齊桂卿 李海壽 劉鴻雁 李 健 海洋石油工程股份有限公司設(shè)計院 天津 300451

AVEVA Instrumentation軟件（以下簡稱為AI）包括Engineer、Designer、Wiring Manager、Security Manager及Process Engineer五個功能模塊，它們共享底層數(shù)據(jù)庫。其中AI Engineer處于儀控系統(tǒng)設(shè)計流程的最頂端，其在整個儀控設(shè)計中起到承上啟下的作用，對外可同AVEVA Diagrams、AVEVA Engineering進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，對內(nèi)向AI軟件的其它模塊分發(fā)共享數(shù)據(jù)。本文從應(yīng)用層面圍繞AI Engineer的數(shù)據(jù)交互功能開發(fā)、儀表索引表/數(shù)據(jù)表的定制方法進(jìn)行探討與闡述。

1 儀控系統(tǒng)設(shè)計的數(shù)據(jù)交互需求

在設(shè)計過程中，儀控專業(yè)同工藝、管道、電氣、安全等專業(yè)交互眾多[1]，其中最為典型的是儀表索引表/數(shù)據(jù)表同PID之間的數(shù)據(jù)交互。傳統(tǒng)的設(shè)計模式是：設(shè)計人員基于PID或工藝數(shù)據(jù)手動錄入完成，而AVEVA系列軟件通過各專業(yè)軟件之間的交互，實現(xiàn)工藝PID圖面數(shù)據(jù)的自動獲取并映射至AI軟件中。儀控專業(yè)典型數(shù)據(jù)交互場景見圖1。

圖1 儀控設(shè)計典型數(shù)據(jù)交互場景

2 AI Engineer實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的前提

創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫是應(yīng)用AI軟件開展設(shè)計的基礎(chǔ)工作之一，在Engineer模塊或與AI進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的軟件中，儀表位號命名規(guī)則和屬性庫的標(biāo)準(zhǔn)化定義是前置條件。

2.1 儀表位號命名規(guī)則

儀表位號是圍繞儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的重要索引，命名規(guī)則本質(zhì)上是對儀表位號格式（Tag Format）的約束，AI Engineer支持設(shè)計人員基于Tag Code定義自己的位號格式，只有Area和InstrumentList中的屬性可以作為Tag Code使用。位號命名規(guī)則必須遵循全設(shè)計周期統(tǒng)一性原則，位號格式須按照跨專業(yè)、跨軟件統(tǒng)籌考量，組成位號的每個Tag Code在不同專業(yè)、不同軟件之間有統(tǒng)一的認(rèn)知與定義。海上石油平臺儀表位號定義遵照企標(biāo)Q/HS 5069-2019執(zhí)行，見圖2。

圖2 典型儀表位號命名格式

其中，設(shè)備代號、序列號和后綴在AI Engineer均為InstrumentList中的系統(tǒng)定義屬性，單體代號、系統(tǒng)代號可在InstrumentList中自行定義，也可調(diào)用所在AREA的屬性。為兼顧AI Wiring Manager模塊中設(shè)備樹創(chuàng)建和數(shù)字化交付的需求，選擇后者，以Area為單體代號，Sub Area為系統(tǒng)代號。

對于Tag Code的選取，建議選用AI軟件中已定義的默認(rèn)屬性，減少自定義屬性的使用，以充分發(fā)揮AI軟件中對這些屬性預(yù)設(shè)的底層邏輯關(guān)系。

2.2 創(chuàng)建屬性

AI Engineer以儀表為核心，通過屬性承載儀表特性，通過在Report中引用屬性值實現(xiàn)成果文件的輸出。AI Engineer中的儀表屬性可分為InstrumentList、ProcessData和InstrumentData三類。如前所述，參與位號格式的屬性項必須在InstrumentList中創(chuàng)建，除此之外，通用性較強的屬性（如儀表清單、IO清單所涉及的屬性）通常也在InstrumentList中創(chuàng)建；而儀表數(shù)據(jù)表涉及的其它屬性項可在ProcessData和InstrumentData中創(chuàng)建。需要注意的是，ProcessData和InstrumentData屬于以不同的對象類型存儲，可以設(shè)置不同的訪問權(quán)限。

