SmartPlant Instrumentation軟件的基本功能和應用

2023-02-27 論文

　　摘要：介紹SPI軟件的基本功能和基本設計思路，分析該軟件在工程設計中的應用，使用現狀和難點。

　　關鍵詞：SPI;SmartPlant Instrumentation;工程設計

　　1 引言

　　SmartPlant Instrumentation（下文簡稱SPI）是由Intergraph公司開發的儀表專業設計和管理軟件，它發展至今可以說已比較成熟。在工廠新建或改擴建中，國外知名的集團公司和工程公司普遍采用，也被國內的工程公司及設計院所接受而廣泛應用。

　　2 SPI簡介

　　它可以完成儀表索引表，儀表規格書，儀表計算，儀表接線（包括電纜表，接線箱圖，機柜端子圖，系統機柜卡件I/O分配等），儀表安裝圖，回路圖和材料統計等。可以大大提高儀表專業的設計效率和準確率。下面簡單介紹主要模塊的功能。

　　2.1 管理模塊

　　管理模塊主要包含兩方面的內容，系統管理及項目管理，系統管理主要用于整個SPI系統管理及維護，例如創建項目，創建用戶，指定項目管理員，項目備份等；項目管理主要用于創建項目層次結構，定義項目命名規則，定義用戶使用權限等。

　　2.2 儀表索引模塊

　　儀表索引模塊的功能主要是創建儀表回路，位號以及完成儀表索引表的編制。這個模塊可以說是整個SPI數據庫的基礎，其它模塊所完成的工作均是以此為基礎而對整個數據庫的加深及完善。該模塊的主要功能是創建各種輔助表格，預定義各種儀表類型屬性，創建儀表回路及儀表位號，定義典型回路，批量生成回路等。

　　2.3 工藝參數模塊

　　工藝數據模塊的主要功能是創建儀表管線，輸入管線工藝參數，依據這些工藝參數在計算模塊中可進行儀表選型計算，并將管線及相應的工藝參數跟在此管線上的儀表位號相關聯，以用于生成儀表規格書。

　　2.4 計算模塊

　　在計算模塊中用戶可依據在工藝參數模塊中創建的相應的工藝參數進行儀表選型計算，可完成流量元件，熱套管，調節閥，泄壓閥的計算。

　　2.5 儀表規格書模塊

　　儀表規格書模塊主要用于創建編輯儀表規格書，用戶可根據需要創建單頁的規格書，也可使用多頁清單的形式。用戶還可創建規格書模板用以拷貝相同數據給同類型的儀表規格書以加快速度并降低重復輸入數據的工作量。用戶還可以利用儀表規格書外部編輯器，由供貨商完成部分數據經過用戶比較后直接導入該數據完善規格書。

　　2.6 儀表規格書綁定模塊

　　儀表規格書綁定模塊用于將儀表規格書及其它相應的SPI文件綁定成為一個文件包，可以把它看成一個技術資料包。用戶可根據任何共性將規格書打包，比如相同的供貨商，相同的安裝位置或相同的設計階段等，但一張儀表規格書只能關聯到一個技術資料包中。

　　2.7 接線模塊

　　接線模塊的主要功能是創建儀表接線箱，盤柜，系統機柜，創建儀表電纜并根據回路的構成型式完成儀表回路的接線，生成接線圖，電纜表等。

　　2.8 回路圖模塊

　　儀表回路圖模塊的主要功能是在完成儀表回路的接線工作后讓系統根據具體的接線型式自動生成相應的儀表回路圖。

　　儀表回路圖模塊可以讓用戶用多種方式生成儀表回路圖。

　　2.9 安裝圖模塊

　　儀表安裝圖模塊的主要功能是讓用戶創建，編輯，瀏覽儀表及管閥件的詳細安裝圖并生成儀表安裝材料清單。

　　2.10 瀏覽器模塊

　　瀏覽器模塊的主要功能是讓用戶瀏覽大量的數據并同時對數據進行修改，同時用戶還可根據需要生成打印各種不同形式及內容的報表以滿足工程設計的需要。

　　3 采用SPI進行自控工程設計是工廠管理的需求

　　對于大型工廠的建設，通常有多個工程公司參與，工程設計數據是工廠管理的基礎，為此業主需要所有工程設計公司在統一的設計平臺上，遵循統一的標準來提供工程設計文件，以滿足今后工廠管理對工程設計數據的需求。而SPI就提供了這樣一個平臺，業主通過編制和提供符合自己要求的種子文件，所有的工程設計公司利用統一的種子文件數據庫來開展設計。同時由于工程公司是在統一的SPI數據庫平臺上工作，業主或項目管理部門可以通過SPI實時掌控設計進度情況，協調設計過程中出現的問題。SPI種子文件是一個根據業主的要求，統一編制的標準數據庫文件，業主可以在編制種子文件時，加入自身對于工程設計的要求，如定義項目數據庫的構架，確定設計文件的深度，規范設備選型，統一圖紙格式和風格等。參與項目設計的工程公司都必須根據業主提供的種子文件來進行設計。而最終的交付文檔，不只包括完整的圖紙，還應提供一份SPI數據庫文件，該文件包含了項目的儀表索引，數據表，回路圖等詳細數據。數據庫文件倒入SPI后，可以通過軟件查看全部內容。

