SPI软件仪表数据表在海外油田地面工程中的应用与二次开发

毛闻之

摘要：工程设计软件SPI在国际工程中已被广泛应用，其所应用的ISA国际标准数据表与目前国内外工程常用的模板差别较大。中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司对SPI软件数据表进行二次开发，开发出了一套符合该公司国际化工程要求的数据表。

关键词：SPI；数据表；Specification模块；ISA

中图分类号：THl22 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0030-03

1 SPI工程设计软件使用与二次开发背景

Smart Plant Instrumentation（SPI）是Intergraph（鹰图）公司开发的专业仪表自控工程设计软件，基于公共数据库（ORACLE），是国际上广泛应用且具有很高知名度的工程设计软件。

SPI软件是基于欧美的工程设计和建设理念开发的，虽然具有十分强大的功能，在国外知名工程公司中创造了很好的应用业绩，但是长期以来，由于国内与国际在工程设计思路上存在较大差距，该软件在国内各设计院和工程建设单位的使用效果一直不理想，不能切实发挥效用。随着北京分公司国际化业务不断扩展，要求我们在工程实践中积极改变观念，适应国际项目设计与管理的需求。在此背景下，我们根据国际工程建设的总体要求，在遵循国际惯例、借鉴过去的工程经验的总体原则的指导下，对SPI软件数据表部分进行符合北京分公司特点的二次应用开发，以达到提升设计水平和保证工程设计质量、提高工作效率的目的。

2 SPI工程设计软件简介

SPI是基于数据库的工程设计软件，以Oracle数据库作为底层数据平台。实现不同使用者之间数据共享。以往的工程设计多使用AutoCAD或Office软件，设计人员通过上述软件绘制图纸、编写文件。由于图纸文件存放于各设计人员独立的电脑中，设计文件中的各项数据信息并无关联。设计过程中需要多次重复输入，一旦出现数据修改或模板修订，设计人员需对大量的文件进行修改。设计人员为保证文件质量，需要大量的重复修改及校对工作。

SPI作为仪表工程设计软件，可以覆盖绝大多数仪表设计工作，其中包括：仪表索引表、I/O表、数据表、电缆表、材料表、接线图、回路图、安装图等。上述图表的各项数据信息都通过SPI软件存入数据库，并调用于其他应用处。对任何一个文件的数据修订，其他调用此数据的文件也同时自动更新修改，无需设计人员重复输入。避免了多次输入造成的错误与遗漏，有效地保证了工程设计文件的质量。

SPI软件具有一个管理员模块和多个设计模块，设计模块主要包括：

2.1 Index（索引模块）

该模块为设计人员提供仪表信息建立、修改、删除平台。录入信息包括仪表类型、所在管线设备号、图纸号等，是主题信息的录入处，也是其他模块的基础。

2.2 Spec（仪表数据表模块）

通过该模块，可以为具体仪表阀门关联相关的数据表。表中的数据与索引模块、工艺模块、计算模块相关联，数据信息保持一致。一处填写后，无需重复填写，均可自动调用。本文重点介绍的就是本模块下的二次开发。通过二次开发，数据表模块可以更好地为工程设计服务，提高设计文件质量，更满足业主要求。

2.3 Wiring（接线模块）

通过该模块，设计人员将现场的端子通过电缆连接至接线箱、Marshalling柜、中控室系统，完成接线与回路图编制。该模块可以自动生成部分接线端子与电缆。

2.4 ProcessData（工艺数据模块）

该部分用于填写工艺参数与工艺信息。该部分填写的内容可以直接被Index模块、Spec模块共享与调用。设计人员无需二次输入此部分信息。当修改该处数据信息时，其余调用处自动修改，无需设计人员重复修改工作。

