管家駒 向忠

摘? 要： 液化天然氣傳統(tǒng)的耐壓檢測方式在數(shù)據(jù)獲取、自動化方面存在一定局限性。開發(fā)一套LNG氣瓶內(nèi)膽耐壓測試系統(tǒng)，主要介紹了上位機軟件的設計與實現(xiàn)，包括系統(tǒng)信息配置、數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)控功能、通訊端口與參數(shù)設置、數(shù)據(jù)保存和歷史信息查閱等功能。上位機軟件由VB.NET設計和編寫，使用SQL Server搭建耐壓測試數(shù)據(jù)庫。實驗表明，上位機軟件系統(tǒng)可以提高測試的效率和精度，有一定的實用性和可靠性。

關(guān)鍵詞： VB.net； LNG； 耐壓測試； 上位機； SQL Server

中圖分類號：TP206? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2023）06-138-04

Development and application of upper computer for LNG

cylinder liner pressure resistance test

Guan Jiaju， Xiang Zhong

（Faculty of Mechanical Engineering，Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou， Zhejiang 310018， China）

Abstract： The traditional LNG pressure test method has some limitations in data acquisition and automation. To solve these problems， a set of LNG cylinder liner pressure resistance test system is developed， and the design and implementation of the upper computer software are mainly introduced， including system information configuration， data acquisition and status monitoring， communication port and parameter settings， data storage and historical information retrieval. The upper computer software is provided by VB.net， and the database of pressure resistance test is built by using SQL Server. The experiment shows that the upper computer software system can improve the efficiency and accuracy of the test， and has certain practicability and reliability.

Key words： VB.net; LNG; pressure resistance test; upper computer; SQL Server

0 引言

液化天然氣（Liquefied Natural Gas，簡稱LNG），其主要成分是甲烷，是世界上公認的最干凈的化石能源。自二十世紀七十年代初以來，中國成為全球最大LNG進口國[1]。LNG應用十分廣泛，除了發(fā)電、家用燃料、車載燃料，還應用于陶瓷玻璃等行業(yè)。我國目前對于存儲運輸裝置LNG氣瓶檢測的研究相對落后，這也導致目前無法更大規(guī)模的推廣使用LNG氣瓶。根據(jù)國家相關(guān)標準和規(guī)程，LNG氣瓶在生產(chǎn)制造和正常工作一定的時間后，都要對其進行耐壓試驗。

耐壓試驗方式有水壓試驗、氣壓試驗等。傳統(tǒng)方法檢驗精度低、檢驗效率差，同時當內(nèi)膽測試過程中壓力值變化不明顯時，僅僅依靠人工辨別難度極大且不易于實現(xiàn)自動化[2]。本文提出利用工控機、采集卡、傳感器結(jié)合智能控制技術(shù)，實現(xiàn)LNG氣瓶內(nèi)膽耐壓測試實時監(jiān)測和控制，基于VB.net設計了一款LNG氣瓶內(nèi)膽耐壓測試系統(tǒng)上位機軟件，軟件可以實時獲取當前系統(tǒng)的工況和系統(tǒng)參數(shù)，實時獲取各種傳感器數(shù)據(jù)并保存，同時可為用戶提供查閱等操作。

1 系統(tǒng)整體設計

本系統(tǒng)總體方案如圖1所示。包括工控機、PCI數(shù)據(jù)采集卡、端子排和傳感器等。數(shù)據(jù)采集卡通過PCI總線與上位機實現(xiàn)通訊[3]。數(shù)據(jù)采集卡采集接近開關(guān)信號、工位壓力傳感器信號、流量信號、溫度信號、氣源壓力傳感器信號等，經(jīng)過邏輯運算，輸出信號給驅(qū)動電路，實現(xiàn)增壓泵控制、電磁閥控制等。

2 上位機軟件設計

2.1 上位機軟件系統(tǒng)架構(gòu)

LNG氣瓶內(nèi)膽耐壓測試上位機軟件系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。本文通過對LNG氣瓶內(nèi)膽耐壓試驗工藝過程分析，設計的LNG氣瓶內(nèi)膽耐壓測試上位機系統(tǒng)需要具備以下功能：

