SPI软件在自控集成设计中的应用

2014-08-31徐庆松

石油化工自动化 2014年3期

徐庆松

（中石化石油工程设计有限公司，山东东营257026）

在石油化工行业，传统的基于离散的设计软件，如Autocad的设计方式已不能满足发展的需求，设计文件的交付也不再是简单的报表图纸文件，而是更加趋于数据库的数字化移交的方式［1］。在此背景下，各专业在同样的设计环境下基于同一数据源开展集成化设计已成为大势所趋。SPE（SmartPlant Enterprise）集成系统软件是一套完整的工程应用设计软件，而SPI（SmartPlant Instrumentation）是SPE集成系统的仪表专业设计软件，其主要核心数据和文档资料在SPI中都可完成［2］，并且能够与 SP P＆ID，SP3D，SPEL 和PDS等进行数据集成，实现了工艺、配管、电力、仪表、材料等专业的设计数据交互共享。SPI在仪表工程设计和管理软件市场上的份额占到70%～80%，被Bayer，BP，BASF，Technip等很多国际知名公司和业主认可［3－4］。

1 SPI模块及设计流程

SPI是仪表工程设计专用软件，其操作部分主要分为8个模块，即仪表索引、工艺数据、计算、仪表数据表（IPD）、接线、回路图、安装图和浏览器模块等。各模块使用统一数据库，保证了各模块间数据共享以及生成文件的数据一致性；几大模块分类清晰，可以方便地管理工艺系统的参数、控制系统的连接等比较繁琐的数据。针对某项EPC工程，笔者使用SPI软件的自控设计流程如图1所示。

2 SPI自控集成设计

针对某实际项目，由于其高质量要求，该工程全部采用SPE集成系统软件，进而自控专业应用SPI软件进行仪表设计。贯穿于SPI软件中的工作流程概念是将软件各个功能模块串联起来的纽带，笔者也将沿着数据的流向对自控设计过程进行介绍。

2.1 工厂结构及命名规则

在发布工厂结构后，SPI要在管理模块中进行工厂结构及命名规则的定制，即把传统设计中“设计说明”的编号和位号直接定制到软件中去。相比传统设计中靠人工编号的方法更加科学严谨，避免了发生多位、少位、重号等错误。

图1 基于SPI软件的自控设计流程示意

2.2 仪表索引

2.2.1 仪表类型定制

在自控设计初期，为了在集成设计平台上接收统一规格设计数据，需要在SPI软件中对仪表的类型及特性进行定义，其中最重要的是对接线型式的定义，包括仪表的接线端子、电缆类型和连接方式的定义。定义了接线型式后，在接收工艺专业的SP P＆ID或手动添加仪表位号时，SPI软件将自动生成仪表接线端子和电缆类型，并完成仪表侧的连接。

2.2.2 工艺数据的传递

建立了工厂结构及仪表类型定制等必要的初始设置后，SPI需要接收来自工艺专业SP P＆ID的数据，主要包括：设备、管道工艺数据以及仪表位号数据等，并在完成校对后通过仪表索引（Index模块）将修改信息返回给SP P＆ID。接收P＆ID只是获得了仪表索引及与管线或设备的逻辑关系，而接下来IPD的接收则是仪表选型的前提。

2.3 计算书和规格书

根据所接收的P＆ID工艺数据和仪表索引（Index模块）数据，自控专业人员可以在SPI中开展诸如仪表计算、选型、接线及安装等具体设计工作，这些设计可以通过SPI的计算模块、规格书模块、接线模块和安装图模块分别进行。

2.4 仪表接线

仪表接线是整个自控设计中最关键的部分，在SPI接线模块中，任何仪表的接线都以设备的接线端子号加上仪表或设备的位号为依据，因此任何仪表设备只要有接线端子编号和仪表位号，就可以自动生成接线图。根据控制方案，在Wiring模块中按照初步规划，创建接线箱和PLC等仪表设备。仪表接线端子、设备、电缆都定义完成后，可以再在接线模块中进行接线工作，设置电缆连接方式，直接将电缆拖拽到相应端子排上从而完成连接。

2.5 SPI与SP 3D的数据传递

SPI与SP 3D之间的集成数据传递主要有：向SP 3D发布在线仪表的三维尺寸数据DDP（Dimensional Datasheet for Piping），供配管专业人员进行合理布置和开料；向SP 3D中传递桥架和电缆数据，完成电缆和桥架布置后，从SP 3D中导出电缆长度数据等，可以生成准确详实的“仪表电缆表”。经过三维布置后的自控材料统计更加准确，可为后期采购提供必要依据。