SmartPlant Instrumentation軟體的基本功能和應用論文

摘 要：介紹SPI軟體的基本功能和基本設計思路，分析該軟體在工程設計中的應用，使用現狀和難點。

關鍵詞：SPI;SmartPlant Instrumentation;工程設計

1 引言

SmartPlant Instrumentation（下文簡稱SPI）是由Intergraph公司開發的儀表專業設計和管理軟體，它發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採用，也被國內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，儀表規格書，儀表計算，儀表接線（包括電纜表，接線箱圖，機櫃端子圖，系統機櫃卡件I/O分配等），儀表安裝圖，迴路圖和材料統計等。可以大大提高儀表專業的設計效率和準確率。下面簡單介紹主要模組的功能。

2.1 管理模組

管理模組主要包含兩方面的內容，系統管理及專案管理，系統管理主要用於整個SPI系統管理及維護，例如建立專案，建立使用者，指定專案管理員，專案備份等；專案管理主要用於建立專案層次結構，定義專案命名規則，定義使用者使用許可權等。

2.2 儀表索引模組

儀表索引模組的功能主要是建立儀表迴路，位號以及完成儀表索引表的編制。這個模組可以說是整個SPI資料庫的基礎，其它模組所完成的工作均是以此為基礎而對整個資料庫的加深及完善。該模組的主要功能是建立各種輔助表格，預定義各種儀表型別屬性，建立儀表迴路及儀表位號，定義典型迴路，批量生成迴路等。

2.3 工藝引數模組

工藝資料模組的主要功能是建立儀表管線，輸入管線工藝引數，依據這些工藝引數在計算模組中可進行儀表選型計算，並將管線及相應的工藝引數跟在此管線上的儀表位號相關聯，以用於生成儀表規格書。

2.4 計算模組

在計算模組中使用者可依據在工藝引數模組中建立的相應的工藝引數進行儀表選型計算，可完成流量元件，熱套管，調節閥，洩壓閥的計算。

2.5 儀表規格書模組

儀表規格書模組主要用於建立編輯儀表規格書，使用者可根據需要建立單頁的規格書，也可使用多頁清單的形式。使用者還可建立規格書模板用以拷貝相同資料給同類型的儀表規格書以加快速度並降低重複輸入資料的工作量。使用者還可以利用儀表規格書外部編輯器，由供貨商完成部分資料經過使用者比較後直接匯入該資料完善規格書。

2.6 儀表規格書繫結模組

儀表規格書繫結模組用於將儀表規格書及其它相應的SPI檔案繫結成為一個檔案包，可以把它看成一個技術資料包。使用者可根據任何共性將規格書打包，比如相同的供貨商，相同的安裝位置或相同的設計階段等，但一張儀表規格書只能關聯到一個技術資料包中。

