基于SANS拉力機(jī)的電線電纜拉力試驗(yàn)專用軟件的開發(fā)

陳玉明，吳 江，江 丞

(1.江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，江蘇宜興214252;2.南京航空航天大學(xué)，江蘇南京210007)

0 引言

電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試項(xiàng)目大體可分為四大類:機(jī)械性能、電性能、結(jié)構(gòu)尺寸以及其他特殊性能。機(jī)械性能的主要考核指標(biāo)有絕緣和護(hù)套的抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。拉力試驗(yàn)機(jī)作為最常規(guī)機(jī)械性能的測(cè)試裝置，應(yīng)用非常廣泛，但其軟件的開發(fā)針對(duì)性并不強(qiáng)。電線電纜產(chǎn)品絕緣、護(hù)套的拉力試驗(yàn)數(shù)據(jù)量較大，計(jì)算較為繁瑣，開發(fā)一套適用于電線電纜產(chǎn)品拉力測(cè)試的專用軟件可以極大地提高檢驗(yàn)人員的工作效率和測(cè)試準(zhǔn)確性。本文結(jié)合當(dāng)前電線電纜產(chǎn)品拉力測(cè)試的現(xiàn)狀，介紹了開發(fā)的拉力測(cè)試軟件。

1 拉力試驗(yàn)現(xiàn)狀及測(cè)試過(guò)程中的問(wèn)題

拉力試驗(yàn)機(jī)主要用于考核絕緣和護(hù)套的抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，國(guó)內(nèi)主要的生產(chǎn)廠家有深圳新三思材料有限公司、上海華龍?jiān)囼?yàn)機(jī)有限公司、長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)有限公司等，拉力機(jī)型號(hào)眾多，應(yīng)用范圍較廣。

早期的拉力試驗(yàn)機(jī)是指針式，數(shù)據(jù)讀取很不方便。隨著傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，電子拉力試驗(yàn)機(jī)已替代了老式的拉力試驗(yàn)機(jī)。相比之下，新式拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)量方式更為便捷，在數(shù)據(jù)方面已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集，提高了測(cè)試人員的工作效率和測(cè)試準(zhǔn)確性。由于拉力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域較廣，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家并未針對(duì)電線電纜行業(yè)做專業(yè)的軟件開發(fā)和設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)雖實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集，但后續(xù)數(shù)據(jù)的處理仍較為繁瑣。

電線電纜絕緣、護(hù)套拉力測(cè)試數(shù)據(jù)量較大，按照GB/T 2951—2008試驗(yàn)方法的規(guī)定，每一根絕緣線芯、護(hù)套需要制作5個(gè)試樣，并取其抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率的中值(或者平均值)。對(duì)于一個(gè)全性能的測(cè)試項(xiàng)目而言，拉力試驗(yàn)的數(shù)據(jù)量至少要達(dá)到20多個(gè)，數(shù)據(jù)量較多，計(jì)算雖簡(jiǎn)單，但較為繁瑣，而且容易出錯(cuò)。對(duì)于一個(gè)普通測(cè)試員，如果每天的試驗(yàn)工作量達(dá)到20個(gè)批次的話，數(shù)據(jù)量將達(dá)到500個(gè)，可想而知其計(jì)算工作量將有多大。我們做過(guò)統(tǒng)計(jì)，普通的拉力測(cè)試項(xiàng)目，試驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理的時(shí)間各占50%，工作效率特別低，出錯(cuò)概率大。特別是在測(cè)試任務(wù)飽滿的工作期間，拉力試驗(yàn)項(xiàng)目成為了制約整個(gè)線纜測(cè)試流程的瓶頸項(xiàng)目。測(cè)試數(shù)據(jù)不能進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，這極大的影響了拉力試驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確性。

目前國(guó)內(nèi)外的拉力試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠商尚未開發(fā)出用于電線電纜產(chǎn)品拉力測(cè)試的專用軟件，為此我們結(jié)合拉力測(cè)試的要求，進(jìn)行了軟件開發(fā)工作。

2 電線電纜拉力測(cè)試軟件的開發(fā)

