SPI軟件儀表數據表在海外油田地面工程中的應用與二次開發

毛聞之

摘要：工程設計軟件SPI在國際工程中已被廣泛應用，其所應用的ISA國際標準數據表與目前國內外工程常用的模板差別較大。中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司對SPI軟件數據表進行二次開發，開發出了一套符合該公司國際化工程要求的數據表。

關鍵詞：SPI；數據表；Specification模塊；ISA

中圖分類號：THl22 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）14-0030-03

1 SPI工程設計軟件使用與二次開發背景

Smart Plant Instrumentation（SPI）是Intergraph（鷹圖）公司開發的專業儀表自控工程設計軟件，基于公共數據庫（ORACLE），是國際上廣泛應用且具有很高知名度的工程設計軟件。

SPI軟件是基于歐美的工程設計和建設理念開發的，雖然具有十分強大的功能，在國外知名工程公司中創造了很好的應用業績，但是長期以來，由于國內與國際在工程設計思路上存在較大差距，該軟件在國內各設計院和工程建設單位的使用效果一直不理想，不能切實發揮效用。隨著北京分公司國際化業務不斷擴展，要求我們在工程實踐中積極改變觀念，適應國際項目設計與管理的需求。在此背景下，我們根據國際工程建設的總體要求，在遵循國際慣例、借鑒過去的工程經驗的總體原則的指導下，對SPI軟件數據表部分進行符合北京分公司特點的二次應用開發，以達到提升設計水平和保證工程設計質量、提高工作效率的目的。

2 SPI工程設計軟件簡介

SPI是基于數據庫的工程設計軟件，以Oracle數據庫作為底層數據平臺。實現不同使用者之間數據共享。以往的工程設計多使用AutoCAD或Office軟件，設計人員通過上述軟件繪制圖紙、編寫文件。由于圖紙文件存放于各設計人員獨立的電腦中，設計文件中的各項數據信息并無關聯。設計過程中需要多次重復輸入，一旦出現數據修改或模板修訂，設計人員需對大量的文件進行修改。設計人員為保證文件質量，需要大量的重復修改及校對工作。

SPI作為儀表工程設計軟件，可以覆蓋絕大多數儀表設計工作，其中包括：儀表索引表、I/O表、數據表、電纜表、材料表、接線圖、回路圖、安裝圖等。上述圖表的各項數據信息都通過SPI軟件存入數據庫，并調用于其他應用處。對任何一個文件的數據修訂，其他調用此數據的文件也同時自動更新修改，無需設計人員重復輸入。避免了多次輸入造成的錯誤與遺漏，有效地保證了工程設計文件的質量。

SPI軟件具有一個管理員模塊和多個設計模塊，設計模塊主要包括：

2.1 Index（索引模塊）

該模塊為設計人員提供儀表信息建立、修改、刪除平臺。錄入信息包括儀表類型、所在管線設備號、圖紙號等，是主題信息的錄入處，也是其他模塊的基礎。

2.2 Spec（儀表數據表模塊）

通過該模塊，可以為具體儀表閥門關聯相關的數據表。表中的數據與索引模塊、工藝模塊、計算模塊相關聯，數據信息保持一致。一處填寫后，無需重復填寫，均可自動調用。本文重點介紹的就是本模塊下的二次開發。通過二次開發，數據表模塊可以更好地為工程設計服務，提高設計文件質量，更滿足業主要求。

2.3 Wiring（接線模塊）

通過該模塊，設計人員將現場的端子通過電纜連接至接線箱、Marshalling柜、中控室系統，完成接線與回路圖編制。該模塊可以自動生成部分接線端子與電纜。

2.4 ProcessData（工藝數據模塊）

該部分用于填寫工藝參數與工藝信息。該部分填寫的內容可以直接被Index模塊、Spec模塊共享與調用。設計人員無需二次輸入此部分信息。當修改該處數據信息時，其余調用處自動修改，無需設計人員重復修改工作。

