辑语言[27]:（1）C语言C语言，是一种被广泛应用的编辑程序语言，主要应用在系统和软件的研究与开发方面，其拥有着快捷、高效、功能强大、应用范围广等特点，对应的可视化设计软件有VisualC++等。（2）FortranFortran的全称是公式翻译，英文全拼是FormulaTranslation，Fortran语言作为最早出现的计算机高级程序设计语言，主要应用于科学和工程计算领域，对应的可视化设计软件有VisualFortran。（3）PascalPascal语言拥有着高规格的布局形式，完整丰富的数据种类，较高的运行速率，发现错误本领强，在描述多种不同的计算方法和数据结构时，都是方便快捷的，对应的可视化设计软件有Delphi。（4）BasicBasic的全拼是Beginners"All-purposeSymbolicInstructionCode，意思就是"初学者通用符号指令代码"，是一种设计给初学者使用的程序设计语言。Basic语言作为高级语言，是为校园学生创建的，目的是让学生能够更加轻松的使用电脑，BASIC大部分是被应用在小型机，以编译方式执行，对应的可视化设计软件有VisualBasic。（5）LisPLisP语言是一种表处理语言，它具有标记性的数据和复杂的数据结构的操作优势，人工智能的研究和发展，对应的可视化设计软件有VisualLisP。（6）JavaJava语言可以跨越不同的平台进行程序的编撰，编撰出面向对象的程序设计语言。Java技术拥有十分杰出的广泛性、快捷性、应用范围广性等特点，在互联网、笔记本电脑、游戏、手机、台式电脑等多个领域均得到普遍的应用，在全世界有着很大一部分软件开发群体[28]。2.2.6CAD二次开发的工具Autodesk公司已经开发了多种关于CAD二次开发的工具，其中主要介绍下面的几种开发工具：（1）基于AutoLISP和VisualLISP开发技术AutoLISP技术是由Autodesk公司研发的，使用的编程工具是LISP程序语言[29]。AutoLISP 硕士研究生学位论文第二章CAD二次开发的理论基础11语言是嵌入在AutoCAD中，所以它具有普通编程语言的基本功能和AutoCAD图形编辑图形的功能。AutoCAD可以被AutoLISP语言操作，例如完成其命令的增加、修改；能够直接对当前的图形库进行访问和修改，并可以依据各种行业标准，建立需要的参数图形库等。参数化绘图是AutoLISP编程语言的广泛应用之处，能够创建人机交互的对话框。AutoCAD2.17之前的版本中没有添加AutoLISP，所以该语言只可用在AutoCAD2.18以后的版本中。只要你能运行AutoCAD系统，你就可以使用AutoLISP语言，并没有特殊的硬件需求。AutoLISP语言特点：语言简单，易学；编程简单，使用方便；直接面向AutoCAD，方便交互；执行中伴随注释，方便查看。但是AutoLISP的应用功能少，源程序无严格的保密性，而且在记事、本中编写程序，调试工作较麻烦。AutoLISP经过更新换代后的新产品是VisualLISP[30]，是AutoLISP的换代产品，VisualLISP能够兼容于AutoLISP，对原来的语言进行了扩展，可以通过ActiveXAutomation接口与对象交互，安全性更强。（2）基于ADS的开发技术ADS技术（AutoCADDevelopmentSystem）作为继AutoLISP技术之后的第二代开发工具，是在C语言的基础上，进行了AutoCAD的研发，其技术的实质是可以利用C语言进行编辑AutoCAD应用程序中的一类头文件和目标库[31]。ADS技术既不能认为是包含于C语言，也不能将该技术定义为基于C语言实现编译的专用语言(如Microstation的MDL)，但是它几乎拥有C语言的全部功能，在C语言可以被ADS直接应用的前提下，需要编辑一类这样的文件，在AutoCAD的环境中编辑的应用程序能够流畅的运行。在这种情况下，ADS是很容易的和全面的应对AutoLISP语言应用的许多缺点[32]。如此而言，ADS便很轻易且全面地克服了应用AutoLISP语言的许多不足。而且由于ADS采用结构化的编译体系，具有很高的运行速度，所以适合应用于任务量大的数据处理工程中，例如建筑结构CAD、工程分析CAD及二次开发的桥梁CAD等。较之AutoLISP，ADS的特点如下：较强的信息处理能力；能够自动检查逻辑编程错误；程序源代码的可读性较好；代码的运行速度较快。但是，ADS依据的C语言没有LISP语言易于学习运用；当代码的功能是相同时，Autolisp的代码长度要比ADS技术代码的长度短很对；必须编译后再运行，用户不方便测试部分代码的运行效果。ADS和AutoCAD是彼此分离的过程，是通过内部的过程沟通和AutoCAD进行联络的，ADS和AutoCAD是相互分离开的过程，它是通过内部进程的通信来和AutoCAD通讯，所以相比于和AutoCAD共用地址空间的ObjectARX技术来说，ADS的运行更简单快捷。此外，其编程环境是Windows和VC++，所以开发人员的编程水平是非常高的。（3）基于VBA的技术开发VBA开发工具是在AutoCADR14.01版之后被内嵌于其中的，是AutoCAD中内置的一类以对象为基础的集成编辑环境。该技术已被应用到各种版本的AutoCAD中[33]。在VBA被使用之后，能够和AutoCAD内部的ActiveX自动化对象模型相结合的技术，不仅提供 12第二章CAD二次开发的理论基础硕士研究生学位论文给二次开发者开发AutoCAD的新技术选择，还为用户提供访问AutoCAD的新途径。VBA与AutoCAD均是在一个相同的处理背景下进行运行的，所以VBA编程语言的使用既智能又快速。VBA的特点及主要功能：可以建立一个多功能的全面的应用窗体，还可以创建一个对话框，通过程序编辑完成对话框的创建；拥有建立类模块的重要功能，在开发大型工程时，类可提供重用组件，这对简化工程量非常有用；类模块的使用可以很容易的调用ActiveXAutoCAD技术里对象级和应用级事件。VBA有访问和管理数据的能力，通过DAO（数据访问对象），您可以访问，管理Access数据库或其他外部数据（如dBASE，FoxPro等)；能够用SQL语句来对数据进行检索。但VBA不同于VisualLisp，它不能任意的使用操作AutoCAD命令，只能依靠字符串发送AutoCAD命令的响应，后续的修改也需要通过修改字符串代码来进行。（4）基于ObjectARX的开发技术ObjectARX对象是基于AutoCAD环境下，C++是面向对象的基础，能够迅速进行进入AutoCAD内部的图形数据库，是一项新技术[34]。ObjectARX的实质就是能够与AutoCAD地址空间进行分享的动态链接库（WindowsDLL）程序。程序可以直接控制AutoCAD的数据库结构、CAD图形系统和几何形状，从而可以实现运行程序以及对AutoCAD的功能扩充，原来在AutoCAD命令充分享受也可以使用新的命令，Windows的消息传递方式被ObjectARX程序与Windows、AutoCAD之间应用ObjectARX的基本开发语言是C++，由于C++具有的特征是面向对象编程方式的数据，具有封装性，继承性的特征[35]。因此，该技术在AutoCAD软件的二次开发中的应用具有很好的模块性，可重复使用的代码的功能非常强大，易于操作，实现内部功能及其他等。ObjectARX开发技术应用程序的特点主要有：基于WindowsDLL的编程应用环境；将AutoCAD，AutoLISP和ADS进行集成化；通过C++可以进入AutoCAD的数据库内部，可操作性极大。但是ObjectARX要求开发者具有广泛的计算机和软件方面的知识，无形中使开发的复杂度和难度增加，同时开发周期必定加长。（5）基于DotNET的新一代开发技术对于AutoCAD的二次开发技术，DotNET是以Mircosoft.NET为构架直接对AutoCAD进行开发的一种最先进的技术。DotNET技术的二次开发是从AutoCAD2006开始有的。在应用DotNET对AutoCAD进行二次开发时，设计人员应用VisualBasic.NET或VisualC#.NET编程语言去进行的方法与步骤基本是没有变化的。Autodesk公司特别针对支持DotNET的AutoCAD研制开发了新的版本，增加了.NETAPI。DotNETAPI技术，拥有和C++相对应的强大功能，并且利用微软近年来大力推广的DotNET平台进行二次开发，既容易上手，效率又高，而且使用简单，不需要另外下载软件安装包，直接使用AutoCAD目录下的几个Dll就可完成，环境配置非常简单，在对AutoCAD进行二次开发过程中，具有很强的适用性。每种开发工具有优点也有缺点，基于本课题是奥贝尔氧化沟的参数化绘图系统的研 硕士研究生学位论文第二章CAD二次开发的理论基础13究，经过对软件开发对象和开发规模等方面的综合考虑与分析，本课题决定将VBA语言作为本次AutoCAD的二次开发的开发工具。