SmartPlant Instrumentation软件的基本功能和应用论文
摘 要：介绍SPI软件的基本功能和基本设计思路，分析该软件在工程设计中的应用，使用现状和难点。
关键词：SPI;SmartPlant Instrumentation;工程设计
1 引言
SmartPlant Instrumentation（下文简称SPI）是由Intergraph公司开发的仪表专业设计和管理软件，它发展至今可以说已比较成熟。在工厂新建或改扩建中，国外知名的集团公司和工程公司普遍采用，也被国内的工程公司及设计院所接受而广泛应用。
2 SPI简介
它可以完成仪表索引表，仪表规格书，仪表计算，仪表接线（包括电缆表，接线箱图，机柜端子图，系统机柜卡件I/O分配等），仪表安装图，回路图和材料统计等。可以大大提高仪表专业的设计效率和准确率。下面简单介绍主要模块的功能。
2.1 管理模块
管理模块主要包含两方面的内容，系统管理及项目管理，系统管理主要用于整个SPI系统管理及维护，例如创建项目，创建用户，指定项目管理员，项目备份等；项目管理主要用于创建项目层次结构，定义项目命名规则，定义用户使用权限等。
2.2 仪表索引模块
仪表索引模块的功能主要是创建仪表回路，位号以及完成仪表索引表的编制。这个模块可以说是整个SPI数据库的基础，其它模块所完成的工作均是以此为基础而对整个数据库的加深及完善。该模块的主要功能是创建各种辅助表格，预定义各种仪表类型属性，创建仪表回路及仪表位号，定义典型回路，批量生成回路等。
2.3 工艺参数模块
工艺数据模块的主要功能是创建仪表管线，输入管线工艺参数，依据这些工艺参数在计算模块中可进行仪表选型计算，并将管线及相应的工艺参数跟在此管线上的仪表位号相关联，以用于生成仪表规格书。
2.4 计算模块
在计算模块中用户可依据在工艺参数模块中创建的相应的工艺参数进行仪表选型计算，可完成流量元件，热套管，调节阀，泄压阀的计算。
2.5 仪表规格书模块
仪表规格书模块主要用于创建编辑仪表规格书，用户可根据需要创建单页的规格书，也可使用多页清单的形式。用户还可创建规格书模板用以拷贝相同数据给同类型的仪表规格书以加快速度并降低重复输入数据的工作量。用户还可以利用仪表规格书外部编辑器，由供货商完成部分数据经过用户比较后直接导入该数据完善规格书。
2.6 仪表规格书绑定模块
仪表规格书绑定模块用于将仪表规格书及其它相应的SPI文件绑定成为一个文件包，可以把它看成一个技术资料包。用户可根据任何共性将规格书打包，比如相同的供货商，相同的安装位置或相同的设计阶段等，但一张仪表规格书只能关联到一个技术资料包中。
2.7 接线模块
接线模块的主要功能是创建仪表接线箱，盘柜，系统机柜，创建仪表电缆并根据回路的构成型式完成仪表回路的接线，生成接线图，电缆表等。
2.8 回路图模块
仪表回路图模块的主要功能是在完成仪表回路的接线工作后让系统根据具体的接线型式自动生成相应的仪表回路图。
仪表回路图模块可以让用户用多种方式生成仪表回路图。
2.9 安装图模块
仪表安装图模块的主要功能是让用户创建，编辑，浏览仪表及管阀件的详细安装图并生成仪表安装材料清单。
2.10 浏览器模块
浏览器模块的主要功能是让用户浏览大量的数据并同时对数据进行修改，同时用户还可根据需要生成打印各种不同形式及内容的报表以满足工程设计的需要。
3 采用SPI进行自控工程设计是工厂管理的'需求
对于大型工厂的建设，通常有多个工程公司参与，工程设计数据是工厂管理的基础，为此业主需要所有工程设计公司在统一的设计平台上，遵循统一的标准来提供工程设计文件，以满足今后工厂管理对工程设计数据的需求。而SPI就提供了这样一个平台，业主通过编制和提供符合自己要求的种子文件，所有的工程设计公司利用统一的种子文件数据库来开展设计。同时由于工程公司是在统一的SPI数据库平台上工作，业主或项目管理部门可以通过SPI实时掌控设计进度情况，协调设计过程中出现的问题。SPI种子文件是一个根据业主的要求，统一编制的标准数据库文件，业主可以在编制种子文件时，加入自身对于工程设计的要求，如定义项目数据库的构架，确定设计文件的深度，规范设备选型，统一图纸格式和风格等。参与项目设计的工程公司都必须根据业主提供的种子文件来进行设计。而最终的交付文档，不只包括完整的图纸，还应提供一份SPI数据库文件，该文件包含了项目的仪表索引，数据表，回路图等详细数据。数据库文件倒入SPI后，可以通过软件查看全部内容。
