支持CAPE-OPEN标准的化工物性数据库的研究与开发

论文摘要

化工物性数据库已经成为了化工科技人员进行化工设计、模拟、优化计算必备工具。它既可以独立的面向用户,为其提供服务,也可以嵌入到化工流程模拟系统和专用系统,为其提供有关数据,成为了化工模拟软件的基础。目前化工模拟软件都使用各自的物性数据库,数据一致性并没有获得支持,并且数据库的互用性得不到满足。欧盟发起的开放式计算机辅助过程工程（CAPE-OPEN）,定义了过程模拟器各组成部分的标准接口,实现了过程模拟器组件的“即插即用”,成为过程模拟软件领域新的发展方向。开发支持CAPE-OPEN（CO）标准的化工物性数据库,对于加速化工模拟软件的发展,提高企业的竞争力,节约社会资源具有重要的现实意义。CAPE-OPEN标准的目标是实现过程模拟器组件接口的标准化,使得模拟器的自身组件在最小的工作量下可以被另外的模拟器的组件无缝替换。本文在Windows XP环境下,利用Office2003中的Microsoft Access软件建立了包含4980种物质（主要是有机物）的89项基础物性和模型参数的数据库,实现了对数据的存储和管理。利用统一建模语言UML,通过对物性数据库的建模,确立了物性数据库的5个参与者,设计了物性数据库的3个接口及研究了每个接口对应的方法。利用VC++语言开发了支持CAPE-OPEN标准的化工物性数据库组件COmyPPDB。在VB编程环境下,引用组件COmyPPDB,开发了用户端程序,实现了用户对物性数据的添加、存储、查询、检索,并实现了对8种热力学物性和7种传递物性的推算功能。利用VC++语言开发支持CAPE-OPEN标准的物性数据库组件,能够实现与其它程序的结合,基本实现了数据的一致性转换。本文所进行的软件开发和理论研究,具有较强的基础意义和实用价值。支持CAPE-OPEN标准的化工物性数据库的完善等问题需要进一步深入开展研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 化工物性数据库的研究进展
• 1.1.1 化工物性数据库的国内外进展
• 1.1.2 化工物性数据库的分类和功能
• 1.1.3 化工物性数据源
• 1.2 CAPE-OPEN 标准的产生和发展
• 1.3 数据库系统简介
• 1.3.1 Access 数据库系统
• 1.3.2 Access2003 的工作环境
• 1.3.3 结构化查询语言（SQL）
• 1.3.4 数据库的设计原则
• 1.4 本课题的提出及研究内容
• 1.4.1 课题的提出
• 1.4.2 课题的主要研究内容
• 2 CAPE-OPEN 标准
• 2.1 CAPE-OPEN 标准简述
• 2.1.1 CAPE-OPEN 工程的主要目的
• 2.1.2 CAPE-OPEN 工程的主要组件
• 2.1.3 CAPE-OPEN 工程的范围
• 2.2 CAPE-OPEN 标准的实现
• 2.2.1 中间件技术
• 2.2.2 基于COM 的软件设计方法
• 2.2.3 CAPE-OPEN 的基本数据类型
• 2.2.4 CAPE-OPEN 的命名
• 2.2.5 CAPE-OPEN 组件的通讯方式
• 2.2.6 CAPE-OPEN 的变量类型
• 2.3 本章小结
• 3 支持CAPE-OPEN 标准的化工物性数据库接口
• 3.1 UML 建模技术
• 3.1.1 UML 统一建模语言
• 3.1.2 UML 语言中的建模机制
• 3.2 支持CAPE-OPEN 化工物性数据库
• 3.2.1 支持CAPE-OPEN 化工物性数据库的类型
• 3.2.2 支持CAPE-OPEN 化工物性数据库的构成
• 3.2.3 数据转换的步骤
• 3.3 化工物性数据库的参与者（actors）
• 3.4 化工物性数据库中的用例（Use Cases）
• 3.4.1 用例
• 3.4.2 用例图
• 3.5 化工物性数据库接口的分析和设计
• 3.5.1 物性数据库接口
• 3.5.2 物性数据库接口设计
• 3.5.3 接口描述
• 3.6 本章小结
• 4 CAPE-OPEN 化工物性数据库的基础物性和物性推算模型
• 4.1 化合物基础物性
• 4.1.1 物性数据的选取原则
• 4.1.2 化合物基础物性的选取
• 4.1.3 物性数据的来源
• 4.2 物性推算模型
• 4.2.1 物性推算模型的功能
• 4.2.2 物性推算方法
• 4.3 本章小结
• 5 支持CAPE-OPEN 标准的化工物性数据库系统的开发
• 5.1 软件环境的选择
• 5.2 应用程序开发语言
• 5.2.1 Visual Basic 6.0
• 5.2.2 Visual C++6.0
• 5.3 ACCESS 数据库的创建
• 5.3.1 数据库的文件结构
• 5.3.2 数据库设计
• 5.3.3 数据库安全设置
• 5.4 创建数据源
• 5.5 CAPE-OPEN 物性数据库组件的开发
• 5.5.1 ATL 创建物性数据库组件
• 5.5.2 对注册表的访问
• 5.5.3 物性数据库的实现
• 5.5.4 CAPE-OPEN 组件的测试与应用
• 5.6 基于VB 的软件界面和软件主框架设计
• 5.6.1 界面设计
• 5.6.2 物性推算方法程序设计
• 5.7 化工物性数据库功能实现
• 5.7.1 物质的物性查询功能
• 5.7.2 热力学物性的推算功能
• 5.7.3 传递物性的推算功能
• 5.7.4 管理员用户操作功能
• 5.8 数据库安装程序的制作
• 5.9 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 附录1 基础物性及模型参数表
• 附录2 界面设计程序
• 附录3 物质查询程序设计示例
• 附录4 传递物性推算程序设计示例
• 附录5 热力学物性推算程序设计示例
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录