⑴ 耐壓測試系統(tǒng)信息配置；

⑵ 耐壓測試過程中的信息采集和狀態(tài)監(jiān)控；

⑶ 耐壓測試過程中通訊端口及參數(shù)設置；

⑷ 耐壓測試過程中數(shù)據(jù)保存和歷史信息查閱。

2.2 系統(tǒng)信息配置

在耐壓測試開始之前，需要進行一些系統(tǒng)信息的配置，例如：委托客戶、生產(chǎn)廠家、試驗代碼、設備信息、常見問題等等。試驗代碼即測試工藝，針對不同的內(nèi)膽型號，不同的試驗壓力選擇不同的代碼。同時軟件還可以對試驗代碼進行增、刪、改、查四種功能，對于工作人員的使用非常便利。測試系統(tǒng)信息配置如圖3所示。

2.3 信息采集和狀態(tài)監(jiān)控

在LNG氣瓶內(nèi)膽耐壓測試系統(tǒng)對氣瓶內(nèi)膽打壓過程中，需要對測試的溫度、氣源壓力、保壓壓力、當前壓力、保壓時間、試驗步驟等進行實時采集和監(jiān)控，以檢測氣瓶內(nèi)膽是否泄露，是否符合合格標準。同時利用C1.Chart控件繪制測試過程曲線圖，通過該圖可以直觀的顯示當前壓力值，保壓時間和保壓壓力等情況，如圖4所示。

2.4 通訊端口及參數(shù)設置

LNG氣瓶內(nèi)膽耐壓測試上位機需要在測試過程中進行信號的輸入與輸出，輸入信號主要包括壓力傳感器、溫度傳感器和開關(guān)量，如圖5所示。

測試開始，上位機軟件通過PCI數(shù)據(jù)采集卡獲取傳感器的當前值。輸出信號主要包括供氣閥、進氣閥、出氣閥、放空閥等開關(guān)信號，如圖6所示。通過上位機軟件發(fā)出測試指令通過PCI總線發(fā)送至數(shù)據(jù)采集卡，利用端子排繼電器驅(qū)動電磁閥開關(guān)動作。本軟件只需要在測試開始前選擇測試工位后，上位機軟件將會根據(jù)工藝的要求，自動控制各個電磁閥的開關(guān)直至測試結(jié)束[4，5]。

2.5 數(shù)據(jù)保存和歷史信息查閱

在耐壓測試過程中，不僅需要可以實時顯示各個階段的參數(shù)變化，還要求上位機軟件可以存儲整個測試過程的數(shù)據(jù)信息[6]。在試驗結(jié)束后，按照數(shù)據(jù)庫中預先設定的屬性進行保存，自動存儲試驗時間、壓力參數(shù)、試驗介質(zhì)、壓力表編號等等。本設計選用SQL Server數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)，上位機軟件利用ADO.NET方式連接SQL Server數(shù)據(jù)庫，部分代碼如下：

Private Sub saveTstRst（）

'將信息保存到數(shù)據(jù)庫當中

'以氣瓶編號+測試日期為當前編號進行保存

DimcnAsNewSqlConnection（dbConnString）

Dim sqlStr As String

Dim ndbh， sydm， sykssj， syjssj， sywd， sfxl， syyl As String

Dim strTstDate As String = ""

strTstDate=Now.ToString（"yyyy-MM-dd hh：mm：ss"）

Dim tmpCmd As SqlCommand

Dim tmpTstNo As String = ""

Try

'保存實驗數(shù)據(jù)

ndbh = TB1.Text ''內(nèi)膽編號

sykssj = sTstStartTme ''試驗開始時間

syjssj = sTstStopTme ''試驗結(jié)束時間

sywd = mForm.FrmRealTimeData.TxtEnvTemp.Text ''試驗溫度

sydm = mForm.frmTstCtrl.sCylCode ''試驗代碼

syyl = mForm.frmTstCtrl.sTstPre

If bWarning Then? ?'是否泄漏

sfxl = "1"

Else

sfxl = "0"

End If

sqlStr = "select * from SaveData where 內(nèi)膽編號

= '" & ndbh & "'"