2.3开发工具VBA的简介AutoCADActiveXAutomation作为接口使得VBA可以将信息发送给AutoCAD。AutoCADVBA能够确保VisualBasic环境与AutoCAD一起运作，并经由ActiveXAutomation接口对AutoCAD进行编程控制。通过这种方式将AutoCAD、ActiveXAutomation和VBA串联到起来，功能十分庞大的接口就这样产生了[36]。2.3.1VBA编程三要素第一要素是AutoCAD本身，大部分的对象都是来自于它，其中包含多样化的AutoCAD图元、丰富的数据及广泛的命令对象集。AutoCAD是一种拥有多种层次接口的公开式的应用程序。为了更好的运用VBA，对于AutoCAD的编辑特性要有十分透彻的了解。第二要素是AutoCADActiveXAutomation接口，起通讯桥梁作用，负责与AutoCAD对象传递消息。在使用VBA编程过程中，必须要对ActiveXAutomation了解透彻。第三要素是VBA自身，拥有便捷的集成编程环境（IDE），它装备有自身的关键词、对象组及常量等，能够方便用户对程序的控制、调试和执行等。AutoCADVBA中包含Microsoft关于VBA的扩展帮助系统。2.3.2AutoCADActiveXAutomation技术ActiveXAutomation是由微软公司研究制定的一套设计准则，是由OLEAutomation(ObjectLinkingandEmbedding)发展而来的，他可以经由外显对象这个媒介，使得其中的一种Windows应用程序控制另外一种Windows应用程序,从而达到数据资源共享的目的，输入数据的精确性也得到了很大的提升，最初许多由人工直接多次反复输入的部分也得到了取代，同时还可以确保外部程序得到同步的控制，并可以将外部程序所要得到的数据文件自动获得。在于其他开发环境，例如AutoLISP、ADS等的比较中，ActiveXAutomation具有明显的优势[37]：（1）可开发的语言种类较多，可自由的编制应用程序。在最初的AutoCAD的开发过程中，接口的只有两种选择，一种是Au-toLISP，另外一种是C++，而当ActiveXAutomation出现之后，用户可以选择多种语言和多种开发环境，例如用户掌握较好的VB、VC、Delphi等各种语言来进行Au-toCAD的开发，不在受限于开发语言和接口，同时也可以根据个人的要求来进行程序的编制，这样Au-toCAD的开发效率得到了很大的提升。（2）可将现有的资源得到全面的利用。在AutoCAD的程序中，AutoLISP命令可以直接调用，和其他应用程序可以被同时应用。在背景为AutoCAD的情况下进行程序卡法，所有的AutoLISP命令均可直接调用，同时其他的应用程序也可以被调用。（3）系统具有较强的移植性，并且安全系数高。由于开发的应用程序具有可移植性 14第二章CAD二次开发的理论基础硕士研究生学位论文这一特点，因此当遇到主服务软件升级这一情况时，应用程序在使用过程中几乎不用做出改动，或者只需改动一小部分即可。由于系统的安全系数较高，其安全性也可以得到保证，对软件可以直接就加密。（4）具有较高的工作效率。在同其他通信方式的比较过程中，使用ActiveX访问AutoCAD是最直接最高效的方法，并且其使用性能最好。2.3.3VBA集成开发环境（IDE）VBA集成在CAD实现特殊的需求，来实现应用程序的自动化，在AutoCAD2008里，打开VBA集成开发环境，可以通过主界面中的菜单栏或者快捷键（Alt+F11）9以及命令行的方式。首先启动AutoCAD2008应用程序，然后找到菜单栏的“工具”->“宏”，点击“VBA管理器”便进入到VBA集成开发环境。VBA集成开发环境包含以下几方面：VBA程序开发、调试与运行的操作环境，可以简称为IDE。它是在AutoCAD中程序进行的，其操作接口和开发环境同VisualBasic是基本相同的[38]。在这个环境中，程序开发者不但可以编制奥贝尔氧化沟的设计计算程序，而且还能够对AutoCAD命令进行调用以便完成奥贝尔氧化沟图形绘制程序。IDE打开模式具有局限性，局限于AutoCAD的窗口，当AutoCAD关闭后，它将会同时退出程序。IDE拥有的图形用户界面是它所特有的，但是它的环境与VB极为相似，界面菜单功能齐全，编程所需工具都一一包含在内，比如程序的创建、编辑与调试等，宏代码和应用程序也均可以在此运行。VBAIDE主要是由工程窗口、属性窗口、代码窗口和控件工具箱组成的，其主要功能为[39]：工程窗口：它显示工程中的组件。工程中基本组件有五个部分，分别为应用程序对象、Form、模块（Module）、类和引用。其中Form用来创建用户对话框。例如，创建弹出的信息框请求用户输入或向用户提供信息。不仅普通模（Module）可以用来存放项目中的代码，而且类模块（ClassModule）也可以储存，但是普通模块更为常用，它能够存放一系列VBA的过程和声明。通过创建类的实例，可以创建拥有这些特征的对象。属性窗口：它按字母或分类顺序列出Form、控件的属性和值，用于在设计状态设定属性。如果想在运行时设置一个属性，那么可以通过使用Object.Property格式来书写赋值语句。通过属性窗口可以直接修改某些属性的值，如某一控件在窗体上的位置、字体、背景颜色、前景色等。属性窗口是可视化（Visual）设计的代表作。代码窗口：它主要用来创建和编辑VBA代码。在工程窗口中，若想打开代码窗口，需要鼠标左键点击两次，对象与过程的选择，需要用到代码窗口上部的两个组合框。例如，当打开UserForm的代码窗口时，对象组合框中会显示该Form上所有的空间，过程组合框则是显示对象包含的过程。控件工具箱：存放控件的地方。当首次应用时出现的控件是标准的控件，一般常用的功能都包含在里面。当我们所需要的控件在标准控件中不能找到时，我们可以通过右键单 硕士研究生学位论文第二章CAD二次开发的理论基础15击工具箱，这时会弹出来一个菜单，此时只需选择添加的附加控件选项到当前的工具箱中即可。VBA的集成开发环境在AutoCAD里打开的界面如图2.1所示：图2.1VBA开发环境IDE的编辑界面Fig2.1TheeditorialenvironmentofVBAIDE2.3.4VBA宏代码语句中，宏是用于执行特定任务的。这个任务很有可能只简单到刷新图形、显示对话框，复杂一点的任务，比如启动VBA的应用程序等。宏通常就只有几行代码，是很短的[40]。当需要执行一些重复的任务时，我们可以选择用宏来完成，这样可以节省出更多的时间来对其他功能进行开发。如上所诉，将宏利用到应用程序当中就可以降低程序编制所占用的时间，将工作任务量降低。例如，当采用VBA编辑程序的方式在AutoCAD模型中绘制奥贝尔氧化沟时，需要反复的绘制潜水推流器，这时我们就可以把潜水推流器的绘制编码定义成宏，以宏的形式来表达。在工程窗口中的模块里创建一个存放宏代码的模块，如下代码语句所示：PublicSubqianshuituiliuqi()EndSub然后每次需要绘制长柄滤头时，仅需将宏代码“qianshuituiliuqi”插入到程序中并运行就可以完成绘制。以上就完成了对CAD的基本理论与开发工具的概述，以及对几种二次开发技术的详细介绍，程序开发人员可以结合第四章奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的研发中的相关知 16第二章CAD二次开发的理论基础硕士研究生学位论文识，就能够根据自己的意向来编辑自己想开发的应用程序，从而完成对AutoCAD二次开发。 硕士研究生学位论文第三章奥贝尔氧化沟设计的基本原理17第三章奥贝尔氧化沟设计的基本原理氧化沟作为活性污泥法的一种形式，现已得到了广泛的应用。本章从氧化沟入手，首先介绍了氧化沟的技术特点以及氧化沟的类型，接下来着重介绍了奥贝尔氧化沟，从奥贝尔氧化沟的外形特点、工艺特点以及运行特点等多方面入手，深入分析了奥贝尔氧化沟的设计要求和计算过程。本章对每一个过程的研究方向和研究内容进行了详细的介绍，对于具体的计算公式也有了详细的分析。3.1氧化沟技术概述氧化沟是由活性污泥法经过发展而衍生出来的，它的名字是源自于其呈封闭式的沟渠，从五十年代初期开始逐渐发展起来了。氧化沟的构造简单，基础建设费用较少，使用的设备较少，并且其脱氮除磷效果显著，在设备的运行和管理方面均很简单方便，处理水效果较好等多方面的优点，所以在国内的污水处理项目中，使用较广泛，不仅如此，氧化沟工艺也已经在全世界范围内得到了广泛的应用。