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SmartPlant Instrumentation軟件的基本功能和應(yīng)用論文
摘 要：介紹SPI軟件的基本功能和基本設(shè)計(jì)思路，分析該軟件在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使用現(xiàn)狀和難點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：SPI;SmartPlant Instrumentation;工程設(shè)計(jì)
1 引言
SmartPlant Instrumentation（下文簡稱SPI）是由Intergraph公司開發(fā)的儀表專業(yè)設(shè)計(jì)和管理軟件，它發(fā)展至今可以說已比較成熟。在工廠新建或改擴(kuò)建中，國外知名的集團(tuán)公司和工程公司普遍采用，也被國內(nèi)的工程公司及設(shè)計(jì)院所接受而廣泛應(yīng)用。
2 SPI簡介
它可以完成儀表索引表，儀表規(guī)格書，儀表計(jì)算，儀表接線（包括電纜表，接線箱圖，機(jī)柜端子圖，系統(tǒng)機(jī)柜卡件I/O分配等），儀表安裝圖，回路圖和材料統(tǒng)計(jì)等。可以大大提高儀表專業(yè)的設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確率。下面簡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(nèi)容，系統(tǒng)管理及項(xiàng)目管理，系統(tǒng)管理主要用于整個(gè)SPI系統(tǒng)管理及維護(hù)，例如創(chuàng)建項(xiàng)目，創(chuàng)建用戶，指定項(xiàng)目管理員，項(xiàng)目備份等；項(xiàng)目管理主要用于創(chuàng)建項(xiàng)目層次結(jié)構(gòu)，定義項(xiàng)目命名規(guī)則，定義用戶使用權(quán)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(hào)以及完成儀表索引表的編制。這個(gè)模塊可以說是整個(gè)SPI數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)，其它模塊所完成的工作均是以此為基礎(chǔ)而對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)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(yù)定義各種儀表類型屬性，創(chuàng)建儀表回路及儀表位號(hào)，定義典型回路，批量生成回路等。
2.3 工藝參數(shù)模塊
工藝數(shù)據(jù)模塊的主要功能是創(chuàng)建儀表管線，輸入管線工藝參數(shù)，依據(jù)這些工藝參數(shù)在計(jì)算模塊中可進(jìn)行儀表選型計(jì)算，并將管線及相應(yīng)的工藝參數(shù)跟在此管線上的儀表位號(hào)相關(guān)聯(lián)，以用于生成儀表規(guī)格書。
2.4 計(jì)算模塊
在計(jì)算模塊中用戶可依據(jù)在工藝參數(shù)模塊中創(chuàng)建的相應(yīng)的工藝參數(shù)進(jìn)行儀表選型計(jì)算，可完成流量元件，熱套管，調(diào)節(jié)閥，泄壓閥的計(jì)算。
2.5 儀表規(guī)格書模塊
儀表規(guī)格書模塊主要用于創(chuàng)建編輯儀表規(guī)格書，用戶可根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建單頁的規(guī)格書，也可使用多頁清單的形式。用戶還可創(chuàng)建規(guī)格書模板用以拷貝相同數(shù)據(jù)給同類型的儀表規(guī)格書以加快速度并降低重復(fù)輸入數(shù)據(jù)的工作量。用戶還可以利用儀表規(guī)格書外部編輯器，由供貨商完成部分?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)過用戶比較后直接導(dǎo)入該數(shù)據(jù)完善規(guī)格書。
2.6 儀表規(guī)格書綁定模塊
儀表規(guī)格書綁定模塊用于將儀表規(guī)格書及其它相應(yīng)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。用戶可根據(jù)任何共性將規(guī)格書打包，比如相同的供貨商，相同的安裝位置或相同的設(shè)計(jì)階段等，但一張儀表規(guī)格書只能關(guān)聯(lián)到一個(gè)技術(shù)資料包中。
2.7 接線模塊
接線模塊的主要功能是創(chuàng)建儀表接線箱，盤柜，系統(tǒng)機(jī)柜，創(chuàng)建儀表電纜并根據(jù)回路的構(gòu)成型式完成儀表回路的接線，生成接線圖，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工作后讓系統(tǒng)根據(jù)具體的接線型式自動(dòng)生成相應(yīng)的儀表回路圖。
