鹿書恩 武海博

摘 要：Smart Plant Instrumentation（SPI） 是Intergraph （鷹圖）公司推出的基于公共數(shù)據(jù)庫(kù)及規(guī)則驅(qū)動(dòng)的儀表設(shè)計(jì)軟件。SPI源于INtools軟件，為儀表工程提供了整體的解決方案。該軟件包括了儀表設(shè)備索引，儀表設(shè)備技術(shù)規(guī)格書，工藝數(shù)據(jù)管理，流量孔板、控制閥門計(jì)算等模塊，以及電纜、設(shè)備接線圖，回路圖和儀表安裝圖等完整功能模塊。該軟件的應(yīng)用有助于提高設(shè)計(jì)效率、規(guī)范設(shè)計(jì)流程。

關(guān)鍵詞：SPI；AP1000；回路圖

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.201

1 儀控設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用現(xiàn)狀分析

1.1 儀控設(shè)計(jì)工作的特點(diǎn)

設(shè)計(jì)工作中工作量最大的內(nèi)容為施工圖設(shè)計(jì)。儀控專業(yè)施工圖主要包括如下類型：

布置類圖紙：儀表、機(jī)柜、橋架等的布置圖；

安裝類圖紙：儀表hookup圖、組裝圖、機(jī)柜安裝圖、支吊架圖；

端接類圖紙：回路圖、端子出線圖、端接標(biāo)準(zhǔn)圖、端接清單等；

系統(tǒng)類圖紙：功能圖或邏輯圖、模擬圖；

清單類文件：電纜清單、儀表清單、材料（管閥件）清單、盤箱柜清單等；

技術(shù)規(guī)格書：儀表、機(jī)柜、材料等的規(guī)格書（含數(shù)據(jù)表）；

儀控專業(yè)有如下特點(diǎn)：涉及到的物項(xiàng)零碎、類型較多。和工藝設(shè)備接口較多，每臺(tái)儀表的選用都需考慮工藝參數(shù)，有可能參數(shù)各不相同。儀表安裝用到的轉(zhuǎn)接頭等管件數(shù)量較多。

隨著工業(yè)信息化水平的提高，幾乎每臺(tái)用電設(shè)備都需要遠(yuǎn)程控制或監(jiān)視，進(jìn)入控制系統(tǒng)的信號(hào)多、電纜數(shù)量大。

以上兩點(diǎn)導(dǎo)致的結(jié)果是信息量大、內(nèi)部關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。

1.2 儀控設(shè)計(jì)中軟件使用情況

目前設(shè)計(jì)工作中用到的軟件有如下幾類：

通用辦公軟件：office、PDF閱讀器等，用于文檔、清單類表格的編輯及瀏覽。

繪圖軟件：AutoCAD，用于圖紙的繪制。

信息管理軟件：PDMS建模軟件、電纜敷設(shè)軟件；

工作流軟件：如協(xié)同辦公系統(tǒng)、設(shè)計(jì)信息管理系統(tǒng)（CIMS）、圖檔管理系統(tǒng)等。

文檔編輯類軟件及繪圖軟件的特點(diǎn)是只能針對(duì)具體某種圖紙進(jìn)行編輯和生成，不便于對(duì)不同圖紙文件之間內(nèi)容關(guān)聯(lián)性進(jìn)行管理。例如，出圖后如需對(duì)某儀表的位號(hào)進(jìn)行修改，則與此儀表相關(guān)的各類文件（布置圖、安裝圖、段截圖、清單、系統(tǒng)圖）都需要分別修改，圖紙變更或升版工作量非常大。PDMS軟件目前主要用于物項(xiàng)碰撞檢查，也可用作工程物項(xiàng)的三維展示?？缮刹贾妙悎D紙，目前不能進(jìn)行其他類型圖紙的設(shè)計(jì)。電纜敷設(shè)軟件，目前只能生成電纜路徑清單。工作流軟件主要用于工作流程的管理，主要是文件審批流程，其管理對(duì)象仍然是傳統(tǒng)的圖紙文件。

