AVEVA软件在仪表专业设计中的应用

李雨桐 胡 泽 唐 菲

1.西南石油大学电气信息学院， 四川 成都 610500；2.中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司， 四川 成都 610041



AVEVA软件在仪表专业设计中的应用

李雨桐1胡 泽1唐 菲2

1.西南石油大学电气信息学院， 四川 成都 610500；2.中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司， 四川 成都 610041

AVEVA是国际著名的工厂工程信息技术企业,其开发的AVEVA系列应用软件广泛应用于石油化工工程中,对于设计行业的信息化建设尤为重要。为推广企业信息化建设及集成设计平台应用，并为自动控制专业设计流程再造提供参考，从仪表专业设计的角度介绍如何通过AVEVA软件应用系统实现与其他相关专业间的协同设计,分析AVEVA Instrumentation软件在自动控制设计中各模块的功能应用。经导航项目的实际应用测试效果良好,能对今后的实际项目应用及二次开发起到借鉴作用。

信息化；集成设计；AVEVA Instrumentation；设计流程再造

0 前言

企业信息化是指企业以业务流程的优化和重构为基础，在一定的深度和广度上利用计算机技术、网络技术和数据库技术，控制和集成化管理企业生产经营活动中的各种信息，实现企业内外部信息的共享和有效利用，以提高企业的经济效益和市场竞争力[1-2]。

从仪表专业设计流程来看，设计输入是上游专业所提供的数据信息如工艺专业资料、工艺管道流程图、检测控制需求、安全环保需求等；设计输出包括给下游专业提供的资料，如概算、建筑面积、采暖通风及电负荷资料，采购文件，设计成果等[3]。因此借助信息技术企业开发的应用软件实现企业信息化，对设计院仪表专业具有丰富的内涵和重要意义。

目前国内已有部分设计院引进这种软件，并应用到项目上，但大多是根据各专业的设计需求选择性地应用软件的某一模块，真正利用一体化集成平台实现各专业协同设计的很少[4]。

AVEVA是国际著名的工厂工程信息技术企业,其开发的AVEVA系列应用软件在石油化工工程中得到广泛应用。中国寰球工程公司从2008年开始集成设计试点项目，应用于阿克苏数字化集成、深圳LNG数字化集成等项目，并处于行业领先地位[5]；中国天辰工程有限公司应用AVEVA系列软件于2014年完成了视角数字化集成导航项目；中国石化工程建设有限公司在2013年元坝数字化集成项目中应用了AVEVA软件；中国石油集团工程设计有限公司西南分公司应用AVEVA软件完成了梓潼导航项目和安岳数字化集成项目，处于行业应用集成设计前列。

1 系统平台架构及设计流程

仪表专业设计所涉及的模块有AVEVA Diagrams、AVEVA Instrumentation、AVEVA PDMS，间接应用到的模块是AVEVA Engineering，整个设计过程以AVEVA Instrumentation(AI)模块为核心。具体设计流程见图1。

从图1可以看出AVEVA Diagrams、AVEVA Engineering、AVEVA Instrumentation、AVEVA PDMS四大模块之间的关系。AVEVA Diagrams模块用于智能P&ID图的绘制;AVEVA Engineering模块用于管理位号化的工程物料项目，如管线和设备等这类不断演进的多专业数据;AVEVA Instrumentation(AI)模块由AI Engineer、AI Wiring Manager、AI Designer三部分组成;AVEVA PDMS为多专业三维协同设计平台。

图1 设计流程

图1中黑色箭头表示各模块之间的传递关系,信息传递所用到的工具；红色向右箭头为设计输出文件：仪表索引表、回路索引表、数据表、设备表、电缆表、I/O表、端子接线图、回路图、安装图等；其他的输出文件与集成设计平台不相关的，如因果图等，则仍以传统方式生成。

比较与更新功能(Compare/Update)用于不同模块间的信息传递，能帮助比较AVEVA Engineering部分数据与其他AVEVA产品或和外部系统创建的数据，并按需选择性更新[6]，快速、轻松地帮助用户使用来自其他工程部门的更新数据。这使得下游专业(仪表)不再被动地全盘接受上游专业(工艺)提供的资料，而是主动地进行筛选和比较，提高了数据传递的可靠度与准确性。

