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SmartPlant Instrumentation軟件的基本功能和應用論文
摘 要：介紹SPI軟件的基本功能和基本設計思路，分析該軟件在工程設計中的應用，使用現狀和難點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：SPI;SmartPlant Instrumentation;工程設計
1 引言
SmartPlant Instrumentation（下文簡(jiǎn)稱(chēng)SPI）是由Intergraph公司開(kāi)發(fā)的儀表專(zhuān)業(yè)設計和管理軟件，它發(fā)展至今可以說(shuō)已比較成熟。在工廠(chǎng)新建或改擴建中，國外知名的集團公司和工程公司普遍采用，也被國內的工程公司及設計院所接受而廣泛應用。
2 SPI簡(jiǎn)介
它可以完成儀表索引表，儀表規格書(shū)，儀表計算，儀表接線(xiàn)（包括電纜表，接線(xiàn)箱圖，機柜端子圖，系統機柜卡件I/O分配等），儀表安裝圖，回路圖和材料統計等�？梢源蟠筇岣邇x表專(zhuān)業(yè)的設計效率和準確率。下面簡(jiǎn)單介紹主要模塊的功能。
2.1 管理模塊
管理模塊主要包含兩方面的內容，系統管理及項目管理，系統管理主要用于整個(gè)SPI系統管理及維護，例如創(chuàng )建項目，創(chuàng )建用戶(hù)，指定項目管理員，項目備份等；項目管理主要用于創(chuàng )建項目層次結構，定義項目命名規則，定義用戶(hù)使用權限等。
2.2 儀表索引模塊
儀表索引模塊的功能主要是創(chuàng )建儀表回路，位號以及完成儀表索引表的編制。這個(gè)模塊可以說(shuō)是整個(gè)SPI數據庫的基礎，其它模塊所完成的工作均是以此為基礎而對整個(gè)數據庫的加深及完善。該模塊的主要功能是創(chuàng )建各種輔助表格，預定義各種儀表類(lèi)型屬性，創(chuàng )建儀表回路及儀表位號，定義典型回路，批量生成回路等。
2.3 工藝參數模塊
工藝數據模塊的主要功能是創(chuàng )建儀表管線(xiàn)，輸入管線(xiàn)工藝參數，依據這些工藝參數在計算模塊中可進(jìn)行儀表選型計算，并將管線(xiàn)及相應的工藝參數跟在此管線(xiàn)上的儀表位號相關(guān)聯(lián)，以用于生成儀表規格書(shū)。
2.4 計算模塊
在計算模塊中用戶(hù)可依據在工藝參數模塊中創(chuàng )建的相應的工藝參數進(jìn)行儀表選型計算，可完成流量元件，熱套管，調節閥，泄壓閥的計算。
2.5 儀表規格書(shū)模塊
儀表規格書(shū)模塊主要用于創(chuàng )建編輯儀表規格書(shū)，用戶(hù)可根據需要創(chuàng )建單頁(yè)的規格書(shū)，也可使用多頁(yè)清單的形式。用戶(hù)還可創(chuàng )建規格書(shū)模板用以拷貝相同數據給同類(lèi)型的儀表規格書(shū)以加快速度并降低重復輸入數據的工作量。用戶(hù)還可以利用儀表規格書(shū)外部編輯器，由供貨商完成部分數據經(jīng)過(guò)用戶(hù)比較后直接導入該數據完善規格書(shū)。
2.6 儀表規格書(shū)綁定模塊
儀表規格書(shū)綁定模塊用于將儀表規格書(shū)及其它相應的SPI文件綁定成為一個(gè)文件包，可以把它看成一個(gè)技術(shù)資料包。用戶(hù)可根據任何共性將規格書(shū)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(shū)只能關(guān)聯(lián)到一個(gè)技術(shù)資料包中。
2.7 接線(xiàn)模塊
接線(xiàn)模塊的主要功能是創(chuàng )建儀表接線(xiàn)箱，盤(pán)柜，系統機柜，創(chuàng )建儀表電纜并根據回路的構成型式完成儀表回路的接線(xiàn)，生成接線(xiàn)圖，電纜表等。
2.8 回路圖模塊
儀表回路圖模塊的主要功能是在完成儀表回路的接線(xiàn)工作后讓系統根據具體的接線(xiàn)型式自動(dòng)生成相應的儀表回路圖。
儀表回路圖模塊可以讓用戶(hù)用多種方式生成儀表回路圖。
2.9 安裝圖模塊
儀表安裝圖模塊的主要功能是讓用戶(hù)創(chuàng )建，編輯，瀏覽儀表及管閥件的詳細安裝圖并生成儀表安裝材料清單。
2.10 瀏覽器模塊
瀏覽器模塊的主要功能是讓用戶(hù)瀏覽大量的數據并同時(shí)對數據進(jìn)行修改，同時(shí)用戶(hù)還可根據需要生成打印各種不同形式及內容的報表以滿(mǎn)足工程設計的需要。
3 采用SPI進(jìn)行自控工程設計是工廠(chǎng)管理的需求