2.3 交互軟件的配置要求

AVEVA系列軟件中的Diagrams、Engineering和E3D基于DBCON數(shù)據(jù)庫，AI基于SQL數(shù)據(jù)庫，這些專業(yè)軟件兩兩之間均可進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。從實際應(yīng)用及軟件定位看，Engineering更多的是作為數(shù)據(jù)中臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的功能，在實際開發(fā)中也按該思路在Engineering中開展了大量工作。

與Engineering配套的基礎(chǔ)工作包括:工程對象屬性UDA定制，工作報表界面定制，輸出報表模板定制屬性傳遞匹配規(guī)則[2]，以及Pseudo屬性的賦值邏輯開發(fā)。

上述大部分工作屬于AVEVE Engineering定制開發(fā)及基本操作的范疇，本文不展開論述，僅以IO類型為例，簡述Pseudo屬性賦值開發(fā)邏輯，見圖3。IO類型可以基于Tag Code中的設(shè)備代號在Engineering中進(jìn)行賦值，并通過屬性映射將其傳遞至AI Engineer中。

圖3 儀表IO類型賦值邏輯開發(fā)

除IO類型外，還進(jìn)行了儀表類型、接線規(guī)則等屬性賦值邏輯的開發(fā)，極大地減少了設(shè)計人員的錄入工作量。

3 屬性映射關(guān)系的配置

3.1 定義交互屬性

AI Engineer中會創(chuàng)建大量屬性，包括交互屬性和非交互屬性，并支持開發(fā)人員對屬性是否參與數(shù)據(jù)交互進(jìn)行選擇。在Instruments List界面下，通過Manage→Instruments-Integration→Fields進(jìn)行選取，見圖4。

圖4 交互屬性的選擇

3.2 屬性映射關(guān)系的創(chuàng)建

完成上述配置后，即可在AI Engineer中通過Project->Setup->Import Configuration進(jìn)行映射關(guān)系配置，見圖5。

圖5 屬性映射關(guān)系的創(chuàng)建

從圖5可以看出，不同軟件中的字段名有明顯差異，從創(chuàng)建映射關(guān)系的可讀性、便捷性考慮，建議對不同軟件中的屬性描述進(jìn)行統(tǒng)一。

4 清單類文件的編制

4.1 基于Grid Views生成文件

在AI Engineer中，默認(rèn)的Lists模塊Instruments是所有位號的全集，AI Engineer通過配置所顯示屬性并設(shè)定過濾條件，支持設(shè)計人員按需定制Grid Views。建議設(shè)計人員以成果文件需求進(jìn)行定制，以海洋石油平臺儀控系統(tǒng)為例，定制的清單見圖6。

圖6 清單類視圖的創(chuàng)建

設(shè)計人員可以基于所定制的Grid Views導(dǎo)出Excel文件，或用Quick Report功能輸出清單類文件，但兩種方式均有一定的局限性，通常需設(shè)計人員進(jìn)行二次加工，如調(diào)整頁碼、增加封皮等，為突破這種局限性，可借助Report功能實現(xiàn)。

4.2 基于Report功能生成文件

在AI Engineer中可實現(xiàn)基于特定對象（如儀表、回路等）Report定制，不同于Grid Views中直接勾選要顯示的屬性項，Report定制是通過Report Designer工具進(jìn)行屬性項的選取并預(yù)設(shè)其輸出格式見圖7；其過濾條件的設(shè)置方法則同Grid Views基本一致。換言之，Report定制功能在Grid Views的基礎(chǔ)上，借助Report Designer工具實現(xiàn)了文件格式排版。與此同時，在開發(fā)中實現(xiàn)了文件封皮及IO統(tǒng)計信息的定制，實現(xiàn)了成果文件一鍵生成，無需設(shè)計人員進(jìn)行任何二次加工。