2.5 LoopDwgs（回路图模块）

该模块用于生成回路图，在生成过程中可以选择CAD/Enhanced等多种方式。该模块使用前，需在Wiring（接线模块）下完成相关接线工作，否则无法生成回路图。

2.6 Hook-up（安装图模块）

通过该模块，工程设计人员可以将数据库内的安装图与仪表相关联，通过安装图统计材料，编制材料表。

3 SPI数据表的结构与设计理念

SPI软件数据表引入了Form与Page的概念。Form由一个或者多个Page组成。软件使用时，只有Form与具体仪表或阀门相匹配，单独的Page不能与仪表或阀门相匹配。可以简单地将Form理解为“文件夹”，将Page理解为“纸制文件”。一个“文件夹”内可以有单张或多张“纸制文件”，但关联仪表的只能是“文件夹”，而不能是“独立的纸张”。

数据表页（Page）为PSR文件，需要使用INFOMAKER工具进行开发，使用SPI的ImportPSR功能调用，并在SPI中完成多页面的组合成模板（Form）。

每一个PSR文件在导入SPI软件后，都形成一个Page，按照项目需要，组成不同的Form。数据表的名称引用Form的名称，在软件中，可以查询该Form引用的Page名称与数量。

4 应用与二次开发

北京分公司在以往国际工程的设计文件中，数据表的编制多按照国内规范或其他工程经验进行编制。由于缺乏国际规范支持，不易被海外业主认可。基于上述问题，我们引进SPI软件的同时，对最新的国际标准ISA-TR20.00.01-2006推荐的数据表进行二次开发，摒弃了以往各个项目的数据表风格迥异的格式，规范北京分公司海外油田工程的数据表。

4.1 模版部分的二次开发

在以往的工程应用中，仪表数据表多为Excel表格形式，既缺乏国际规范的有力支持，填写也多有不便。通过引入SPI软件，其所提供的数据表统一按照ISA-TR20.00.01-2006的推荐格式编写。完全符合国际规范要求，适用于国际工程。

尽管其在数据调用上具有强大功能，大幅度减少信息录入次数，确保信息不重叠，极大地提高了数据表文件质量。但SPI软件提供的数据表具有一定的局限性。其固有格式为规范参考格式，表头等格式内容不符合北京分公司的质量体系文件。在不同项目中，工程设计文件所需增加的数据项也不尽相同。因此，其软件提供的数据表模板难以直接应用于我公司的具体工程项目，故此对SPI数据表的二次开发势在必行。

由于SPI软件所提供的数据表模板本身没有表头，项目名称、文件名称编码及其他相关信息无法显示。通过二次开发，在INFOMAKER中的编辑，可以制作表头，并满足北京分公司质量体系文件和相关业主方面的要求。

表头的图片为调用图，根据项目的不同，可以随时调整。项目名称为统一调用块，无需设计人员填写。项目名称变化时，由后台统一调整。此外，在二次开发中，在项目名称下方增加了区域名称调用块（CPFFSF等）、数据表名称（Pressuregauge/Flowtransmitter等）调用块、文件号调用块、页码调用块、版次调用块等。丰富数据表信息的同时，以模块的形式确保数据表信息的调用，防止多次手填而造成的错误，确保了文件质量。

其中，最新版次调用块的编辑与其他模块有所不同。其他模块可以在SPI软件的编辑模式下编辑修改，而最新版次调用块只能在原始psr文件中通过INFOMAKER修改，再导入SPI软件中。最新版次调用块的使用避免设计人员因版次变更而批量修改文件。

4.2 主体部分的二次开发

该部分内容，笔者将以差压流量变送器为例，从Page和Form两个部分分别详细介绍二次开发成果。

4.2.1 Page部分。

SPI软件的核心为数据库，大量的数据储存在数据库中，随时调用。在数据表中，仪表设备信息（位号、区域号、管线号、设备号等）、管线信息（配管标准、材料、管线尺寸）、工艺参数信息（流体介质、流相、密度、压差、流速、温度等）均为他处填写（包括索引模块、工艺模块等），本处调用。工艺模块下填写的数据，可以在填写完毕后自动调入数据表中。但涉及到仪表本体数据信息（诸如表体尺寸、安装方式、测量元件等）则需仪表专业工程师自行填写。由于项目较大，仪表数量较多，录入信息量大，难免造成错误填写。为避免此类错误的发生，在二次开发中，已将几乎全部的SPI数据表填写部分设置为下拉选单与手填相结合的模块，减少了工作劳动强度和输入错误的发生。