2.5 LoopDwgs（回路圖模塊）

該模塊用于生成回路圖，在生成過程中可以選擇CAD/Enhanced等多種方式。該模塊使用前，需在Wiring（接線模塊）下完成相關接線工作，否則無法生成回路圖。

2.6 Hook-up（安裝圖模塊）

通過該模塊，工程設計人員可以將數據庫內的安裝圖與儀表相關聯，通過安裝圖統計材料，編制材料表。

3 SPI數據表的結構與設計理念

SPI軟件數據表引入了Form與Page的概念。Form由一個或者多個Page組成。軟件使用時，只有Form與具體儀表或閥門相匹配，單獨的Page不能與儀表或閥門相匹配?？梢院唵蔚貙orm理解為“文件夾”，將Page理解為“紙制文件”。一個“文件夾”內可以有單張或多張“紙制文件”，但關聯儀表的只能是“文件夾”，而不能是“獨立的紙張”。

數據表頁（Page）為PSR文件，需要使用INFOMAKER工具進行開發，使用SPI的ImportPSR功能調用，并在SPI中完成多頁面的組合成模板（Form）。

每一個PSR文件在導入SPI軟件后，都形成一個Page，按照項目需要，組成不同的Form。數據表的名稱引用Form的名稱，在軟件中，可以查詢該Form引用的Page名稱與數量。

4 應用與二次開發

北京分公司在以往國際工程的設計文件中，數據表的編制多按照國內規范或其他工程經驗進行編制。由于缺乏國際規范支持，不易被海外業主認可?；谏鲜鰡栴}，我們引進SPI軟件的同時，對最新的國際標準ISA-TR20.00.01-2006推薦的數據表進行二次開發，摒棄了以往各個項目的數據表風格迥異的格式，規范北京分公司海外油田工程的數據表。

4.1 模版部分的二次開發

在以往的工程應用中，儀表數據表多為Excel表格形式，既缺乏國際規范的有力支持，填寫也多有不便。通過引入SPI軟件，其所提供的數據表統一按照ISA-TR20.00.01-2006的推薦格式編寫。完全符合國際規范要求，適用于國際工程。

盡管其在數據調用上具有強大功能，大幅度減少信息錄入次數，確保信息不重疊，極大地提高了數據表文件質量。但SPI軟件提供的數據表具有一定的局限性。其固有格式為規范參考格式，表頭等格式內容不符合北京分公司的質量體系文件。在不同項目中，工程設計文件所需增加的數據項也不盡相同。因此，其軟件提供的數據表模板難以直接應用于我公司的具體工程項目，故此對SPI數據表的二次開發勢在必行。

由于SPI軟件所提供的數據表模板本身沒有表頭，項目名稱、文件名稱編碼及其他相關信息無法顯示。通過二次開發，在INFOMAKER中的編輯，可以制作表頭，并滿足北京分公司質量體系文件和相關業主方面的要求。

表頭的圖片為調用圖，根據項目的不同，可以隨時調整。項目名稱為統一調用塊，無需設計人員填寫。項目名稱變化時，由后臺統一調整。此外，在二次開發中，在項目名稱下方增加了區域名稱調用塊（CPFFSF等）、數據表名稱（Pressuregauge/Flowtransmitter等）調用塊、文件號調用塊、頁碼調用塊、版次調用塊等。豐富數據表信息的同時，以模塊的形式確保數據表信息的調用，防止多次手填而造成的錯誤，確保了文件質量。

其中，最新版次調用塊的編輯與其他模塊有所不同。其他模塊可以在SPI軟件的編輯模式下編輯修改，而最新版次調用塊只能在原始psr文件中通過INFOMAKER修改，再導入SPI軟件中。最新版次調用塊的使用避免設計人員因版次變更而批量修改文件。

