SPI軟件儀表數(shù)據(jù)表在海外油田地面工程中的應用與二次開發(fā)

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(shù)據(jù)表與目前國內(nèi)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(shù)據(jù)表進行二次開發(fā)，開發(fā)出了一套符合該公司國際化工程要求的數(shù)據(jù)表。

關鍵詞：SPI；數(shù)據(jù)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(fā)背景

Smart Plant Instrumentation（SPI）是Intergraph（鷹圖）公司開發(fā)的專業(yè)儀表自控工程設計軟件，基于公共數(shù)據(jù)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(fā)的，雖然具有十分強大的功能，在國外知名工程公司中創(chuàng)造了很好的應用業(yè)績，但是長期以來，由于國內(nèi)與國際在工程設計思路上存在較大差距，該軟件在國內(nèi)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(fā)揮效用。隨著北京分公司國際化業(yè)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(jù)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(jīng)驗的總體原則的指導下，對SPI軟件數(shù)據(jù)表部分進行符合北京分公司特點的二次應用開發(fā)，以達到提升設計水平和保證工程設計質(zhì)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(shù)據(jù)庫的工程設計軟件，以Oracle數(shù)據(jù)庫作為底層數(shù)據(jù)平臺。實現(xiàn)不同使用者之間數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信息并無關聯(lián)。設計過程中需要多次重復輸入，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)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(zhì)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(shù)儀表設計工作，其中包括：儀表索引表、I/O表、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信息都通過SPI軟件存入數(shù)據(jù)庫，并調(diào)用于其他應用處。對任何一個文件的數(shù)據(jù)修訂，其他調(diào)用此數(shù)據(jù)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(zhì)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?zhí)柕?，是主題信息的錄入處，也是其他模塊的基礎。

2.2 Spec（儀表數(shù)據(jù)表模塊）

通過該模塊，可以為具體儀表閥門關聯(lián)相關的數(shù)據(jù)表。表中的數(shù)據(jù)與索引模塊、工藝模塊、計算模塊相關聯(lián)，數(shù)據(jù)信息保持一致。一處填寫后，無需重復填寫，均可自動調(diào)用。本文重點介紹的就是本模塊下的二次開發(fā)。通過二次開發(fā)，數(shù)據(jù)表模塊可以更好地為工程設計服務，提高設計文件質(zhì)量，更滿足業(yè)主要求。

2.3 Wiring（接線模塊）

通過該模塊，設計人員將現(xiàn)場的端子通過電纜連接至接線箱、Marshalling柜、中控室系統(tǒng)，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(shù)據(jù)模塊）

該部分用于填寫工藝參數(shù)與工藝信息。該部分填寫的內(nèi)容可以直接被Index模塊、Spec模塊共享與調(diào)用。設計人員無需二次輸入此部分信息。當修改該處數(shù)據(jù)信息時，其余調(diào)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(shù)據(jù)庫內(nèi)的安裝圖與儀表相關聯(lián)，通過安裝圖統(tǒng)計材料，編制材料表。

3 SPI數(shù)據(jù)表的結構與設計理念

SPI軟件數(shù)據(jù)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。可以簡單地將Form理解為“文件夾”，將Page理解為“紙制文件”。一個“文件夾”內(nèi)可以有單張或多張“紙制文件”，但關聯(lián)儀表的只能是“文件夾”，而不能是“獨立的紙張”。

數(shù)據(jù)表頁（Page）為PSR文件，需要使用INFOMAKER工具進行開發(fā)，使用SPI的ImportPSR功能調(diào)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(shù)據(jù)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(shù)量。

4 應用與二次開發(fā)

北京分公司在以往國際工程的設計文件中，數(shù)據(jù)表的編制多按照國內(nèi)規(guī)范或其他工程經(jīng)驗進行編制。由于缺乏國際規(guī)范支持，不易被海外業(yè)主認可。基于上述問題，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(shù)據(jù)表進行二次開發(fā)，摒棄了以往各個項目的數(shù)據(jù)表風格迥異的格式，規(guī)范北京分公司海外油田工程的數(shù)據(jù)表。

4.1 模版部分的二次開發(fā)

在以往的工程應用中，儀表數(shù)據(jù)表多為Excel表格形式，既缺乏國際規(guī)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(shù)據(jù)表統(tǒng)一按照ISA-TR20.00.01-2006的推薦格式編寫。完全符合國際規(guī)范要求，適用于國際工程。

