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時間:2020-04-02

0 引言

壓力表是一種用於壓力測量的計量器具,廣泛用於工業生產、醫療衛生、管道運輸等各行各業,是一種非常普及、存量非常大的計量器具[1]。按照我國《計量法》,用於“安全防護、醫療衛生、貿易結算、環境保護”的計量器具屬於強製檢定計量器具,使用單位必須依法申請強製檢定,壓力表一般都屬於“安全防護”計量器具,因此需要進行強製檢定。

在壓力表執行強檢免征費用的情況下,各個檢定部門的工作壓力越來越大。而壓力表使用客戶所屬行業多、種類複雜、總體數量巨大,日常檢定工作需麵對各種不同接頭型式、不同量程範圍、不同介質的壓力表,因而無法實現全自動化的檢定過程[2]。目前,國內壓力表檢定工作方式主要還是依靠人工完成[3],人工記錄原始數據,形成紙質檢定記錄,再通過人工錄入的方式導入打印係統,最後形成檢定證書打印。由於檢定量非常大,在使用這種較為原始的工作模式時,存在工作效率低、人員投入大等弊端,且因反複多次記錄和輸入,容易造成較多差錯,使得總體檢定質量大打折扣。因而急需開發一種快速、高效的檢定信息係統,實現無紙化檢定的同時,提高檢定效率和檢定質量[4]

1 信息化係統的設計

本信息化係統由數據采集係統、人機交互係統、機機互聯係統、服務器組成,整體結構設計如圖1所示。

圖1 壓力表信息化係統裝置理論結構示意圖

圖1 壓力表信息化係統裝置理論結構示意圖   下載原圖

 

由圖中可以看出,首先采集係統采集數據進入人機交換係統,通過人機交換係統對信息數據進一步完善後,流入機機互聯係統,機機互聯係統通過與一個服務器進行數據交換,服務器記錄原始數據形成電子記錄和證書後,將數據反饋給機機互聯係統,再通過人機交換係統決定下一步操作,從而能快速完成檢定過程的信息化。采集係統采用物聯網實現數據采集和記錄,數據傳輸係統采用互聯網實現數據實時交換,使整個係統實現了互聯網+的信息化生產過程。

1.1 采集裝置部分設計及其工作過程

采集係統裝置的準確度可實現0.02級,能適合各種壓力表檢定時對於標準器的準確度要求。主要由壓力測量傳感器(模塊)組、測量采集電路模塊和計算機通信係統組成,其係統結構框圖如圖2所示。

圖2 壓力測量裝置結構框圖

圖2 壓力測量裝置結構框圖   下載原圖

 

計算機通信係統通過采集模塊向標準器發送格式為“A:X:Knnnn: C0: C1:C2:C3:C4+結束符”的控製命令,其中A:為一個字節,表示標準器的通信地址;X:為一個字節,隻能是W(寫)或R(讀);Knnnn: C0: C1:C2:C3:C4為具體控製參數;結束符:0x0(十六進製)。標準器在接收到控製命令後,同樣返回格式為“A:X:Knnnn: C0: C1:C2:C3:C4+結束符”的狀態數據,其中X:為E或者F,E代表通信錯誤,F代表通信正確;Knnnn與采集控製器發來的指令相同,以區分返回的數據的內容類型;C0: C1:C2:C3:C4:通信正確時為返回的數據,通信錯誤時為錯誤信息碼;結束符:0x0(十六進製)。計算機通信係統通過采集模塊接收到相應數據後,根據數據類型,輸入到檢定管理係統的對應數據項中。

1.2 人機交換係統設計

人機交換係統實現檢定人員對原始記錄的補充化采集工作,其中包含了登錄功能、交換錄入界麵功能、檢定參數設定功能、曆史數據調取功能、檢定結果判定檢查、數據刷新確認、證書預覽打印等功能。

