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时间:2020-04-02

0 引言

压力表是一种用于压力测量的计量器具,广泛用于工业生产、医疗卫生、管道运输等各行各业,是一种非常普及、存量非常大的计量器具[1]。按照我国《计量法》,用于“安全防护、医疗卫生、贸易结算、环境保护”的计量器具属于强制检定计量器具,使用单位必须依法申请强制检定,压力表一般都属于“安全防护”计量器具,因此需要进行强制检定。

在压力表执行强检免征费用的情况下,各个检定部门的工作压力越来越大。而压力表使用客户所属行业多、种类复杂、总体数量巨大,日常检定工作需面对各种不同接头型式、不同量程范围、不同介质的压力表,因而无法实现全自动化的检定过程[2]。目前,国内压力表检定工作方式主要还是依靠人工完成[3],人工记录原始数据,形成纸质检定记录,再通过人工录入的方式导入打印系统,最后形成检定证书打印。由于检定量非常大,在使用这种较为原始的工作模式时,存在工作效率低、人员投入大等弊端,且因反复多次记录和输入,容易造成较多差错,使得总体检定质量大打折扣。因而急需开发一种快速、高效的检定信息系统,实现无纸化检定的同时,提高检定效率和检定质量[4]

1 信息化系统的设计

本信息化系统由数据采集系统、人机交互系统、机机互联系统、服务器组成,整体结构设计如图1所示。

图1 压力表信息化系统装置理论结构示意图

图1 压力表信息化系统装置理论结构示意图   下载原图

 

由图中可以看出,首先采集系统采集数据进入人机交换系统,通过人机交换系统对信息数据进一步完善后,流入机机互联系统,机机互联系统通过与一个服务器进行数据交换,服务器记录原始数据形成电子记录和证书后,将数据反馈给机机互联系统,再通过人机交换系统决定下一步操作,从而能快速完成检定过程的信息化。采集系统采用物联网实现数据采集和记录,数据传输系统采用互联网实现数据实时交换,使整个系统实现了互联网+的信息化生产过程。

1.1 采集装置部分设计及其工作过程

采集系统装置的准确度可实现0.02级,能适合各种压力表检定时对于标准器的准确度要求。主要由压力测量传感器(模块)组、测量采集电路模块和计算机通信系统组成,其系统结构框图如图2所示。

图2 压力测量装置结构框图

图2 压力测量装置结构框图   下载原图

 

计算机通信系统通过采集模块向标准器发送格式为“A:X:Knnnn: C0: C1:C2:C3:C4+结束符”的控制命令,其中A:为一个字节,表示标准器的通信地址;X:为一个字节,只能是W(写)或R(读);Knnnn: C0: C1:C2:C3:C4为具体控制参数;结束符:0x0(十六进制)。标准器在接收到控制命令后,同样返回格式为“A:X:Knnnn: C0: C1:C2:C3:C4+结束符”的状态数据,其中X:为E或者F,E代表通信错误,F代表通信正确;Knnnn与采集控制器发来的指令相同,以区分返回的数据的内容类型;C0: C1:C2:C3:C4:通信正确时为返回的数据,通信错误时为错误信息码;结束符:0x0(十六进制)。计算机通信系统通过采集模块接收到相应数据后,根据数据类型,输入到检定管理系统的对应数据项中。

1.2 人机交换系统设计

人机交换系统实现检定人员对原始记录的补充化采集工作,其中包含了登录功能、交换录入界面功能、检定参数设定功能、历史数据调取功能、检定结果判定检查、数据刷新确认、证书预览打印等功能。

1.2.1 登录界面设计

登录界面采用简洁常用的网络对话框方式,可选择用户名,自动记录登录密码,实现各个账户的快速确认和登录。

1.2.2 人机交换系统界面功能设计

此界面用网页化方式,集成了信息化系统所需的各种前台功能,实现人与机器之间的快速、方便、简洁的数据交换,包含了规范中原始记录规定的所有必须包含的信息,在录入数据时,可实现同类型仪表检定点的自动调出,录入完后自动实现合格与否的判定,证书的审核和审批在原始记录处理界面由其他人同时完成。审核审批完成后即可点击保存,保存后数据存入数据库并在下方列表显示。其中,各个按钮的位置是经过使用者使用优化确定的,能最大限度地实现效率的挖掘和结构化数据的完成。人机交换系统界面如图3所示。

图3 人机交换系统界面

图3 人机交换系统界面   下载原图

 

图3主要界面可实现所有数据的录入,包含了被检单位信息、仪表信息等检定原始记录所应该有的信息。检定员主要操作是在此界面上完成的。检定辅助功能界面设计在图3的最左侧,包含了数据查询、数据打印、用户列表、数据统计查询、被检表参数设置等各个功能模块,可实现对压力表检定系统的管理,是实现进一步信息化的关键部件,并设置了可扩展性,可根据需要进行模块的添加和删除,为以后进一步完善压力表信息化管理系统奠定基础。

2 信息化关键功能的实现

为提高信息化系统数据采集传输效率,本系统设计了检定参数设定、历史数据调取、检定结果判定、证书自动生成与预览等功能模块,以最高效的方式实现对原始数据录入、证书生成、证书预览审核等检定流程中所需信息记录和传输,最终实现一个完整的数据库结构。

