AVEVA軟件在儀表專業設計中的應用

李雨桐 胡 澤 唐 菲

1.西南石油大學電氣信息學院， 四川 成都 610500；2.中國石油集團工程設計有限責任公司西南分公司， 四川 成都 610041

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AVEVA軟件在儀表專業設計中的應用

李雨桐1胡 澤1唐 菲2

1.西南石油大學電氣信息學院， 四川 成都 610500；2.中國石油集團工程設計有限責任公司西南分公司， 四川 成都 610041

AVEVA是國際著名的工廠工程信息技術企業,其開發的AVEVA系列應用軟件廣泛應用于石油化工工程中,對于設計行業的信息化建設尤為重要。為推廣企業信息化建設及集成設計平臺應用，并為自動控制專業設計流程再造提供參考，從儀表專業設計的角度介紹如何通過AVEVA軟件應用系統實現與其他相關專業間的協同設計,分析AVEVA Instrumentation軟件在自動控制設計中各模塊的功能應用。經導航項目的實際應用測試效果良好,能對今后的實際項目應用及二次開發起到借鑒作用。

信息化；集成設計；AVEVA Instrumentation；設計流程再造

0 前言

企業信息化是指企業以業務流程的優化和重構為基礎，在一定的深度和廣度上利用計算機技術、網絡技術和數據庫技術，控制和集成化管理企業生產經營活動中的各種信息，實現企業內外部信息的共享和有效利用，以提高企業的經濟效益和市場競爭力[1-2]。

從儀表專業設計流程來看，設計輸入是上游專業所提供的數據信息如工藝專業資料、工藝管道流程圖、檢測控制需求、安全環保需求等；設計輸出包括給下游專業提供的資料，如概算、建筑面積、采暖通風及電負荷資料，采購文件，設計成果等[3]。因此借助信息技術企業開發的應用軟件實現企業信息化，對設計院儀表專業具有豐富的內涵和重要意義。

目前國內已有部分設計院引進這種軟件，并應用到項目上，但大多是根據各專業的設計需求選擇性地應用軟件的某一模塊，真正利用一體化集成平臺實現各專業協同設計的很少[4]。

AVEVA是國際著名的工廠工程信息技術企業,其開發的AVEVA系列應用軟件在石油化工工程中得到廣泛應用。中國寰球工程公司從2008年開始集成設計試點項目，應用于阿克蘇數字化集成、深圳LNG數字化集成等項目，并處于行業領先地位[5]；中國天辰工程有限公司應用AVEVA系列軟件于2014年完成了視角數字化集成導航項目；中國石化工程建設有限公司在2013年元壩數字化集成項目中應用了AVEVA軟件；中國石油集團工程設計有限公司西南分公司應用AVEVA軟件完成了梓潼導航項目和安岳數字化集成項目，處于行業應用集成設計前列。

1 系統平臺架構及設計流程

儀表專業設計所涉及的模塊有AVEVA Diagrams、AVEVA Instrumentation、AVEVA PDMS，間接應用到的模塊是AVEVA Engineering，整個設計過程以AVEVA Instrumentation(AI)模塊為核心。具體設計流程見圖1。

從圖1可以看出AVEVA Diagrams、AVEVA Engineering、AVEVA Instrumentation、AVEVA PDMS四大模塊之間的關系。AVEVA Diagrams模塊用于智能P&ID圖的繪制;AVEVA Engineering模塊用于管理位號化的工程物料項目，如管線和設備等這類不斷演進的多專業數據;AVEVA Instrumentation(AI)模塊由AI Engineer、AI Wiring Manager、AI Designer三部分組成;AVEVA PDMS為多專業三維協同設計平臺。

圖1 設計流程

圖1中黑色箭頭表示各模塊之間的傳遞關系,信息傳遞所用到的工具；紅色向右箭頭為設計輸出文件：儀表索引表、回路索引表、數據表、設備表、電纜表、I/O表、端子接線圖、回路圖、安裝圖等；其他的輸出文件與集成設計平臺不相關的，如因果圖等，則仍以傳統方式生成。

比較與更新功能(Compare/Update)用于不同模塊間的信息傳遞，能幫助比較AVEVA Engineering部分數據與其他AVEVA產品或和外部系統創建的數據，并按需選擇性更新[6]，快速、輕松地幫助用戶使用來自其他工程部門的更新數據。這使得下游專業(儀表)不再被動地全盤接受上游專業(工藝)提供的資料，而是主動地進行篩選和比較，提高了數據傳遞的可靠度與準確性。