SPI 也为业主日后的维护和改造升级提供了平台。通过软件，维护人员可以从数据库中快速查询和调用工艺参数，仪表数据、回路接线等信息，对设备进行管理。而日常维护中对于仪表设备的修改，都可以在SPI中更新，使SPI数据库保持最新的状态。当装置需要进行升级改造时，及时更新的数据库可以反应装置的实际情况，给改造升级提供了设计依据，减少了设计图纸与实际不符的情况，提高的改造效率和质量。
4 采用SPI进行自控工程设计是必然趋势
现代化工厂日趋向大型化，一体化发展，工艺过程复杂，设备数量众多，必然对工程设计的效率（下转第256页）（上接第252页）和质量提出了更高的要求，如果仍采用传统的设计方式已不能适应当前工程设计的需求。在大型项目里，基础设计阶段，设计单位间会有工艺包数据的传递；在详细设计阶段，数据的传递更加频繁，工程设计单位涉及与外部单位的界面，如与供应商的条件和图纸交接等；与内部专业的界面，如仪表专业与工艺专业见的工艺条件交接等；界面众多。条件的传递过程就存在遗漏和错误的可能，而条件接收后，数据的确认和利用也存在效率与质量问题。工程设计是一个多方协作的过程，而这个过程需要高效和高质量的数据交换和共享，才能最终交付合格的工程设计产品。我们可以利用工程设计软件来解决工程设计中的数据交换的效率与质量问题。SPI是当前应用最为广泛的仪表专业设计软件，它提供了数据交换和数据共享的设计平台，基于数据库，能解决在工程设计中数据的生成、修正、复用、浏览，传递等功能。设计数据在数据库中集成，通过权限的设定向特定人员开放，进行数据交换和共享；通过SPI自带的模块功能，创建和调用数据，生成图纸；根据工程设计单位自身的需求，二次开发功能模块，可以更灵活的应用数据，提高了软件在自控设计中的可用性。
如今的自控设计，应用CAD软件和Excel软件的传统设计方式仍占多数，各专业设计人员各自为政，条件传递仍以文件传递为主，以工艺专业向仪表专业提出工艺条件为例，同样的工艺数据，工艺专业输入到工艺条件表中后，仪表专业需要依据条件表，再手工输入到本专业的设计文件中。而大量的设计数据手工输入，存在错误的风险，而为了降低风险，必将耗费设计人员更多的精力来核对，降低了工程设计的效率。工程设计图纸的内容是相互关联的，同一数据会出现在多张图纸中，一个数据的变更，将引起连锁反应，这就存在遗漏的风险。如果应用SPI,数据共享在数据库中，数据自动调用，将设计人员从重复劳动中解放。
5 SPI使用的现状与展望
SPI 在中国的工程公司和工厂已经使用很多年了，但应用不理想，主要问题是在设计之初，没有制定出完善的种子文件。经常在设计进行中，发现各种问题，如仪表类型和仪表规格书模板缺失，需要重新定义和创建；仪表规格书模板中数据项不够全面；回路图上数据显示偏差。造成需要临时创建和修改数据的情况，而这种临时的修改，将使用种子文件不规范，失去了使用软件的初衷。而创建种子文件，不仅需要丰富的工程设计经验，还需要熟悉SPI软件，熟悉Oracle等数据库，有时还需要应用编程软件，需要多专业相互配合，投入相当的人力，时间和资金。虽然想使用好SPI有许多困难需要解决，但像SPI这种工程设计软件在工程设计中的作用十分明显，其在工程设计领域的应用是必然的趋势。
参考文献：
[1]鹰图公司.SPI培训手册[Z].上海：鹰图公司，2009.
[2]李永康.Intools软件及其在工厂生命周期管理中的应用策略[J].石油化工自动化，2009，45（4）：50-54.
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