1SPI軟件功能及優(yōu)點(diǎn)

1.1功能模塊介紹

儀表數(shù)據(jù)表模塊該模塊用于制作儀表數(shù)據(jù)表。軟件集成了常用儀表、閥門的數(shù)據(jù)表模板，如壓力表、溫度表、液位表、壓力變送器、溫度變送器、液位變送器、控制閥、關(guān)斷閥、安全閥和各類流量計(jì)等。數(shù)據(jù)表模板可在儀表位號輸入后自動生成。儀表計(jì)算模塊該模塊用以完成孔板、控制閥和安全閥等設(shè)備的選型計(jì)算，計(jì)算結(jié)果自動顯示在相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中。軟件內(nèi)置的算法公式可以根據(jù)廠家、設(shè)備類型等相關(guān)因素進(jìn)行適當(dāng)修正。儀表接線模塊該模塊完成儀表電纜的接線，通過拖拽電纜到接線箱、Marshalling柜等完成儀表電纜的接線。儀表回路圖模塊該模塊用于制作儀表回路圖。儀表安裝圖模塊該模塊完成儀表安裝圖和安裝材料清單的統(tǒng)計(jì)。軟件庫預(yù)先包含有大量的典型安裝圖和安裝材料，根據(jù)安裝方案，定義該模塊下相關(guān)屬性，就可以完成儀表安裝圖制作和材料清單統(tǒng)計(jì)，極大地減少了人工繪圖和統(tǒng)計(jì)料單的工作量。

1.2軟件優(yōu)點(diǎn)

SPI軟件與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助軟件相比具有多項(xiàng)優(yōu)勢：（1）軟件工作模式為客戶端/服務(wù)器模式，項(xiàng)目需要的儀表設(shè)計(jì)文件采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，提高了設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性和工作效率；（2）軟件提供權(quán)限管理、版本控制、數(shù)據(jù)瀏覽和修正等功能，提高了設(shè)計(jì)過程中的質(zhì)量控制，降低了設(shè)計(jì)風(fēng)險；（3）項(xiàng)目需要的儀表數(shù)據(jù)信息都存儲在一個數(shù)據(jù)庫文件中，業(yè)主或項(xiàng)目的最終用戶如果同樣使用SPI軟件，在文件傳遞時只需要提交一個數(shù)據(jù)庫文件，大大簡化了文件提交的工作量；（4）軟件是Intergraph（鷹圖）公司數(shù)據(jù)集成框架的一部分，可以與SmartPlantP&ID，PDS等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，與相關(guān)專業(yè)（工藝、配管專業(yè)等）可以信息共享，加強(qiáng)了專業(yè)間的溝通。

2SPI軟件設(shè)計(jì)流程

SPI是數(shù)據(jù)庫軟件，在工程項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)時，需要首先創(chuàng)建基本數(shù)據(jù)項(xiàng)。儀表位號是SPI軟件最基本的也是最重要的數(shù)據(jù)項(xiàng)。因此，創(chuàng)建儀表位號是首要步驟，而儀表數(shù)據(jù)表、盤柜電纜接線、安裝圖等其他工作在基本數(shù)據(jù)項(xiàng)前提下就可以同時展開，各部分工作的進(jìn)行可以根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度和要求靈活處理。

3SPI軟件針對海外油氣地面工程儀表設(shè)計(jì)的應(yīng)用

3.1前期規(guī)劃

不論何種工程項(xiàng)目，前期的規(guī)劃都是非常重要的。在采用SPI軟件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時，如果整體規(guī)劃合宜，將會大大減少工作量，提高工作效率。

3.1.1標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫建立

在工程項(xiàng)目中，對于儀表的一些常用公共數(shù)據(jù)，可以通過建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的方式提供使用。該方式省去了許多重復(fù)輸入和設(shè)置，同時保持了設(shè)計(jì)輸出文件數(shù)據(jù)和格式的一致性，提高了工作效率。建立儀表標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫包括：（1）多種文件封面、圖框模板等；（2）基本數(shù)據(jù)，如儀表類型、接線設(shè)備、安裝材料等；（3）儀表索引，I/O清單規(guī)格項(xiàng)及模板等；（4）儀表數(shù)據(jù)表規(guī)格項(xiàng)及模板等；（5）儀表系統(tǒng)接線圖及電纜清單模板等；（6）儀表回路圖模板等；（7）典型安裝圖庫、支架圖庫，及安裝材料與圖庫的鏈接等。

