矿井通风仿真系统的SolidWorks插件开发.pdf

SeriesNo . 372 June 2007 金 属 矿 山 M ETALM I NE 总 第 372期 2007年第 6期 沈 澐 1975, 女, 江西理工大学机电工程学院, 讲师, 硕士, 341000江西省赣州市。 矿井通风仿真系统的 Solid W orks插件开发 沈 澐 1 丁凌蓉 1 黄国平 2 1. 江西理工大学; 2. 天派电子 深圳 有限公司 摘 要 介绍了以三维造型软件 Solid W orks的二次开发技术为基础, 采用面向对象语言 V isualBasic6 . 0为工 具, 结合 SQL Server 2000数据库技术, 进行矿井通风仿真系统插件开发的方法, 建立了适合用户需要的、 专用的 SolidW orks功能模块。所开发的仿真系统插件与 Solid W orks应用环境无缝集成, 界面友好, 操作方便, 实现了通风 网络图的绘制、 网络解算和数据管理一体化功能, 提高了矿山通风管理的水平。 关键词SolidW orks 二次开发 插件 矿井通风 仿真系统 Development of Solid W orksPackage ine Ventilation Si mulation Syste m Shen Yun 1 Ding Lingrong1 Huang Guoping 2 1. JiangxiUniversity of Science and T echnology; 2. Skyp ineElectronics Shenzhen Co. , Ltd Abstract This paper presents the way of developing m ine ventilation network si mulation syste m package which is based on the secondary development technology ofSolid W orks, a 3D modeling softwares , and adopts objectorientedV isual Basic 6. 0 language as the tooland also SQL Server2000 database technology , bywhich a functionalmodule specially adap ted to the client need is established. The developed si mulation system package is seamlessly integratedwith SolidWorks ap plication environment , has friendly interface and is easy to operate . It has realized the integration of the graphics draw ing of the ventilation net work,the network analytic calculation and the data management so as to i mprove the mine ventilation manage ment leve.l K eywordsSolid W orks ,Secondary development , Package , M ine ventilation, Si mulation system 矿井通风管理是矿山安全工作的重要内容之 一, 在矿山生产中占有重要地位。其管理和通风方 案设计的好坏直接关系到矿山的安全生产和经济效 益 [ 1]。文中以 Solid Works二次开发技术为基础, 采 用可视化编程语言 Visual Basic6 . 0 , 结合 S QL Serv er2000数据库技术, 开发了一个集通风网络图绘制、 网络解算和数据管理为一体的矿井通风仿真系统插 件。该插件集成于 Solid Works应用环境, 界面简单 易懂、 方便友好。 1 矿井通风仿真系统 SolidWorks插件的开发方法 1 . 1 Solid Works的优越性 以往的矿井通风仿真系统大多是以 AutoCAD 为平台开发的 [ 2], 本文选用 Solid Works为软件平台 进行矿井通风仿真系统研发, 主要因为 1 Solid W orks具有卓越的三维和曲面造型能 力, 而 AutoCAD在二维造型方面优点突出, 在三维 造型上则显得薄弱。 2 Solid W orks有强大的参数化特征造型能力, 其二次开发方便快捷。 3 Solid Works有大型装配处理的功能, 有丰富 的图形文件类型。 4 Solid Works有丰富的图形显示及视图方式。 5 Solid Works对 AutoCAD有良好的兼容性。 1 . 2Solid W orks二次开发的关键技术 Solid W orks插件是一种遵循一定规范的应用程 序接口 API而编写的 ActiveX DLL动态链接库 文件, 它集成于 Solid Works应用环境, 实现某些特定 功能。 Solid Works提供了几百个 API函数, 这些 API 函数就是 Solid Works的 OLE 或 COM 接口。基于 OLE对象的链接与嵌入 技术只能开发 形式 的程序。