SPI软件在AP1000回路图设计中的应用

鹿书恩 武海博

摘 要：Smart Plant Instrumentation（SPI） 是Intergraph （鹰图）公司推出的基于公共数据库及规则驱动的仪表设计软件。SPI源于INtools软件，为仪表工程提供了整体的解决方案。该软件包括了仪表设备索引，仪表设备技术规格书，工艺数据管理，流量孔板、控制阀门计算等模块，以及电缆、设备接线图，回路图和仪表安装图等完整功能模块。该软件的应用有助于提高设计效率、规范设计流程。

关键词：SPI；AP1000；回路图

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.201

1 仪控设计软件应用现状分析

1.1 仪控设计工作的特点

设计工作中工作量最大的内容为施工图设计。仪控专业施工图主要包括如下类型：

布置类图纸：仪表、机柜、桥架等的布置图；

安装类图纸：仪表hookup图、组装图、机柜安装图、支吊架图；

端接类图纸：回路图、端子出线图、端接标准图、端接清单等；

系统类图纸：功能图或逻辑图、模拟图；

清单类文件：电缆清单、仪表清单、材料（管阀件）清单、盘箱柜清单等；

技术规格书：仪表、机柜、材料等的规格书（含数据表）；

仪控专业有如下特点：涉及到的物项零碎、类型较多。和工艺设备接口较多，每台仪表的选用都需考虑工艺参数，有可能参数各不相同。仪表安装用到的转接头等管件数量较多。

随着工业信息化水平的提高，几乎每台用电设备都需要远程控制或监视，进入控制系统的信号多、电缆数量大。

以上两点导致的结果是信息量大、内部关联性强。

1.2 仪控设计中软件使用情况

目前设计工作中用到的软件有如下几类：

通用办公软件：office、PDF阅读器等，用于文档、清单类表格的编辑及浏览。

绘图软件：AutoCAD，用于图纸的绘制。

信息管理软件：PDMS建模软件、电缆敷设软件；

工作流软件：如协同办公系统、设计信息管理系统（CIMS）、图档管理系统等。

文档编辑类软件及绘图软件的特点是只能针对具体某种图纸进行编辑和生成，不便于对不同图纸文件之间内容关联性进行管理。例如，出图后如需对某仪表的位号进行修改，则与此仪表相关的各类文件（布置图、安装图、段截图、清单、系统图）都需要分别修改，图纸变更或升版工作量非常大。PDMS软件目前主要用于物项碰撞检查，也可用作工程物项的三维展示。可生成布置类图纸，目前不能进行其他类型图纸的设计。电缆敷设软件，目前只能生成电缆路径清单。工作流软件主要用于工作流程的管理，主要是文件审批流程，其管理对象仍然是传统的图纸文件。

SPI软件为适用于仪控专业的设计信息管理软件，基于通用数据库。可管理仪表、盘箱柜、电缆的各类设计信息。在石化行业应用较多。在核工业设计行业试用单位目前较少。

2 SPI软件的特点及其二次开发需求

SPI软件和目前仪控专业采用的软件相比有如下特点：

（1）处理信息量大，能够导入如下图纸信息：仪表规格书（数据表）、回路图（含电缆、端接信息）、HOOK-UP图；能生成160多种报表，包括项目信息，项目内容等。

（2）信息关联性强，该软件基于数据库进行设计，导入的所有数据存储到同一数据库中，各类相关信息相互关联，便于进行后期修改，在数据库中修改后，所有导出文件均随之改变。

（3）便于重复利用，核电设计重复性内容较多，同一堆型，文件体系结构、命名规则等相同，非常适合采用SPI进行设计。

（4）便于查询，若采用传统设计方法，要查看一台仪表的完整信息，需打开如下文件规格书（数据表）、回路图、hook-up图等，一般现场只有不可编辑版查找时还不能搜索。如果采用SPI软件，则只需查找一次。