3.1.1氧化沟的工艺特点氧化沟采用的生物反应池是一种连环式的生物反应池，英文全称是ContinuousLoopReactor，可以简称为CLR，采用的是具有方向性的装置来控制曝气，这种装置可以保证污水和活性污泥的混合溶液在沟渠内不断地接触、循环，所以这种曝气装置也称为“循环曝气池",因为氧化沟将CLR型式和曝气装置的位置进行了指定的布置，所以使得氧化沟具有了许多其他工艺所不具备的特点，现主要介绍一下几个特点[41]：（1）氧化沟是将推流式和完全混合式进行了结合，很好的克服了短流，并且提高了抗冲击负荷能力。当污水流入氧化沟内，污水会在曝气装置的驱动下，十分迅速、有效的与沟渠中混合液进行混合，并在沟渠中反复循环流动。污水在一个循环过程中是呈推流状态的，但是经过长时间的反复循环，污水则会呈现出一种完全混合的状态，这两种状态的结合，可以将短流这一不利因素降至很小，同时还可以将循环水稀释很大的倍数，使得氧化沟的缓冲能力得到有效的提高。（2）氧化沟内溶解氧的浓度梯度是有着显著地不同的，对硝化-反硝化的处理效果非常好。氧化沟中的曝气设备，将固定在一定的位置，在曝气设备的下游，混合液中的溶解氧浓度会非常高，水流不间断的流动，混合液中的溶解氧浓度也会逐渐降低，甚至在沟渠中的某些位置，溶解氧的浓度还可能会是零，所以就会出现明显的溶解氧浓度梯度。当要运行硝化-反硝化装置时，必须要安置好好氧区和缺氧区，这样不但可以充分利用硝酸盐中的氧，来补充所需要的10%～25%氧气量，在反硝化过程中可以产生一些碱度，弥补了硝化过程中所消耗的一部分，这样可以减少化学所需的化学物质，并能避免大量的能源消耗。 18第三章奥贝尔氧化沟设计的基本原理硕士研究生学位论文同时还可以在反硝化过程中恢复消化过程所消耗的一些碱度，通过这种方式，可以降低硝化时所需要的化学药品的用量，并可以避免许多能源的消耗。（3）氧化沟内不同位置输入功率密度不同，对于传递氧、污水与污泥的混合以及污泥的絮凝有着很大的帮助。传统的活性污泥法中，曝气功率密度一般是在20～30kW.h/m3范围内，而氧化沟的曝气功率密度达到100～210kW.h/m3，其速度梯度大于100s-1，比传统的大得多，这种方式可以将污泥切割的更为充分，使得传递氧的速率和污水与污泥的混合都大大提高。当到达好氧区最后阶段时，混合液中的速度梯度小于30s-1，为污泥絮凝提供了优越的条件，泥水分离效果更好。氧化沟中混合液在流动的过程中需要克服沟渠的沿程阻力损失和沟渠中局部阻力损失，但是这两种损失都很小，在保证混合液流动和固体悬浮所需要的功率密度较少，这样就达到了节约能量的目的。（4）控制氧化沟内混合液的流速要不低于0.3m/s，一般情况下，污水在氧化沟内的水力停留时间要大于10h，这样才可以保证活性污泥不会沉淀，使得氧化沟内混合液的循环流量较大，在一般情况下，是污水进入氧化沟中流量的好多倍，最大会达到数十倍，污水在这种情况下会被大量稀释，因此氧化沟的抗冲击负荷的效果是很显著地，对于一些很难被降解的有机物，处理效果特别明显。（5）氧化沟工艺比其他的活性污泥处理方法均要简单，可以省去初沉池和污泥硝化池的建设，还有一种氧化沟可以将二沉池和氧化沟合为一体，省去了污泥回流这一环节，所以，氧化沟工艺具有工艺简单的特点，占地面积较小，基础建设费用和传统活性污泥法基本相同[42]。当处理的污水中含有氨氮，需要对氨氮进行处理时，氧化沟在无需增加其他构筑物，其基础建设费用不会有太大的变化，而对于传统活性污泥法，它的基础建设费用则要增加许多；当处理的污水中含有氮，需要对污水进行脱氮处理时，氧化沟的优势则更加突出，大概可以节省65％以上的基础建设费用。3.1.2氧化沟的类型目前使用较为广泛的氧化沟类型有卡罗塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、交替式氧化沟、一体化氧化沟等等，它们在结构和运行上存在着差异，所以各自的特点也会不同。（1）卡罗塞尔氧化沟卡罗塞尔（Carrousel）氧化沟是荷兰的DHV公司在1967年研发出来的，之所以要研制这种氧化沟就是为了要使部分较深的氧化沟中的混合液能够在沟渠中完全混合，确保氧化沟在一种较高的效率下工作，同时还会克服一些由于氧化沟较浅，或者氧化沟混合效果较差所造成的一些问题[43]。它采用叶轮以低速运行的表面曝气器，在氧化沟内垂直安装，氧化沟的深度可以达到4米到5米以上，这样不仅可以节省面积，降低基础设施成本，还可以削弱转刷式氧化沟的技术缺点[44]。现在世界上有上千座卡罗塞尔氧化沟，从其运行的效果可知，这种工艺具有很多优点，例如其基础建设费用少、对污水的处理效果好、良好的稳定性、管理和运行费用较低等优势。（2）奥贝尔氧化沟 硕士研究生学位论文第三章奥贝尔氧化沟设计的基本原理19奥贝尔（Orbal）氧化沟是由南非在1960年研制出来的，在十年后，被美国的一家公司经过研究与开发，进而得到了推广。奥贝尔氧化沟有椭圆形的，也有圆形的，它们都是同心的，由若干个这样的沟渠组成，各个沟渠之间用隔墙隔开，形成了多个环形沟渠，一个沟渠作为一个独自的反应器，曝气器是采用的是多孔曝气圆盘[45]。污水首先进入外沟，然后依次进入中沟、内沟，最后经处理后的水从中心沟排出去。奥贝尔氧化沟具有很多氧化沟不具备的特点：首先是奥贝尔氧化沟采用的曝气装置是曝气转盘，氧化沟内的水深可达到4米，与此同时，由于各沟布置的曝气器数量不同，所以每沟的供气量均不同；其次氧化沟是呈椭圆形或圆形，氧化沟的流动状态要好于氧化沟的长度较长的，水的惯性更大，能量能够被保存；最后一点是，奥贝尔氧化沟采用的沟渠形式是多沟串联，水流短流这种问题发生几率很小。（3）交替式氧化沟交替式氧化沟是由丹麦的Kruger公司研制开发的，主要包括两类，一类是两池交替工作，另一类是三池交替工作的，目前应用较多的是采用三池交替工作的T型氧化沟，这种氧化沟是将三个相同的氧化沟串联起来，这三个氧化沟相互连通，同时作为一个整体一同工作[46]。在运行过程中，在外侧的两个氧化沟分别变换着作为曝气池和沉淀池，在中心的氧化沟则是在连续的曝气。这种氧化沟具有两种特性：第一是在曝气转刷的利用率方面有了很大的提高，第二是脱氮除磷可以同时发生在一个反应器中。（4）一体化氧化沟一体化氧化沟，又称合建式氧化沟，它是曝气、沉淀、分离和污泥回流的组合，二次沉淀池不需要单独设置[47]。它是将曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流结合在一起，二沉池不需要单独设置。目前采用这种技术的有美国的的联合工业公司、Armco环境企业公司、EIMCO公司等[48]。这种氧化沟具有以下特点：其一是工艺所需运行周期短，所需要构筑物较少，初沉池、调节池、和二沉池均不需要设置；其二是剩余污泥可以自行回流到氧化沟内，这样就省掉了相应的污泥回流设施，如污泥回流设备和管道等等，在基础建设费用方面和设备运行方面的费用都被节省了。其三是采用这种氧化沟节省了金钱，建设速度也会加快，在日常管理方面的工作量都得到了节省。其四是在固体和液体分离方面做得很好，设备运行相对稳定。3.2奥贝尔氧化沟简介（1）奥贝尔氧化沟的几何形状奥贝尔氧化沟是多级化氧化沟当中的一种，它包含了三个P型氧化沟，奥贝尔氧化沟中比较具有代表性的是多沟式椭圆形，椭圆形内是由三个同心的环形沟渠所组成的，污水从第一个沟渠进入，经由底部的连通口进入到下一个沟渠中，每一个沟渠都是一种封闭式的反应器，达到一种完全混合的效果，当污水在排出去之前，会在每个沟渠中循环了多次，甚至达到上百次，再进入到下一个沟渠中，最终，污水由中心岛流入二次沉淀池，达到固 20第三章奥贝尔氧化沟设计的基本原理硕士研究生学位论文液分离的效果[48]。（2）工艺模型奥贝尔氧化沟的工艺灵活性非常强，如果让污水从中沟流入，而将回流污泥回流至外沟，接触稳定工艺(吸附一再生)工艺就这样形成了；或让污水分别流入外沟、中沟、内沟，每一个沟渠的污水进水量均为总污水量的三分之一，并将回流污泥回流至外沟，这样便形成了阶段曝气工艺。所以奥贝尔氧化沟的工艺模型是非常灵活的和多变的。（3）氧化沟的曝气设备奥贝尔氧化沟采用的曝气设备是转碟，有时也会采用曝气管，由于其制造技术在不断更新改进，其充氧量在不断增加，其运转效率也得到了提升，整个设备机组的长度也在不断增加，无论是在设备的使用性能方面还是在设备的使用寿命方面，都得到了一定的增长，因此，在奥贝尔氧化沟的推广使用方面都有很大的发展空间。（4）溶解氧的分布奥贝尔氧化沟三个不同沟的溶解氧量都是有所不同的，一般情况下，外沟的溶解氧量是在0~0.5mg/L之间，中沟的溶解氧量是在0.5~1.5mg/L之间，内沟的溶解氧量是在1.5~3mg/L之间。（5）硝化一脱氮奥贝尔氧化沟外沟中的溶解氧浓度从始至终都接近于0，因此奥贝尔氧化沟的脱氮和硝化过程一直会维持在一种良好的状态下。这里所说的外沟的溶解氧量为“0”mg/L，它所指的是在外沟中距离曝气装置较远的沟渠部分中的混合液的溶解氧量是一直处于一种“0”mg/L的状态，脱氮细菌在这种缺氧的环境中生长繁殖的速度十分迅速，这些细菌所利用的碳源和能源是有机碳，而奥贝尔氧化沟外沟有丰富的BOD(碳源)，这些碳源足以满足生物脱氮的需要[49]。