儀表回路圖模塊可以讓用戶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創(chuàng)建，編輯，瀏覽儀表及管閥件的詳細(xì)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瀏覽大量的數(shù)據(jù)并同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，同時(shí)用戶還可根據(jù)需要生成打印各種不同形式及內(nèi)容的報(bào)表以滿足工程設(shè)計(jì)的需要。
3 采用SPI進(jìn)行自控工程設(shè)計(jì)是工廠管理的需求
對(duì)于大型工廠的建設(shè)，通常有多個(gè)工程公司參與，工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是工廠管理的基礎(chǔ)，為此業(yè)主需要所有工程設(shè)計(jì)公司在統(tǒng)一的設(shè)計(jì)平臺(tái)上，遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來提供工程設(shè)計(jì)文件，以滿足今后工廠管理對(duì)工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的需求。而SPI就提供了這樣一個(gè)平臺(tái)，業(yè)主通過編制和提供符合自己要求的種子文件，所有的工程設(shè)計(jì)公司利用統(tǒng)一的種子文件數(shù)據(jù)庫來開展設(shè)計(jì)。同時(shí)由于工程公司是在統(tǒng)一的SPI數(shù)據(jù)庫平臺(tái)上工作，業(yè)主或項(xiàng)目管理部門可以通過SPI實(shí)時(shí)掌控設(shè)計(jì)進(jìn)度情況，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題。SPI種子文件是一個(gè)根據(jù)業(yè)主的要求，統(tǒng)一編制的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫文件，業(yè)主可以在編制種子文件時(shí)，加入自身對(duì)于工程設(shè)計(jì)的要求，如定義項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫的構(gòu)架，確定設(shè)計(jì)文件的深度，規(guī)范設(shè)備選型，統(tǒng)一圖紙格式和風(fēng)格等。參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)的工程公司都必須根據(jù)業(yè)主提供的種子文件來進(jìn)行設(shè)計(jì)。而最終的交付文檔，不只包括完整的圖紙，還應(yīng)提供一份SPI數(shù)據(jù)庫文件，該文件包含了項(xiàng)目的儀表索引，數(shù)據(jù)表，回路圖等詳細(xì)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫文件倒入SPI后，可以通過軟件查看全部內(nèi)容。
SPI 也為業(yè)主日后的維護(hù)和改造升級(jí)提供了平臺(tái)。通過軟件，維護(hù)人員可以從數(shù)據(jù)庫中快速查詢和調(diào)用工藝參數(shù)，儀表數(shù)據(jù)、回路接線等信息，對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理。而日常維護(hù)中對(duì)于儀表設(shè)備的修改，都可以在SPI中更新，使SPI數(shù)據(jù)庫保持最新的狀態(tài)。當(dāng)裝置需要進(jìn)行升級(jí)改造時(shí)，及時(shí)更新的數(shù)據(jù)庫可以反應(yīng)裝置的實(shí)際情況，給改造升級(jí)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)，減少了設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)是必然趨勢(shì)
現(xiàn)代化工廠日趨向大型化，一體化發(fā)展，工藝過程復(fù)雜，設(shè)備數(shù)量眾多，必然對(duì)工程設(shè)計(jì)的效率（下轉(zhuǎn)第256頁）（上接第252頁）和質(zhì)量提出了更高的要求，如果仍采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式已不能適應(yīng)當(dāng)前工程設(shè)計(jì)的需求。在大型項(xiàng)目里，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)單位間會(huì)有工藝包數(shù)據(jù)的傳遞；在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，數(shù)據(jù)的傳遞更加頻繁，工程設(shè)計(jì)單位涉及與外部單位的界面，如與供應(yīng)商的條件和圖紙交接等；與內(nèi)部專業(yè)的界面，如儀表專業(yè)與工藝專業(yè)見的工藝條件交接等；界面眾多。條件的傳遞過程就存在遺漏和錯(cuò)誤的可能，而條件接收后，數(shù)據(jù)的確認(rèn)和利用也存在效率與質(zhì)量問題。