盡管其在數(shù)據(jù)調(diào)用上具有強大功能，大幅度減少信息錄入次數(shù)，確保信息不重疊，極大地提高了數(shù)據(jù)表文件質(zhì)量。但SPI軟件提供的數(shù)據(jù)表具有一定的局限性。其固有格式為規(guī)范參考格式，表頭等格式內(nèi)容不符合北京分公司的質(zhì)量體系文件。在不同項目中，工程設計文件所需增加的數(shù)據(jù)項也不盡相同。因此，其軟件提供的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)表的二次開發(fā)勢在必行。

由于SPI軟件所提供的數(shù)據(jù)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(fā)，在INFOMAKER中的編輯，可以制作表頭，并滿足北京分公司質(zhì)量體系文件和相關業(yè)主方面的要求。

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

其中，最新版次調(diào)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(diào)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(diào)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(fā)

該部分內(nèi)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(fā)成果。

4.2.1 Page部分。

SPI軟件的核心為數(shù)據(jù)庫，大量的數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫中，隨時調(diào)用。在數(shù)據(jù)表中，儀表設備信息（位號、區(qū)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(shù)信息（流體介質(zhì)、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(diào)用。工藝模塊下填寫的數(shù)據(jù)，可以在填寫完畢后自動調(diào)入數(shù)據(jù)表中。但涉及到儀表本體數(shù)據(jù)信息（諸如表體尺寸、安裝方式、測量元件等）則需儀表專業(yè)工程師自行填寫。由于項目較大，儀表數(shù)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(fā)生，在二次開發(fā)中，已將幾乎全部的SPI數(shù)據(jù)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(fā)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(jīng)驗與理解不同而造成的填寫偏差與遺漏。

根據(jù)工程設計經(jīng)驗，少量的儀表數(shù)據(jù)信息同樣需要填入數(shù)據(jù)表。SPI軟件所提供的數(shù)據(jù)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(fā)中，特別針對部分儀表設備增加了信息項。

數(shù)據(jù)表除了原有各項的填寫外，往往根據(jù)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(shù)據(jù)表說明頁。二次開發(fā)中，完善了這一部分的內(nèi)容。增加了符合公司質(zhì)量體系文件中規(guī)定的數(shù)據(jù)表說明頁，并附加在相關的儀表數(shù)據(jù)表中。

4.2.2 Form部分。

Form是SPI軟件數(shù)據(jù)表部分的重要內(nèi)容，F(xiàn)orm部分由一個或者多個Page組成，并直接關聯(lián)具體儀表或閥門。儀表或閥門的數(shù)據(jù)表內(nèi)容均由Form展開，具體涉及內(nèi)容的多少，取決于Page數(shù)量。

數(shù)據(jù)表信息與內(nèi)容由Page直接傳遞給閱讀者，但Form本身的設置，也會影響數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。在使用變送器時，需上傳流量數(shù)據(jù)信息。SPI軟件所提供的部分數(shù)據(jù)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(shù)信息，也具有差壓變送器的相關數(shù)據(jù)。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(lián)流量數(shù)據(jù)表，差壓變送器關聯(lián)差壓數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)遺漏。通過二次開發(fā)，將差壓變送器的Function更改為Flow。數(shù)據(jù)表本身內(nèi)容不做調(diào)整，名稱定為差壓流量變送器。修訂Function后，實現(xiàn)流量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)表的二次開發(fā)

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(guī)范ISA對此未作統(tǒng)一要求的數(shù)據(jù)表模板，本次二次開發(fā)，根據(jù)以往工程經(jīng)驗，結合ISA其他數(shù)據(jù)表模版格式，編制了火氣儀表數(shù)據(jù)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(fā)，將SPI軟件自身提供的ISA數(shù)據(jù)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(xiàn)有工程儀表閥門數(shù)據(jù)表的應用，使數(shù)據(jù)表文件模版符合我公司質(zhì)量體系文件相關要求，并滿足國內(nèi)業(yè)主對文件編制的相關需求。通過二次開發(fā)，SPI軟件數(shù)據(jù)表部分得以順利在北京分公司開展使用，現(xiàn)已應用于多個海外項目，取得了良好效果。

二次開發(fā)的成果文件不僅可以應用于現(xiàn)有的工程設計文件，而且可以作為未來開發(fā)的平臺，為未來繼續(xù)開發(fā)、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(fā)[J].石油化工自動化，2006，（4）.

（責任編輯：周 瓊）