在这种状态下，硝酸盐在脱氮细菌的作用下，转化成为气态氮，释放到大气中。在距离曝气装置较近的沟渠，溶解氧含量较多，在这一沟渠段，硝化细菌将氨氮转化成为硝酸盐氮（NO3-N）,由于混合液在外沟中多次循环，因此外沟也是一样的，发生了多次的硝化反硝化一脱氮反应。中沟是外沟的延续，对外沟处理的污水起着缓冲的作用，对于在外沟中没有完全氧化的有机物继续氧化，并进行消化脱氮反应，在外沟、中沟地共同作用下，绝大多数的有机物和氨氮已经被去除掉了，而最后内沟所起的作用就是为混合液补充氧。奥贝尔氧化沟的一般流程如图3.1所示： 硕士研究生学位论文第三章奥贝尔氧化沟设计的基本原理21图3.1奥贝尔氧化沟流程简图Fig3.1Orbaloxidationditchprocessdiagram奥贝尔氧化沟的主要优点[50]：（1）总投资少。在设置构筑物过程中，初沉池可以不设，在处理城镇污水时，只需要设置格栅和沉砂池，调节池的设置上可考虑不设或者设置一个较小的调节池，所以节省了投资。（2）节能性能好。氧化沟在运行过程中，各沟的溶解氧量为：外沟的溶解氧量是在0~0.5mg/L之间，中沟的溶解氧量是在0.5~1.5mg/L之间，内沟的溶解氧量是在1.5~3mg/L之间。在亏氧条件下进行了氧的传递，传质效率很高。因为外沟的溶解氧量的平均水平是很低的，并且其体积大概是总体积的五分之三左右，所以有一大部分的氧化和硝化反应是发生在外沟中，反硝化效率比较高，因此，可以这样说奥贝尔氧化沟是所有需要充氧设备的活性污泥法中最省电的，比其他方法省电量超过15%。（3）操作过程简单、有较强的抗冲击负荷能力、出水水质一直能控制在一个稳定的范围内、维护和管理比较容易。（4）二沉池污泥流失问题得到解决。在采用活性污泥法处理城市污水时，特别是在暴雨季节，二沉池中的污泥很大一部分都流失了，这一问题是目前困扰整个行业的问题，活性污泥系统所采用的方法是设置超越管，这样就会使一些或者所有污水绕过了曝气装置，或者采用暂时停止曝气的方法以达到污泥沉降的效果，另外的就是设置调节池，以上这几种方法均会产生碳源的流失，从而增大了占地面积，增加了投资。而如果采用了奥贝尔氧化沟，可以将污水引入内沟，而将回流污泥回流至外沟，可以在3~4h之间，二沉池中的进出污泥量便会达到平衡。（5）污泥处理费用低。奥贝尔氧化沟大部分情况下采用的是延时曝气法，污泥龄相对来说比较长，产生的污泥量也较少，因此在污泥后续处理上所花费的资金也较少。3.3奥贝尔氧化沟的设计要求依据《氧化沟活性污泥法污水处理工程技术规范》HJ578-2010可得出以下结论：（1）奥贝尔氧化沟是活性污泥法当中的一个类型，因此其基本原理与其他活性污泥法 22第三章奥贝尔氧化沟设计的基本原理硕士研究生学位论文几乎是相同的。（2）奥贝尔氧化沟十分适用于中小型污水处理厂，这些污水厂是要求脱氮和污泥能够同步稳定的长污泥龄污水处理厂，可以将其能够同步硝化反硝化的能力发挥的淋漓尽致，从而使得出水稳定，水质较好。（3）依据污泥龄的长短来确定设计流量：当污泥龄小于6d时，采用最高时设计流量计算，当污泥龄在7~19d之间，采用最高日设计流量计算，当污泥龄大于20d，采用平均日设计流量计算。（4）三沟容积比例分配是这样的：外沟占50%~55%，中沟占25%~30%，内沟占15%~20%，这是一个大致的比例关系，最终的设计还要根据实际的几何形状确定[51]。三沟是在平面上是同心圆时，中心岛或者二沉池在中间，然后一沟套一沟，一环套一环。当采用棒形时，是将圆形分成两个半圆形拉至两侧，中间用两直线连接，长度可自行确定，但中间只有可能是中心岛，不可能出现是沉淀池的状况。（5）氧化沟的深度取决于是否设置初沉池，当不设置初沉池时，沟深小于4.3m，当设置初沉池时，沟深可增加至4.6m。氧化沟的宽度从几米到20m的均有，但在一般情况下是不大于10m的，要根据氧化沟的容积确定，并依据设备生产厂家的具体规格来进行尺寸的选择。（6）氧化沟混合液的浓度一般是在3.5~6g/L，通常取3.5~5g/L，回流比70%~100%，回流污泥的浓度是在7~10g/L，通常取8g/L（7）三沟的供氧量要根据实际情况确定，当只需要脱氮而不需要除磷时，即采用A/O法进行脱氮，三沟的供氧量之比，外沟：中沟：内沟=50%：30%：20%，而当需要脱氮除磷时，即采用A2/O法进行脱氮除磷，三沟的供氧量按外沟：中沟：内沟=35%：50%~55%：10%~15%。在确定供氧比例时，外沟的供氧比例是关键，不应该有较大的变动，而中沟和内沟略有些出入是可以接受的。（8）当从实际需氧量换算到标准需氧量时，因为三沟的溶解氧量不同，因此其换算系数值K0也会不同，计算K0值和各沟标准需氧量是根据各沟渠的控制溶解氧量的。（9）污泥内回流在一般情况下是不需要的，因为一般的脱氮要求是可以达到的，而当对脱氮率要求较高时，仅仅依靠污泥回流和同步硝化及反硝化是很难达到要求的，因此污泥内回流过程还是需要的。（10）当需要对污水进行生物除磷处理时，则需要增加厌氧区，厌氧区可以合建在外沟中，而总池容则需要增加10%，同样厌氧区也可以单独设置。（11）二沉池所应用的是周边进出水的幅流失沉淀池，排泥的方式采用单管吸泥机。（12）氧化沟的沟形的设计完全是根据场地的形状以及二沉池的大小来确定的。在一般情况下，当二沉池所需直径比较小时，可以将二沉池放在氧化沟的中间部位，而氧化沟的形状则需要选择圆形，而如果二沉池所需直径较大时，这样就很难将二沉池置于氧化沟中间了，这时氧化沟的沟形则需要选择棒形，有时也可选用圆形。如果氧化沟和二沉池分开建，要将两者的尺寸协调好，为了达到节省占地的目的，氧化沟的总宽最好是要与二沉 硕士研究生学位论文第三章奥贝尔氧化沟设计的基本原理23池的直径相近[48]。3.4奥贝尔氧化沟的设计计算3.4.1设计参数的选择奥贝尔氧化沟内的混合液在各个沟内的循环速度一般是在0.25~0.35m/s之间，可以保证混合不会沉淀，呈现一种悬浮的状态。氧化沟的污泥回流比一般是在60%~200%之间，设计污泥浓度为1500~5000mg/L，氧化沟中的氧转移效率为1.5~2.1kg/(kW.h)。奥贝尔氧化沟工艺中重要的设计参数及相应取值如下：泥龄：氧化沟中设计的污泥龄范围是4~48d，一般情况下的泥龄取值为10~30d。影响泥龄的条件有温度、脱氮、脱磷要求，还有要求稳定污泥的程度。3有机负荷：氧化沟的有机负荷设计值为0.16-0.35BODkg/(md)。5污泥负荷：0.03~0.10BODkg/(kgMLSSd)5。水力停留时间：针对城市污水，取值范围一般为6~30h。3.4.2奥贝尔氧化沟设计计算的标准化处理3.4.2.1奥贝尔氧化沟体积的确定[48]（1）硝化泥龄的计算:C0(15T)F3.41.103（3.1）co式中—硝化泥龄，即好氧泥龄（d）;C0F—参考进水氨氮浓度的变化产生的影响应用的安全系数，与污水处理厂的处理水量存在关系，处理水量较多时，波动值会变小，反之亦然。处理水量应用进水BOD总量BOD衡量，F随BOD值变化取值的经验数据是：TTBOD1200kg/dF=1.8TBOD6000kg/dF=1.45T1200kg/d0.06Andfxhsl<0.09Then氧化沟尺寸设计计算.TextBox47.text="0.3"bz=Val(氧化沟尺寸设计计算.TextBox47.text)ElseIffxhsl>0.09Andfxhsl<0.12Then氧化沟尺寸设计计算.TextBox47.text="0.4"bz=Val(氧化沟尺寸设计计算.TextBox47.text)ElseIffxhsl>0.12Andfxhsl<0.15Then氧化沟尺寸设计计算.TextBox47.text="0.5"bz=Val(氧化沟尺寸设计计算.TextBox47.text)EndIf氧化沟尺寸设计计算.TextBox22.text=Format(xhnl/(1-bz)+0.99,"######")znl=Val(氧化沟尺寸设计计算.TextBox22.text)氧化沟尺寸设计计算.TextBox23.text=Format(znl-xhnl,"######")qynl=Val(氧化沟尺寸设计计算.TextBox23.text)氧化沟尺寸设计计算.TextBox24.text=Format(0.9*(0.75+0.6*jsSSnd/jsBOD5nd-(1-0.2)*0.17*0.75*znl*1.072^(zlypjsw-15)/(1+0.17*znl*1.072^(zlypjsw-15))),"######.##")wnclxs=Val(氧化沟尺寸设计计算.TextBox24.text)氧化沟尺寸设计计算.TextBox41.text=Format(24*dzsjll*znl*wnclxs*(jsBOD5nd-csBOD5nd)/1000/MLSSpjzlnd/24,"######")dzyhgrj=Val(氧化沟尺寸设计计算.TextBox41.text)EndSub4.4.3奥贝尔氧化沟的参数化绘图模块4.4.3.1系统的初始化在使用AutoCADVBA进行参数化绘图时，同使用AutoCAD的方法是一样，进行系统初始化的设置。