基于.NET编程增强Excel与CAD的数据交流功能——以水利工程设计应用为例

马 宇

（辽宁省大伙房水库输水工程建设局，辽宁沈阳110166）

基于.NET编程增强Excel与CAD的数据交流功能
——以水利工程设计应用为例

马 宇

（辽宁省大伙房水库输水工程建设局，辽宁沈阳110166）

为解决水利工程设计中Excel与CAD的数据交流问题，采用基于C#.NET编程的方式来增强CAD对Excel文件中数据的读取和编辑。

数据交流；Excel；CAD；水利工程设计

1 引言

Excel和CAD是在水利工程设计中广泛应用的商业软件，Excel方便保存、编辑表格数据，CAD有效辅助设计绘制工程图。在设计中，工程师们往往需要把大量的Excel数据转换成直观的CAD中的点、线等图元，在这些图元的基础上进行工程设计；同时也需要把CAD中的一些图元属性提取出来保存到Excel文件中，以便于计算工程量和确定控制坐标等。如何解决好Excel与CAD之间的数据交流是提高水利工程设计效率和质量的重要环节。

Excel和CAD均属于通用软件，虽然CAD中个别功能提供了对Excel文件的简单支持，但由于水利工程上边界条件复杂，随机性强、设计面广［1］，CAD的自带功能无法满足水利工程设计中大量数据交流便捷、准确的要求，设计人员的数据交流操作繁琐而重复。

Excel和CAD软件均提供了优良的二次开发接口，随着编程技术的发展和软件版本的升级，对这两种软件进行二次开发的门槛也逐渐降低，基于微软公司提供的.NET平台对Excel和CAD进行二次开发就是一种较为便捷的方法。

2 实现数据交流的思路

借助Excel和CAD提供的二次开发接口，编写一个程序，作为桥梁搭接Excel和CAD程序，程序本身应具有打开、读取、修改、保存Excel文件和CAD文件的功能，并应具备实时显示设计成果和简洁的操作界面等特点。

Excel二次开发主要有三种方式：VBA的内部开发、COM插件开发和自动化服务开发［2］。CAD提供了五种主要的开发工具，分别是：使用C++的Object-ARX，VB/VBA的ActiveX开发，ADS，AutoLisp/VisualLisp以及.NET开发［3］。综合分析两个软件的二次开发方式，本文选用基于.NET开发CAD并添加Excel的COM插件的方式来搭建沟通两个软件的桥梁，这种方法相比其他方式组合更容易搭建编译平台，可以较为完整地调用CAD和Excel提供的二次开发接口功能，方便制作窗口界面和实时检验计算成果。

.NET开发是基于微软.NET平台直接进行CAD二次开发的一种新技术，能够完全支持.NET开发的CAD版本需高于2006。.NET可以引用CAD提供的对象库，进而建立自己的动态链接库程序（*.dll文件），在CAD中加载编译后的动态链接库程序，就可以达到编程操作CAD的功能。通过.NET控制Excel文件的前提是添加Excel的COM组件的引用［4］。COM组件中提供了Excel相关的类和接口，通过COM组件可以编程创建、显示、编辑、读取、保存Excle文件。

创建一个CAD可以加载调用的动态链接库程序，程序同时引用ExcelCOM组件。在CAD环境下启动动态链接库程序，读取Excel文档内容，保存到程序的数据变量中，然后调用CAD中的绘图类，根据读取的数据绘图；或者在CAD中借助提取图形对象函数，提取CAD图纸中的点、线等图元的基本属性，通过程序分析计算形成需要的数据成果，写入到Excel文件中。.NET平台上，可以实现Excel与CAD数据的双向流通，编程思路见图1。

