Smartplant P&ID对石油化工工程设计质量和效率的提升

韩君

（胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司数字化工程设计所， 山东 东营 257026）

摘要：Smartplant P&ID (SP P&ID)是一款智能工艺管道仪表流程图的设计软件，与传统的非智能绘图工具相比，最大的不同在于其强大的数据管理功能，通过数据管理功能可以将数据进行分类存储和管理，从而为后续的快速查询、批量修改、报表自动生成和材料自动统计工作打下了良好的基础，从而提高了整体的设计质量和效率。

关键词：Smartplant P&ID；数据管理；设计质量；设计效率

中图分类号：TQ 文献标识码：A

Application of Smartplant P&ID Improving Design Quality and Efficiency of Petrochemical Projects

Han Jun

（Shengli Engineering & Consulting co. ltd. Dongying 257026，China）

Abstract: Smartplant P&ID (SP P&ID) is a intelligent software to design P&ID, compared with the traditional non-intelligent drawing software, like Auto CAD and Microstation, the biggest difference is that SP P&ID has powerful data management function which can manage and store data by varied classifications, and it laid a good foundation for subsequent quick query, batch editing, automatically generating kinds of reports and materials statistics, so it improves overall design quality and efficiency of petrochemical projects.

Key Words: Smartplant P&ID；Data management；Design Quality； Design Efficiency

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[作者简介]韩君(1984-)：女，助理工程师，2007年毕业于中国石油大学（华东）油气储运工程和英语专业，主要从事Smartplant集成系统的工程应用相关开发及工程设计。

1. 概述

Smartplant P&ID (SP P&ID)是美国Intergraph公司开发的一款基于Oracle数据库的智能工艺管道仪表流程图的设计软件，与传统的非智能绘图工具CAD、Station等相比，最大的不同在于其强大的数据管理功能，SP P&ID软件，不仅描述工艺流程的图例符号本身带有属性，而且图上包含的所有对象例如设备、管道、仪表等都对应一系列的物理尺寸、工艺参数等多种数据信息，使图形信息与数据紧密结合，这是对传统P&ID绘制软件的革命性变革。Smartplant P&ID软件的数据管理功能可以将这些数据进行分类存储和管理，从而为后续的快速查询、批量修改、报表自动生成和材料自动统计工作打下了良好的基础，也为有条不紊的接收上游计算软件数据做好准备，同时这些数据更是整套Smartplant设计集成平台的源头，实现了集成系统数据的一次性输入，重复利用，减少了中间错误，提高了数据的一致性，从而提高了整体的设计质量和效率。

2. SP P&ID的数据管理功能在软件中的体现

2.1 SPP&ID的数据模型架构（Smart Plant P&ID Data Model）

SPP&ID软件并非只是一个单纯的图形处理工具，它有一个庞大而且严谨的后台数据模型架构在运行，此数据模型定义了众多的数据对象类别和他们之间的关系。这些数据对象可概括为两大方面：所有与工艺管道仪表流程图和工程设计相关的数据（Model Data）和所有与图形信息相关的数据（Drawing Data）。每个数据对象类别与其他类别之间存在着继承（Inheritanc）、共存或从属（Aggregation and Composition）、相关（Association）等一些不同的关系,包括有一对一、一对多、多对多等多种形式的关系，例如管嘴与设备之间存在着从属关系，且一个设备可以由多个管嘴，属于一对多；阀门与管线之间存在着相关的关系，他们相互独立的存在，但是通过管线可以查找到阀门。

所有Model Data对象中Model Item是最高级别，它的子类有Item Note、OPC（图纸连接符号）、Piping Point（管线连接点）、Plant Item、SignalPoint（信号线连接点），而Plant Item又包含Equipment、Instrument、PipeRun、Pipeline、Nozzle、PipingComp、PlantItemGroup、SignalRun，设备分为Mechanical、 Exchanger、Vessel、Equipment Component、General Equipment几大类（Class），而每一大类设备又分为小类(Subclass),每一小类又分为不同的具体类型（Type）。这是一种继承关系，子类可以继承上一级别的所有属性。