2 AI模塊的定制及應用

AI模塊實現儀表系統在整個工廠生命周期中的工程設計、文檔和管理。其特點是能夠根據客戶需求靈活地自動生成各種交付文件。使用元件庫和規范確保設計“一次成功”。精確的設計信息與三維模型數據無縫集成，如電纜敷設。高質量的文檔將最大化地提升生產運營效率[7]。

2.1 AI模板的定制

AI模板的定制可以根據相關標準規范化模板，也可以根據用戶和項目的需求更改。AI模板定制流程見圖2。

當系統軟件提供的報表設計的列項未包括所有需要信息時，需要軟件根據客戶需求自動生成各種交付文件。比如在電纜表中需要關聯電纜所在的回路圖紙號時，通過自定義報表設計器編寫SQL查詢語句來實現。軟件管理級的設計人員要具有一定的數據庫和SQL基礎知識[8-10]。

圖2 AI模板定制流程

軟件提供SQL Query maker工具幫助生成SQL查詢語句，簡化了直接編寫查詢語句的難度，圖3為應用SQL Query maker關聯數據庫信息定制自定義電纜表模板。

圖3 SQL Query maker界面

通過現場電纜所連接的儀表找到其所在回路，關聯其回路圖紙號，在最終報表生成器中顯示現場儀表所在回路的圖紙號，見圖4。

2.2 AI模塊的應用

AI模塊定制完成后，就可根據應用流程進行相應設計文件的生成。AI模塊應用流程見圖5。

圖4 生成的自定義電纜表

圖5 AI模塊應用流程

當前的Aveva Instrumentation版本暫時沒有開放Process Engineer模塊的使用，工藝參數通過Exe.表格進行傳遞。試點項目前期的軟件規劃將儀表作為管道的一個部件，樹形層級中隸屬于管道。這樣能夠方便地找到安裝位置所在管線設備，但如果需要閥后的數據只能用算法找到后面連接點。更好的解決方法是按對象進行傳遞，將在線儀表作為獨立的對象進行設定，而不是隸屬于某個管道的部件。軟件后期可能會開發Process Engineer的模塊，對工藝信息進行更好地處理。

3 AI模塊與三維設計的關系和應用

實際上AI模塊中建立的現場設備及電纜可以通過Compare/Update直接導入AVEVA PDMS中。再在AVEVA PDMS模塊已建好的電纜橋架基礎上進行自動或手動敷設，敷設后的長度可以傳回AI模塊，見圖6。另外還可以應用開發的AVEVA PDMS儀表接線工具，在三維中快速進行儀表元件與接線箱的設計與布置，提高儀表專業的設計效率；也可以跳開AI模塊直接在三維中創建儀表，布置位置，在三維中創建電纜，通過AVEVA PDMS模塊生成電纜清冊和材料表。可根據項目大小和整體需求選擇合適的方法[11-13]。

4 結論

與傳統工作流程相比，利用AVEVA系列軟件完成自控設計的優勢：

1)儀表回路、儀表位號、工藝參數信息由工藝AVEVA Engineering軟件直接傳遞到AI模塊，不再使用紙板資料交接，通過定制的資料交接模板，可實現自動生成交接資料并傳遞到下游專業，節省了人力，簡化了工藝儀表資料提取的中間環節。

2)將集成設計系統的理念應用到工程實際中，將初步設計階段成果數據導入施工圖設計，做到“數據一次錄入，多點使用”，使用規范的模版，保證數據的一致性和準確性。

3)輸出的成果文件可根據不同項目、不同需求進行模板定制。

4)應用三維協同設計理念，將傳統“占位”設計改變為儀表專業實際參與集成平臺的3D設計，采用三維設計手段實現材料統計和圖紙生成，減少施工圖階段專業間資料交接，以及專業間碰撞。AVEVA PDMS模塊配合AI模塊的應用可以提高儀表專業的設計效率。

試點項目應用過程中信息化方面的不足：

1)基礎數據不規范,缺乏統一的行業標準。儀表索引表、數據表的列項不統一，字段有待進一步規范完善。

2)信息系統缺乏整體規劃、設計集成系統推進緩慢、信息技術在管理中的應用仍處于較低水平。

3)信息化人才匱乏，掌握集成化設計軟件的人才有限，培訓覆蓋面不廣且缺乏持續性。

AVEVA系列軟件的應用為后續深化設計流程再造和軟件開發提供了基礎和經驗，也為集成設計平臺的建立提供了基礎和方向。

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2015-08-18

李雨桐(1991-)，女，四川成都人，碩士研究生，主要研究方向為工業過程控制。

10.3969/j.issn.1006-5539.2015.06.017