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热工实验室的智能化管理
北京中航机电研究所 周泽鸿 曹凤云
发布时间：2008-6-26
热工实验室在工业企业中是不可替代的组成部分，是在线仪表能否准确正常运行的重要保障，温度压力等在线仪表的计量是热工实验室的主要工作，这些仪表及其相关设备的管理是热工实验室的重要工作。计量测试技术和管理水平跟不上时代的发展，将直接影响到现代工业企业的安全经济运行，直接制约着产品水平的提高和质量保证。特别是各工业企业进行ISO9000质量认证时，热工实验室是实行工业过程科学管理，确保检测结果准确可靠的必要条件，也是建立现代工业企业的重要标志。
现以温度仪表的计量与管理为例，具体介绍计管一体化方案及其实施过程。
温度仪表是工业企业的一种不可缺少的在线仪表，计算机在温度计检定中应用以来，在很大程度上解决了温度计量繁琐的手动操作和人工数据处理。如何进一步利用现有的软硬件资源，实现计量与管理一体化，是当前一项新的课题。
北京中航机电研究所最新开发的ZH1023B热电偶热电阻温度计自动综合检定装置，就是在计管一体化的指导思想下，产生的一种全新概念检定模型，它充分利用现代的企业信息管理系统(MIS)和企业资源计划(ERP)，把计量工作纳入现代企业的智能化管理中，从而进一步降低企业成本，提高效率和解放劳动力。
一、检定系统中的计管一体化方案
温度计的检定是有周期性的，生产一线工作人员是掌握这种周期的决策人，这就有很大可能造成温度计漏检或重复检定或超期使用，从现行普遍使用的自动检定系统可知(如图1所示)。
图1 现行自动检定系统
温度计是否需要送检，是由一线工作人员决定的。而计量室的检定工作是被动的，自动检定只解决了计量检定人员的劳动强度，并不能对设备进行管理，温度计周期性检定是由使用单位的一线工作人员来决定的，这种检定系统最多可称为自动检定程序，根本体现不出系统化的概念。
将温度计自动检定与企业信息管理系统(MIS)综合考虑，充分利用MIS资源，系统就会大为改观。一般情况下企业的MIS包括仓库管理和成本计算，温度计是企业的固定设备，即使是新购入的，在送现场使用前，也需送热工计量室检定，统一编制工厂号码。通过这一过程可以筛选出好坏，减少损失。
检定系统与企业的MIS联系可分为以下两种情况:
1.企业已建立了较完善的MIS
温度计在较完善的MIS中一般是作为企业的设备进行建档，每个温度计都具备了唯一的编码，为了与原有的MIS保持一致就可以使用MIS中的编码。只要检定系统和MIS都提供数据接口就可实现部分信息共享，以供企业决策和查询。
2.企业尚未建立完善的MIS
这时就可综合考虑企业的各种信息的编码，只有编码保持一致，才能达到信息完全共享的目的，不管属于哪种情况，都可按图2建立一个全新概念的温度计量与智能化设备管理一体化系统。
图2 全新概念的一体化系统
在新的检定模型中，以自动检定系统为中心，在自动检定系统的数据仓库中，保存检定结果的所有信息，通过检定系统与MIS通讯，企业决策部门可以根据检定结果进行决策；热工计量室可根据检定结果拟订计划，查询现场温度计状况，确定即将到期设备的检定计划，通知使用单位，从而对温度计的周期性检定实现智能化管理。
二、新检定模型的功能及其特点
本系统除了与MIS有通讯外，主要有以下功能:
1.与检定炉(槽)的温控仪通讯，具有随时修正硬件控温参数等功能，实现软硬件双重控温。
2.有温度恒定自动识别功能。通过对多个硬件占有多个串行口，所在端口应可以动态的改变，实现软件自动扫描硬件所在端口，并识别各端口温度稳定状况。
3.对硬件自整定出的PID参数进行确认并自动保存，同时根据设定温度点实现自动选择PID值，并将它传送给温控仪。
4.与多路自动转换开关和数字多用表的通讯中，除保证温度计检定功能外，设备其他独立功能的使用，也同样得到系统的支持，即扩充本系统的功能范围。
5.按检定规程要求出各种结果文件，用通常的开发工具(如VB等)自带的报表设计器是很难实现的。所以本系统采用专业报表设计器，从使用方便和成本两个角度考虑都是合理的。
6.实现了信息档案化。将所有信息保存在数据库中，而不是以文本方式保存，可以实现信息资源共享，也减少了数据的冗余度。数据库通常包括:各类温度计表、检定原始记录表、送检单位表、制造厂商和检定结果表等。这些数据都有统一“编号”字段，通过编号减少数据冗余，使用信息唯一化。
7.丰富的查询功能才能体现MIS的思想，必须实现的查询有:未来某一时间内即将达到使用有效期的温度计；新购进待检的温度计；温度计检定结果清单；在线温度计工位号和性能等。
三、新模型的实现要点
新模型的实现应充分体现MIS思想，对所有的信息进行编码(即数据库表中的“编号”)，这样可使杂乱无章的信息有章可循，信息也就具有唯一性和可重用性了。
1.建立编码系统
在检定规程中检定证书和检定记录都要求有送检单位、制造厂商和温度计的编号，这些信息关系到数据库冗余度，对这些信息应该制定一个统一编码规则。如果已建立了完善的MIS的单位，完全可以利用已有的编码规则。对尚未建立MIS的企业，就可综合考虑编码系统，这对将来建立完善的MIS很有好处。
2.检定系统开发实现模块化
要实现对模型的功能，可将本检定系统分成以下三大模块:
(1)数据处理模块
这个模块负责对检定记录的计算。温度计种类很多，检定规程不一样，计算方法不一样，而且规程是有可能使用一段时间之后要进行修改的，相应的要求等级判别有可能发生变化。将数据处理模块化，用ActiveX控件进行封装，就可以更好地适应规程变化，用户可根据已知的控件接口，实现自行二次开发功能，使系统能及时适应新的变化。
(2)下位机通讯模块
这个模块负责与下位机通讯。下位机通常包括温控仪、扫描开关、数字多用表等，这些设备大都通过RS232进行通讯。与下位机的通讯也可通过ActiveX控件来封装。用户同样可以通过封装接口，对通讯功能进行二次开发，如对数字多用表的其他功能的开发，实现在上位机的控制下，充分发挥数字多用表其他测量功能。
(3)总控模块
总控模块负责将数据传输至数据处理模块进行数据处理，并将处理保存，下位机的初始化和通讯，各种信息的输入，检定结果的打印，检定过程中的正常运行等。自动检定系统模块化，符合现代编程理念，其优点不言而喻。
在自动检定系统的实现过程中，应该注意的地方很多，如界面、容错性能、代码重用、版本升级等都应在系统设计分析阶段考虑清楚。良好的、严密的系统设计分析，是完成系统开发的基础，系统分析完成后，系统的开发工程也就完成了一半。
北京中航机电研究所开发的新一代温度仪表自动综合检定装置ZH1023B就是利用上述模型开发的，功能模块化提高了可靠性，减少了错误，出了错误便于诊断和改正，便于系统二次开发和系统升级。在开发过程中应紧扣检定规程，充分考虑用户的需求和使用人员的计算机水平，将检定操作傻瓜化。沿着这个理念，可将热工计量室的其他类型的仪表检定校测进行统一考虑，检定校测系统软件更集成，可以实现温度压力、电信号等综合校验模型。实现数字热工实验室与企业智能化设备管理。
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wangyoo2003
发表于 2016-8-17 14:25:26