　　SPI 也為業主日后的維護和改造升級提供了平臺。通過軟件，維護人員可以從數據庫中快速查詢和調用工藝參數，儀表數據、回路接線等信息，對設備進行管理。而日常維護中對于儀表設備的修改，都可以在SPI中更新，使SPI數據庫保持最新的狀態。當裝置需要進行升級改造時，及時更新的數據庫可以反應裝置的實際情況，給改造升級提供了設計依據，減少了設計圖紙與實際不符的情況，提高的改造效率和質量。

　　4 采用SPI進行自控工程設計是必然趨勢

　　現代化工廠日趨向大型化，一體化發展，工藝過程復雜，設備數量眾多，必然對工程設計的效率（下轉第256頁）（上接第252頁）和質量提出了更高的要求，如果仍采用傳統的設計方式已不能適應當前工程設計的需求。在大型項目里，基礎設計階段，設計單位間會有工藝包數據的傳遞；在詳細設計階段，數據的傳遞更加頻繁，工程設計單位涉及與外部單位的界面，如與供應商的條件和圖紙交接等；與內部專業的界面，如儀表專業與工藝專業見的工藝條件交接等；界面眾多。條件的傳遞過程就存在遺漏和錯誤的可能，而條件接收后，數據的確認和利用也存在效率與質量問題。工程設計是一個多方協作的過程，而這個過程需要高效和高質量的數據交換和共享，才能最終交付合格的工程設計產品。我們可以利用工程設計軟件來解決工程設計中的數據交換的效率與質量問題。SPI是當前應用最為廣泛的儀表專業設計軟件，它提供了數據交換和數據共享的設計平臺，基于數據庫，能解決在工程設計中數據的生成、修正、復用、瀏覽，傳遞等功能。設計數據在數據庫中集成，通過權限的設定向特定人員開放，進行數據交換和共享；通過SPI自帶的模塊功能，創建和調用數據，生成圖紙；根據工程設計單位自身的需求，二次開發功能模塊，可以更靈活的應用數據，提高了軟件在自控設計中的可用性。

　　如今的自控設計，應用CAD軟件和Excel軟件的傳統設計方式仍占多數，各專業設計人員各自為政，條件傳遞仍以文件傳遞為主，以工藝專業向儀表專業提出工藝條件為例，同樣的工藝數據，工藝專業輸入到工藝條件表中后，儀表專業需要依據條件表，再手工輸入到本專業的設計文件中。而大量的設計數據手工輸入，存在錯誤的風險，而為了降低風險，必將耗費設計人員更多的精力來核對，降低了工程設計的效率。工程設計圖紙的內容是相互關聯的，同一數據會出現在多張圖紙中，一個數據的變更，將引起連鎖反應，這就存在遺漏的風險。如果應用SPI,數據共享在數據庫中，數據自動調用，將設計人員從重復勞動中解放。

　　5 SPI使用的現狀與展望

　　SPI 在中國的工程公司和工廠已經使用很多年了，但應用不理想，主要問題是在設計之初，沒有制定出完善的種子文件。經常在設計進行中，發現各種問題，如儀表類型和儀表規格書模板缺失，需要重新定義和創建；儀表規格書模板中數據項不夠全面；回路圖上數據顯示偏差。造成需要臨時創建和修改數據的情況，而這種臨時的修改，將使用種子文件不規范，失去了使用軟件的初衷。而創建種子文件，不僅需要豐富的工程設計經驗，還需要熟悉SPI軟件，熟悉Oracle等數據庫，有時還需要應用編程軟件，需要多專業相互配合，投入相當的人力，時間和資金。雖然想使用好SPI有許多困難需要解決，但像SPI這種工程設計軟件在工程設計中的作用十分明顯，其在工程設計領域的應用是必然的趨勢。

　　參考文獻：

　　[1]鷹圖公司.SPI培訓手冊[Z].上海：鷹圖公司，2009.

　　[2]李永康.Intools軟件及其在工廠生命周期管理中的應用策略[J].石油化工自動化，2009，45（4）：50-54.

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