系统初始化设置的主要内容包括绘图环境的设置和图形工程样板的程序编制[64]。最开始是要介绍如何设置绘图环境，所谓的绘图环境的设置主要就是将AutoCADVBA绘图环境中的绘图图层编制成程序。绘图图层在AutoCAD的使用中占据了非常重要的地位，正确的利用绘图图层这一工具可以避免很多问题的出现，因此在应用AutoCADVBA进行参数化绘图时，图层的应用也是不可或缺的。在使用AutoCAD绘图时要做的准备工作，同样在AutoCADVBA绘图时也是需要的，可以使用多个不同的图层，将所要绘 硕士研究生学位论文第四章奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的研究41制的内容绘制到不同的图层上。当要进行图形标注时，可依据实际情况设置标注的样式，可设置不同的字体、不同的文字大小等。本课题将“墙体”、“管线”、“标注”、“标高”等设置在图层中，在绘图过程中，绘图模块会将图元和图层一一对应，这样一来，如果要对图元进行修改就容易的多了。系统初始化设置的部分程序代码如下：创建图层、线型、字体的代码如下：创建图层DimlayObjAsAcadLayerSetlayObj=ThisDrawing.Layers.Add("墙体")SetlayObj=ThisDrawing.Layers.Add("标注")SetlayObj=ThisDrawing.Layers.Add("中心线")SetlayObj=ThisDrawing.Layers.Add("标高")载入墙体线层的center线型DimltObjAsAcadLineTypeDimfoundAsBooleanfound=FalseForEachSetltObj=ThisDrawing.Linetypes.Add("CENTER")ThisDrawing.ActiveLinetype=ltObjInThisDrawing.LinetypesIfStrComp(entry1.name，"center"，1)=0Thenfound=TrueExitForEndIfNextOnErrorResumeNextIfNot(found)ThenThisDrawing.Linetypes.Load"center"，"acad.lin"EndIfmyly4.Linetype="center"新的文字样式DimtxtStyleAsAcadTextStyleSettxtStyle=ThisDrawing.TextStyles.Add("cdc")DimtypeFaceAsStringDimBoldAsBooleanDimItalicAsBooleanDimcharSetAsLongDimPitchandFamilyAsLong 42第四章奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的研究硕士研究生学位论文只改变字体，其它参数保持不变txtStyle.GetFonttypeFace，Bold，Italic，charSet，PitchandFamilytxtStyle.SetFont"宋体"，Bold，Italic，charSet，PitchandFamilyThisDrawing.ActiveTextStyle=txtStyle4.4.3.2奥贝尔氧化沟参数化绘制奥贝尔氧化沟的参数化绘制主要包括以下两个方面：平面图的参数化绘制、剖面图的参数化绘制。氧化沟的绘制按照下面的顺序进行，首先要确定池体的主体部分的构造，奥贝尔氧化沟有椭圆形的，也有圆形的，它们都是同心的，由若干个这样的沟渠组成，各个沟渠之间用隔墙隔开，形成了多个环形沟渠，本课题以椭圆形的沟渠为例，在计算模块中，计算出了氧化沟各部分的尺寸，选择氧化沟的一个点作为基准点，以这个点为参照，绘制出氧化沟的其他部分，例如氧化沟的沟渠、中心岛、曝气管等[65]。图形中其它各点的确定是以基准点为起点的，确定各个不同点与基准点的位置关系，将位置关系转变成程序语言，并将各个想关的点通过程序语言连接起来形成图元，如直线、圆、圆弧的绘制等，最后再将各个相关的图元连接起来，形成一个完整的构筑物，并以CAD图形的形式输出。该绘图过程中绘制某些基本图元的代码如下："直接根据坐标创建直线PublicFunctionAddLineXY(ByValX1AsDouble,ByValY1AsDouble,ByValX2AsDouble,ByValY2AsDouble)AsAcadLine"定义起点和终点Dimpt1(2)AsDoubleDimpt2(2)AsDouble"为点的坐标赋值pt1(0)=X1:pt1(1)=Y1:pt1(2)=0pt2(0)=X2:pt2(1)=Y2:pt2(2)=0SetAddLineXY=AddLine(pt1,pt2)EndFunction"创建圆弧"基本方法：圆心、起点和终点角度PublicFunctionAddArcCSEA(ByValptCenAsVariant,ByValradiusAsDouble,ByValstAngAsDouble,ByValenAngAsDouble)AsAcadArc"定义错误处理的方法OnErrorGoToerrHandleDimobjArcAsAcadArcSetobjArc=ThisDrawing.ModelSpace.AddArc(ptCen,radius,stAng,enAng)4.4.3.3用户与参数化绘图进行交互奥贝尔氧化沟绘制过程中，用户在输入原始的设计参数后，程序经过运行后就会计算 硕士研究生学位论文第四章奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的研究43出氧化沟主要部分的尺寸，但是氧化沟有一些部分的尺寸还是需要用户进行选择或者输入的，例如氧化沟的沟渠数或者隔墙厚度等，最后在CAD界面的出图结果是根据用户选择或者输入的部分尺寸和计算机程序运行出的部分尺寸一同决定的。在奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的程序编制过程中，首先要对奥贝尔氧化沟做好了解，多方面搜集资料，将它的多种构造以及多种曝气方式等都要编入程序中，同时在计算构筑物尺寸时，还会存在多种方法，也要把这些方法全部编入设计程序中，这样做可以为用户提供多种选择，以适应不同情况下对奥贝尔氧化沟的要求，同时也方便了用户的使用。其具体的实例在后面的实例分析中有介绍。4.4.3.4与绘图相关的计算类函数在软件开发过程中，功能齐全的基础库的创建可以减少很多需要反复编制的代码，这一重要方面对一些规模较大的项目而言是不可或缺的。从参数化绘图程序的发展历程中可以看出，计算类函数在多方面已经取得重要的应用。在图形绘制过程中，会有许多问题需要使用计算类函数来解决，例如应用最多的点到直线的距离、两点之间的距离以及获得两点之间的中点等许多绘图问题，都需要在参数化绘图的程序中去完成这些计算方法，本课题中计算类函数模块的部分程序代码如下："计算两点之间距离PublicFunctionGetDistance(ptStAsVariant,ptEnAsVariant)AsDoubleDimxAsDoubleDimyAsDoubleDimzAsDoublex=ptSt(0)-ptEn(0)y=ptSt(1)-ptEn(1)z=ptSt(2)-ptEn(2)GetDistance=Sqr((Sqr((x^2)+(y^2))^2)+(z^2))EndFunction"获得两点的中点PublicFunctionGetMidPt(pt1AsVariant,pt2AsVariant)AsVariantDimptMid(0To2)AsDoubleptMid(0)=(pt1(0)+pt2(0))/2ptMid(1)=(pt1(1)+pt2(1))/2ptMid(2)=0GetMidPt=ptMidEndFunction"计算点到直线的距离"直线为ax+by+c=0PublicFunctionGetDisPtToLine(ByValptAsVariant,aAsDouble,bAsDouble,cAs 44第四章奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的研究硕士研究生学位论文Double)AsDoubleDimdAsDoubled=Sqr(a*a+b*b)If(d<0.00000001)ThenGetDisPtToLine=1E+20ElseGetDisPtToLine=(a*pt(0)+b*pt(1)+c)/dEndIfEndFunction4.4.4奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的辅助模块在本次课题的研究过程中，被使用最多的就是将块插入到图形文件中。