基于 COM 组件对象模型 技术可使用最 多的 Solid WorksAPI , API可控制 Solid W orks的会话 方式, 生成. dll格式的文件, 也就是 Solid Works的插 55 件。COM是软件组件互相通信的一种方式, 它允许 任意两个组件互相通信, 而不管它们是在什么计算 机上运行, 也不管该组件是用什么语言编写的。任 何支持 OLE或 COM 技术的编程语言, 都可以作为 Solid Works的二次开发工具 [ 3]。可以使用 VB \VBA \VC \Delphi等高级语言, 建立适合用户需要的专用 的 Solid W orks功能模块。用 V isual Basic的开发效 率高, 可以直接使用 Solid Works VBA 的宏文件* . swp中的代码, 省去大量编写与调试程序的时间。 1 . 3 矿井通风仿真系统 Solid W orks插件开发的流 程 1 . 3 . 1 建立与 Solid W orks的链接 用 VB进行 Solid W orks二次开发, 首先要在新 建的 ActiveX DLL文件里添加 3个必要的引用 Solid Works 插 件 库 Solid Works exposed Type Libraries For add- inUse∀; Solid Works类型库 Sld W orks 2006 Type L i bray∀ ; Solid W orks常数库 Solid WorksConsantType L ibray∀ ; 然后用 SwAddin . ConnectToS W 和 SwAddin . Dis connectFromS W 函数定义该 ActiveX DLL 文件与 Solid Works连接的接口。 1 . 3 . 2 定义菜单、 工具条等功能 用 Sld W orks对象的 Add M enu和 Add MenuItem2 方法, 分别定义主菜单和相应的下拉子菜单。 iSld W orks .SetAddinCallbackInfo App .hIn stance , Me,iCookie 获取 S W 信息; iSld W orks . Add M enu swDocNONE,矿井通风 仿真系统模块∀,3 定义主菜单; iSld W orks . Add M enuIte m2 swDocPART,iCook ie ,节点 /巷道数据输入 网络图绘制矿井通风 仿真系统模块∀,0 , DocPART_Item0∀, ∀,输入 节点和巷道数据 ∀ 定义子菜单。 插件的应用效果如图 1所示。 1 . 3 . 3 子菜单功能的实现 子菜单函数有 7个参数, 其中第 5个参数是一 个函数, 它决定子菜单的功能。以子菜单 巷道参 数 /属性查询 ∀为例。该子菜单的功能函数 Doc PART_Item 3 ∀中只有一句 fr mPipeCheck . Show, 作用 是显示 巷道参数 /属性∀对话框, 如图 2所示。 对话框设计了 3种方式为用户获取巷道的参 数 /属性 图 1Solid W orks插件应用效果 图 2 巷道参数 /属性对话框 1对话框打开时列出用户已选定的巷道的参 数 /属性, 如用户在对话框打开前未选定巷道, 则不 列出信息。 2用户打开对话框后, 通过输入巷道编号回 车获取相应巷道的参数 /属性。 3用户打开对话框后, 在特征树里选定巷道, 然后单击按钮 获取巷道参数 /属性 S ∀来获得相 应信息。 1 . 3 . 4 注册 Solid W orks插件 编译生成的 DLL文件注册后才能被 Solid W orks 识别, 在 Solid Works环境中生效。注册方法有两种 直接在 Solid Works软件环境中, 点击 文件 ∀ ∃ 打开 ∀, 打开正确路径下的 DLL文件。 操作注册 表, 应用 Regsvr32∀命令注册 [ 4]。 56 总第 372期 金 属 矿 山 2007年第 6期 1 . 3 . 5 调用和卸载插件 调用插件时, 需在 Solid W orks菜单栏上先后选 择 工具 ∀∃ 插件 ∀弹出插件管理对话框, 勾选相应 插件。卸载时, 则去除相应的选择。同时, 要应用 Sld W orks对象的 Remove Menu方法清除与插件相关 的内容。如 iSld W orks. Remove M enu swDocPART, 矿井通风仿真系统模块∀, ∀。 2矿井通风仿真系统 Solid W orks插件的主要功 能 矿井通风仿真系统 Solid W orks插件功能如图 3 所示。 图 3 矿井通风仿真系统插件的功能 2 . 1 网络图绘制子系统 1节点 /巷道数据输入。节点编号和坐标, 巷 道编号、 名称、 始末节点、 属性 如 默认、 新增、 未 掘、 废弃, 不同类型巷道有不同显示颜色 等基本数 据, 都在这里输入、 编辑及查询。 2网络图的绘制。如前第 3优越性所述。系 统采用零件的形式绘制各个中段的网络图, 然后把 所有中段零件, 以合理的位置和约束关系装配成通 风网络装配体。这种自底向上的构图模式, 即有利 于图形的修改又利于用户浏览。而且系统提供了多 种巷道截面类型供选用。 3网络图的编辑修改。在中段巷道图中增 加、 删除巷道或修改巷道属性。也可删除某个中段 的图形文件。中段巷道图更改后, 整体通风网络图 会自动更新。 4 网络图的浏览打印。如前第 4优越性所 述, 通风网络可以线框图或上色等不同模式显示; 还 可以 RGB256的任意色彩显示; 用户可以任意比例 和任意视角浏览网络图。