2.1 检定参数设定功能

压力表的检定过程中,由于受被检仪表的种类繁多影响,针对不同的量程、分度值、准确度等级所需要的检定点个数和量值都有不同的要求,为提高检定的质量和效率,针对新送的被检仪表,系统设置了被检表参数设置功能界面,如图4所示,检定员可在此界面提前录入不同量程、分度值、准确度等级所需检定点。

图4 检定参数设定功能界面

图4 检定参数设定功能界面   下载原图

 

在图4所示界面录入相应的检定参数后,检定员在检定过程中只要在系统录入相应的量程、分度值、准确度等级,系统会自动调取已经预先设置好的参数,即图5所示的检定点内容,减少检定员自行录入可能造成的错误,提高录入的速度。

图5 被检信息录入后自动调取检定点数据界面

图5 被检信息录入后自动调取检定点数据界面   下载原图

 

以上图4和图5组成的界面,实现了新增仪表信息快速录入的功能,针对数据库已经存在的复检仪表,进一步设计了历史数据调取功能。

2.2 历史数据调取功能

压力表属于强制检定计量器具,每年都需要进行检定,所以系统中设计了根据唯一的设备管理号调取历史数据的功能,检定员在输入了对应的设备管理号后就会调取出上一周期的检定数据记录,检定员可对两次数据进行快速对比和应用,如图6的界面所示。

图6 录入关键字后历史数据读取功能界面

图6 录入关键字后历史数据读取功能界面   下载原图

 

图6中,通过录入已经存在的管理号“1345631”后,回车,会调取仪表的基本信息和往年检定数据。此过程,方便快捷,而且往年被检信息是经过客户证书确认一般不会出现错误的信息,避免每个周期都需要人工确认基本信息的麻烦。

2.3 检定结果判定功能

压力表检定工作中需要根据检定数据给出检定结论,以往工作中,检定员是根据手工计算后再填写。此系统中整合了计算判断功能,节省人工计算时间。原始数据录入后,系统根据录入的数据自动计算出相应的结果,而且为减轻服务器负担,所有计算都是在浏览器端完成和更新修改。结果计算和判断界面如图7所示。

图7 结果计算和判断界面

图7 结果计算和判断界面   下载原图

 

在此界面中,系统根据原始数据进行自动计算和判断合格与否,得出的判断结果实时显示在此界面的最后一行中。检定员可根据此行的判断结果,对不合格但可以调整的仪表进行数据调整重新采集数据。

2.4 证书自动生成及预览功能

压力表检定工作完成后需要出具相应证书,以前是人工编辑,并根据原始检定数据编写证书后打印,在此信息化系统中设计了一键生成,检定员完成检定工作录入数据后证书即自动生成,无需进行手工编辑,大大减轻了工作量和出错的机率,而且还可根据需要打印有数据或无数据的检定报告。检定证书预览包含了完成检定后所需的所有数据,这个就是证书模板和格式的预览,检定员在此界面进行审核核验操作,确认后可进行下一步打印环节,从而完成整个信息化流程过程。

3 数据无感刷新功能的实现

基于互联网+ 的信息化管理系统,需要各个系统之间进行数据交互传输,从而导致输入界面有大量地方涉及到根据输入内容自动记录数据的功能。

如若每次输入都向服务器发送同步请求,服务器处理完请求然后把数据响应给浏览器并覆盖浏览器内存中原有的数据,浏览器需要重新加载页面并展示响应的数据,服务器在处理同步请求过程中,浏览器会处于长时间的等待停留状态,用户体验非常不好,而且容易造成数据丢失。

为解决这一问题,此系统中应用了Ajax异步技术,浏览器把请求交给代理对象—XMLHttpRequest(绝大多数浏览器都内置了这个对象),由代理对象向服务器发起请求,接收、解析服务器响应的数据,并把数据更新到浏览器指定的控件上,从而实现了页面数据的局部刷新。

异步请求使浏览器不用等待服务器处理数据,不用重新加载整个页面来展示服务器响应的数据,在异步请求发送的过程中浏览器还能同时进行其他的操作。实现异步请求技术的执行流程图如图8所示。

图8 异步请求技术的执行流程图

图8 异步请求技术的执行流程图   下载原图

 

此流程实现了人机交换系统的浏览器端和服务器之间的数据快速交换传输,让操作者在面对人机交换界面时体验畅通,无停滞感,有利于检定流程效率的进一步提高。

4 结束语

本系统应用互联网这种信息化新形态,“互联网+计量”创新思维,研发一套专用于压力表检定管理的信息化系统,其主要由高精度压力测量模块和软件系统组成,不但能实现压力表检定过程的压力值半自动采集,且能通过“一键输入”等实用功能,实现压力表检定原始记录电子化运作方式,通过数据、网络等互联网基础资源实现“互联网+计量检测”行业的融合[5,6],为检定工程师提供非常快捷的数据记录模式,大大提高了检定工作效率。通过数据库管理数据记录,免去了纸质记录的麻烦,且集成了压力表检定证书打印系统,只需通过一次采集录入即可形成检定证书,提升和优化传统压力表计量检测运作模式,提高计量检测效率,大大减低工作差错率。

此系统为批量化的仪表计量信息化方向奠定了实践基础。信息化的实现过程都需要基于互联网信息传输才能实现,因而网路状况的优劣决定了数据交互传输的实时性,经实验验证,在基于互联网连接正常的状态下,信息传输的迟滞可以忽略不计,因而基于互联网+的信息化系统需要使用者对网路进行保障维护,多功能实现有效配合的工作模式才能实现计量检定效率的真正提高。


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