工程設(shè)計(jì)是一個(gè)多方協(xié)作的過程，而這個(gè)過程需要高效和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)交換和共享，才能最終交付合格的工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品。我們可以利用工程設(shè)計(jì)軟件來解決工程設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)交換的效率與質(zhì)量問題。SPI是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的儀表專業(yè)設(shè)計(jì)軟件，它提供了數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享的設(shè)計(jì)平臺(tái)，基于數(shù)據(jù)庫，能解決在工程設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)的生成、修正、復(fù)用、瀏覽，傳遞等功能。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中集成，通過權(quán)限的設(shè)定向特定人員開放，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享；通過SPI自帶的模塊功能，創(chuàng)建和調(diào)用數(shù)據(jù)，生成圖紙；根據(jù)工程設(shè)計(jì)單位自身的需求，二次開發(fā)功能模塊，可以更靈活的應(yīng)用數(shù)據(jù)，提高了軟件在自控設(shè)計(jì)中的可用性。
如今的自控設(shè)計(jì)，應(yīng)用CAD軟件和Excel軟件的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式仍占多數(shù)，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員各自為政，條件傳遞仍以文件傳遞為主，以工藝專業(yè)向儀表專業(yè)提出工藝條件為例，同樣的工藝數(shù)據(jù)，工藝專業(yè)輸入到工藝條件表中后，儀表專業(yè)需要依據(jù)條件表，再手工輸入到本專業(yè)的設(shè)計(jì)文件中。而大量的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)手工輸入，存在錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，而為了降低風(fēng)險(xiǎn)，必將耗費(fèi)設(shè)計(jì)人員更多的精力來核對(duì)，降低了工程設(shè)計(jì)的效率。工程設(shè)計(jì)圖紙的內(nèi)容是相互關(guān)聯(lián)的，同一數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)在多張圖紙中，一個(gè)數(shù)據(jù)的變更，將引起連鎖反應(yīng)，這就存在遺漏的風(fēng)險(xiǎn)。如果應(yīng)用SPI,數(shù)據(jù)共享在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)用，將設(shè)計(jì)人員從重復(fù)勞動(dòng)中解放。
5 SPI使用的現(xiàn)狀與展望
SPI 在中國的工程公司和工廠已經(jīng)使用很多年了，但應(yīng)用不理想，主要問題是在設(shè)計(jì)之初，沒有制定出完善的種子文件。經(jīng)常在設(shè)計(jì)進(jìn)行中，發(fā)現(xiàn)各種問題，如儀表類型和儀表規(guī)格書模板缺失，需要重新定義和創(chuàng)建；儀表規(guī)格書模板中數(shù)據(jù)項(xiàng)不夠全面；回路圖上數(shù)據(jù)顯示偏差。造成需要臨時(shí)創(chuàng)建和修改數(shù)據(jù)的情況，而這種臨時(shí)的修改，將使用種子文件不規(guī)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(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，還需要熟悉SPI軟件，熟悉Oracle等數(shù)據(jù)庫，有時(shí)還需要應(yīng)用編程軟件，需要多專業(yè)相互配合，投入相當(dāng)?shù)娜肆Γ瑫r(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(shè)計(jì)軟件在工程設(shè)計(jì)中的作用十分明顯，其在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用是必然的趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)：
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[2]李永康.Intools軟件及其在工廠生命周期管理中的應(yīng)用策略[J].石油化工自動(dòng)化，2009，45（4）：50-54.
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