基于SPI軟件的儀表數據表生成

陳 艷 安慕華

(中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司，北京 100085)

隨著油氣田地面工程項目日趨大型化和復雜化，同時為了滿足項目設計工期不斷縮短的要求，儀表工程設計軟件的專業化程度越來越高，既能共享核心數據和文檔資料，又要提供標準化設計平臺，是這類軟件的設計思路。長期以來，儀表數據表大多是由Office或Excel軟件實現的。隨著SPI(SmartPlant Instrumentation)數據庫的廣泛使用，傳統方法設計數據表的缺點也突顯出來。Office或Excel與SPI作為兩個相對獨立的軟件，在文檔格式的文件中所做的修改無法實時更新到SPI數據庫中，所以很難保證數據的一致性，且造成不必要的重復勞動。

目前，自控設計已逐漸形成了以SPI數據庫為核心，輔助以傳統軟件的方法，這為數據表的生成提供了新的選擇。對于大型項目來說，它可以覆蓋到儀表設計中各類圖紙文件的70%以上。SPI軟件各模塊使用統一的數據庫，設計人員可共享資料和信息，在任何模塊修改輸入的數據都存儲在這個統一的數據庫中。同時，任何模塊也都從這個數據庫中提取數據，保證了模塊生成文件數據的一致性。因此，對于同一信息，在任何一個模塊中輸入或修改的數據在其他模塊中都可以使用。設計和數據的一致性檢查功能將極大地減少錯誤并提高設計質量，同時減輕了設計人員的重復工作量。

在實際使用SPI數據庫的項目中，實現完全基于SPI中專門的數據表模塊的模式，輸入儀表位號后，索引表、數據表、接線圖、回路圖及安裝圖等模塊均可以開始工作，無順序之分。在此，筆者基于實際項目，介紹基于SPI的數據表生成方式。

1 SPI中的數據表模塊①

作為儀表采購訂貨的重要支持文件，要求數據表準確全面地反應各項規格要求。SPI中設置了獨立的數據表模塊[1]，包含有壓力表、溫度計、壓力變送器、溫度變送器、控制閥、關斷閥、溫度開關、壓力開關、安全閥及各類流量計等。在SPI的數據鏈接平臺和儀表索引模塊進行儀表位號輸入的基礎上，即可自動生成數據表。

1.1 通過FORM區分不同類型儀表

Excel數據表針對特定參數(如液位)通常只有一種數據表模板，區分不同類型要靠增減選項或備注說明，很大程度上依賴設計人的主觀思維，在不同項目間套用很容易出現錯漏。如圖1所示，SPI在軟件中定制了液位儀表的絕大部分TYPE(類型或原理)，并根據TYPE開發不同的數據表FORM。不同FORM除了工藝參數部分相同，更突出本類型儀表的特殊要求，有利于設計人員理清思路。只要前期儀表選型被確定，數據表的選擇就順理成章。圖2～4展示了磁性浮子液位計幾個重要的要求，接液腔體為雙法蘭形式并帶放空和排污，傳感器為磁性浮子以及磁翻板的形式及顏色等。擴展了常規數據表的規格要求，有助于儀表的招標和訂貨。

圖1 不同液位儀表FORM

圖2 接液腔體規格要求

圖3 傳感器規格要求

圖4 磁翻板規格要求

1.2 模板TEMPLATE批量導入

在同一類儀表的數據表中，除工藝參數外，許多規格要求都是相同的，因此可以運用SPI軟件提供的form data template功能，為每一種儀表做一張template(模板)，填寫上共同的規格項，保存為此類儀表的數據表模板。在做此類儀表數據表時，僅需應用SPI的copy from template功能就可以從模板上拷貝數據，提高了準確性和工作效率。需要注意，這種做法只對空白表格有效，如果表格已被編輯，TEMPLATE是無法覆蓋已有內容的。

1.3 生成多位號數據表

關聯數據表之前，SPI會提示“需要生成多位號數據表嗎”(圖5)。如果某一類儀表只有位號及分布位置等不同，絕大多數工藝參數和技術要求都相同(如火氣探頭)，即可將多塊儀表生成一張數據表，或將一塊新表加入到已有的多位號數據表。如圖6所示，位號等內容體現于清單上，一目了然，需要列哪些項，由設計人員決定，修改一個要求只需要執行一次。不過多位號數據表適用于內容固定、變化較小的情況，而且避免關聯30個以上的儀表，原因是關聯儀表過多，每一次的操作都涉及到數據庫中很多數據，保存和刷新時間就會成倍增長。

圖5 多位號數據表的生成界面

圖6 多位號數據表的匯總清單頁

1.4 批量修改特定內容

在SPI中，既可以“從點到面”，以一個儀表為出發點，順次填寫數據表中所有內容；還可以“從面到點”，集中填寫(或修改)一類數據表的某些特定項，其他無關項并不出現。如圖7所示，SPI專門設置了Browser Manager模塊，從瀏覽器的角度執行索引、數據表及安裝圖等功能，不過更加“片面”和“專業”一些，在準確性和效率上都有所提高[2]。如圖8所示，可以新建一個液位儀表的Browser，專門修改測量范圍，涉及到儀表可以屬于某單元，也可以是全站的所有液位儀表。這個范圍由設計人員決定。

圖7 數據表的Browser功能

圖8 液位儀表的測量值Browser

1.5 計算功能和打包功能

區別于Excel數據表，SPI具備單獨的計算模塊，可以完成孔板及控制閥等設備的選型計算，結果自動顯示在相應數據表上。根據產品生產不同廠家和其他因素，可以對軟件內置的計算公式進行適當修正升級，為將來的實時更新留了余地[3]。

另外，完成的數據表可以按照業主或總包方的要求，分門別類地進行打包出版。文件的版次、狀態及日期等信息可以針對特定儀表一次性添加。設計人員只需在要求時間節點前完成表格的內容填寫，輔助工作交由專人單獨完成。體現了SPI對工作模塊化的理解，提高了工作效率。

2 應用

自2011年起，筆者在中東及非洲等多個項目上均推行了SPI軟件的應用。通過實踐積累與改進，目前在詳細設計階段能自動生成70%的成果文件。與傳統方法相比，效率提高30%、修改效率提高60%，提前完成了20%的工作量(表1)。同時，人員前期培訓和數據庫維護的工作量也相應加大。總的來說，SPI軟件的數據庫管理和自動辨識功能提高了設計的準確性和質量。用標準數據庫模板生成的成果文件格式和數據項統一，有助于實現設計的標準化。

表1 兩種軟件編制并生成數據表的優、缺點

3 結束語

從初期的摸索階段到如今的大規模工程項目應用，SPI軟件在油氣田地面工程設計中發揮了重要作用。隨著對新模塊和新項目二次開發應用的不斷深入，該軟件對于油氣田工程領域的應用將更加成熟。同時，SPI軟件的應用也給設計人員帶來一些挑戰，從表面看軟件對使用者所表現出的簡單易用，是由于其本身內化了復雜的程序，因而需要更多、更復雜的管理和設置，從另一個角度對軟件應用者同樣提出了更高的要求。