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)庫及規(guī)則驅動的儀表設計軟件。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備索引，儀表設備技術規(guī)格書，工藝數(shù)據(jù)管理，流量孔板、控制閥門計算等模塊，以及電纜、設備接線圖，回路圖和儀表安裝圖等完整功能模塊。該軟件的應用有助于提高設計效率、規(guī)范設計流程。

關鍵詞：SPI；AP1000；回路圖

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

1 儀控設計軟件應用現(xiàn)狀分析

1.1 儀控設計工作的特點

設計工作中工作量最大的內容為施工圖設計。儀控專業(yè)施工圖主要包括如下類型：

布置類圖紙：儀表、機柜、橋架等的布置圖；

安裝類圖紙：儀表hookup圖、組裝圖、機柜安裝圖、支吊架圖；

端接類圖紙：回路圖、端子出線圖、端接標準圖、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；

技術規(guī)格書：儀表、機柜、材料等的規(guī)格書（含數(shù)據(jù)表）；

儀控專業(yè)有如下特點：涉及到的物項零碎、類型較多。和工藝設備接口較多，每臺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，幾乎每臺用電設備都需要遠程控制或監(jiān)視，進入控制系統(tǒng)的信號多、電纜數(shù)量大。

以上兩點導致的結果是信息量大、內部關聯(lián)性強。

1.2 儀控設計中軟件使用情況

目前設計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、電纜敷設軟件；

工作流軟件：如協(xié)同辦公系統(tǒng)、設計信息管理系統(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是只能針對具體某種圖紙進行編輯和生成，不便于對不同圖紙文件之間內容關聯(lián)性進行管理。例如，出圖后如需對某儀表的位號進行修改，則與此儀表相關的各類文件（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碰撞檢查，也可用作工程物項的三維展示。可生成布置類圖紙，目前不能進行其他類型圖紙的設計。電纜敷設軟件，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)的設計信息管理軟件，基于通用數(shù)據(jù)庫?？晒芾韮x表、盤箱柜、電纜的各類設計信息。在石化行業(yè)應用較多。在核工業(yè)設計行業(yè)試用單位目前較少。

2 SPI軟件的特點及其二次開發(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：

（1）處理信息量大，能夠導入如下圖紙信息：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多種報表，包括項目信息，項目內容等。

（2）信息關聯(lián)性強，該軟件基于數(shù)據(jù)庫進行設計，導入的所有數(shù)據(jù)存儲到同一數(shù)據(jù)庫中，各類相關信息相互關聯(lián)，便于進行后期修改，在數(shù)據(jù)庫中修改后，所有導出文件均隨之改變。

（3）便于重復利用，核電設計重復性內容較多，同一堆型，文件體系結構、命名規(guī)則等相同，非常適合采用SPI進行設計。

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

（5）采用通用數(shù)據(jù)庫平臺（Oracle或SqlServer）進行數(shù)據(jù)存儲，便于和其他信息平臺共享數(shù)據(jù)。

此軟件的一個重要缺點就是：和傳統(tǒng)設計模式區(qū)別較大。傳統(tǒng)設計模式下主要針對2.1部分所列各類圖紙文件交付物進行針對性設計。而SPI軟件的最終交付物是數(shù)據(jù)庫文件，該文件一般交付給業(yè)主，用于運行維護，也可以交付給安裝公司。雖然中間可以生成一些圖紙、報表文件，但SPI軟件最初是針對石油化工項目進行設計，所生成文件或圖紙的格式往往不符合其他行業(yè)項目的要求，需要進一步開發(fā)定制，因此二次開發(fā)工作基本上成為該軟件應用的一個必要步驟，使用初期會感覺不習慣。

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

3 SPI軟件的二次開發(fā)方案

通常所說的SPI的二次開發(fā)是指，針對具體項目進行的適應性配置，包括模板的定制、項目框架的搭建，以及根據(jù)特定需求進行的外掛軟件的開發(fā)。二次開發(fā)的成果形式是種子文件及相關成品軟件。SPI軟件的二次開發(fā)應在項目開始之前進行，能夠提高項目設計效率，并方便后續(xù)類似項目的再次利用。

3.1 總體方案

3.1.1 項目框架搭建

（1）管理員模塊的相關設置。主要包括：工程初始化、定義用戶和部門、創(chuàng)建工廠層次結構、創(chuàng)建儀表及回路命名規(guī)則、創(chuàng)建自定義字段和表格、對用戶分組并設置訪問權限。

（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圖往下細分，在儀表類型中和hook-up圖、接線圖關聯(lián)起來，會為以后的進一步設計節(jié)省大量工作量。閥門在SPI中作為儀表進行定義。因此根據(jù)AP1000設備編碼規(guī)則，類型符號格式為：JE-FE、JE-TE、PL-V，這樣標記有利于設備的編碼。

（3）創(chuàng)建reference panel、cables、wiring equipment等。SPI中Reference Explorer內相關內容可理解為模板。進行此項工作需總結出整個工程中所有的儀表接線類型、電纜類型、接線箱類型等。后期設計中直接從reference Explorer中調用模板進行具體設計。

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

3.1.2 具體工程信息的錄入

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

3.1.3 人員的分工及權限

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

由一人擔任，擁有軟件管理的最高權限，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個用戶負責。回路圖可按系統(tǒng)分工，每個用戶負責幾個系統(tǒng)。各用戶對自己所負責的內容擁有最高權限，可修改、瀏覽；對其他用戶所負責內容只能瀏覽不能修改。

3.2 圖形符號的定制

核電行業(yè)有些特殊符號在SPI軟件中沒有自帶，如電氣貫穿件。此類符號需要自行定制，定制方法有兩種：采用SPI自帶工具symbol editor進行設計，采用CAD設計模板。symbol editor目前圖形編輯功能較差，可采用CAD模板方式對圖形符號進行定制。具體開發(fā)步驟不在贅述。

4 結論

SPI軟件的應用涉及到底層數(shù)據(jù)的操作，與傳統(tǒng)設計軟件相比差異較大，初期使用會感到不習慣，上手較慢。但長遠來看該軟件的應用理念具有很好的發(fā)展前景，尤其是對于規(guī)模較大的工程設計，能夠提高設計效率，提高設計質量。

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