SPI軟件為適用于儀控專業(yè)的設(shè)計(jì)信息管理軟件，基于通用數(shù)據(jù)庫(kù)?？晒芾韮x表、盤箱柜、電纜的各類設(shè)計(jì)信息。在石化行業(yè)應(yīng)用較多。在核工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)試用單位目前較少。

2 SPI軟件的特點(diǎn)及其二次開(kāi)發(fā)需求

SPI軟件和目前儀控專業(yè)采用的軟件相比有如下特點(diǎn)：

（1）處理信息量大，能夠?qū)肴缦聢D紙信息：儀表規(guī)格書（數(shù)據(jù)表）、回路圖（含電纜、端接信息）、HOOK-UP圖；能生成160多種報(bào)表，包括項(xiàng)目信息，項(xiàng)目?jī)?nèi)容等。

（2）信息關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，該軟件基于數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)入的所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到同一數(shù)據(jù)庫(kù)中，各類相關(guān)信息相互關(guān)聯(lián)，便于進(jìn)行后期修改，在數(shù)據(jù)庫(kù)中修改后，所有導(dǎo)出文件均隨之改變。

（3）便于重復(fù)利用，核電設(shè)計(jì)重復(fù)性內(nèi)容較多，同一堆型，文件體系結(jié)構(gòu)、命名規(guī)則等相同，非常適合采用SPI進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（4）便于查詢，若采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，要查看一臺(tái)儀表的完整信息，需打開(kāi)如下文件規(guī)格書（數(shù)據(jù)表）、回路圖、hook-up圖等，一般現(xiàn)場(chǎng)只有不可編輯版查找時(shí)還不能搜索。如果采用SPI軟件，則只需查找一次。

（5）采用通用數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)（Oracle或SqlServer）進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，便于和其他信息平臺(tái)共享數(shù)據(jù)。

此軟件的一個(gè)重要缺點(diǎn)就是：和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式區(qū)別較大。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下主要針對(duì)2.1部分所列各類圖紙文件交付物進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。而SPI軟件的最終交付物是數(shù)據(jù)庫(kù)文件，該文件一般交付給業(yè)主，用于運(yùn)行維護(hù)，也可以交付給安裝公司。雖然中間可以生成一些圖紙、報(bào)表文件，但SPI軟件最初是針對(duì)石油化工項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，所生成文件或圖紙的格式往往不符合其他行業(yè)項(xiàng)目的要求，需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)定制，因此二次開(kāi)發(fā)工作基本上成為該軟件應(yīng)用的一個(gè)必要步驟，使用初期會(huì)感覺(jué)不習(xí)慣。

另外，目前該軟件使用成本還比較高，限制了使用數(shù)量，不利于形成相互學(xué)習(xí)、借鑒的使用氛圍，從而不利于使用水平的整體提高。

3 SPI軟件的二次開(kāi)發(fā)方案

通常所說(shuō)的SPI的二次開(kāi)發(fā)是指，針對(duì)具體項(xiàng)目進(jìn)行的適應(yīng)性配置，包括模板的定制、項(xiàng)目框架的搭建，以及根據(jù)特定需求進(jìn)行的外掛軟件的開(kāi)發(fā)。二次開(kāi)發(fā)的成果形式是種子文件及相關(guān)成品軟件。SPI軟件的二次開(kāi)發(fā)應(yīng)在項(xiàng)目開(kāi)始之前進(jìn)行，能夠提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)效率，并方便后續(xù)類似項(xiàng)目的再次利用。

3.1 總體方案

3.1.1 項(xiàng)目框架搭建

（1）管理員模塊的相關(guān)設(shè)置。主要包括：工程初始化、定義用戶和部門、創(chuàng)建工廠層次結(jié)構(gòu)、創(chuàng)建儀表及回路命名規(guī)則、創(chuàng)建自定義字段和表格、對(duì)用戶分組并設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限。

