SmartPlant Instrumentation軟件的基本功能和應用

SmartPlant Instrumentation軟件的基本功能和應用論文

　　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(xiàn)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(fā)的儀表專業(yè)設計和管理軟件，它發(fā)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(nèi)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(guī)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(tǒng)機柜卡件I/O分配等），儀表安裝圖，回路圖和材料統(tǒng)計等�？梢源蟠筇岣邇x表專業(yè)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(nèi)容，系統(tǒng)管理及項目管理，系統(tǒng)管理主要用于整個SPI系統(tǒng)管理及維護，例如創(chuàng)建項目，創(chuàng)建用戶，指定項目管理員，項目備份等；項目管理主要用于創(chuàng)建項目層次結(jié)構(gòu)，定義項目命名規(guī)則，定義用戶使用權(quán)限等。

　　2.2 儀表索引模塊

　　儀表索引模塊的功能主要是創(chuàng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫的加深及完善。該模塊的主要功能是創(chuàng)建各種輔助表格，預定義各種儀表類型屬性，創(chuàng)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(shù)模塊

　　工藝數(shù)據(jù)模塊的主要功能是創(chuàng)建儀表管線，輸入管線工藝參數(shù)，依據(jù)這些工藝參數(shù)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(shù)跟在此管線上的儀表位號相關聯(lián)，以用于生成儀表規(guī)格書。

　　2.4 計算模塊

　　在計算模塊中用戶可依據(jù)在工藝參數(shù)模塊中創(chuàng)建的相應的工藝參數(shù)進行儀表選型計算，可完成流量元件，熱套管，調(diào)節(jié)閥，泄壓閥的計算。

　　2.5 儀表規(guī)格書模塊

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

　　2.6 儀表規(guī)格書綁定模塊

　　儀表規(guī)格書綁定模塊用于將儀表規(guī)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(jù)任何共性將規(guī)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(guī)格書只能關聯(lián)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(chuàng)建儀表接線箱，盤柜，系統(tǒng)機柜，創(chuàng)建儀表電纜并根據(jù)回路的構(gòu)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(tǒng)根據(jù)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(chuàng)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(shù)據(jù)并同時對數(shù)據(jù)進行修改，同時用戶還可根據(jù)需要生成打印各種不同形式及內(nèi)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(shù)據(jù)是工廠管理的基礎，為此業(yè)主需要所有工程設計公司在統(tǒng)一的設計平臺上，遵循統(tǒng)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(shù)據(jù)的需求。而SPI就提供了這樣一個平臺，業(yè)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(tǒng)一的種子文件數(shù)據(jù)庫來開展設計。同時由于工程公司是在統(tǒng)一的SPI數(shù)據(jù)庫平臺上工作，業(yè)主或項目管理部門可以通過SPI實時掌控設計進度情況，協(xié)調(diào)設計過程中出現(xiàn)的問題。SPI種子文件是一個根據(jù)業(yè)主的要求，統(tǒng)一編制的標準數(shù)據(jù)庫文件，業(yè)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(shù)據(jù)庫的構(gòu)架，確定設計文件的深度，規(guī)范設備選型，統(tǒng)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(jù)業(yè)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(shù)據(jù)庫文件，該文件包含了項目的儀表索引，數(shù)據(jù)表，回路圖等詳細數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫文件倒入SPI后，可以通過軟件查看全部內(nèi)容。

　　SPI 也為業(yè)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(shù)據(jù)庫中快速查詢和調(diào)用工藝參數(shù)，儀表數(shù)據(jù)、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(shù)據(jù)庫保持最新的狀態(tài)。當裝置需要進行升級改造時，及時更新的數(shù)據(jù)庫可以反應裝置的實際情況，給改造升級提供了設計依據(jù)，減少了設計圖紙與實際不符的情況，提高的改造效率和質(zhì)量。

　　4 采用SPI進行自控工程設計是必然趨勢

　　現(xiàn)代化工廠日趨向大型化，一體化發(fā)展，工藝過程復雜，設備數(shù)量眾多，必然對工程設計的效率（下轉(zhuǎn)第256頁）（上接第252頁）和質(zhì)量提出了更高的要求，如果仍采用傳統(tǒng)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(shù)據(jù)的傳遞；在詳細設計階段，數(shù)據(jù)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(nèi)部專業(yè)的界面，如儀表專業(yè)與工藝專業(yè)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(shù)據(jù)的確認和利用也存在效率與質(zhì)量問題。工程設計是一個多方協(xié)作的過程，而這個過程需要高效和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)交換和共享，才能最終交付合格的工程設計產(chǎn)品。我們可以利用工程設計軟件來解決工程設計中的數(shù)據(jù)交換的效率與質(zhì)量問題。SPI是當前應用最為廣泛的儀表專業(yè)設計軟件，它提供了數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享的設計平臺，基于數(shù)據(jù)庫，能解決在工程設計中數(shù)據(jù)的生成、修正、復用、瀏覽，傳遞等功能。設計數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中集成，通過權(quán)限的設定向特定人員開放，進行數(shù)據(jù)交換和共享；通過SPI自帶的模塊功能，創(chuàng)建和調(diào)用數(shù)據(jù)，生成圖紙；根據(jù)工程設計單位自身的需求，二次開發(fā)功能模塊，可以更靈活的應用數(shù)據(jù)，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(tǒng)設計方式仍占多數(shù)，各專業(yè)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(yè)向儀表專業(yè)提出工藝條件為例，同樣的工藝數(shù)據(jù)，工藝專業(yè)輸入到工藝條件表中后，儀表專業(yè)需要依據(jù)條件表，再手工輸入到本專業(yè)的設計文件中。而大量的設計數(shù)據(jù)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(nèi)容是相互關聯(lián)的，同一數(shù)據(jù)會出現(xiàn)在多張圖紙中，一個數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)共享在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)自動調(diào)用，將設計人員從重復勞動中解放。

　　5 SPI使用的現(xiàn)狀與展望

　　SPI 在中國的工程公司和工廠已經(jīng)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(jīng)常在設計進行中，發(fā)現(xiàn)各種問題，如儀表類型和儀表規(guī)格書模板缺失，需要重新定義和創(chuàng)建；儀表規(guī)格書模板中數(shù)據(jù)項不夠全面；回路圖上數(shù)據(jù)顯示偏差。造成需要臨時創(chuàng)建和修改數(shù)據(jù)的情況，而這種臨時的修改，將使用種子文件不規(guī)范，失去了使用軟件的初衷。而創(chuàng)建種子文件，不僅需要豐富的工程設計經(jīng)驗，還需要熟悉SPI軟件，熟悉Oracle等數(shù)據(jù)庫，有時還需要應用編程軟件，需要多專業(yè)相互配合，投入相當?shù)娜肆�，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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