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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(mén)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(lèi)流量計(jì)等。數(shù)據(jù)表模板可在儀表位號(hào)輸入后自動(dòng)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(dòng)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(lèi)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(guò)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(kù)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(shì)：（1）軟件工作模式為客戶(hù)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(kù)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(guò)程中的質(zhì)量控制，降低了設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)；（3）項(xiàng)目需要的儀表數(shù)據(jù)信息都存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件中，業(yè)主或項(xiàng)目的最終用戶(hù)如果同樣使用SPI軟件，在文件傳遞時(shí)只需要提交一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，大大簡(jiǎn)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(zhuān)業(yè)（工藝、配管專(zhuān)業(yè)等）可以信息共享，加強(qiáng)了專(zhuān)業(yè)間的溝通。

2SPI軟件設(shè)計(jì)流程

SPI是數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，在工程項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)時(shí)，需要首先創(chuàng)建基本數(shù)據(jù)項(xiàng)。儀表位號(hào)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(hào)是首要步驟，而儀表數(shù)據(jù)表、盤(pán)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(shí)展開(kāi)，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(duì)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(shí)，如果整體規(guī)劃合宜，將會(huì)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(kù)建立

在工程項(xiàng)目中，對(duì)于儀表的一些常用公共數(shù)據(jù)，可以通過(guò)建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)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(kù)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(lèi)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(kù)、支架圖庫(kù)，及安裝材料與圖庫(kù)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(gè)項(xiàng)目的運(yùn)行。從整體來(lái)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(gè)區(qū)域。在規(guī)劃SPI軟件結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)充分考慮項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)規(guī)劃以及各個(gè)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(gè)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(gè)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(kù)結(jié)構(gòu)清晰，又使用戶(hù)權(quán)限分配管理以及后期分層級(jí)（分Plant、分區(qū)域和分Unit）用戶(hù)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(shí)減少工作量。命名規(guī)則定義包括設(shè)置儀表位號(hào)、回路號(hào)、電纜號(hào)、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(duì)InstrumentType中的儀表類(lèi)型按照溫度、壓力、物位、流量、控制閥和安全閥分類(lèi)分別就是否關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表和安裝圖、默認(rèn)I/O類(lèi)型，儀表放置位置、現(xiàn)場(chǎng)儀表的電纜類(lèi)型和端子排形式以及CS標(biāo)簽是否自動(dòng)生成進(jìn)行設(shè)置。權(quán)限分配可以使整個(gè)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(gè)權(quán)限不同的用戶(hù)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(hù)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(shí)還降低了數(shù)據(jù)庫(kù)的風(fēng)險(xiǎn)。

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?jī)x表設(shè)計(jì)采用SPI軟件，版本號(hào)為2009（9.0.0）。

3.2.1創(chuàng)建儀表位號(hào)

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(hào)和錄入相關(guān)工藝參數(shù)。創(chuàng)建儀表位號(hào)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(hào)。圖2是回路和回路儀表的一個(gè)示例。創(chuàng)建儀表位號(hào)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(hào)是整個(gè)儀表自控設(shè)計(jì)的基石，是后續(xù)工作能否展開(kāi)的先決條件。創(chuàng)建儀表位號(hào)雖然簡(jiǎn)單，意義卻非常重要。首先，可以節(jié)省大量的人力和時(shí)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(dòng)生成，減少了工作量，同時(shí)，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(xiě)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(mén)類(lèi)數(shù)據(jù)表模板已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立。同時(shí)經(jīng)過(guò)二期開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)還具備了火氣，毒氣探頭等報(bào)警類(lèi)特殊數(shù)據(jù)表模板。填寫(xiě)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(hào)已經(jīng)關(guān)聯(lián)對(duì)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(xiě)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(lèi)儀表和控制盤(pán)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(guò)撬外接線箱接入中控；撬內(nèi)儀表通過(guò)撬內(nèi)接線箱或現(xiàn)場(chǎng)盤(pán)直接接入中控；撬內(nèi)儀表通過(guò)撬內(nèi)接線箱后或現(xiàn)場(chǎng)盤(pán)接到撬外接線箱，通過(guò)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(lèi)儀表相關(guān)設(shè)備標(biāo)識(shí)，包括接線箱、Marshalling柜、PLC、DCS、ESD等系統(tǒng)盤(pán)柜。需要說(shuō)明的是對(duì)于電氣點(diǎn)，由于軟件無(wú)法像儀表點(diǎn)似的自動(dòng)生成DevicePanel，需要為電氣點(diǎn)手動(dòng)創(chuàng)建De-vicePanel和相應(yīng)電纜，同時(shí)注意把相應(yīng)信號(hào)加到DevicePanel的對(duì)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(duì)應(yīng)卡件通道。

隨后就可以從現(xiàn)場(chǎng)側(cè)和系統(tǒng)柜側(cè)分別向Marshlling接線。設(shè)計(jì)人通過(guò)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(chǎng)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(duì)接線柜電纜布置考慮如下：（1）每個(gè)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(hào)類(lèi)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(jí)的儀表信號(hào)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(lèi)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(kù)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(lèi)型儀表安裝圖分配安裝材料。通過(guò)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(guò)對(duì)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(yǔ)

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。可以用來(lái)完成儀表的索引表、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(shí)，SPI軟件在儀表一致性檢查和修正方面非常方便，對(duì)于減少錯(cuò)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(duì)于國(guó)內(nèi)工程公司開(kāi)拓國(guó)際油田地面工程市場(chǎng)非常有利。

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