图1 编程沟通Excel和CAD数据流程图

3 编程实现操作Excel与CAD

3.1 编程语言及编译环境

.NET平台又称.NETFramework，目前最新的是4.5版本。是由微软开发的一个致力于敏捷软件开发、快速应用开发、平台无关性、跨语言编程和网络透明化的软件开发平台［5］。.NET包含四种核心语言：VB、VC++、C#和J#［6］，本文选用C#进行编程，C#是微软为.NETFramework量身订做的程序语言［7］，具有使用简易和功能强大的特点。目前开发.NET平台程序，最高效的编译调试平台莫过于微软公司推出的VisualStudio（简称VS）集成开发环境。本文采用VS2010版本进行编译环境搭建。考虑使用习惯和程序的兼容性，CAD采用2007版本，Excel采用2003版本。

首先，在VS中新建一个项目，模板采用C#下的“类库”，.NET平台选择2.0版本（不同版本CAD对应不同版本.NET，通过较低版本.NET编译的程序一般可以在较高版本CAD中运行）。在“解决方案”中添加引用“acdbmgd.dll”和“acmgd. dll”，并设置“复制本地”为“False”。

然后，引用Excel的COM插件，不同版本Excel对应的COM插件版本有所不同，2003版本的Excel的COM插件名称为“MicrosoftExcel11.0ObjectLibrary”。

最后，设置程序的“调试”属性，启动外部程序路径设为本机CAD2007的“acad.exe”程序路径。至此，程序的编译平台就搭建完成。

3.2 编程操作Excel文档

编程可以实现Excel的大部分功能，具体调用的类和函数也非常多，具体可以参考微软公司提供的COM插件的帮助手册。较为基础和常用的Excel操作为打开文档，读取、修改单元格内容，保存文档。为了更好应对复杂的Excel表格格式，本文采用逐单元格读取/赋值的方式操作Excel文档。例如打开一个路径保存在filename变量的*.xls文件，读取A1单元格内容保存在变量ReadCell中，并修改B1单元格内容为“Level”，编程主要代码为：

（首先添加using Excel=Microsoft.office.Interop.Excel；）

Excel.Applicationapp=newExcel. Application（ ）；∥新建Excel进程

Excel.WorkbookClassw=（Excel. WorkbookClass）app.Workbooks.open（filename，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type. Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type. Missing，Type.Missing，Type.Missing）；∥打开文件

Excel.Worksheetsheet=（Excel. Worksheet）w.Sheets；∥选择Excel文件sheet

string ReadCell=（（Excel.Range）sheet.Cells［1，1］）.Text.ToString（ ）；∥读取A1单元格中的数据

sheet.Cell［1，2］=”Level”；∥修改B1单元格内容为Level

w.Close（null，null，null）；∥关闭文件

app.Quit（ ）；∥退出Excel进程，非常重要，不然Excel的进程将一直在电脑后台运行

3.3 编程操作CAD

通过.NET平台操作CAD可以实现CAD的绝大部分功能，可调用的类和函数非常多，具体可参考Autodesk公司提供的CAD二次开发帮助手册。较为基础和常用的CAD操作有绘制图元和提取图元的属性。例如，根据数据绘制一条多段线和提取某点的坐标，以下是编程的主要内容。

首先添加using Autodesk.AutoCAD.ApplicationServices；

using Autodesk.AutoCAD.Runtime；

using Autodesk.AutoCAD.EditorInput；

在新建的类中添加以下代码：

［CommandMethod（"SLCAD"）］ ∥启动程序命令

publicvoidRunApp（ ）

｛∥绘制多段线

intn=pts.Count；∥获取保存多段线坐标的数组pts的点数

Polylineent=newPolyline（ ）；∥新建一个多段线对象

for（inti=0；i＜n；i++）∥设置多段线各节点坐标

ent.AddVertexAt（i，pts［i］，0，0，0）；objectIdentId=Append Entity（ent）；对象添加到CAD文件列表中∥提取点坐标

Editoreditor=Autodesk.AutoCAD. Application Services.Application.Document Manager.MdiActive Document.Editor；∥新建一个编辑对象

