基于SPI软件安装图模块的二次开发及应用

于松涛，李德刚

(中海油石化工程有限公司，山东 济南 250101)

仪表安装图是自控专业设计文件的重要组成部分，也是指导仪表现场安装施工的主要组成文件。该文件包括两方面： 一是各类仪表的安装形式，如仪表类型、压力等级、管件连接型式、测量介质状态、测量管线或设备、仪表工艺过程连接尺寸及规格等；二是安装所需要的各类材料，包括安装材料名称、规格、数量和执行标准等。仪表安装形式的选择，会直接影响到测量结果的准确性；仪表安装材料的统计，会影响到现场施工的进度和质量。

目前工程公司通常会采用AutoCAD软件或Office软件绘制仪表安装图。但是随着工程项目大型化，仪表安装种类繁多，安装方式多样化，再使用传统设计方式将会出现工作量大、效率低且准确率低的现象。另外安装材料统计的方式也有很大差异，如手动逐项统计[1]，该方法劳动强度大、效率低，并且容易出错；对AutoCAD进行二次开发，自动识别安装图中的材料项，并汇总统计[2]，该方法简单，但是对编程能力要求较高。

综上所述，本文提出一种基于SmartPlant Instrument软件(简称SPI)[3]安装图模块的二次开发及应用，有效解决了SPI软件使用过程中的困难，并提高仪表安装图的编制效率和质量，也提高了仪表安装材料统计的准确率。

1 SPI软件安装图模块

SPI是一款基于数据库规则驱动的自控专业设计软件，它提供的多个功能模块，满足了仪表设计、选型、维护和采购的要求，已被工程公司、工厂业主和运营商广泛应用。SPI软件中的Hook-Up模块[4]是管理仪表安装类型、仪表安装图、仪表安装材料的功能模块，可以通过Enhanced Report，SmartSketch，MicroStation等方式生成仪表安装图，也可以通过接口函数，实现与AutoCAD软件的调用与数据信息传递。因此，该功能模块基本能够满足工程项目对仪表安装图、安装材料统计的应用要求。

1.1 仪表安装图管理

在SPI软件的Domain Explorer中，可在Hook-Up节点下创建安装图类型(Hook-Up Type)或者安装图(Hook-Up)。根据实际工程项目需要，也可以通过安装图类型分类管理安装图[5]。

可以通过属性窗口界面定义安装图名称、描述，关联安装材料库、指定安装图模板文件等，其中模板文件根据生成方式的不同，可以选用不同类型的文件模板。

1.2 仪表位号和安装材料的关联

在Hook-Up Type中关联了仪表类型之后，可以在其节点下的某个Hook-Up中关联相关的仪表位号，实现仪表安装图文件与仪表位号的关联。之后，再关联相关的安装材料，实现仪表安装图文件与安装材料的关联，包括： 安装材料名称、规格、数量和单位等信息。

1.3 存在的问题

在使用SPI软件安装图模块时，除了需要定制安装图模板和安装材料表文件模板外，在实际应用中，还存在设计人员思维习惯和操作习惯的问题。

在仪表安装图关联仪表位号时，除了考虑仪表类型外，还需要考虑被测介质的物理状态、被测介质物性、仪表安装位置、仪表管件连接形式、工艺过程连接形式及规格等。但是SPI软件无法在关联仪表位号的同时提供这些信息，需要设计人员仔细核对仪表工艺条件、仪表数据表等文件，造成工作效率较低的情况。

另外，仪表安装图模块规定的操作步骤是按照仪表安装图查找匹配的仪表位号，但在实际设计过程中，设计人员更倾向于根据仪表位号查找匹配仪表安装图。

2 基于SPI数据库的二次开发

针对以上问题，本文提出了一种基于SPI数据库的二次开发方法，主要针对安装图模块主要功能进行定制开发，有效地提高了安装图模块使用效率和准确性。

2.1 基本思路

使用SPI软件，最大的优势是所有信息都是数字化的，通过一定的二次开发，可以加工处理所需要的数据信息，实现便捷、高效的使用目的。

以仪表安装图为例，通过分析仪表安装图的特性，可以提取一些影响仪表安装图选择的关键信息，包括： 仪表类型、测量介质物理状态、测量点位置、压力等级、管件连接型式、工艺过程连接形式等。而这些信息都体现在仪表数据表中，如果能将仪表数据表中的这些信息提取出来，作为选择仪表安装图的主要依据，将会提高设计人员的工作效率。

2.2 实现方法

2.2.1基本原理

将仪表数据表中影响仪表安装图选择的因素提取出来，与仪表安装图模板中的关键信息进行对比、匹配、分析、判断，从而确定仪表位号的具体安装图。

仪表位号基本信息定义为集合A，如式(1)所示：

A={Info1,Info2,Info3, …,Infom}

(1)

对单个仪表安装图的关键信息定义为集合B，如式(2)所示：

B={Info1,Info2,Info3, …,Infon}

(2)

对项目中使用的仪表安装图模板信息，定义为集合C，即集合C包含所有的集合B，如式(3)所示：

C={B1,B2,B3, …,Bx}

(3)

集合A与集合C中子集合B的所有元素分别进行逻辑与运算，得到集合D，如式(4)所示：

D={A∩B1,A∩B2, …,A∩Bx}

(4)

通过运算后，集合D中元素数量最多的一项，就是集合A的最佳匹配项。

2.2.2应用举例

以压力变送器为例说明该方法的具体应用实例。

1)仪表数据表信息。仪表位号在仪表数据表中的关键信息，见表1所列。

表1 仪表位号基本信息

将表1中的信息定义为集合A，则如式(5)所示：

A={压力变送器，气体，管线，PN16，M20×1.5}

(5)

2)仪表安装图模板。仪表安装图按照仪表类型、测量介质物理状态、测量点位置、压力等级、过程连接尺寸等信息，整理为集合B，其中：

集合B1={压力变送器，液体，管线，PN16，
M20×1.5，承插焊}

(6)

集合B2={压力变送器，液体，设备，PN16，
M20×1.5，承插焊}

(7)

集合B3={压力变送器，气体，管线，PN16，
M20×1.5，承插焊}

(8)

集合B4={压力变送器，气体，设备，PN16，
M20×1.5，承插焊}

(9)

⋮

集合Bx={压力变送器，液体，管线，PN25，
DN50RF，法兰}

(10)

3)运算结果。通过逻辑与运算，可以匹配到集合B3是最佳的安装图类型，那么在界面中以推荐安装图模板的方式体现。

2.3 软件开发

本文中提出的安装图模块的二次开发功能，是嵌入在针对SPI软件二次开发的工具软件中，作为其中的一个功能模块进行应用。基于SPI数据库二次开发软件界面如图1所示。

图1 基于SPI数据库二次开发软件界面示意

在本文提到的SPI软件二次开发的安装图模块中，界面右上方是项目中使用到的仪表安装图模板信息，左下方的列表中，包含了仪表位号、压力等级、介质名称、介质状态、仪表管线号、仪表类型、过程连接、已选用安装图模板、推荐安装图模板等信息。这样设计人员在工作时，可以通过仪表位号的各类关键信息确定使用的仪表安装图模板。

另外，设计人员在选择安装图模板时，可通过软件自带的推荐安装图模板功能，对所选的安装图模板对比判断，提高安装图选择的准确性。

3 结束语

本文提供了一种基于SPI软件安装图模块的二次开发方法及应用，不仅提高了仪表安装图选择的准确性，而且提高了设计人员的工作效率。通过工程实践应用证明，该方法是一种可行的有效的方法。