（2）儀表類型的定義。流量、壓力、液位、溫度、分析儀表為大類型，再按照數(shù)據(jù)表、接線類型、hook-up圖往下細(xì)分，在儀表類型中和hook-up圖、接線圖關(guān)聯(lián)起來(lái)，會(huì)為以后的進(jìn)一步設(shè)計(jì)節(jié)省大量工作量。閥門在SPI中作為儀表進(jìn)行定義。因此根據(jù)AP1000設(shè)備編碼規(guī)則，類型符號(hào)格式為：JE-FE、JE-TE、PL-V，這樣標(biāo)記有利于設(shè)備的編碼。

（3）創(chuàng)建reference panel、cables、wiring equipment等。SPI中Reference Explorer內(nèi)相關(guān)內(nèi)容可理解為模板。進(jìn)行此項(xiàng)工作需總結(jié)出整個(gè)工程中所有的儀表接線類型、電纜類型、接線箱類型等。后期設(shè)計(jì)中直接從reference Explorer中調(diào)用模板進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。

（4）創(chuàng)建下拉列表項(xiàng)、自定義字段和自定義表格。如P&ID圖號(hào)，編校審人員清單、管道清單、IO類型清單等，此類數(shù)據(jù)可以預(yù)先定義好，便于后期錄入時(shí)選用；也可以后期進(jìn)行具體項(xiàng)目時(shí)再錄入。核電特有的物項(xiàng)分級(jí)字段，如安全等級(jí)、鑒定等級(jí)、抗震等級(jí)等，需要進(jìn)行自定義。

3.1.2 具體工程信息的錄入

信息錄入有兩種方式，人工錄入和批量導(dǎo)入。人工錄入是指直接將原始信息錄入到SPI軟件。批量導(dǎo)入是指先將信息整理成Excel文件，再?gòu)腅xcel文件導(dǎo)入到SPI軟件。二者工作量差別不大。在使用初期采用批量導(dǎo)入更為合適，一般使用初期軟件采購(gòu)點(diǎn)數(shù)較少，不能滿足多數(shù)人同時(shí)使用；另外Excel為常用軟件，大多數(shù)人能夠熟練使用。

3.1.3 人員的分工及權(quán)限

系統(tǒng)管理員（system administrator）和項(xiàng)目管理員（domain administrator）。

由一人擔(dān)任，擁有軟件管理的最高權(quán)限，可查看并修改軟件中的所有信息。Hookup圖和規(guī)格書可分別由1-2個(gè)用戶負(fù)責(zé)。回路圖可按系統(tǒng)分工，每個(gè)用戶負(fù)責(zé)幾個(gè)系統(tǒng)。各用戶對(duì)自己所負(fù)責(zé)的內(nèi)容擁有最高權(quán)限，可修改、瀏覽；對(duì)其他用戶所負(fù)責(zé)內(nèi)容只能瀏覽不能修改。

3.2 圖形符號(hào)的定制

核電行業(yè)有些特殊符號(hào)在SPI軟件中沒(méi)有自帶，如電氣貫穿件。此類符號(hào)需要自行定制，定制方法有兩種：采用SPI自帶工具symbol editor進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用CAD設(shè)計(jì)模板。symbol editor目前圖形編輯功能較差，可采用CAD模板方式對(duì)圖形符號(hào)進(jìn)行定制。具體開(kāi)發(fā)步驟不在贅述。

4 結(jié)論

SPI軟件的應(yīng)用涉及到底層數(shù)據(jù)的操作，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件相比差異較大，初期使用會(huì)感到不習(xí)慣，上手較慢。但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看該軟件的應(yīng)用理念具有很好的發(fā)展前景，尤其是對(duì)于規(guī)模較大的工程設(shè)計(jì)，能夠提高設(shè)計(jì)效率，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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