在奥贝尔氧化沟的图形绘制过程中，有许多地方都会出现重复绘图，例如潜水推流器、标高符号等，为了提高绘图效率，减少绘图时间，可以将这些图形编辑成代码，将它们保存到一个绘图模块中，然后将这些模块插入到正确的位置，就可以进行接下来的绘图了。采用这种方式唯一需要注意的就是找好正确的块插入的位置，这样程序就可以准确无误的调用块了，无需重复绘制图形，提高了程序的运行效率。下面是部分块程序的代码："标高图块正三角（尾巴在左）PublicSubBiaogaoa()Dimh(3)AsVariantDimcharu(2)AsDoublecharu(0)=InsertPoint(0):charu(1)=InsertPoint(1):charu(2)=InsertPoint(2)h(0)=GetPointAR(charu,PI/2,bi*200)h(1)=GetPointAR(h(0),0,bi*200)h(2)=GetPointAR(h(0),PI,bi*200)h(3)=GetPointAR(h(2),PI,bi*1000)AddLineh(1),h(3)AddLinecharu,h(2)AddLinecharu,h(1)EndSub"标高图块正三角（尾巴在右）PublicSubBiaogaob()Dimi(3)AsVariantDimcharu(2)AsDoublecharu(0)=InsertPoint(0):charu(1)=InsertPoint(1):charu(2)=InsertPoint(2)i(0)=GetPointAR(charu,PI/2,bi*200) 硕士研究生学位论文第四章奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的研究45i(1)=GetPointAR(i(0),PI,bi*200)i(2)=GetPointAR(i(0),0,bi*200)i(3)=GetPointAR(i(2),0,bi*1000)AddLinei(1),i(3)AddLinecharu,i(2)AddLinecharu,i(1)EndSub4.5系统菜单的定制在系统界面中添加菜单是目前应用非常广泛的一种形式，它可以简单、明了的呈现出系统中的主要内容。首先，菜单可以将系统中的一些功能和命令有条理的连接在一起。其次，菜单的使用可以为用户提供极大的方便，用户可以通过直接下拉菜单进入主界面中，省去许多程序加载的过程。本课题的下拉菜单如下图4.3所示。图4.3运行程序的下拉菜单Fig.4.3Theprogramofdrop-downmenu下面列出了菜单的编辑代码：SubAddASubMenu()"获得当前的菜单组DimcurrMenuGroupAsAcadMenuGroupSetcurrMenuGroup=ThisDrawing.Application.MenuGroups.Item(0)"创建新菜单DimnewMenuAsAcadPopupMenuSetnewMenu=currMenuGroup.Menus.Add("奥贝尔氧化沟")"添加菜单项DimmacroAsStringmacro=Chr(vbKeyEscape)+Chr(vbKeyEscape)"相当于按下两次Esc键"绘制奥贝尔氧化沟平面图DimMenuItemopenAsAcadPopupMenuItemSetMenuItemopen=newMenu.AddMenuItem(newMenu.count+1，_ 46第四章奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的研究硕士研究生学位论文Chr(Asc("&"))&"绘制奥贝尔氧化沟平面图"，macro&"-vbarunshc")"绘制奥贝尔氧化沟剖面图DimMenuItemCloseAsAcadPopupMenuSetMenuItemClose=newMenu.AddSubMenu(newMenu.count+1，_Chr(Asc("&"))&"绘制奥贝尔氧化沟剖面图")"子菜单项目：绘制1-1剖面图DimMenuItemLINEAsAcadPopupMenuItemSetMenuItemLINE=MenuItemClose.AddMenuItem(MenuItemClose.count+1，_Chr(Asc("&"))&"绘制1-1面图"，macro&"-vbarunshc")"子菜单项目：绘制2-2剖面图DimMenuItemARCAsAcadPopupMenuItemSetMenuItemARC=MenuItemClose.AddMenuItem(MenuItemClose.count+1，_Chr(Asc("&"))&"绘制2-2剖面图"，macro&"-vbarunshc")"子菜单项目：绘制3-3剖面图DimMenuItemCIRAsAcadPopupMenuItemSetMenuItemCIR=MenuItemClose.AddMenuItem(MenuItemClose.count+1，_Chr(Asc("&"))&"绘制3-3剖面图"，macro&"-vbarunshc")"在菜单栏上显示菜单newMenu.InsertInMenuBar(ThisDrawing.Application.MenuBar.count+1)EndSub4.6本章小结本章是对上一章建立的计算模型进行的实际应用，将计算模型转化为具体的应用程序，其中分别具体的介绍了界面设计模块、斜管沉淀池设计模块、参数化绘图模块、辅助模块的功能以及实现方法，本参数化绘图系统具有以下特点：（1）在AutoCAD的绘图界面可以直接添加下拉菜单，省去了加载的程序，可直接点击下拉菜单，直接进入程序，通过编辑程序代码的方式成功添加下拉菜单。（2）依据设计计算的顺序对窗体和对话框的顺序进行设计，用户只需填写设计窗体中的原始设计资料和设计参数。（3）已输入的数据可被传输到计算模块中，系统可以自动进行数据的识别，计算出的结果显示在TEXT文本框中，同时将计算结果传送给绘图模块，计算机调用绘图模块，运行模块中的每一条语句并在CAD界面进行自动绘制，生成符合设计要求的奥贝尔氧化沟设计图，使奥贝尔氧化沟设计计算与绘图一体化。（4）完成奥贝尔氧化沟的尺寸计算后，系统可以对部分尺寸进行校核，如不符合标准，可根据提示进行相应的修改。 硕士研究生学位论文第四章奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的研究47（5）重复绘图的部分被编辑成辅助模块，需要时可直接插入到正确的位置，无需重复绘制图形，提高了程序的运行效率。（6）程序中编辑了多个比例因子的程序代码，在出图时，会有图形比例选择的窗体界面，可以选择意一种比例，加快了画图进度，提高了工作效率。 48第四章奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的研究硕士研究生学位论文 硕士研究生学位论文第五章实例分析49第五章实例分析本课题研究的是奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的设计，通过使用VBA语言对AutoCAD进行二次开发，最终将奥贝尔氧化沟的参数化绘图方法应用到实际的工程项目中，下面通过项目实例来介绍一下本次课题的开发成果。5.1基础资料本文所用的工程实例是一座城市新建污水处理厂的设计方案，该污水处理厂的处理水量Q=40000m3/d，进水水质如下：BOD5浓度为280mg/L，SS浓度为350mg/L，TN浓度为45mg/L，TP浓度为3mg/L，NH4-N浓度为35mg/L；出水水质为：BOD5浓度为20mg/L，SS浓度为20mg/L，TN浓度为20mg/L,TP浓度为1mg/L,氨氮浓度为8mg/L。最冷月平均水温为10℃，最热月平均水温为25℃。5.2程序的操作及运行5.2.1原始资料录入本软件是Windows7操作系统下运行，AutoCAD2008作为开发平台，开发工具是基于ActiveX的VBA语言，在此基础上开发出一款界面友好、实用性强的奥贝尔氧化沟参数化绘图设计软件系统。AutoCAD2008进入运行状态后，编程环境是通过下面的步骤得到的。首先在菜单栏中选择“工具”，然后选择“宏”，最后选择“VBA管理器”。具体操作步骤如图5.1所示图5.1进入编程环境步骤Fig5.1Stepintotheprogrammingenvironment 50第五章实例分析硕士研究生学位论文按照上面的步骤操作，会出现一个VBA管理器的界面，加载已经编制完整的程序，然后点击VisualBasic编辑器，就会出现如图5.2所示编辑界面。