CAPE-OPEN标准的学习方法
注：原文于2013年由作者发表于海川论坛，因原论坛逐渐消亡，现转载于此，希望对于初学者有所帮助。《CAPE-OPEN的基础概念与学习》
CAPE-OPEN是一种标准，即Computer-Aided Process Engineering Open Simulation Environment，借助这个标准可以开发出通用的化工过程模拟模块。CAPE-OPEN是一个非常强大的工具，借助这个标准最基础的是模块开发，更高层次可以用于物性数据的调取和软件之间的交互调用。比如aspen与fluent的连接，以及自己独立软件与aspen、proII的连接。国内在这方面研究的人少之又少，国外做的比较好的是AmsterChem，其开发了大量的CAPE-OPEN模块，并有一个比较成功的模拟平台COFE。
我也只能算是CAPE-OPEN上的一个入门者，因为还有一些人需要用到CAPE-OPEN，在这里谈谈CAPE-OPEN的学习方法。
开发一个成功的CAPE-OPEN模块绝非易事，已经是化工模拟上的上乘学问。不单要有不错的化工基础和充分的化工资料，还要有扎实的编程功底，这点对于化工专业的学生很有难度，因为既要有吃苦精神，还要对编程有天生的悟性。计算机专业的学生自然不愁编程，但是要狂补一下化工知识了。
好了，开始。开发CAPE-OPEN模块之前，你至少要掌握一门编程语言，比较流行的有visual C++，VB 6.0，当然你可以用JAVA，Delphi，不过我建议用前两者。VB大学那会接触过一阵子，后来VB升级为VB.net，语法全变，我便改学了C++，VB的知识就全忘了，我现在用C++去开发CAPE-OPEN模块。以我的经验，如果想具备开发模块的能力，你的C++水平至少要很好地理解指针、类的派生、多态、虚函数、引用等概念，最好有自己开发（或模仿）一个小程序的经历。我天生愚笨，毕业于山东的一个化工不错的二流大学，所以用了近两年的业余时间自学了C++，如果你有编程基础，一年以内掌握这些没太大问题。
如果你的编程水平够了，你可以去看看关于COM的书了，不必深入研究，刚开始蜻蜓点水足够了。现在你可以去www.colan.org的官网把CAPE-OPEN标准下载下来，九几年它的版本是0.9，现在它的版本是1.1，更新是非常之慢的。它的手册挺多，但是一般人只看他的单元操作部分足够了。我建议花十几块钱（假设3毛钱/双面）把这部分打印出来，因为纸质版比电子版印象深刻。我大学那会用手机看电子新闻已开始流行，但仍坚持每天花5毛钱买一份《半岛都市报》，因为阅读的质量是不同的。刚开始反复去看单元操作的手册，反复看，反复看，然后你就可以去colan的官网看看他们提供的一个混合分离器的实例。照着写一写，不懂了回头再看一看。
然后你应该可以去尝试着写一个MixerSplliter1.1了。
再然后如果你的悟性足够的话，可以用你的智慧推动化工行业进步了。
《基于CAPE-OPEN标准开发化工模拟单元操作模块》
之前我已经提到过CAPE-OPEN的学习方法，不再赘述，这里重点讲一下单元操作模块的开发方法。
单元模块是化工过程模拟中最基础的一部分，物性数据库是另一部分，当然还有更高端的数据求解、反应器模块的设计。物性数据库的开发复杂些，但是单元模块却要简单很多。我希望通过本文能让更多的人去接触CAPE-OPEN，去利用CAPE-OPEN开发出自己的单元模块。在没有统一的模拟软件接口标准之前，个人或者小的公司、设计院很难去开发一个像样的过程模拟软件，或者说开发出来一个模块并不能在人家的模拟软件中运行。但是自己按照CAPE-OPEN的标准去写一个模块，就可以在著名的aspen，hysys，proII等支持CAPE-OPEN的环境下运行，模块具有很强的可移植性。单元操作模块的开发者不必去关心物性数据，因为开发出来的模块可以直接调用模拟软件的物性数据库，而可以把全部的精力放在内部的计算上。