通过设置下拉选单，既可以避免仪表工程师繁琐的信息录入，也可以避免不必要的打字拼写错误。此外，各个选单为仪表工程师填写信息起到了参考与指导作用，避免了因个人经验与理解不同而造成的填写偏差与遗漏。

根据工程设计经验，少量的仪表数据信息同样需要填入数据表。SPI软件所提供的数据表不能满足全部要求。在差压流量变送器中，浪涌保护器、防护等级、密封材料及电缆接口等信息需要录入。因此，二次开发中，特别针对部分仪表设备增加了信息项。

数据表除了原有各项的填写外，往往根据具体工程不同，需要附加说明页。由于SPI软件并未提供相关符合要求的数据表说明页。二次开发中，完善了这一部分的内容。增加了符合公司质量体系文件中规定的数据表说明页，并附加在相关的仪表数据表中。

4.2.2 Form部分。

Form是SPI软件数据表部分的重要内容，Form部分由一个或者多个Page组成，并直接关联具体仪表或阀门。仪表或阀门的数据表内容均由Form展开，具体涉及内容的多少，取决于Page数量。

数据表信息与内容由Page直接传递给阅读者，但Form本身的设置，也会影响数据信息的传递。以差压流量变送器为例，其工作原理为测量孔板前后压差，从而计算流量数据。在使用变送器时，需上传流量数据信息。SPI软件所提供的部分数据表具有孔板流量计和差压变送器。但将两者结合使用时，尽管既可以获取孔板本身参数信息，也具有差压变送器的相关数据。但两张Page的Function不同，孔板的Function为Flow，而差压变送器的Function为Pressure。Function不同的Page无法组成同一个Form。通常将两者分开使用，孔板关联流量数据表，差压变送器关联差压数据表。但Function的不同直接导致流量信息无法通过压力变送器进行传递，如此配置将导致重要数据遗漏。通过二次开发，将差压变送器的Function更改为Flow。数据表本身内容不做调整，名称定为差压流量变送器。修订Function后，实现流量数据表的Page与差压流量变送器的Page同属一个Form。孔板的相关流量信息也可通过流量属性的变送器上传，确保了信息的完整。

4.3 火气仪表数据表的二次开发

火气仪表是油田地面工程中重要的仪表组成部分。由于国际规范ISA对此未作统一要求的数据表模板，本次二次开发，根据以往工程经验，结合ISA其他数据表模版格式，编制了火气仪表数据表。包括可燃气体探测、有毒气体探测、火焰探头、感温电缆、光报警器、声报警器等等。

5 结语

本次SPI软件二次开发，将SPI软件自身提供的ISA数据表进行了有针对性的修改。重新编辑完成57份Page，并制作完成了74个Form，完全满足现有工程仪表阀门数据表的应用，使数据表文件模版符合我公司质量体系文件相关要求，并满足国内业主对文件编制的相关需求。通过二次开发，SPI软件数据表部分得以顺利在北京分公司开展使用，现已应用于多个海外项目，取得了良好效果。

二次开发的成果文件不仅可以应用于现有的工程设计文件，而且可以作为未来开发的平台，为未来继续开发、完善工作提供了文件的基础和技术储备。

参考文献

[1] ISA-TR20.00.01-2006 Specification Forms for Process Measurement and Control Instruments.

[2] 项飞.INtools软件综述及其二次开发[J].石油化工自动化，2006，（4）.

（责任编辑：周 琼）