2.1 軟件開發(fā)的思路

國(guó)內(nèi)外的拉力機(jī)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)測(cè)試的自動(dòng)采集，但數(shù)據(jù)的后續(xù)處理還沒有專業(yè)的軟件系統(tǒng)，一般的測(cè)試軟件僅僅對(duì)單個(gè)的試驗(yàn)具備數(shù)據(jù)處理功能。結(jié)合線纜測(cè)試的實(shí)際，線纜試樣處理通常要經(jīng)過(guò)幾個(gè)階段，如老化前、空氣烘箱老化后、耐油老化、成品老化等，每個(gè)階段后都要進(jìn)行抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)試。數(shù)據(jù)的計(jì)算和數(shù)據(jù)間的比較也很清晰，按照這一思路可以大體構(gòu)造出整個(gè)電線電纜拉力試驗(yàn)軟件的結(jié)構(gòu)框架。

根據(jù)電線電纜測(cè)試和數(shù)據(jù)處理要求，軟件將能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。

2.2 軟件開發(fā)的技術(shù)難點(diǎn)

要達(dá)到預(yù)期的目的存在兩個(gè)技術(shù)難點(diǎn):

(1)自動(dòng)化處理系統(tǒng)和硬件的兼容性研究。系統(tǒng)軟件能否成功運(yùn)行，基于系統(tǒng)與拉力測(cè)試硬件的兼容，本項(xiàng)目主要表現(xiàn)在三個(gè)兼容點(diǎn):拉力傳感、位移傳感、速度傳感。解決好這些兼容點(diǎn)，自動(dòng)化處理系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬件之間的通信協(xié)議。

(2)自動(dòng)化處理系統(tǒng)功能性研究。編制具有專業(yè)測(cè)試特色的軟件，關(guān)鍵要將試驗(yàn)流程、數(shù)據(jù)處理要求細(xì)化。拉力測(cè)試流程主要包括:信息錄入、方法選擇、速度選擇、過(guò)程選擇、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢等。自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)還擴(kuò)展到其他的功能:試驗(yàn)人員口令、測(cè)試設(shè)備編號(hào)自動(dòng)錄入、溫濕度自動(dòng)錄入等。通過(guò)軟件編制這些功能是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

3 軟件開發(fā)方法及技術(shù)路線

拉力軟件開發(fā)我們采用多層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法，圖1是本次軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的技術(shù)路線圖。

圖1 拉力軟件設(shè)計(jì)技術(shù)路線示意圖

拉力試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠商提供了硬件通信協(xié)議，并解碼。通過(guò)軟件開發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)指令與通信協(xié)議的兼容，并且能夠保證手動(dòng)操作設(shè)備和軟件操作的一致性和協(xié)調(diào)性。

圖2、圖3分別為管狀和啞鈴狀試樣的測(cè)試軟件系統(tǒng)表單截圖。測(cè)試員在試驗(yàn)時(shí)可根據(jù)測(cè)試的要求進(jìn)行選擇和設(shè)定，如選擇測(cè)試任務(wù)編號(hào)、試驗(yàn)階段、試件形狀、顏色等，不再需要進(jìn)行手工書寫。

圖2 管狀試樣拉力測(cè)試表單截圖

圖3 啞鈴狀試樣拉力測(cè)試表單截圖

通過(guò)調(diào)試，該軟件系統(tǒng)很好地滿足了電線電纜測(cè)試的基本需求，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試信息的錄入、自動(dòng)計(jì)算、數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)查詢和表單打印等功能，測(cè)試效率提高了40%，保證了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

軟件設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)也考慮到了特殊的電纜產(chǎn)品如81YH橡套線試驗(yàn)數(shù)據(jù)修約與常規(guī)數(shù)據(jù)修約要求不一致的情況。

4 結(jié)束語(yǔ)

本軟件的開發(fā)可大大提高拉力測(cè)試的精度、速度、準(zhǔn)確度，降低人力資源成本，有效地解決拉力測(cè)試工作量的瓶頸難題，有較大的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

［1］GB/T 2951—2008 電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗(yàn)方法［S］.

［2］汪 沁，奚李峰.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2009.