图5.2VBA管理器Fig5.2TheVBAmanager点击本系统的应用图标，系统则进入本软件的主界面窗口，如图5.3所示。图5.3程序设计主界面窗体Fig5.3Themaininterfaceofprogramdesign 硕士研究生学位论文第五章实例分析51该窗体中有六个主要的按钮，分别是设计资料、设计参数、氧化沟池体设计、氧化沟曝气系统设计和退出。下面一次介绍一下每个按钮的作用：“设计资料”和“设计参数”都是用来输入原始数据的；“氧化沟池体设计”是用于计算氧化沟各部分的尺寸和确定氧化沟的沟形；“氧化沟曝气系统”是用来计算曝气系统的相关部分，包括实际需氧量、标准需氧量以及曝气管的设计；“绘图”是进入图形绘制界面，完成平面图、剖面图等的绘制；“退出”则是退出软件的操作系统。首先，点击“设计资料”按钮，输入原始的设计资料，其中包括设计规模、变化系数等，设计资料的界面如图5.4所示。图5.4设计资料输入界面Fig5.4Theinterfaceofdesignmaterial该界面是原始设计资料的输入界面，需要将界面内的设计规模、总变化系数、日变化系数、进出水水质、月平均温度等均输入进去，待将设计资料输入完毕后，可点击右下角的“返回”或者按钮，计算机就会跳转到下一个操作窗体，即设计参数窗体，如图5.5所示。 52第五章实例分析硕士研究生学位论文图5.5设计参数输入界面Fig.5.5Theinterfaceofdesignparameterinput氧化沟的设计参数是按照论文中第三章介绍的奥贝尔氧化沟的设计计算进行设计的，依据《给排水设计手册》第5册来确定的参数的具体数值，在窗体中需要输入的设计参数包括氧化沟沟形、氧化沟的沟渠数、氧化沟的有效水深、超高、各沟宽、中心岛宽度、隔墙厚度等。将设计参数输入完毕后，可点击右下角的“返回”或者按钮，计算机就会跳转到下一个操作窗体，直接进行下一个窗体界面的操作。5.2.2设计计算与校核当设计资料和设计参数均被输入完成后，点击按钮，就可直接进入到奥贝尔氧化沟的计算界面，在此界面中可以确定奥贝尔氧化沟的池体尺寸，如图5.6所示。 硕士研究生学位论文第五章实例分析53图5.6氧化沟尺寸计算界面Fig.5.6Theinterfaceoforbaloxidationditchcalculationresults在氧化沟的设计计算窗体中，利用的是多页控件，多页控件的作用是可以将窗体分为几个独立的部分，然后对每个部分进行单独编辑。该窗体包括两个主要部分，第一部分是氧化沟尺寸计算，第二部分是氧化沟沟形的计算。在氧化沟尺寸计算部分，首先要输入安全系数和MLSS平均质量浓度，然后点击“计算”按钮，通过点击命令按钮，激活计算氧化沟的容积的计算程序，并且与其有关联的其它计算结果便会显示在窗口的文本框中，与此同时，文本框中得到的计算结果还会传递给绘图程序，也就是说，文本框中的计算结果被绘图程序所调用。接下来在点击“计算并校核”按钮，进行自动校核，如果计算结果符合设计要求，则会出现“符合标准”字样，然后点击确定，再点击，直接进入到下一个界面窗体；如果不符合设计标准，也会出现提示窗口，则需要再重新计算。接下来是第二部分氧化沟沟形的计算，点击氧化沟沟形计算，如图5.7所示。 54第五章实例分析硕士研究生学位论文图5.7氧化沟沟形计算界面Fig.5.7Theinterfaceoforbaloxidationditch"sshapecalculation在氧化沟沟形计算部分，计算出了氧化沟各沟面积和圆弧段的半径，以及直线段的长度，这样氧化沟的外形可以初步确定了。接下来还是要进行各沟容积之比的校核，步骤同之前叙述的相同。氧化沟沟形计算部分完毕后，继续点击按钮，进入到曝气系统的设计计算。曝气系统的设计计算过程分成三个主要部分：实际需氧量计算、标准需氧量计算和曝气管管径计算。实际需氧量计算的是在不同方式下各沟的实际需氧量，如图5.8所示。 硕士研究生学位论文第五章实例分析55图5.8实际需氧量界面Fig.5.8Theinterfaceoforbaloxidationditchactualoxygendemand输入BOD复合波动系数，然后点击“计算”按钮，得出总的实际需氧量，然后再点击“校核”按钮，系统会自动进行校核。在两种不同方式下，即A/O和A2/O两种方式，点击“计算”按钮，系统就会计算出不同方式下的各沟实际需氧量。然后点击另一页，进行标准需氧量的计算，如图5.9所示。 56第五章实例分析硕士研究生学位论文图5.9标准需氧量界面Fig.5.9Theinterfaceoforbaloxidationditchstandardoxygendemand在进行标准需氧量计算过程中，需要输入氧转移效率、液体饱和溶解氧浓度、各沟溶解氧量等，先进行需氧量修正系数的计算，然后再计算在两种不同方式下各沟的标准需氧量。接下来进行曝气管管径的计算，如图5.10所示。 硕士研究生学位论文第五章实例分析57图5.10曝气管管径计算界面Fig.5.10Theinterfaceofaeratorpipediametercalculation5.2.3参数化绘图在参数化绘图过程中，设计计算模块将计算结果传递给绘图模块，绘图模块经过处理，最后将数据以图形的形式输出。在主界面上有“绘图”按钮，点击此按钮，奥贝尔氧化沟的绘图主体界面就会出现，可在这个界面选择所要绘制的平面图、剖面图以及大样图，只需点击按钮就可进行图形的绘制，如图5.11所示。 58第五章实例分析硕士研究生学位论文图5.11绘图界面Fig5.11Theinterfaceofdrawing点击“绘制氧化沟平面图”按钮，程序就会自动跳转到确定平面图绘图参数的界面，在这个界面上，用户根据实际工程情况进行参数的选择，例如绘图比例、隔墙厚度等，通过点击下拉按钮进行参数的选择，还需要对室外地面标高进行输入，其他部分的标高则会在后台程序中自动计算，如图5.12、5.13所示。图5.12确定平面图绘图参数界面Fig.5.12Determinetheplanargraphdrawingparametersinterface 硕士研究生学位论文第五章实例分析59图5.13确定平面图绘图参数界面Fig.5.13Determinetheplanargraphdrawingparametersinterface用户在选定绘图参数后，点击“绘图”按钮，程序就会直接跳转到CAD绘图界面，在命令行会出现提示命令，如图5.14所示。图5.14CAD命令行提示界面Fig5.14TheinterfaceofCADtipsincommandline鼠标在CAD界面上点击任何一点，这一点便作为图形的插入点，然后系统便会自动绘制出CAD图形。在进行每一次的图形插入和图形绘制的过程中，CAD的命令行始终都会有命令提示，用户可以根据命令的提示进行每一步的操作。整个绘图过程的完成是通过点击绘图命令开始的，通过点击绘图按钮，整个平面绘图程序便被激活，绘图程序通过调用绘图参数界面的绘图参数，就可以完成图形的绘制，最终再将图形插入到CAD界面中，这样一个完整的CAD图形便被绘制完成了。在完成图形的绘制后，就要对图形进行标注，其中包括尺寸标注、标高标注以及文字标注等，这时就要应用模块标注完成这几项任务。如图5.15、5.16所示。 60第五章实例分析硕士研究生学位论文图5.15标高为488.60m处平面图Fig5.15Flatprofileonelevationof488.60m 硕士研究生学位论文第五章实例分析61图5.16标高为484.80m处平面图Fig5.16Flatprofileonelevationof484.80m5.2.4剖面位置的选取及绘制奥贝尔氧化沟的平面图绘制完成后，会弹出一个界面，提示是否进行剖面图的绘制？如果点击“是”就会跳转到下一个操作界面，如果点击“否”则程序结束，如图5.17所示。图5.17提示界面Fig5.17Promptinterface 62第五章实例分析硕士研究生学位论文点击“是”按钮就会出现确定剖面图绘图参数的窗体，在窗体界面中用户可以根据该构筑物奥贝尔氧化沟的实际设计情况在文字框中输入各部分的标高，如曝气管总管中心标高、进水总管中心标高和出水总管中心标高等，绘图模块就会调用这些数据进行剖面图的绘制，如图5.18所示。图5.18确定剖面绘图参数界面图Fig5.18Theinterfaceofdeterminingtheprofiledrawingparameters点击“绘图”按钮，会出现选择剖切面的窗口，根据提示先选择第一个剖切点，然后再选择另外一个剖切点，两个剖切点应确保在同一条直线上，当剖切点确定后，在选择剖面图的剖面方向，如图如图5.19所示。