这个严谨庞大的数据模型，在日常的软件运行中并看不到，但是正是这个后台存在的数据架构支撑起了起了软件的核心数据库，使软件中的数据的管理有条不紊。

2.2 数据字典（Data Dictionary Manager）

Data Dictionary Manager（数据字典）是SP P&ID软件管理部分的一个模块，除了据存储在Oracle数据库中的工艺参数以外的所有其他数据都在此模块中定义、管理，包括上一节提到的数据模型中的数据属性，也包括描述P&ID图纸上所有内容的工艺、物理、责任方等的属性。

数据字典对每个数据的后台存储名称、软件显示名称、数据类型、是否采用下拉菜单、是否显示、数据分类以及此属性是否调用外部程序进行了定义。

数据字典中还定义了模型中一些图例的属性，例如每个设备图例符号，都有这样一个Class-Subclass-Type的三级分类，来定义其属性，这个三级分类也与下游3D软件的三级分类是一致的。这些图例的分类方式是参考国际通用的ANSI和ISA标准进行划分的。每类设备的属性可以分层放置到图例的三级分类下面，这些属性是可以层层继承的，例如在设备这一大类下面放置一个“高度”的属性，所有的设备都有这个属性，而在容器这一类设备中放置“容量”这个属性，换热和机械设备类的设备是不会拥有这个属性的，这样数据层层分类，既满足了各类设备的需要，又不会使属性多余，在后期的数据修改或者报表的统计中可以方便的根据各种分类来修改或提取所需的数据。

数据字典还是一个开放的窗口，管理员可以根据项目的需要添加相应的属性，添加后的属性与系统中自带的属性地位相同，如果想要添加的属性进行软件间的数据传递的话，需要提前在SPF中进行配置。

2.3 过滤器Filter

SP P&ID软件的数据管理功能中，有一个工具的应用无处不在，那就是过滤器，对于这个工具，软件中有一个特定的模块Filter Manager对其进行分类管理。过滤器就是通过设定特定的条件将所需的数据从庞大的模型数据中筛选出来，进行处理或操作。只要是数据字典和后台数据定义过的属性，都可以用来作为筛选数据的条件，过滤器模块中设定了多种筛选操作符例如：等于、不等于、大于、小于。过滤器中既有多条筛选依据任意一项符合项选择模式又有多条筛选依据共同起作用的模式，还可以通过复杂过滤器实现“且”和“或”通筛选条件。

过滤器的应用在软件中是随处可见的。系统自带的过滤器有以下几大类：设置图纸的显示内容（Display Filters），控制图面上的显示内容、打印内容等；针对不同对象的报表（Filters for Reports）、规则(Filters for Rules)、交叉线打断形式（Gapping Filter）、标注（Label Placement Filters）、不同的图例分类（Symbology Filters）。通过这些过滤器可以，根据项目需要随意设置条件，对软件中的任意一类属性或者某种对象进行查看、选择、编辑、修改，也可以根据需要为不同的对象设定类别并定制规则，还可以，根据管线的不同分类对其图例的线条设置不同的线型、颜色、线宽等，使其区别一目了然。

2.4 工程数据编辑器（EDE）

SPP&ID软件的绘图界面下，系统提供了一个强大的数据编辑窗口。这个窗口中既可查看本张图纸的内容还可以查看整个工厂中其他图纸上的信息。只要数据字典中定义的工厂对象的类别，在EDE下拉列表中选择任意一个，都可以对整个类别的所有个体的属性进行查看、修改、编辑；也可以直接选择其中的几项进行编辑或者通过过滤器过滤出要编辑的属性；EDE中还提供了自动过滤器功能，界面中的每项属性都可以按照共性自动过滤，方便快捷的选择出想要的数据。

EDE还是很好的数据检查平台，通过界面编辑功能，可以将某类对象的任何一个属性调出来，从而快速的检查数据是否填写完整，正确，还可以检查出同类型的数据是否填写的前后不一致。

3. 数据管理对设计质量和效率提高的体现

3.1 统一的图例，保证了图面的美观和一致性

图形符号的外形及其属性都是在项目前期通过Catalog Manger定制好的，每一个图形符号都会有唯一指定的分类，绘图时每一张图纸中同类型的对象都是用同一个图例绘制出来了，拥有同样的属性，只是通过位号的不同来进行区分，使得同类设备的管理变得简单易行，不会因人而异，因此使得图面美观整齐，整齐划一。

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