3.1.2項(xiàng)目結(jié)構(gòu)規(guī)劃

項(xiàng)目結(jié)構(gòu)規(guī)劃至關(guān)重要，從始至終影響著整個項(xiàng)目的運(yùn)行。從整體來看，海外油氣地面工程項(xiàng)目主要由主裝置和公用工程兩大部分組成。而該兩部分根據(jù)工藝流程區(qū)域劃分或者功能不同又可以分為A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)等多個區(qū)域。在規(guī)劃SPI軟件結(jié)構(gòu)時，應(yīng)充分考慮項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)規(guī)劃以及各個區(qū)域的相互關(guān)系，將主裝置和公用工程分別劃在不同的Plant中，然后再根據(jù)各個Plant工藝流程區(qū)域劃分和功能不同，設(shè)置不同的Area，在每個Area里，又可根據(jù)Area的不同設(shè)備，設(shè)置一系列Unit單元。這樣劃分，既使數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)清晰，又使用戶權(quán)限分配管理以及后期分層級（分Plant、分區(qū)域和分Unit）用戶報(bào)告和數(shù)據(jù)表的生成合理。

3.1.3命名規(guī)則、權(quán)限分配定義

SPI軟件是工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)出圖工具，根據(jù)實(shí)際工程項(xiàng)目預(yù)先定義命名規(guī)則可以使數(shù)據(jù)保持統(tǒng)一性，保證數(shù)據(jù)規(guī)范性，同時減少工作量。命名規(guī)則定義包括設(shè)置儀表位號、回路號、電纜號、CS標(biāo)簽等規(guī)則。在定義完命名規(guī)則后，進(jìn)入SPI軟件主程序的Index模塊，對InstrumentType中的儀表類型按照溫度、壓力、物位、流量、控制閥和安全閥分類分別就是否關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表和安裝圖、默認(rèn)I/O類型，儀表放置位置、現(xiàn)場儀表的電纜類型和端子排形式以及CS標(biāo)簽是否自動生成進(jìn)行設(shè)置。權(quán)限分配可以使整個工程項(xiàng)目人員具有層次性，根據(jù)工程項(xiàng)目任務(wù)不同人員不同的特點(diǎn)，定義多個權(quán)限不同的用戶組（Group），再將具體的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)人指定到相應(yīng)的用戶組中，這樣工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)人就可以在自己的工作范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作，而不相互影響。同時還降低了數(shù)據(jù)庫的風(fēng)險。

3.2具體項(xiàng)目應(yīng)用

A項(xiàng)目由我公司承擔(dān)主要設(shè)計(jì)任務(wù)。該項(xiàng)目工期短、任務(wù)重。項(xiàng)目儀表設(shè)計(jì)采用SPI軟件，版本號為2009（9.0.0）。

3.2.1創(chuàng)建儀表位號

首先，在前期規(guī)劃的基礎(chǔ)上，進(jìn)入軟件，根據(jù)工藝提資的工藝儀表流程圖（PID圖）創(chuàng)建儀表位號和錄入相關(guān)工藝參數(shù)。創(chuàng)建儀表位號需要建立儀表回路的概念，按照回路和回路儀表組成創(chuàng)建儀表位號。圖2是回路和回路儀表的一個示例。創(chuàng)建儀表位號主要有兩種途徑：（1）使用SPI軟件主程序的InstrumentIndex模塊；（2）使用SPI軟件主程序的選項(xiàng)工具DomainExplorer。創(chuàng)建儀表位號是整個儀表自控設(shè)計(jì)的基石，是后續(xù)工作能否展開的先決條件。創(chuàng)建儀表位號雖然簡單，意義卻非常重要。首先，可以節(jié)省大量的人力和時間；其次，由于按照統(tǒng)一的規(guī)則，保證了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。在后續(xù)生成儀表數(shù)據(jù)表中，輸入的工藝參數(shù)在儀表數(shù)據(jù)表自動生成，減少了工作量，同時，保證了數(shù)據(jù)統(tǒng)一性。為A項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供了有利條件。

3.2.2填寫儀表數(shù)據(jù)表

前期規(guī)劃中，包括壓力表、溫度表、壓力變送器、溫度變送器、控制閥、安全閥等常用儀表和閥門類數(shù)據(jù)表模板已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫中建立。同時經(jīng)過二期開發(fā)，數(shù)據(jù)庫還具備了火氣，毒氣探頭等報(bào)警類特殊數(shù)據(jù)表模板。填寫儀表數(shù)據(jù)表在SPI軟件主程序的Specifications模塊里進(jìn)行。在前期創(chuàng)建儀表位號已經(jīng)關(guān)聯(lián)對應(yīng)數(shù)據(jù)表的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)填寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)即可完成數(shù)據(jù)表的制作生成。

