基于SANS拉力機的電線電纜拉力試驗專用軟件的開發

陳玉明，吳 江，江 丞

(1.江蘇省產品質量監督檢驗研究院，江蘇宜興214252;2.南京航空航天大學，江蘇南京210007)

0 引言

電線電纜產品質量測試項目大體可分為四大類:機械性能、電性能、結構尺寸以及其他特殊性能。機械性能的主要考核指標有絕緣和護套的抗張強度和斷裂伸長率。拉力試驗機作為最常規機械性能的測試裝置，應用非常廣泛，但其軟件的開發針對性并不強。電線電纜產品絕緣、護套的拉力試驗數據量較大，計算較為繁瑣，開發一套適用于電線電纜產品拉力測試的專用軟件可以極大地提高檢驗人員的工作效率和測試準確性。本文結合當前電線電纜產品拉力測試的現狀，介紹了開發的拉力測試軟件。

1 拉力試驗現狀及測試過程中的問題

拉力試驗機主要用于考核絕緣和護套的抗張強度和斷裂伸長率，國內主要的生產廠家有深圳新三思材料有限公司、上海華龍試驗機有限公司、長春試驗機有限公司等，拉力機型號眾多，應用范圍較廣。

早期的拉力試驗機是指針式，數據讀取很不方便。隨著傳感技術的不斷發展，電子拉力試驗機已替代了老式的拉力試驗機。相比之下，新式拉力試驗機測量方式更為便捷，在數據方面已實現自動采集，提高了測試人員的工作效率和測試準確性。由于拉力試驗機應用領域較廣，國內外生產廠家并未針對電線電纜行業做專業的軟件開發和設計，數據雖實現了自動采集，但后續數據的處理仍較為繁瑣。

電線電纜絕緣、護套拉力測試數據量較大，按照GB/T 2951—2008試驗方法的規定，每一根絕緣線芯、護套需要制作5個試樣，并取其抗張強度、斷裂伸長率的中值(或者平均值)。對于一個全性能的測試項目而言，拉力試驗的數據量至少要達到20多個，數據量較多，計算雖簡單，但較為繁瑣，而且容易出錯。對于一個普通測試員，如果每天的試驗工作量達到20個批次的話，數據量將達到500個，可想而知其計算工作量將有多大。我們做過統計，普通的拉力測試項目，試驗和數據處理的時間各占50%，工作效率特別低，出錯概率大。特別是在測試任務飽滿的工作期間，拉力試驗項目成為了制約整個線纜測試流程的瓶頸項目。測試數據不能進行自動計算，這極大的影響了拉力試驗的效率和準確性。

目前國內外的拉力試驗機生產廠商尚未開發出用于電線電纜產品拉力測試的專用軟件，為此我們結合拉力測試的要求，進行了軟件開發工作。

2 電線電纜拉力測試軟件的開發

2.1 軟件開發的思路

國內外的拉力機已經能夠實現數據測試的自動采集，但數據的后續處理還沒有專業的軟件系統，一般的測試軟件僅僅對單個的試驗具備數據處理功能。結合線纜測試的實際，線纜試樣處理通常要經過幾個階段，如老化前、空氣烘箱老化后、耐油老化、成品老化等，每個階段后都要進行抗張強度和斷裂伸長率的測試。數據的計算和數據間的比較也很清晰，按照這一思路可以大體構造出整個電線電纜拉力試驗軟件的結構框架。

根據電線電纜測試和數據處理要求，軟件將能夠實現數據采集、數據計算、數據查詢、統計報表等功能。

2.2 軟件開發的技術難點

要達到預期的目的存在兩個技術難點:

(1)自動化處理系統和硬件的兼容性研究。系統軟件能否成功運行，基于系統與拉力測試硬件的兼容，本項目主要表現在三個兼容點:拉力傳感、位移傳感、速度傳感。解決好這些兼容點，自動化處理系統就能夠實現軟硬件之間的通信協議。

(2)自動化處理系統功能性研究。編制具有專業測試特色的軟件，關鍵要將試驗流程、數據處理要求細化。拉力測試流程主要包括:信息錄入、方法選擇、速度選擇、過程選擇、數據計算、數據存儲、數據查詢等。自動化測試系統還擴展到其他的功能:試驗人員口令、測試設備編號自動錄入、溫濕度自動錄入等。通過軟件編制這些功能是完全可以實現的。

3 軟件開發方法及技術路線

拉力軟件開發我們采用多層數據結構的方法，圖1是本次軟件設計開發的技術路線圖。

圖1 拉力軟件設計技術路線示意圖

拉力試驗機生產廠商提供了硬件通信協議，并解碼。通過軟件開發，可以實現指令與通信協議的兼容，并且能夠保證手動操作設備和軟件操作的一致性和協調性。

圖2、圖3分別為管狀和啞鈴狀試樣的測試軟件系統表單截圖。測試員在試驗時可根據測試的要求進行選擇和設定，如選擇測試任務編號、試驗階段、試件形狀、顏色等，不再需要進行手工書寫。

圖2 管狀試樣拉力測試表單截圖

圖3 啞鈴狀試樣拉力測試表單截圖

通過調試，該軟件系統很好地滿足了電線電纜測試的基本需求，實現了測試信息的錄入、自動計算、數據維護、數據查詢和表單打印等功能，測試效率提高了40%，保證了測試數據的準確性。

軟件設計開發時也考慮到了特殊的電纜產品如81YH橡套線試驗數據修約與常規數據修約要求不一致的情況。

4 結束語

本軟件的開發可大大提高拉力測試的精度、速度、準確度，降低人力資源成本，有效地解決拉力測試工作量的瓶頸難題，有較大的應用和推廣價值。

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

［2］汪 沁，奚李峰.數據結構［M］.北京:清華大學出版社，2009.