图5.19确定剖面图位置Fig.5.19Theinterfaceofsectiondirection 硕士研究生学位论文第五章实例分析63任意点击一个剖面方向的按钮，则会自动生成一个相应的剖面图，若我们确定的端点位置以及确定的剖面方向为如图5.20中所示，则生成的1-1剖面图如图5.20所示。图5.20剖面位置图Fig.5.20sectionlocation图5.211-1剖面图Fig.5.211-1section生成1-1剖面图后，弹出对话框“是否继续进行剖面图的绘制”，点击“是”，则继续确 64第五章实例分析硕士研究生学位论文定剖轴的两个端点和剖面方向，确定的端点位置以及确定的剖面方向为如图5.20中所示，便会得到2-2剖面图，如图5.22所示图5.222-2剖面图Fig.5.222-2section生成2-2剖面图后，同样会弹出对话框“是否继续进行剖面图的绘制”，点击“是”，则继续确定剖轴的两个端点和剖面方向，确定的端点位置以及确定的剖面方向为如图5.20中所示，便会得到3-3剖面图，如图5.23所示。图5.233-3剖面图Fig.5.233-3section5.3本章小结（1）本章针对前两章的设计计算过程和软件设计程序进行了实例演算，同时展示了整套程序的运行过程、运行结果。将奥贝尔氧化沟作为研究对象，以《室外排水设计规范》GB50014-2006（2014年版）和《氧化沟活性污泥法污水处理工程技术规范》HJ578-2010为设计依据，参照施工图纸，在AutoCAD2008的绘图环境中，运用其内嵌的VBA语言进行编程，完成了奥贝尔氧化沟的设计计算和参数化绘图。对于本章的设计过程，我做出了如下的总结：（2）要做好前期的准备工作，要确保设计计算过程中的每一个公式都要准确无误，设计参数也要依据设计规范确定其准确的范围，这样程序编辑过程才不会出错，程序运行后，界面中才会得到符合设计要求的数据。（3）要多找一些工程实例作为参考。在进行界面设计以及程序编辑过程中，有许多内容都要根据设计者的日常习惯进行设计，所以要多找一些工程实例，多了解不同的设计人员的设 硕士研究生学位论文第五章实例分析65计习惯，最后设计出一个适合大部分人应用的程序软件。（4）根据处理水量和水质选择奥贝尔氧化沟的沟形，并确定沟渠数和计算各沟渠的尺寸。（5）在编写奥贝尔氧化沟的计算和绘图代码过程中，要依据书籍、规范上的要求对代码进行编写，对于一些缩写的代码要做好注释，方便设计人员进行识别，在编写公式时，公式的编写代码后面也要进行注释，尽量避免编写一些复杂难懂的代码，这样会减少错误的发生，代码的编辑要有一个递进的顺序，要清晰的呈现出代码的层次关系。（6）当程序运行中出现问题时，要学会查找问题的方法，清楚每一个提示的含义，正确分析产生问题的原因，并找到相应的解决办法。（7）若输出的奥贝尔氧化沟图形有问题，无需直接在图形上进行修改，只需要在设计窗体中直接修改原始输入数据即可，再重新运行程序就可得到想要获取的图形。（8）在绘制剖面图时，可直接在平面图上选好剖切面的位置，系统便会直接生成对应部位的氧化沟剖面图，直接省去了绘制剖面图这一步骤。 66第五章实例分析硕士研究生学位论文 硕士研究生学位论文第六章结论67第六章结论6.1结论本课题是对奥贝尔氧化沟参数化设计绘图系统进行开发与研究，根据规范和设计手册中关于奥贝尔氧化沟的设计要求，将某污水厂的项目施工图作为设计的参照，同时要充分考虑了设计人员的设计习惯，以AutoCAD2008为开发环境，以VBA语言为开发工具，首次研究完成了关于奥贝尔氧化沟的具有设计计算功能和绘图功能于一体的参数化绘图软件开发系统，在开发过程中，得出了以下结论：（1）本课题是以《室外排水设计规范》GB50014-2006（2014年版）和《氧化沟活性污泥法污水处理工程技术规范》HJ578-2010为设计依据，对奥贝尔氧化沟的设计进行了标准化处理，选用污泥龄作为设计控制参数，选用污泥负荷、充氧量和供气量等作为辅助设计参数，建立了奥贝尔氧化沟参数化设计计算模型。（2）本课题对于整个参数化绘图系统采用分框架的结构，将整个系统大致分为四大部分：界面设计部分、筑物设计计算模块、参数化绘图模块以及辅助功能的模块等，该结构在软件开发、调试和修改的过程中较方便快捷。（3）在AutoCAD的绘图界面可以直接添加下拉菜单，省去了加载的程序，可直接点击下拉菜单，直接进入程序，通过编辑程序代码的方式成功添加下拉菜单。（4）用户可以直接在设计窗体中输入原始的设计资料和设计参数，通过计算模块，系统可以自动进行数据的识别，最终完成奥贝尔氧化沟的尺寸计算，并可以对部分尺寸进行校核。（5）在参数化绘图过程中，设计计算模块可以将计算结果直接传递给绘图模块，绘图模块经过处理，最后将数据以CAD图形的形式输出，直接得到奥贝尔氧化沟的图形。（6）如果输出的奥贝尔氧化沟图形需要改动，无需对每一线条做出修改，只需要在设计窗体中直接修改原始输入数据即可，再重新运行程序就可得到想要获取的图形。（7）在参数化绘图过程中，对于一些使用频率较高的图形，无需重复进行代码的编制，只需采用宏代码这一方式，将此部分图形编制成图块，若再次出现，只需调用此图块的宏代码即可。（8）在绘制剖面图时，可直接在平面图上选好剖切面的位置，系统便会直接生成对应部位的氧化沟剖面图。（9）程序中编辑了多个比例因子的程序代码，在出图时，会有图形比例选择的窗体界面，可以选择任意一种比例，可加快画图进度。 68第六章结论硕士研究生学位论文6.2建议（1）对于奥贝尔氧化沟的曝气系统，本课题中只介绍采用曝气管的形式，没有介绍曝气转碟，如果后续研究者也有做奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的研究的，希望能够将两种曝气方法均编制出来，然后用户可以选择任意一种曝气方式，这样软件的功能就更加完善了。（2）在程序进行运行时，要对各个设计参数的取值范围以及各个结果的校核范围做好全方位的控制，当输入的设计参数不符合要求或者校核结果不符合条件时，要做到及时提示，并且修改，这样可以将错误发生的几率降到最低。（3）在程序编制过程中，虽然已经将各构造部分的计算公式编辑到程序中，但是在最后只能生成奥贝尔氧化沟的图，而不能自动生成设计计算说明书，希望在以后的研究中能够做好这么方面的研究，使软件能够完成整个过程，减轻设计人员的负担。（4）在本课题中，由于对奥贝尔氧化沟各构造部分的计算还不够细化，其最终出图效果还是达不到施工图的要求，希望后续的研究者能够更细化每一个设计计算步骤，争取能够达到施工图的标准。以上是对本次课题奥贝尔氧化沟参数化绘图系统的一些个人见解和展望，对于奥贝尔氧化沟的参数化绘图系统的设计研究现在只是一个起步阶段，还没有形成一套完整的设计体系，需要后续工作者多次的修正和创新才会形成一个完整的参数化绘图软件。本课题研究现阶段只能研究到这种程度，还有许多不完善的地方，仍需要继续探索和完善。 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72参考文献硕士研究生学位论文 硕士研究生学位论文作者简介73作者简介王晓侠，女，1990年11月生于辽宁省沈阳市新民市，汉族，团员。2009年9月~2013年7月就读于沈阳建筑大学，攻读学士学位。2013年9月考入沈阳建筑大学环境学院市政工程专业，攻读硕士研究生，导师为尹士君教授，研究方向是给水排水系统优化。攻读硕士研究生期间，公开发表论文2篇。作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文1．尹士君，王晓侠，李想，王先田，施胜焓，康健．城市暴雨防洪系统中调蓄削峰设施的研究，沈阳建筑大学学报，2015年第6期2．尹士君，王先田，孙梦秋，王晓侠，施胜焓，康健．基于AutoCADVBA的V型滤池参数化绘图系统的设计，沈阳建筑大学学报，2015年第5期 72作者简介硕士研究生学位论文 硕士研究生学位论文致谢73致谢2013年，我荣幸的考入沈阳建筑大学攻读硕士学位，两年半的研究生生活马上就要结束了，论文撰写也接近尾声了。回想这两年半的生活，使我学到了很多东西，专业知识也更加扎实，在这里成长的过程中，我不能忘记那些曾经帮助过我的人，他们给我了很大的支持与鼓励。我最感谢的是我的导师尹士君教授，研一开始，从VBA语言的学习，到专业课知识的学习，导师都悉心教导，为研二的课题研究打下了坚实的基础。课题研究阶段，导师给予了很大的支持，我才能顺利完成课题研究，在这里我衷心感谢我的导师，您的教诲我将会受益终身。感谢在硕士学习期间傅金祥教授、李亚峰教授、赵玉华教授、蒋白懿教授等所给予的知识和言传身教的处事态度。感谢我已毕业的师姐李想、田丽娜、孙梦秋、孙旭芳等，他们在课题研究方面做了大量工作，为我的研究打下了非常重要的基础。感谢我的同学王先田、施胜焓、康健，在我课题研究阶段对我的支持与帮助。感谢我的研究生同学们，在日常的学习和生活中对我照顾与帮助。感谢我的父母和朋友们，感谢你们一直以来对我的支持和关心。王晓侠2015年11月于沈阳建筑大学 74致谢硕士研究生学位论文