3.2.3儀表電纜接線和生成回路圖

儀表電纜接線在SPI軟件主程序的Wiring模塊里進(jìn)行。在進(jìn)行接線之前，考慮各類儀表和控制盤布局情況，可以將A項(xiàng)目接線歸納為6種典型方式：撬外儀表直接接入中控；撬外儀表通過撬外接線箱接入中控；撬內(nèi)儀表通過撬內(nèi)接線箱或現(xiàn)場盤直接接入中控；撬內(nèi)儀表通過撬內(nèi)接線箱后或現(xiàn)場盤接到撬外接線箱，通過撬外接線箱接入中控；火氣系統(tǒng)探頭接入中控；特殊電纜（RS-485、同軸電纜和以太網(wǎng)）接入中控。儀表電纜接線首先根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)創(chuàng)建各類儀表相關(guān)設(shè)備標(biāo)識，包括接線箱、Marshalling柜、PLC、DCS、ESD等系統(tǒng)盤柜。需要說明的是對于電氣點(diǎn)，由于軟件無法像儀表點(diǎn)似的自動生成DevicePanel，需要為電氣點(diǎn)手動創(chuàng)建De-vicePanel和相應(yīng)電纜，同時注意把相應(yīng)信號加到DevicePanel的對應(yīng)通道里。系統(tǒng)柜創(chuàng)建好之后按照地址表將儀表CS標(biāo)簽分配到對應(yīng)卡件通道。

隨后就可以從現(xiàn)場側(cè)和系統(tǒng)柜側(cè)分別向Marshlling接線。設(shè)計(jì)人通過直接拖拽電纜到端子排完成電纜接線。電纜有左端和右端之分，設(shè)計(jì)人應(yīng)嚴(yán)格遵行現(xiàn)場側(cè)接到左端，系統(tǒng)柜側(cè)接到右端的規(guī)定接線。為了使儀表接線更規(guī)范，更清晰明朗，對接線柜電纜布置考慮如下：（1）每個接線柜最多只能布置一根多芯電纜；（2）進(jìn)入不同控制系統(tǒng)和不同信號類型的儀表電纜布置不同的接線柜；（3）本安電纜和非本安電纜布置不同的接線柜；（4）不同電壓等級的儀表信號布置不同的接線柜。生成回路圖使用EnhanceSmartLoop出圖工具。前期規(guī)劃里，已經(jīng)創(chuàng)建了回路圖Layout，在這里首先為回路圖指定Layout。這樣同一類儀表，就可以按照統(tǒng)一的格式生成圖紙。生成回路圖在SPI軟件主程序Wiring模塊下的Reports里進(jìn)行。生成Re-port有多種方式，根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)選擇相應(yīng)的生成回路圖方式。

3.2.4制作儀表安裝圖

制作儀表安裝圖在SPI軟件的Hook-Ups模塊里進(jìn)行。前期規(guī)劃中，常用儀表安裝材料和Auto-CAD儀表安裝方案模板已經(jīng)在軟件庫里建立。所以模塊里執(zhí)行Hook-UpItems就可以為以AutoCAD圖紙為模板的不同類型儀表安裝圖分配安裝材料。通過使用材料報(bào)表功能就可以實(shí)現(xiàn)儀表安裝材料統(tǒng)計(jì)。通過對Hool-Up屬性進(jìn)行設(shè)置，使用宏函數(shù)將儀表安裝材料和AutoCAD模板連接，調(diào)用生成安裝圖功能就可以生成儀表安裝圖。使用SPI軟件的Hook-Ups模塊制作儀表安裝圖，極大地減少了人工繪圖和統(tǒng)計(jì)材料單的工作量，提高了設(shè)計(jì)效率和圖紙質(zhì)量。

4結(jié)語

SPI軟件在海外油氣地面工程儀表設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要的作用?？梢杂脕硗瓿蓛x表的索引表、I/O表、數(shù)據(jù)表、接線圖、回路圖、安裝圖以及大量的計(jì)算報(bào)告等，同時，SPI軟件在儀表一致性檢查和修正方面非常方便，對于減少錯誤，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量意義重大。目前SPI軟件的應(yīng)用正逐步深入，對于國內(nèi)工程公司開拓國際油田地面工程市場非常有利。

作者：李興候 單位：中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司北京分公司