對于大型工廠(chǎng)的建設，通常有多個(gè)工程公司參與，工程設計數據是工廠(chǎng)管理的基礎，為此業(yè)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(lái)提供工程設計文件，以滿(mǎn)足今后工廠(chǎng)管理對工程設計數據的需求。而SPI就提供了這樣一個(gè)平臺，業(yè)主通過(guò)編制和提供符合自己要求的種子文件，所有的工程設計公司利用統一的種子文件數據庫來(lái)開(kāi)展設計。同時(shí)由于工程公司是在統一的SPI數據庫平臺上工作，業(yè)主或項目管理部門(mén)可以通過(guò)SPI實(shí)時(shí)掌控設計進(jìn)度情況，協(xié)調設計過(guò)程中出現的問(wèn)題。SPI種子文件是一個(gè)根據業(yè)主的要求，統一編制的標準數據庫文件，業(yè)主可以在編制種子文件時(shí)，加入自身對于工程設計的要求，如定義項目數據庫的構架，確定設計文件的深度，規范設備選型，統一圖紙格式和風(fēng)格等。參與項目設計的工程公司都必須根據業(yè)主提供的種子文件來(lái)進(jìn)行設計。而最終的交付文檔，不只包括完整的圖紙，還應提供一份SPI數據庫文件，該文件包含了項目的儀表索引，數據表，回路圖等詳細數據。數據庫文件倒入SPI后，可以通過(guò)軟件查看全部?jì)热荨?/p>
SPI 也為業(yè)主日后的維護和改造升級提供了平臺。通過(guò)軟件，維護人員可以從數據庫中快速查詢(xún)和調用工藝參數，儀表數據、回路接線(xiàn)等信息，對設備進(jìn)行管理。而日常維護中對于儀表設備的修改，都可以在SPI中更新，使SPI數據庫保持最新的狀態(tài)。當裝置需要進(jìn)行升級改造時(shí)，及時(shí)更新的數據庫可以反應裝置的實(shí)際情況，給改造升級提供了設計依據，減少了設計圖紙與實(shí)際不符的情況，提高的改造效率和質(zhì)量。
4 采用SPI進(jìn)行自控工程設計是必然趨勢
現代化工廠(chǎng)日趨向大型化，一體化發(fā)展，工藝過(guò)程復雜，設備數量眾多，必然對工程設計的效率（下轉第256頁(yè)）（上接第252頁(yè)）和質(zhì)量提出了更高的要求，如果仍采用傳統的設計方式已不能適應當前工程設計的需求。在大型項目里，基礎設計階段，設計單位間會(huì )有工藝包數據的傳遞；在詳細設計階段，數據的傳遞更加頻繁，工程設計單位涉及與外部單位的界面，如與供應商的條件和圖紙交接等；與內部專(zhuān)業(yè)的界面，如儀表專(zhuān)業(yè)與工藝專(zhuān)業(yè)見(jiàn)的工藝條件交接等；界面眾多。條件的傳遞過(guò)程就存在遺漏和錯誤的可能，而條件接收后，數據的確認和利用也存在效率與質(zhì)量問(wèn)題。工程設計是一個(gè)多方協(xié)作的過(guò)程，而這個(gè)過(guò)程需要高效和高質(zhì)量的數據交換和共享，才能最終交付合格的工程設計產(chǎn)品。我們可以利用工程設計軟件來(lái)解決工程設計中的數據交換的效率與質(zhì)量問(wèn)題。SPI是當前應用最為廣泛的儀表專(zhuān)業(yè)設計軟件，它提供了數據交換和數據共享的設計平臺，基于數據庫，能解決在工程設計中數據的生成、修正、復用、瀏覽，傳遞等功能。設計數據在數據庫中集成，通過(guò)權限的設定向特定人員開(kāi)放，進(jìn)行數據交換和共享；通過(guò)SPI自帶的模塊功能，創(chuàng )建和調用數據，生成圖紙；根據工程設計單位自身的需求，二次開(kāi)發(fā)功能模塊，可以更靈活的應用數據，提高了軟件在自控設計中的可用性。
如今的自控設計，應用CAD軟件和Excel軟件的傳統設計方式仍占多數，各專(zhuān)業(yè)設計人員各自為政，條件傳遞仍以文件傳遞為主，以工藝專(zhuān)業(yè)向儀表專(zhuān)業(yè)提出工藝條件為例，同樣的工藝數據，工藝專(zhuān)業(yè)輸入到工藝條件表中后，儀表專(zhuān)業(yè)需要依據條件表，再手工輸入到本專(zhuān)業(yè)的設計文件中。而大量的設計數據手工輸入，存在錯誤的風(fēng)險，而為了降低風(fēng)險，必將耗費設計人員更多的精力來(lái)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(guān)聯(lián)的，同一數據會(huì )出現在多張圖紙中，一個(gè)數據的變更，將引起連鎖反應，這就存在遺漏的風(fēng)險。如果應用SPI,數據共享在數據庫中，數據自動(dòng)調用，將設計人員從重復勞動(dòng)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(chǎng)已經(jīng)使用很多年了，但應用不理想，主要問(wèn)題是在設計之初，沒(méi)有制定出完善的種子文件。經(jīng)常在設計進(jìn)行中，發(fā)現各種問(wèn)題，如儀表類(lèi)型和儀表規格書(shū)模板缺失，需要重新定義和創(chuàng )建；儀表規格書(shū)模板中數據項不夠全面；回路圖上數據顯示偏差。造成需要臨時(shí)創(chuàng )建和修改數據的情況，而這種臨時(shí)的修改，將使用種子文件不規范，失去了使用軟件的初衷。而創(chuàng )建種子文件，不僅需要豐富的工程設計經(jīng)驗，還需要熟悉SPI軟件，熟悉Oracle等數據庫，有時(shí)還需要應用編程軟件，需要多專(zhuān)業(yè)相互配合，投入相當的人力，時(shí)間和資金。雖然想使用好SPI有許多困難需要解決，但像SPI這種工程設計軟件在工程設計中的作用十分明顯，其在工程設計領(lǐng)域的應用是必然的趨勢。
參考文獻：
[1]鷹圖公司.SPI培訓手冊[Z].上海：鷹圖公司，2009.
[2]李永康.Intools軟件及其在工廠(chǎng)生命周期管理中的應用策略[J].石油化工自動(dòng)化，2009，45（4）：50-54.
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