2 AI模块的定制及应用

AI模块实现仪表系统在整个工厂生命周期中的工程设计、文档和管理。其特点是能够根据客户需求灵活地自动生成各种交付文件。使用元件库和规范确保设计“一次成功”。精确的设计信息与三维模型数据无缝集成，如电缆敷设。高质量的文档将最大化地提升生产运营效率[7]。

2.1 AI模板的定制

AI模板的定制可以根据相关标准规范化模板，也可以根据用户和项目的需求更改。AI模板定制流程见图2。

当系统软件提供的报表设计的列项未包括所有需要信息时，需要软件根据客户需求自动生成各种交付文件。比如在电缆表中需要关联电缆所在的回路图纸号时，通过自定义报表设计器编写SQL查询语句来实现。软件管理级的设计人员要具有一定的数据库和SQL基础知识[8-10]。

图2 AI模板定制流程

软件提供SQL Query maker工具帮助生成SQL查询语句，简化了直接编写查询语句的难度，图3为应用SQL Query maker关联数据库信息定制自定义电缆表模板。

图3 SQL Query maker界面

通过现场电缆所连接的仪表找到其所在回路，关联其回路图纸号，在最终报表生成器中显示现场仪表所在回路的图纸号，见图4。

2.2 AI模块的应用

AI模块定制完成后，就可根据应用流程进行相应设计文件的生成。AI模块应用流程见图5。

图4 生成的自定义电缆表

图5 AI模块应用流程

当前的Aveva Instrumentation版本暂时没有开放Process Engineer模块的使用，工艺参数通过Exe.表格进行传递。试点项目前期的软件规划将仪表作为管道的一个部件，树形层级中隶属于管道。这样能够方便地找到安装位置所在管线设备，但如果需要阀后的数据只能用算法找到后面连接点。更好的解决方法是按对象进行传递，将在线仪表作为独立的对象进行设定，而不是隶属于某个管道的部件。软件后期可能会开发Process Engineer的模块，对工艺信息进行更好地处理。

3 AI模块与三维设计的关系和应用

实际上AI模块中建立的现场设备及电缆可以通过Compare/Update直接导入AVEVA PDMS中。再在AVEVA PDMS模块已建好的电缆桥架基础上进行自动或手动敷设，敷设后的长度可以传回AI模块，见图6。另外还可以应用开发的AVEVA PDMS仪表接线工具，在三维中快速进行仪表元件与接线箱的设计与布置，提高仪表专业的设计效率；也可以跳开AI模块直接在三维中创建仪表，布置位置，在三维中创建电缆，通过AVEVA PDMS模块生成电缆清册和材料表。可根据项目大小和整体需求选择合适的方法[11-13]。

4 结论

与传统工作流程相比，利用AVEVA系列软件完成自控设计的优势：

1)仪表回路、仪表位号、工艺参数信息由工艺AVEVA Engineering软件直接传递到AI模块，不再使用纸板资料交接，通过定制的资料交接模板，可实现自动生成交接资料并传递到下游专业，节省了人力，简化了工艺仪表资料提取的中间环节。

2)将集成设计系统的理念应用到工程实际中，将初步设计阶段成果数据导入施工图设计，做到“数据一次录入，多点使用”，使用规范的模版，保证数据的一致性和准确性。

3)输出的成果文件可根据不同项目、不同需求进行模板定制。

4)应用三维协同设计理念，将传统“占位”设计改变为仪表专业实际参与集成平台的3D设计，采用三维设计手段实现材料统计和图纸生成，减少施工图阶段专业间资料交接，以及专业间碰撞。AVEVA PDMS模块配合AI模块的应用可以提高仪表专业的设计效率。

试点项目应用过程中信息化方面的不足：

1)基础数据不规范,缺乏统一的行业标准。仪表索引表、数据表的列项不统一，字段有待进一步规范完善。

2)信息系统缺乏整体规划、设计集成系统推进缓慢、信息技术在管理中的应用仍处于较低水平。

3)信息化人才匮乏，掌握集成化设计软件的人才有限，培训覆盖面不广且缺乏持续性。

AVEVA系列软件的应用为后续深化设计流程再造和软件开发提供了基础和经验，也为集成设计平台的建立提供了基础和方向。

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2015-08-18

李雨桐(1991-)，女，四川成都人，硕士研究生，主要研究方向为工业过程控制。

10.3969/j.issn.1006-5539.2015.06.017