开发CAPE-OPEN模块可以利用VB 6.0或者C++，当然其他的语言java，delphi，fortran都可以的，因为CAPE-OPEN模块其实就是一个动态链接库文件（dll），只要能够生成dll文件的编程工具都能够实现CAPE-OPEN。但是CAPE-OPEN得官网建议使用VB 6.0和C++，注意这里的VB是6.0，不是后来的VB.net。我个人喜欢用C++，因为我不喜欢VB 6.0这种过时的语言，而且C++精妙复杂，具有更广泛的发挥空间。入门者可以选择VB 6.0，因为它入门很快，没有太复杂的语法，而学习C++却要费时很多。我这里都是以visual studio 2005中的C++进行演示的。
CAPE-OPEN的官网（www.colan.org）提供了一个混合分离器的示例，兼有VB和C++的版本，初学者可以把它下载下来慢慢揣摩。简单的说，所谓的CAPE-OPEN只不过是一个动态链接库，露出几个接口供模拟软件调用，而CAPE-OPEN的这些接口已被官方定义好了，所以模块的开发者这需要往各个函数填代码就可以了。下面是一个接口示意图：
仅仅是一部分。模拟环境调用的就是这几个接口，常用的有ICapeUnit和ICapeUtilities，每个接口又包括几个函数。开发者仅需要完善这几个函数的内容就可以了。开发一个模块最简单的可以在别人代码的基础上进行改进，比如官网提供的这个混合分离器模型（MixerSplitter）。我在学习的初期，自己依照MixerSplitter的样子写了一个计算管道压降的模块。如下：
它拥有一个独立的输入界面，可以通过这个对话框输入管线的长度、内径、出入口的位差，当然也可以进入aspen plus的Data browser窗口进行输入，两者是同步的。而流量、组成都数据则是在aspen的环境中输入的，根据流量和管内径就可以求出流速，该模块又可以从aspen的物性数据库调取粘度等数据，最后根据伯努利方程就可以求出管道的压降。这里你会发现这个模块仅仅是一个正方块，这是因为不同的模拟软件界面不同，所以CAPE-OPEN标准没有提供界面这个接口，在aspen plus环境下CAPE-OPEN是一个方块表示，而CAPE-OPEN却可以设计自己的参数输入窗口。
当然，当你的水平足够的时候，就可以自己去写一个全新的单元操作模块，CAPE-OPEN官网提供了一个叫做“CAPE-OPENv1-1-0.tlb”的接口描述文件，它提供了相关接口的标准框架，你可以根据这些框架填写代码，然后开发出一个优秀的单元模块。如果你用的C++，我建议使用visual studio 2005或更高版本，打开后点击新建项目里的C++ ATL。VB 的话肯定是用visual basic 6.0了，完整版在win7下如果有问题的话，可以下载vb 6.0 部分精简版，方便安装使用。
CAPE-OPEN的官网www.colan.org，里面全是英文，别怕，慢慢看就会看懂了。希望此文能够激发更多的人去研究CAPE-OPEN，把自己的知识封装到CAPE-OPEN的模块中，共聚智慧，定能促进化工模拟技术的进步。
楼主牛！！！谢谢楼主的分享！！！ 楼主厉害，向你学习 {:1110_550:} 楼主太厉害了！楼主，I*老*虎*U！我觉得马后炮化工真是个好地方！ 顶楼主，希望有有志于流程模拟的兄弟姐妹们能持续学习，有所进步！ 请问楼主是不是在化工流程模拟学苑的微信群里 楼主辛苦了
感谢楼主的无私分享！要想马后炮化工好 就靠你我他 楼主太厉害了！楼主，I*老*虎*U！我觉得马后炮化工真是个好地方！ 易武 发表于 2022-10-28 14:51
请问楼主是不是在化工流程模拟学苑的微信群里
嗯，是的 楼主是技术牛人，感谢分享！！ 谢谢楼主分享 楼主厉害啊 {:1110_550:}{:1110_550:} {:1110_550:}{:1110_550:} 谢谢楼主的分享
我看不错噢 谢谢楼主！马后炮化工越来越好！
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