If SearchOledbCyl（cn， sqlStr） = True Then

'''''更新當前數(shù)據(jù)庫

sqlStr="update? SaveData set 內(nèi)膽編號='" & ndbh

&"'，試驗代碼='" & sydm & "'，試驗壓力='" & syyl &"'，試驗開始時間='" & sykssj & "'，試驗結(jié)束時間='" & syjssj & "'，試驗溫度='" & sywd & "'，是否泄漏='" & sfxl & "' where 內(nèi)膽編號='" & ndbh & "'"

cn.Open（）

tmpCmd = New SqlCommand（sqlStr， cn）

tmpCmd.ExecuteNonQuery（）

cn.Close（）

Else

''''新建數(shù)據(jù)庫記錄

sqlStr = "insert into SaveData（內(nèi)膽編號， 試驗代碼，

試驗壓力， 試驗開始時間，試驗結(jié)束時間， 試驗溫度， 是否泄漏） values（'" _ & ndbh & "'，'" & sydm & "'，'" & syyl & "'，'" & sykssj & "'，'" & syjssj & "'，'" & sywd & "'，'" & sfxl & "'）"

cn.Open（）

tmpCmd = New SqlCommand（sqlStr， cn）

tmpCmd.ExecuteNonQuery（）

cn.Close（）

End If

Dim saveChartString As String=

txtSavePath & "＼" & ndbh

'保存文件

MainChart.SaveChartToFile（saveChartString）

Catch ex As Exception

MessageBox.Show（ex.Message）

Finally

End Try

End Sub

同時，針對測試系統(tǒng)上位機要求，開發(fā)數(shù)據(jù)瀏覽窗口可供工作人員或檢查機構(gòu)對試驗數(shù)據(jù)進行快速查找和檢驗。根據(jù)三種查詢條件進行查詢：內(nèi)膽編號、試驗開始時間和試驗結(jié)束時間進行精確查找。當查詢到對應測試結(jié)果，選中后點擊報表，可以完整地查看到試驗數(shù)據(jù)和試驗過程曲線圖。數(shù)據(jù)瀏覽窗口界面設計如圖7所示。

3 軟件應用

該系統(tǒng)已經(jīng)應用于企業(yè)中，與傳統(tǒng)的測試方式相比，大幅度提高了測試效率和精確度。以1000L氣瓶內(nèi)膽打壓試驗為例，額定壓力值3.2Mpa，泵端壓力為3.8Mpa，實時動態(tài)曲線如圖8所示。在打壓試驗過程中，軟件界面實時顯示壓力隨著時間變化的曲線，同時反映當前工作狀態(tài)。

4 結(jié)束語

通過分析傳統(tǒng)耐壓測試方法，根據(jù)現(xiàn)代自動化耐壓測試工藝的要求，本文基于VB.net語言和DLL動態(tài)鏈接庫設計了LNG氣瓶內(nèi)膽耐壓測試系統(tǒng)上位機軟件，并給出邏輯流程圖和部分代碼。該軟件針對測試工藝進行自動控制，能很好的完成對生產(chǎn)測試的數(shù)據(jù)采集存儲和精確控制，提高氣瓶內(nèi)膽測試過程的效率和精度，為我國LNG氣瓶測試技術(shù)提供一些參考價值。

參考文獻（References）：

[1] 崔巍，魏文治，孫曉琪，等.中國液化天然氣進口脆弱性研究[J].

世界石油工業(yè)，2022，29（1）：20-29

[2] 周暢業(yè).低溫絕熱氣瓶智能化檢驗系統(tǒng)的設計和優(yōu)化[D].

碩士，大連海事大學，2019

[3] 李江全，湯智輝，朱東芹.Visual Basic數(shù)據(jù)采集與串口通信測

控應用實戰(zhàn)[M].北京人民郵電出版社，2010

[4] 黃燁翔.多工位液化石油氣鋼瓶水壓試驗流水線設計與

開發(fā)[D].碩士，浙江理工大學，2018

[5] Aydin C，Ozerdem B.Air leakage measurement and analysis

in duct systems[J]. Energy & Buildings，2006，38（3）：207-213

[6] 費曉昕，吳述園，朱紅生，等.面向地表水水質(zhì)檢測的無人船上

位機軟件設計與實現(xiàn)[J].計算機時代，2022（9）：49-52