（5）采用通用数据库平台（Oracle或SqlServer）进行数据存储，便于和其他信息平台共享数据。

此软件的一个重要缺点就是：和传统设计模式区别较大。传统设计模式下主要针对2.1部分所列各类图纸文件交付物进行针对性设计。而SPI软件的最终交付物是数据库文件，该文件一般交付给业主，用于运行维护，也可以交付给安装公司。虽然中间可以生成一些图纸、报表文件，但SPI软件最初是针对石油化工项目进行设计，所生成文件或图纸的格式往往不符合其他行业项目的要求，需要进一步开发定制，因此二次开发工作基本上成为该软件应用的一个必要步骤，使用初期会感觉不习惯。

另外，目前该软件使用成本还比较高，限制了使用数量，不利于形成相互学习、借鉴的使用氛围，从而不利于使用水平的整体提高。

3 SPI软件的二次开发方案

通常所说的SPI的二次开发是指，针对具体项目进行的适应性配置，包括模板的定制、项目框架的搭建，以及根据特定需求进行的外挂软件的开发。二次开发的成果形式是种子文件及相关成品软件。SPI软件的二次开发应在项目开始之前进行，能够提高项目设计效率，并方便后续类似项目的再次利用。

3.1 总体方案

3.1.1 项目框架搭建

（1）管理员模块的相关设置。主要包括：工程初始化、定义用户和部门、创建工厂层次结构、创建仪表及回路命名规则、创建自定义字段和表格、对用户分组并设置访问权限。

（2）仪表类型的定义。流量、压力、液位、温度、分析仪表为大类型，再按照数据表、接线类型、hook-up图往下细分，在仪表类型中和hook-up图、接线图关联起来，会为以后的进一步设计节省大量工作量。阀门在SPI中作为仪表进行定义。因此根据AP1000设备编码规则，类型符号格式为：JE-FE、JE-TE、PL-V，这样标记有利于设备的编码。

（3）创建reference panel、cables、wiring equipment等。SPI中Reference Explorer内相关内容可理解为模板。进行此项工作需总结出整个工程中所有的仪表接线类型、电缆类型、接线箱类型等。后期设计中直接从reference Explorer中调用模板进行具体设计。

（4）创建下拉列表项、自定义字段和自定义表格。如P&ID图号，编校审人员清单、管道清单、IO类型清单等，此类数据可以预先定义好，便于后期录入时选用；也可以后期进行具体项目时再录入。核电特有的物项分级字段，如安全等级、鉴定等级、抗震等级等，需要进行自定义。

3.1.2 具体工程信息的录入

信息录入有两种方式，人工录入和批量导入。人工录入是指直接将原始信息录入到SPI软件。批量导入是指先将信息整理成Excel文件，再从Excel文件导入到SPI软件。二者工作量差别不大。在使用初期采用批量导入更为合适，一般使用初期软件采购点数较少，不能满足多数人同时使用；另外Excel为常用软件，大多数人能够熟练使用。

3.1.3 人员的分工及权限

系统管理员（system administrator）和项目管理员（domain administrator）。

由一人担任，拥有软件管理的最高权限，可查看并修改软件中的所有信息。Hookup图和规格书可分别由1-2个用户负责。回路图可按系统分工，每个用户负责几个系统。各用户对自己所负责的内容拥有最高权限，可修改、浏览；对其他用户所负责内容只能浏览不能修改。

3.2 图形符号的定制

核电行业有些特殊符号在SPI软件中没有自带，如电气贯穿件。此类符号需要自行定制，定制方法有两种：采用SPI自带工具symbol editor进行设计，采用CAD设计模板。symbol editor目前图形编辑功能较差，可采用CAD模板方式对图形符号进行定制。具体开发步骤不在赘述。

4 结论

SPI软件的应用涉及到底层数据的操作，与传统设计软件相比差异较大，初期使用会感到不习惯，上手较慢。但长远来看该软件的应用理念具有很好的发展前景，尤其是对于规模较大的工程设计，能够提高设计效率，提高设计质量。

参考文献：

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