4.2 主體部分的二次開發

該部分內容，筆者將以差壓流量變送器為例，從Page和Form兩個部分分別詳細介紹二次開發成果。

4.2.1 Page部分。

SPI軟件的核心為數據庫，大量的數據儲存在數據庫中，隨時調用。在數據表中，儀表設備信息（位號、區域號、管線號、設備號等）、管線信息（配管標準、材料、管線尺寸）、工藝參數信息（流體介質、流相、密度、壓差、流速、溫度等）均為他處填寫（包括索引模塊、工藝模塊等），本處調用。工藝模塊下填寫的數據，可以在填寫完畢后自動調入數據表中。但涉及到儀表本體數據信息（諸如表體尺寸、安裝方式、測量元件等）則需儀表專業工程師自行填寫。由于項目較大，儀表數量較多，錄入信息量大，難免造成錯誤填寫。為避免此類錯誤的發生，在二次開發中，已將幾乎全部的SPI數據表填寫部分設置為下拉選單與手填相結合的模塊，減少了工作勞動強度和輸入錯誤的發生。

通過設置下拉選單，既可以避免儀表工程師繁瑣的信息錄入，也可以避免不必要的打字拼寫錯誤。此外，各個選單為儀表工程師填寫信息起到了參考與指導作用，避免了因個人經驗與理解不同而造成的填寫偏差與遺漏。

根據工程設計經驗，少量的儀表數據信息同樣需要填入數據表。SPI軟件所提供的數據表不能滿足全部要求。在差壓流量變送器中，浪涌保護器、防護等級、密封材料及電纜接口等信息需要錄入。因此，二次開發中，特別針對部分儀表設備增加了信息項。

數據表除了原有各項的填寫外，往往根據具體工程不同，需要附加說明頁。由于SPI軟件并未提供相關符合要求的數據表說明頁。二次開發中，完善了這一部分的內容。增加了符合公司質量體系文件中規定的數據表說明頁，并附加在相關的儀表數據表中。

4.2.2 Form部分。

Form是SPI軟件數據表部分的重要內容，Form部分由一個或者多個Page組成，并直接關聯具體儀表或閥門。儀表或閥門的數據表內容均由Form展開，具體涉及內容的多少，取決于Page數量。

數據表信息與內容由Page直接傳遞給閱讀者，但Form本身的設置，也會影響數據信息的傳遞。以差壓流量變送器為例，其工作原理為測量孔板前后壓差，從而計算流量數據。在使用變送器時，需上傳流量數據信息。SPI軟件所提供的部分數據表具有孔板流量計和差壓變送器。但將兩者結合使用時，盡管既可以獲取孔板本身參數信息，也具有差壓變送器的相關數據。但兩張Page的Function不同，孔板的Function為Flow，而差壓變送器的Function為Pressure。Function不同的Page無法組成同一個Form。通常將兩者分開使用，孔板關聯流量數據表，差壓變送器關聯差壓數據表。但Function的不同直接導致流量信息無法通過壓力變送器進行傳遞，如此配置將導致重要數據遺漏。通過二次開發，將差壓變送器的Function更改為Flow。數據表本身內容不做調整，名稱定為差壓流量變送器。修訂Function后，實現流量數據表的Page與差壓流量變送器的Page同屬一個Form?？装宓南嚓P流量信息也可通過流量屬性的變送器上傳，確保了信息的完整。

4.3 火氣儀表數據表的二次開發

火氣儀表是油田地面工程中重要的儀表組成部分。由于國際規范ISA對此未作統一要求的數據表模板，本次二次開發，根據以往工程經驗，結合ISA其他數據表模版格式，編制了火氣儀表數據表。包括可燃氣體探測、有毒氣體探測、火焰探頭、感溫電纜、光報警器、聲報警器等等。

5 結語

本次SPI軟件二次開發，將SPI軟件自身提供的ISA數據表進行了有針對性的修改。重新編輯完成57份Page，并制作完成了74個Form，完全滿足現有工程儀表閥門數據表的應用，使數據表文件模版符合我公司質量體系文件相關要求，并滿足國內業主對文件編制的相關需求。通過二次開發，SPI軟件數據表部分得以順利在北京分公司開展使用，現已應用于多個海外項目，取得了良好效果。

二次開發的成果文件不僅可以應用于現有的工程設計文件，而且可以作為未來開發的平臺，為未來繼續開發、完善工作提供了文件的基礎和技術儲備。

參考文獻

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

[2] 項飛.INtools軟件綜述及其二次開發[J].石油化工自動化，2006，（4）.

（責任編輯：周 瓊）