如前第 5优越性所述, 无 论中段或整体的通风网络图, 都可以转化为 DWG 形式的工程图, 在 AutoCAD平台下打开。 2 . 2 网络解算子系统 1原始数据输入。可以进行多种通风方案的 设计。输入各种方案的风路参数和风机特性曲线参 数, 生成各方案的网络解算初始数据文件。 2网络解算。调用网络解算程序对不同通风 方案进行解算, 产成该方案的解算结果文件, 并将解 算结果数据导入后台数据库。 3解算结果查询与打印。查询不同方案的解 算结果数据, 优选最佳方案, 生成结果报表。报表有 多种类型 一是以水晶报表开发的 内部数据报 表∀, 格式固定; 一是 Excel文件格式报表, 用户可以 脱离仿真系统另外编辑和打印。 4解算结果标注。把最优网络解算的结果标 注到通风网络图上对应的巷道旁边, 包括风流方向、 风量大小、 风阻大小等。 2 . 3 数据管理子系统 1数据库备份与恢复。仿真系统插件的后台 以 SQL Server 2000为数据库支撑。用户可以方便 地对数据库进行备份和恢复, 以防止数据由于意外 原因丢失。而不需要到后台服务器上操作, 也不需 要会使用 SQL Server 2000 。 2图库备份与恢复。图库更新后, 或为防止 图形文件的丢失或损坏, 可以把其另外备份出来, 在 必要的时候使用恢复功能恢复图库。 2 . 4 帮助子系统 系统提供了详细的使用帮助。这是所有应用软 件必不可少的功能模块。 3 结 语 矿井通风仿真系统的 Solid W orks插件, 实现了 通风网络图绘制、 网络解算、 数据管理功能。这些功 能与 Solid Works无缝集成, 用户可以直接在 Solid Works环境下, 完成图形和数据的集成。本插件具 有很好的柔性和可拓展性, 界面友好, 操作方便。实 现了矿井通风系统的管理、 监控、 通风方案优化的高 效性, 从而提高了矿山通风管理的水平。 参 考 文 献 [ 1] 林建广, 赵恩平, 蒋仲安, 等. 矿井通风网络图绘制与解算一体 化系统的研制 [ J]. 矿业工程, 2006 . 4 6 5658 [ 2] 崔永丰, 邢存恩, 范 丽. 基于 AutoCAD下通风系统可视化管 理的实现 [ J]. 山西煤炭, 2006 . 26 3 13 下转第 61页 57 沈 澐等 矿井通风仿真系统的 Solid W orks插件开发 2007年第 6期 动状态的管磨机尾仓中, 料球筛析现象不如前仓那 么明显。这是因为管磨机尾仓衬板的摩擦系数小于 前仓衬板, 提带料球的能力就不如前仓, 导致提升高 度较低, 料球层之间的滑动量比前仓要小。 当管磨机尾仓衬板的摩擦系数较适宜时, 尾仓 中料球的运动轨迹如图 3所示。图中 DEFG曲线以 下的料球出现筛析现象是容易理解的, 而 DEFG 曲 线以上的料球由于处于微抛与泻落共存的状态, 所 以也呈现轻度的筛析现象, 这使 DHG 曲线所示表面 存在少量大颗粒和较大的研磨体。 当管磨机内正常 通风时 通风量一般为每吨水泥 500 800 m 3 , 这 些大颗粒随风而行 [ 6], 加上管磨机前仓的中心 风 洞 ∀如图 1所示曲线 abcd 也汇集有相对较大的颗 粒, 管磨机容易 跑粗 ∀就不难理解了。建议在不降 低隔仓板、 出磨篦板整体通风面积的前提下, 适当降 低中心附近的通风面积, 这样可使 跑粗∀现象明显 缓解。同时由于总通风面积不变而中心附近通风面 积减少, 周边的通风面积将增大, 这有利于因料球筛 析现象而处于周边的微粉及时排出, 从而克服微粉 的 软垫层∀现象, 使产量有一定幅度的提高。 图 3 管磨机尾仓料球运动轨迹 当管磨机尾仓衬板的摩擦系数偏大时, 尾仓中 料球的运动状态类似于料球在前仓的常规抛落式运 动状态, 仅是抛落高度低些而已, 产生料球筛析现象 是正常的。但由图 2可以知道, 这种运动状态使处 于提升段下部的物料受到的压强明显降低, 直接影 响研磨效果。不少水泥企业目前就存在这种状况。 山东省东营某企业发现, 每次换新的衬板, 前 10个 月成品中 30 m 以下颗粒含量总偏低, 混合材加不 进去, 10个月以后情况才会逐步改善, 原因就在这 里。理论与实践已经证明 管磨机尾仓衬板的摩擦 系数适宜且稳定是实现高效研磨的基本保证。当管 磨机尾仓衬板的摩擦系数相对较低时, 如图 3所示, DEFG 曲线以下的物料受到的压强就较大, 这正是 尾仓发挥研磨作用的关键之一。但如果管磨机尾仓 衬板的摩擦系数过小, 容易形成料球在管磨机内整 体滑动, 也会使物料的研磨效率下降。不过出现这 种现象的水泥企业极少。实现高效研磨的另一关键 是研磨体平均直径要小, 以增大料球的接触面 积 [ 7]。但研磨体平均直径过小又会使磨内物料的 流速大幅下降。因此建议一方面优先选用耐磨且摩 擦系数相对较小的尾仓衬板, 另一方面在保证合格 成品水泥能及时排出管磨机的前提下, 尽可能降低 研磨体平均直径。 4 结 语 以料球筛析现象为主要内容的料球运动分析较 为客观地反映了工程实际中管磨机内物料的破碎与 研磨过程, 在管磨机研磨体级配、 衬板形式、 前仓最 大球径、 平均球径的确定等方面为相关企业提供了 参考, 希望能给进一步优化管磨机粉磨系统的工艺 参数和设备结构参数, 实现管磨机粉磨系统的优质 高产低消耗带来积极影响。 参 考 文 献 [ 1] 褚瑞卿. 建材通用机械与设备 [M ]. 武汉 武汉工业大学出版 社, 1996 7298. 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