安全閥校驗數(shù)字化測試技術(shù)與管理系統(tǒng)

朱海清 錢 瑛 張小林 江南大學機械工程學院

費宏偉 江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院無錫分院

安全閥校驗數(shù)字化測試技術(shù)與管理系統(tǒng)

朱海清 錢 瑛 張小林 江南大學機械工程學院

費宏偉 江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院無錫分院

1 安全閥離線校驗概況

目前，國內(nèi)大量使用的安全閥離線校驗臺采用目視從精密壓力表上讀取測試數(shù)據(jù)的測試方法，測試精度很大程度上取決于操作人員的熟練程度、責任心和工作經(jīng)驗，難以獲得精度穩(wěn)定可靠的測試數(shù)據(jù)。同時，由于測試數(shù)據(jù)無法進行自動記錄，校驗原始記錄、校驗報告中的測試數(shù)據(jù)是由校驗員在完成校驗后人工填寫或錄入，工作效率低下，數(shù)據(jù)的真實性、可靠性無法得到保證。隨后有人提出了用PC控制、對安全閥整定壓力進行自動化測定的方法。

基于此，陸續(xù)開發(fā)出由PC控制、能自動測定和記錄測試數(shù)據(jù)的安全閥校驗裝置和配備該裝置的安全閥校驗臺，實現(xiàn)了對整定壓力的自動測定與保存，校驗結(jié)束后，能自動生成安全閥校驗報告并進行打印。

2 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化測試技術(shù)與管理系統(tǒng)

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，將安全閥的數(shù)字化測試技術(shù)與信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸進行結(jié)合，同時對人機界面進行優(yōu)化，筆者成功地開發(fā)了“安全閥智能校驗與管理系統(tǒng)”(以下簡稱：系統(tǒng))，系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖1所示。

圖1 安全閥智能校驗與管理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成與工作流程

“安全閥智能校驗與管理系統(tǒng)”包含有“管理端軟件”、“操作端軟件”與“報告審核審批軟件”，它們之間通過附加在服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)。安全閥校驗臺配備有壓力變送器、數(shù)據(jù)處理器、PC、觸摸顯示屏與氣動打標機（老校驗臺可以加裝），在“操作端軟件”的支持下，具備從服務(wù)器獲取待校驗任務(wù)、自動測定與自動記錄、測試數(shù)據(jù)返寫到數(shù)據(jù)庫、自動生成銘牌參數(shù)并刻制合格證銘牌等功能。同時，良好的人機界面使得校驗臺（操作端）不需要進行任何的錄入工作，校驗員只需要點擊觸摸顯示屏就可以完成校驗操作。

管理端是一臺（或多臺）安裝了“管理端軟件”的電腦，負責完成待校驗安全閥的參數(shù)錄入、校驗任務(wù)生成與派發(fā)、校驗報告與原始記錄等文檔自動生成等功能。報告審核與審批（簽發(fā)）借助“報告審核審批軟件”完成，如果需要在檢驗單位原有辦公自動化系統(tǒng)中進行報告的審核審批（簽發(fā))，可以借助兩個不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換來實現(xiàn)。

“安全閥智能校驗與管理系統(tǒng)”流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)工作流程圖

2.2 系統(tǒng)軟件

為了提高整個安全閥校驗體系運行的效率，系統(tǒng)集成了“管理端軟件”、“操作端軟件”與“報告審核審批軟件”。

1）管理端軟件

如圖3所示，管理端軟件具有“校驗任務(wù)管理”、“文檔管理”、“校驗歷史調(diào)閱”與“相關(guān)信息配置”四大類功能。

圖3 管理端軟件的功能

該軟件可以安裝在校驗站的任何一臺電腦上，其主界面見下圖4所示。

圖4 軟件主界面

待校驗安全閥的參數(shù)錄入后，將獲得一個檢驗編號（或報告編號），點擊“增加任務(wù)”后將形成一條待校驗任務(wù)并列表顯示在界面的右方，借助“導入約檢”可以將安全閥使用單位輸入的待校驗安全閥參數(shù)讀入?！芭砂l(fā)任務(wù)”用于將待校驗任務(wù)發(fā)送到“操作端軟件”進行校驗，并同時自動生成校驗委托（任務(wù)）單。校驗結(jié)束的任務(wù)在“文檔管理”功能模塊中自動生成校驗原始記錄，并將報告送審。完成審核、審批（簽發(fā)）的校驗報告能夠下載并打印。在“調(diào)閱歷史”功能模塊中，能查詢到所有已結(jié)束審批（簽發(fā)）的任務(wù)的相關(guān)參數(shù)及校驗測試數(shù)據(jù)。

2）操作端軟件

操作端軟件的功能配置如圖5所示。

圖5 操作端軟件界面

圖6所示為“操作端軟件”主界面，要進行校驗任務(wù)的主要參數(shù)將顯示在左面的校驗測試界面上方?！般懪茀?shù)”用于生成校驗合格證參數(shù)，“系統(tǒng)設(shè)置”則用于設(shè)置設(shè)備編號、型號、精密壓力表與（壓力傳感器）編號與量程等，這些參數(shù)也將自動記錄到數(shù)據(jù)庫和校驗原始記錄中,。