2.7 接線模組

接線模組的主要功能是建立儀表接線箱，盤櫃，系統機櫃，建立儀表電纜並根據迴路的構成型式完成儀表迴路的接線，生成接線圖，電纜表等。

2.8 迴路圖模組

儀表迴路圖模組的主要功能是在完成儀表迴路的接線工作後讓系統根據具體的接線型式自動生成相應的儀表迴路圖。

儀表迴路圖模組可以讓使用者用多種方式生成儀表迴路圖。

2.9 安裝圖模組

儀表安裝圖模組的主要功能是讓使用者建立，編輯，瀏覽儀表及管閥件的詳細安裝圖並生成儀表安裝材料清單。

2.10 瀏覽器模組

瀏覽器模組的主要功能是讓使用者瀏覽大量的資料並同時對資料進行修改，同時使用者還可根據需要生成列印各種不同形式及內容的報表以滿足工程設計的需要。

3 採用SPI進行自控工程設計是工廠管理的'需求

對於大型工廠的建設，通常有多個工程公司參與，工程設計資料是工廠管理的基礎，為此業主需要所有工程設計公司在統一的設計平臺上，遵循統一的標準來提供工程設計檔案，以滿足今後工廠管理對工程設計資料的需求。而SPI就提供了這樣一個平臺，業主通過編制和提供符合自己要求的種子檔案，所有的工程設計公司利用統一的種子檔案資料庫來開展設計。同時由於工程公司是在統一的SPI資料庫平臺上工作，業主或專案管理部門可以通過SPI實時掌控設計進度情況，協調設計過程中出現的問題。SPI種子檔案是一個根據業主的要求，統一編制的標準資料庫檔案，業主可以在編制種子檔案時，加入自身對於工程設計的要求，如定義專案資料庫的構架，確定設計檔案的深度，規範裝置選型，統一圖紙格式和風格等。參與專案設計的工程公司都必須根據業主提供的種子檔案來進行設計。而最終的交付文件，不只包括完整的圖紙，還應提供一份SPI資料庫檔案，該檔案包含了專案的儀表索引，資料表，迴路圖等詳細資料。資料庫檔案倒入SPI後，可以通過軟體檢視全部內容。

SPI 也為業主日後的維護和改造升級提供了平臺。通過軟體，維護人員可以從資料庫中快速查詢和呼叫工藝引數，儀表資料、迴路接線等資訊，對裝置進行管理。而日常維護中對於儀表裝置的修改，都可以在SPI中更新，使SPI資料庫保持最新的狀態。當裝置需要進行升級改造時，及時更新的資料庫可以反應裝置的實際情況，給改造升級提供了設計依據，減少了設計圖紙與實際不符的情況，提高的改造效率和質量。

4 採用SPI進行自控工程設計是必然趨勢

現代化工廠日趨向大型化，一體化發展，工藝過程複雜，裝置數量眾多，必然對工程設計的效率（下轉第256頁）（上接第252頁）和質量提出了更高的要求，如果仍採用傳統的設計方式已不能適應當前工程設計的需求。在大型專案裡，基礎設計階段，設計單位間會有工藝包資料的傳遞；在詳細設計階段，資料的傳遞更加頻繁，工程設計單位涉及與外部單位的介面，如與供應商的條件和圖紙交接等；與內部專業的介面，如儀表專業與工藝專業見的工藝條件交接等；介面眾多。條件的傳遞過程就存在遺漏和錯誤的可能，而條件接收後，資料的確認和利用也存在效率與質量問題。工程設計是一個多方協作的過程，而這個過程需要高效和高質量的資料交換和共享，才能最終交付合格的工程設計產品。我們可以利用工程設計軟體來解決工程設計中的資料交換的效率與質量問題。SPI是當前應用最為廣泛的儀表專業設計軟體，它提供了資料交換和資料共享的設計平臺，基於資料庫，能解決在工程設計中資料的生成、修正、複用、瀏覽，傳遞等功能。設計資料在資料庫中整合，通過許可權的設定向特定人員開放，進行資料交換和共享；通過SPI自帶的模組功能，建立和呼叫資料，生成圖紙；根據工程設計單位自身的需求，二次開發功能模組，可以更靈活的應用資料，提高了軟體在自控設計中的可用性。

如今的自控設計，應用CAD軟體和Excel軟體的傳統設計方式仍佔多數，各專業設計人員各自為政，條件傳遞仍以檔案傳遞為主，以工藝專業向儀表專業提出工藝條件為例，同樣的工藝資料，工藝專業輸入到工藝條件表中後，儀表專業需要依據條件表，再手工輸入到本專業的設計檔案中。而大量的設計資料手工輸入，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。工程設計圖紙的內容是相互關聯的，同一資料會出現在多張圖紙中，一個數據的變更，將引起連鎖反應，這就存在遺漏的風險。如果應用SPI,資料共享在資料庫中，資料自動呼叫，將設計人員從重複勞動中解放。

5 SPI使用的現狀與展望

SPI 在中國的工程公司和工廠已經使用很多年了，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檔案。經常在設計進行中，發現各種問題，如儀表型別和儀表規格書模板缺失，需要重新定義和建立；儀表規格書模板中資料項不夠全面；迴路圖上資料顯示偏差。造成需要臨時建立和修改資料的情況，而這種臨時的修改，將使用種子檔案不規範，失去了使用軟體的初衷。而建立種子檔案，不僅需要豐富的工程設計經驗，還需要熟悉SPI軟體，熟悉Oracle等資料庫，有時還需要應用程式設計軟體，需要多專業相互配合，投入相當的人力，時間和資金。雖然想使用好SPI有許多困難需要解決，但像SPI這種工程設計軟體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]鷹圖公司培訓手冊[Z].上海：鷹圖公司，2009.

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