1.2.1 登錄界麵設計

登錄界麵采用簡潔常用的網絡對話框方式,可選擇用戶名,自動記錄登錄密碼,實現各個賬戶的快速確認和登錄。

1.2.2 人機交換係統界麵功能設計

此界麵用網頁化方式,集成了信息化係統所需的各種前台功能,實現人與機器之間的快速、方便、簡潔的數據交換,包含了規範中原始記錄規定的所有必須包含的信息,在錄入數據時,可實現同類型儀表檢定點的自動調出,錄入完後自動實現合格與否的判定,證書的審核和審批在原始記錄處理界麵由其他人同時完成。審核審批完成後即可點擊保存,保存後數據存入數據庫並在下方列表顯示。其中,各個按鈕的位置是經過使用者使用優化確定的,能最大限度地實現效率的挖掘和結構化數據的完成。人機交換係統界麵如圖3所示。

圖3 人機交換係統界麵

圖3 人機交換係統界麵   下載原圖

 

圖3主要界麵可實現所有數據的錄入,包含了被檢單位信息、儀表信息等檢定原始記錄所應該有的信息。檢定員主要操作是在此界麵上完成的。檢定輔助功能界麵設計在圖3的最左側,包含了數據查詢、數據打印、用戶列表、數據統計查詢、被檢表參數設置等各個功能模塊,可實現對壓力表檢定係統的管理,是實現進一步信息化的關鍵部件,並設置了可擴展性,可根據需要進行模塊的添加和刪除,為以後進一步完善壓力表信息化管理係統奠定基礎。

2 信息化關鍵功能的實現

為提高信息化係統數據采集傳輸效率,本係統設計了檢定參數設定、曆史數據調取、檢定結果判定、證書自動生成與預覽等功能模塊,以最高效的方式實現對原始數據錄入、證書生成、證書預覽審核等檢定流程中所需信息記錄和傳輸,最終實現一個完整的數據庫結構。

2.1 檢定參數設定功能

壓力表的檢定過程中,由於受被檢儀表的種類繁多影響,針對不同的量程、分度值、準確度等級所需要的檢定點個數和量值都有不同的要求,為提高檢定的質量和效率,針對新送的被檢儀表,係統設置了被檢表參數設置功能界麵,如圖4所示,檢定員可在此界麵提前錄入不同量程、分度值、準確度等級所需檢定點。

圖4 檢定參數設定功能界麵

圖4 檢定參數設定功能界麵   下載原圖

 

在圖4所示界麵錄入相應的檢定參數後,檢定員在檢定過程中隻要在係統錄入相應的量程、分度值、準確度等級,係統會自動調取已經預先設置好的參數,即圖5所示的檢定點內容,減少檢定員自行錄入可能造成的錯誤,提高錄入的速度。

圖5 被檢信息錄入後自動調取檢定點數據界麵

圖5 被檢信息錄入後自動調取檢定點數據界麵   下載原圖

 

以上圖4和圖5組成的界麵,實現了新增儀表信息快速錄入的功能,針對數據庫已經存在的複檢儀表,進一步設計了曆史數據調取功能。

2.2 曆史數據調取功能

壓力表屬於強製檢定計量器具,每年都需要進行檢定,所以係統中設計了根據唯一的設備管理號調取曆史數據的功能,檢定員在輸入了對應的設備管理號後就會調取出上一周期的檢定數據記錄,檢定員可對兩次數據進行快速對比和應用,如圖6的界麵所示。

圖6 錄入關鍵字後曆史數據讀取功能界麵

圖6 錄入關鍵字後曆史數據讀取功能界麵   下載原圖

 

圖6中,通過錄入已經存在的管理號“1345631”後,回車,會調取儀表的基本信息和往年檢定數據。此過程,方便快捷,而且往年被檢信息是經過客戶證書確認一般不會出現錯誤的信息,避免每個周期都需要人工確認基本信息的麻煩。

2.3 檢定結果判定功能

壓力表檢定工作中需要根據檢定數據給出檢定結論,以往工作中,檢定員是根據手工計算後再填寫。此係統中整合了計算判斷功能,節省人工計算時間。原始數據錄入後,係統根據錄入的數據自動計算出相應的結果,而且為減輕服務器負擔,所有計算都是在瀏覽器端完成和更新修改。結果計算和判斷界麵如圖7所示。

