全自动棉包回潮率检测装置管理系统设计及开发

全自动棉包回潮率检测装置管理 系统设计及开发

马磊磊 1 贺红平 1 孙晓园 2

1. 新疆计量测试研究院，新疆 乌鲁木齐， 830011

2.新疆医科大学第五附属医学院，新疆 乌鲁木齐，830011

摘要：全自动棉包回潮率检测装置管理系统是在原棉包水分测定仪的基础上，开发一套检测管理系统。在控制系统的基础上，以服务器为主体而开发的检测管理系统。从管理系统的功能规划到总体方案设计，并开发出检测管理系统，能够实现从系统管理、检测设备管理、报告证书管理于一体的全方位管理系统，最后对该系统进行了离线模拟调试及检测实验，间接验证了本系统的可靠性及实用性。

关键词：棉包回潮率；管理系统；模块化设计

1、引言

控制系统采用PLC加组态的方式进行控制，具有可靠性高，扩展方便，开发迅速等优点。根据《棉包水分测定仪检定规程》，通过对PLC和组态进行编程，可以实现棉包不同位置及深度的全自动检测，极大程度降低检测员的劳动强度，提高检定效率，且伺服系统可以实现精确定位（单轴精度优于0.1mm），相对人工定位，该装置的检测结果具有更高的可信度。

根据全自动棉包回潮率检测装置管理系统的功能要求，设计管理系统的结构，主要包括：系统管理、检测信息管理、数据管理、检测设备管理、报告证书管理、人机交互界面的设计、相关命令语言的编程以及系统调试运行等研究内容，实现系统正常的管理和运行。

2、设计目标（功能需求分析）

全自动棉包回潮率检测装置管理系统应具备如下功能：

（1）数据采集：数据采集功能是通过控制系统的GPRS无线传输DTU装置将检测的数据打包发送到全自动棉包回潮率检测装置管理系统，在现场检测时，控制系统能把检测数据通过GPRS模块实时上传到管理系统，管理系统将数据进行分类处理并导入数据库，完成数据的采集。

（2）数据处理：根据系统的数据处理需求，对控制系统上传的数据进行接收、解析，然后对解析后的数据进行转换、运算等数据处理。由于数据在传输过程中以字符串格式传输，数据处理模块完成数据转换，方便操作人员处理和使用这些数据。

（3）数据显示：数据处理完成后，可以通过平台进行显示，可以显示成单次数据、累计数据等模式，利于数据分析。

（4）数据存储：数据处理完成后，需要对处理后的数据以特定的类型和格式进行分类，并将其存储在不同的数据库或表格中。在该全自动棉包回潮率检测管理系统中，数据存储在专用的数据库里，便于数据的后期查询和调用，用户也可以保存为其他特定的需求格式。

（5）数据查询：数据存储完成后，可以通过查询功能进行查询，根据查询的条件查询数据。通过历史数据的查询可以分析地区、年度或棉花种类的品质，生成相应的分析报告，方便评估棉花品质。

（6）用户管理：系统应具备用户的查询、添加和删除等管理功能。

（7）报告或证书处理：根据需要，对检测数据进行处理，以报表的形式显示和存储，并根据报告或证书的格式出具检测报告或证书。可以事先定义一些固定格式的报告，也可根据用户自定义的一些格式，生成报告，根据生成的报告进行打印，并将其发送给客户。

3、设计原则

全自动棉包回潮率检测装置控制系统总体设计时，必须保证系统的开放性、模块化、可扩展等原则。

（1）开放性

开放性作为系统开发的首要原则，主要是由于开放的数控系统易于利用新技术进行更新；另一方面是开放性能够增加新旧系统之间的互通性，因此必须遵循如下原则：

（2）模块化结构

从软件开发工具的角度出发，利用面向对象的方法，可以根据用户的需要开发新的系统。在设计过程中，大的模块分为相对独立的功能模块，建立模块之间的对应关系，然后打包封装。

（3）充分利用 Windows OS的优势

Windows操作系统仍然是当前操作系统开发的主流，大多数软件和开发工具都建立在Windows操作系统平台上。Windows操作系统功能强大，兼容性强，适合系统开发，用户也可以根据需要扩展系统硬件。

（4）成熟技术与先进技术相结合的原则

先进技术是在原有技术的基础上，对每一项新技术进行改进，但必须应用成熟的技术，否则会出现许多问题。因此，在整个系统设计过开发程中，通过实践，保留了一些成熟的技术。在软件设计过程中，利用已有的控件作为接口元素，能够提高系统设计的效率。

（5）系统的可扩展性原则

根据项目要求开发了系统中的功能模块。在系统调试过程中，可以根据新系统要求增加或删除一些功能模块。因此，所以在管理系统设计的过程中，要充分考虑到这种功能不确定性的需求变化，应预留接口以满足系统的新要求。

4、设计步骤

根据开放式管理系统的要求，通过模块化设计方式来开发系统。在开发之前，必须对整个系统的功能进行全面的分析了解。用户可以根据实际需要开发自己的系统。该管理系统软件设计流程为：选择工控机类型、操作系统及开发环境→数据管理软件功能模块分析→功能模块细化→建立功能单元→定义功能单元的属性和操作→功能单元代码实现、封装成类→按关系模型链接成应用系统→与PLC联调。

5、管理系统结构与组成

（1）管理系统组成

管理系统主要由上位机服务器、全自动棉包回潮率检测装置管理系统及数据库组成，全自动棉包回潮率检测装置管理系统在设计的过程中，采用模块化设计思想，这种设计思想，使软件的整体结构更加清晰，功能明确，方便系统开发人员的分工协作，系统的测试和维护也比较简单，如图1所示，列出了管理系统各功能模块及各模块的间层次关系：

图1系统结构总图

（2）管理系统总体方案

该管理系统软件运行在Windows操作系统上，以Delphi 为开发工具，Pascal为开发语言，使系统功能模块化，五大软件模块分别为：系统管理、检测信息管理、数据管理、检测设备管理、报告证书管理。

6、管理系统程序设计

6.1人机交互界面

根据全自动棉包回潮率检测装置管理系统的功能特点，并结合人机界面的设计原则，开发了适合本检测系统的人机交互界面。人机交互界面中包括系统管理、检测信息管理、数据管理及报告证书管理等模块。

6.2各个模块及其操作界面

整体软件人机交互界面由四大模块组成，一是系统管理模块：系统管理模块主要是对系统的其它模块进行管理，对整个系统起来保障作用；二是检测信息管理系统模块：在检测信息管理模块中，可以对现场检测的信息进行管理，包括被检测企业的基本信息，如企业名称、检测日期数量及检测人员等；三是数据管理系统模块：数据管理系统包括检测数据查询、数据运算处理、数据导出及备份等功能；四是证书报告管理系统：证书报告管理系统包括证书报告的生成、编辑、预览及打印等功能。

7、总结

本全自动棉包回潮率检测装置管理系统的研发成功极大地提高了棉包回潮率检测的自动化、智能化水平，把检测员彻底解放出来，也间接提升了检测数据的客观性、真实性。对自治区乃至全国棉包回潮率检测领域具有深远的积极影响。