Prompt Pointoptionsoptions=new Prompt Pointoptions（" 请在图纸上选取点"）；

options.AllowNone=true；∥提取坐标

Point3dcenPt=editor.GetPoint（options）.Value；∥把点坐标保存到cenPt变量中｝

3.4 加载调用程序

通过VS编译后生成动态链接库程序。在打开的CAD中输入命令“netload”后弹出对话框，在对话框中找到生成的动态链接库程序路径，加载程序。然后输入启动程序的命令，例如上面一个例子中，需要输入“SLCAD”命令启动程序功能。

4 编程实例

实际编程中，可以借助.NET平台创建窗口，给Excel文件的开启和关闭设置相应的按钮或提示。如果频繁调用CAD中的主要函数，每次编写代码较为繁琐，可以自定义类和函数，把常用的功能模块化。例如绘制多段线的功能，可以模块化为函数：

publicstaticobjectIdAddPline（Point2dCollectionpts，doublewidth）

∥函数的参数为保存多段线点的数组和拟画多段线的线宽

｛try｛intn=pts.Count；Polyline ent=newPolyline（ ）；

for（inti=0；i＜n；i++）

ent.AddVertexAt（i，pts［i］，0，width，width）；

objectIdentId=AppendEntity（ent）；

returnentId；∥返回多段线对象｝

catch∥程序异常处理

｛objectIdnullId=objectId.Null；returnnullId；｝｝

4.1 读取Excel中横断面数据，在CAD中绘制横断面图

在水利工程设计中，经常要在横断面图上进行工程布置和计算工程量等，实测横断面数据通常以Excel文件保存，断面数目多，且格式类似。如果逐一手绘横断面，不仅工作量极大，而且准确性差。本文通过.NET编程实现读取Excel中横断面数据，在CAD中绘制横断面图的功能，即通过程序读取如图2中的Excel数据，调整程序参数，在CAD中绘制如图4的横断面图。

4.2 在CAD图中拾取控制点，并把控制点坐标保存到Excel文件中

水利工程设计中，为了方便工程放样，需要提供CAD设计图纸中控制点的坐标。坐标文件通常采用Excel格式保存。对于控制点较多的图纸而言，如果采用手动的方式逐一获取控制点坐标属性，输入到Excel文件里，效率非常低，而且容易出错。本文采用.NET编程的方法，实现在CAD图中拾取控制点，并把控制点坐标保存到Excel文件中，即通过程序提取如图5中的CAD图纸中的控制点属性，筛选整理控制点坐标，将坐标保存到如图7的Excel文件中。

图2 Excel中横断面数据格式

图3 程序界面截图

图4 程序在CAD中绘图成果图

图5 CAD文件中控制点位置

图6 程序界面截图

图7 提取坐标输入到Excel中成果

5 结语

基于.NET平台，凭借Excel和CAD提供的二次开发接口，可以较方便地实现Excel与CAD之间的数据交流功能，简化水利设计过程中的操作步骤，提高绘图、计算的速度和精度。由于篇幅限制，本文只简单介绍了Excel和CAD二次开发的最基本功能，在实际生产工作中，结合Excel和CAD的二次开发运用，有着更大的灵活性和扩展空间。

［1］梁国伟等.CAD二次开发在水利水电工程制图中的应用［J］.水科学与工程技术，2006（02）：50-51.

［2］郭来军.浅谈EXCEL二次开发的三种方式［J］.辽宁科技学院学报，2007（04）：23+29.

［3］王永辉，胡青泥与李红彩.AutoCAD二次开发方法的研究［J］.计算机系统应用，2007（03）：94-96+100.

［4］斯琴巴图，杨利润.C#winform中嵌入Excel实现复杂表格的显示和控制［J］.软件导刊，2013（04）：26-27.

［5］KarliWatson，ChristianNagel，BeginningVisualC#2010［M］，WileyPublishing，2010.

［6］黄箐，马德山，项链.基于.NET实现多语言互操作性［J］.西北民族大学学报（自然科学版），2007（02）：38-44.

［7］蔡守允，杨大明，朱其俊.模型试验流速测量仪器的分析研究［J］.水资源与水工程学报，2007（03）.

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：1672-2469（2015）07-0056-04

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.07.021

马 宇（1981年—），男，工程师。