圖7 結果計算和判斷界麵

圖7 結果計算和判斷界麵   下載原圖

 

在此界麵中,係統根據原始數據進行自動計算和判斷合格與否,得出的判斷結果實時顯示在此界麵的最後一行中。檢定員可根據此行的判斷結果,對不合格但可以調整的儀表進行數據調整重新采集數據。

2.4 證書自動生成及預覽功能

壓力表檢定工作完成後需要出具相應證書,以前是人工編輯,並根據原始檢定數據編寫證書後打印,在此信息化係統中設計了一鍵生成,檢定員完成檢定工作錄入數據後證書即自動生成,無需進行手工編輯,大大減輕了工作量和出錯的機率,而且還可根據需要打印有數據或無數據的檢定報告。檢定證書預覽包含了完成檢定後所需的所有數據,這個就是證書模板和格式的預覽,檢定員在此界麵進行審核核驗操作,確認後可進行下一步打印環節,從而完成整個信息化流程過程。

3 數據無感刷新功能的實現

基於互聯網+ 的信息化管理係統,需要各個係統之間進行數據交互傳輸,從而導致輸入界麵有大量地方涉及到根據輸入內容自動記錄數據的功能。

如若每次輸入都向服務器發送同步請求,服務器處理完請求然後把數據響應給瀏覽器並覆蓋瀏覽器內存中原有的數據,瀏覽器需要重新加載頁麵並展示響應的數據,服務器在處理同步請求過程中,瀏覽器會處於長時間的等待停留狀態,用戶體驗非常不好,而且容易造成數據丟失。

為解決這一問題,此係統中應用了Ajax異步技術,瀏覽器把請求交給代理對象—XMLHttpRequest(絕大多數瀏覽器都內置了這個對象),由代理對象向服務器發起請求,接收、解析服務器響應的數據,並把數據更新到瀏覽器指定的控件上,從而實現了頁麵數據的局部刷新。

異步請求使瀏覽器不用等待服務器處理數據,不用重新加載整個頁麵來展示服務器響應的數據,在異步請求發送的過程中瀏覽器還能同時進行其他的操作。實現異步請求技術的執行流程圖如圖8所示。

圖8 異步請求技術的執行流程圖

圖8 異步請求技術的執行流程圖   下載原圖

 

此流程實現了人機交換係統的瀏覽器端和服務器之間的數據快速交換傳輸,讓操作者在麵對人機交換界麵時體驗暢通,無停滯感,有利於檢定流程效率的進一步提高。

4 結束語

本係統應用互聯網這種信息化新形態,“互聯網+計量”創新思維,研發一套專用於壓力表檢定管理的信息化係統,其主要由高精度壓力測量模塊和軟件係統組成,不但能實現壓力表檢定過程的壓力值半自動采集,且能通過“一鍵輸入”等實用功能,實現壓力表檢定原始記錄電子化運作方式,通過數據、網絡等互聯網基礎資源實現“互聯網+計量檢測”行業的融合[5,6],為檢定工程師提供非常快捷的數據記錄模式,大大提高了檢定工作效率。通過數據庫管理數據記錄,免去了紙質記錄的麻煩,且集成了壓力表檢定證書打印係統,隻需通過一次采集錄入即可形成檢定證書,提升和優化傳統壓力表計量檢測運作模式,提高計量檢測效率,大大減低工作差錯率。

此係統為批量化的儀表計量信息化方向奠定了實踐基礎。信息化的實現過程都需要基於互聯網信息傳輸才能實現,因而網路狀況的優劣決定了數據交互傳輸的實時性,經實驗驗證,在基於互聯網連接正常的狀態下,信息傳輸的遲滯可以忽略不計,因而基於互聯網+的信息化係統需要使用者對網路進行保障維護,多功能實現有效配合的工作模式才能實現計量檢定效率的真正提高。


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