整定壓力的自動測試原理為峰值識別法，即：將安全閥校驗升壓過程中在安全閥開啟瞬間的峰值壓力記錄下來，該壓力就是整定壓力。如果測得的整定壓力不在合格范圍之內(nèi)，點擊觸摸屏上的“調(diào)?！卑粹o可以清空“整定壓力”欄中的測試結(jié)果，調(diào)整安全閥后重新進行校驗測試。復核得到的三次整定壓力及其平均值（圖6)，將自動記錄到數(shù)據(jù)庫中，其數(shù)值將導入安全閥校驗報告與原始記錄中。

圖6 操作端軟件主頁面

3）報告審核審批軟件

系統(tǒng)提供“報告審核審批軟件”，用于在線完成安全閥校驗報告的審核與審批（簽發(fā))，其主界面見如圖7所示。

圖7 報告審核審批軟件主界面

點擊“瀏覽”，不僅可以預覽送審的校驗報告，而且能夠?qū)蟾嬷谐鲥e的參數(shù)進行標記，將其退回管理端進行修改。審核審批（簽發(fā)）的報告，相關(guān)人員的電子簽名將簽署在審核與審批（簽發(fā)）欄中。

報告的審核審批也可以通過軟件對接的方法，將數(shù)據(jù)導入檢驗單位的辦公自動化系統(tǒng)（OA）中完成報告的審核與審批（簽發(fā))。

2.3 系統(tǒng)實際運行情況

“安全閥智能校驗與管理系統(tǒng)”自2009年起開始投入使用。起初，用于對在用的老安全閥校驗臺進行升級改造，隨后，配備該系統(tǒng)的新型安全閥校驗臺也陸續(xù)投放市場。至2013年8月，已有近百臺（套）設(shè)備在江蘇、廣東、山東、遼寧、上海等省市的特檢機構(gòu)及企業(yè)投入使用。

系統(tǒng)的推廣使用，使得安全閥校驗工作的技術(shù)水平邁上了一個新的臺階，具體體現(xiàn)為：

1）提高了安全閥校驗體系的運行效率，使安全閥校驗真正實現(xiàn)了數(shù)字化與信息化。

由于將安全閥校驗的數(shù)字化測試技術(shù)與校驗委托單、校驗原始記錄、校驗報告、校驗臺賬以及合格證銘牌的自動生成整合形成為一個完整的工作體系，使安全閥校驗的整體工作效率得到很大提高，且能基本杜絕工作的差錯。

2）系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，適用性強。

大量用戶、長時間的實際使用表明，系統(tǒng)的硬件與軟件性能穩(wěn)定可靠，操作使用便捷且人性化，對于文化程度不高、電腦操作使用不熟練的操作人員也能快速掌握操作方法。

對于不同檢測單位校驗報告、校驗原始記錄等文檔的格式與填寫方法的差異，系統(tǒng)均能完全適應(yīng)，并滿足使用單位收費計算、拆裝維修情況自動記錄以及倉儲管理等要求。

3）使安全閥校驗測試精度得到提高，并使校驗測試過程具有可追溯性。

在校驗臺操作端，系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)校驗臺完全靠操作人員從壓力表上讀取測試數(shù)據(jù)的落后狀況，采用了0.4級精密壓力表與壓力傳感器同步測壓，觸摸屏上既顯示實時壓力，又能將每次校驗過程中安全閥的開啟壓力自動記錄下來，使得校驗測試數(shù)據(jù)的精度得以提高且真實可靠。

由于測試數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)直接寫入數(shù)據(jù)庫，通過管理端的“調(diào)閱歷史”模塊，能夠查詢到所有已完成校驗安全閥的參數(shù)與測試數(shù)據(jù)，使校驗測試過程具有可追溯性，完善了對安全閥校驗工作的有效監(jiān)督管理。

3 總結(jié)

隨著“安全閥智能校驗與管理系統(tǒng)”的大規(guī)模推廣應(yīng)用，也相應(yīng)的產(chǎn)生了一些新問題。

首先，對安全閥的質(zhì)量提出了更高的要求。按照規(guī)范，要求安全閥連續(xù)三次起跳的整定壓力必須在合格范圍之內(nèi)，由于數(shù)字化測試技術(shù)提高了測試的精度， 校驗過程中出現(xiàn)的不合格閥的比例相應(yīng)增加。因此，建議安全閥制造單位在產(chǎn)品檢驗過程中也必須嚴把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，以免造成不必要的損失。

其次，建議安全閥校驗的相關(guān)標準和規(guī)范也需要進行相應(yīng)的完善?，F(xiàn)有的規(guī)范要求安全閥校驗臺需配備兩塊量程相同的精密壓力表同步進行測壓，在配備了壓力傳感器同步測壓的情況下，該規(guī)定應(yīng)該取消。對于校驗報告與原始記錄中，測試數(shù)據(jù)全部保留二位小數(shù)的規(guī)定，隨著壓力傳感器的應(yīng)用，筆者認為也可以保留三位小數(shù)，對于開啟壓力很低的安全閥很有必要。老設(shè)備由于全部采用精密壓力表進行測壓，為了保證測試精度，要求對不同開啟壓力的安全閥使用相應(yīng)量程的壓力表，因此，一個校驗臺如果需要校驗開啟壓力在32MPa以內(nèi)安全閥，必須配備14個不同量程的精密壓力表。在使用了壓力傳感器測壓并自動記錄整定的情況下，規(guī)范也應(yīng)該進行必要的調(diào)整。

2013－09－06）