圖7 清單文件模板定制

需要注意的是，Report是只讀的，設(shè)計人員無法在Report中對儀表屬性進(jìn)行編輯，也無法代替Grid Views使用，建議設(shè)計人員統(tǒng)一Grid Views和對應(yīng)Report過濾條件，借助前者開展屬性的錄入工作，后者則僅用于實現(xiàn)輸出成果文件的“所見即所得”。

5 儀表數(shù)據(jù)表的定制

設(shè)計流程上，儀表索引表先于數(shù)據(jù)表，待儀表索引表完成后，方可進(jìn)行儀表數(shù)據(jù)表的設(shè)計工作[3]。儀表數(shù)據(jù)表生成流程見圖8。左側(cè)為開發(fā)定制過程，右側(cè)為設(shè)計人員使用過程。限于篇幅，本文僅展開定制過程，使用過程可參見操作手冊。

圖8 儀表數(shù)據(jù)表定制及生成流程

5.1 創(chuàng)建數(shù)據(jù)表模板

創(chuàng)建模板實際上就是創(chuàng)建一個Excel版的儀表數(shù)據(jù)表，包括封皮、匯總頁及儀表數(shù)據(jù)表單等，并存放在制定的模板存儲路徑下，該路徑可以在項目初始階段設(shè)置。

在Engineer Catalogues模塊中，Home->Select ->Datasheet Forms中新建一個數(shù)據(jù)表，選擇所創(chuàng)建的模板，在彈出窗口中Form Types選擇DataSheet，然后如圖9所示，其中Max No.of Tags定義了單個模板文件中的儀表位號數(shù)量，Spreadsheet Layout用于定義模板中的行列范圍。

圖9 創(chuàng)建數(shù)據(jù)表模板

5.2 基于模板進(jìn)行屬性鏈接

儀表數(shù)據(jù)表的屬性鏈接通過為模板中的單元格創(chuàng)建datalink實現(xiàn)，見圖10。通過該機制，不管是在儀表索引表中已經(jīng)賦值的屬性，還是通過數(shù)據(jù)交互從其它軟件賦值的屬性，均可以直接賦值到所Link的單元格，避免設(shè)計人員重復(fù)錄入，實現(xiàn)數(shù)據(jù)賦值的“以一貫之”。

圖10 基于數(shù)據(jù)表模板進(jìn)行屬性鏈接

可通過預(yù)設(shè)屬性值的Pick Lists功能提高屬性值的規(guī)范性、一致性，模板中的單元格關(guān)聯(lián)屬性后，還可以選取預(yù)定義的Pick Lists，設(shè)計人員開展工作時，以下拉菜單形式直接選取，有效規(guī)避手動錄入時的筆誤。

6 結(jié)語

在開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，AI軟件一旦通過數(shù)據(jù)交互或表格導(dǎo)入獲取數(shù)據(jù)，會屏蔽掉AI軟件本身一些很實用的功能，如根據(jù)Function Code預(yù)設(shè)對應(yīng)的儀表類型、IO類型等，導(dǎo)致這部分預(yù)設(shè)的開發(fā)工作前移至上游軟件，這也正是在AVEVA Engineering中進(jìn)行了較多開發(fā)的原因所在。

在AI軟件中，所有的設(shè)計數(shù)據(jù)只需要定義或修改一次，能夠在不同的設(shè)計文件中保證設(shè)計數(shù)據(jù)的一致性[3]。數(shù)據(jù)交互功能的開發(fā)，確保了專業(yè)內(nèi)或不同專業(yè)間以及不同設(shè)計軟件之間的協(xié)同配合，同時也統(tǒng)一了設(shè)計風(fēng)格及深度，提高了成果文件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，極大提升了設(shè)計效率和質(zhì)量。