LNG气瓶内胆耐压测试系统上位机软件设计与实现

管家驹 向忠

摘  要： 液化天然气传统的耐压检测方式在数据获取、自动化方面存在一定局限性。开发一套LNG气瓶内胆耐压测试系统，主要介绍了上位机软件的设计与实现，包括系统信息配置、数据采集和状态监控功能、通讯端口与参数设置、数据保存和历史信息查阅等功能。上位机软件由VB.NET设计和编写，使用SQL Server搭建耐压测试数据库。实验表明，上位机软件系统可以提高测试的效率和精度，有一定的实用性和可靠性。

关键词： VB.net； LNG； 耐压测试； 上位机； SQL Server

中图分类号：TP206          文献标识码：A     文章编号：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，简称LNG），其主要成分是甲烷，是世界上公认的最干净的化石能源。自二十世纪七十年代初以来，中国成为全球最大LNG进口国[1]。LNG应用十分广泛，除了发电、家用燃料、车载燃料，还应用于陶瓷玻璃等行业。我国目前对于存储运输装置LNG气瓶检测的研究相对落后，这也导致目前无法更大规模的推广使用LNG气瓶。根据国家相关标准和规程，LNG气瓶在生产制造和正常工作一定的时间后，都要对其进行耐压试验。

耐压试验方式有水压试验、气压试验等。传统方法检验精度低、检验效率差，同时当内胆测试过程中压力值变化不明显时，仅仅依靠人工辨别难度极大且不易于实现自动化[2]。本文提出利用工控机、采集卡、传感器结合智能控制技术，实现LNG气瓶内胆耐压测试实时监测和控制，基于VB.net设计了一款LNG气瓶内胆耐压测试系统上位机软件，软件可以实时获取当前系统的工况和系统参数，实时获取各种传感器数据并保存，同时可为用户提供查阅等操作。

1 系统整体设计

本系统总体方案如图1所示。包括工控机、PCI数据采集卡、端子排和传感器等。数据采集卡通过PCI总线与上位机实现通讯[3]。数据采集卡采集接近开关信号、工位压力传感器信号、流量信号、温度信号、气源压力传感器信号等，经过逻辑运算，输出信号给驱动电路，实现增压泵控制、电磁阀控制等。

2 上位机软件设计

2.1 上位机软件系统架构

LNG气瓶内胆耐压测试上位机软件系统架构如图2所示。本文通过对LNG气瓶内胆耐压试验工艺过程分析，设计的LNG气瓶内胆耐压测试上位机系统需要具备以下功能：

⑴ 耐压测试系统信息配置；

⑵ 耐压测试过程中的信息采集和状态监控；

⑶ 耐压测试过程中通讯端口及参数设置；

⑷ 耐压测试过程中数据保存和历史信息查阅。

2.2 系统信息配置

在耐压测试开始之前，需要进行一些系统信息的配置，例如：委托客户、生产厂家、试验代码、设备信息、常见问题等等。试验代码即测试工艺，针对不同的内胆型号，不同的试验压力选择不同的代码。同时软件还可以对试验代码进行增、删、改、查四种功能，对于工作人员的使用非常便利。测试系统信息配置如图3所示。

2.3 信息采集和状态监控

在LNG气瓶内胆耐压测试系统对气瓶内胆打压过程中，需要对测试的温度、气源压力、保压压力、当前压力、保压时间、试验步骤等进行实时采集和监控，以检测气瓶内胆是否泄露，是否符合合格标准。同时利用C1.Chart控件绘制测试过程曲线图，通过该图可以直观的显示当前压力值，保压时间和保压压力等情况，如图4所示。

2.4 通訊端口及参数设置

LNG气瓶内胆耐压测试上位机需要在测试过程中进行信号的输入与输出，输入信号主要包括压力传感器、温度传感器和开关量，如图5所示。

测试开始，上位机软件通过PCI数据采集卡获取传感器的当前值。输出信号主要包括供气阀、进气阀、出气阀、放空阀等开关信号，如图6所示。通过上位机软件发出测试指令通过PCI总线发送至数据采集卡，利用端子排继电器驱动电磁阀开关动作。本软件只需要在测试开始前选择测试工位后，上位机软件将会根据工艺的要求，自动控制各个电磁阀的开关直至测试结束[4，5]。

2.5 数据保存和历史信息查阅

在耐压测试过程中，不仅需要可以实时显示各个阶段的参数变化，还要求上位机软件可以存储整个测试过程的数据信息[6]。在试验结束后，按照数据库中预先设定的属性进行保存，自动存储试验时间、压力参数、试验介质、压力表编号等等。本设计选用SQL Server数据库存储数据，上位机软件利用ADO.NET方式连接SQL Server数据库，部分代码如下：

Private Sub saveTstRst（）

'将信息保存到数据库当中

'以气瓶编号+测试日期为当前编号进行保存

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

'保存实验数据

ndbh = TB1.Text ''内胆编号

sykssj = sTstStartTme ''试验开始时间

syjssj = sTstStopTme ''试验结束时间

sywd = mForm.FrmRealTimeData.TxtEnvTemp.Text ''试验温度

sydm = mForm.frmTstCtrl.sCylCode ''试验代码

syyl = mForm.frmTstCtrl.sTstPre

If bWarning Then   '是否泄漏

sfxl = "1"

Else

sfxl = "0"

End If

sqlStr = "select * from SaveData where 内胆编号

= '" & ndbh & "'"

If SearchOledbCyl（cn， sqlStr） = True Then

'''''更新当前数据库

sqlStr="update  SaveData set 内胆编号='" & ndbh

&"'，试验代码='" & sydm & "'，试验压力='" & syyl &"'，试验开始时间='" & sykssj & "'，试验结束时间='" & syjssj & "'，试验温度='" & sywd & "'，是否泄漏='" & sfxl & "' where 内胆编号='" & ndbh & "'"

cn.Open（）

tmpCmd = New SqlCommand（sqlStr， cn）

tmpCmd.ExecuteNonQuery（）

cn.Close（）

Else

''''新建数据库记录

sqlStr = "insert into SaveData（内胆编号， 试验代码，

试验压力， 试验开始时间，试验结束时间， 试验温度， 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

同时，针对测试系统上位机要求，开发数据浏览窗口可供工作人员或检查机构对试验数据进行快速查找和检验。根据三种查询条件进行查询：内胆编号、试验开始时间和试验结束时间进行精确查找。当查询到对应测试结果，选中后点击报表，可以完整地查看到试验数据和试验过程曲线图。数据浏览窗口界面设计如图7所示。

3 软件应用

该系统已经应用于企业中，与传统的测试方式相比，大幅度提高了测试效率和精确度。以1000L气瓶内胆打压试验为例，额定压力值3.2Mpa，泵端压力为3.8Mpa，实时动态曲线如图8所示。在打压试验过程中，软件界面实时显示压力随着时间变化的曲线，同时反映当前工作状态。

4 结束语

通过分析传统耐压测试方法，根据现代自动化耐压测试工艺的要求，本文基于VB.net语言和DLL动态链接库设计了LNG气瓶内胆耐压测试系统上位机软件，并给出逻辑流程图和部分代码。该软件针对测试工艺进行自动控制，能很好的完成对生产测试的数据采集存储和精确控制，提高气瓶内胆测试过程的效率和精度，为我国LNG气瓶测试技术提供一些参考价值。

参考文献（References）：

[1] 崔巍，魏文治，孙晓琪，等.中国液化天然气进口脆弱性研究[J].

世界石油工业，2022，29（1）：20-29

[2] 周畅业.低温绝热气瓶智能化检验系统的设计和优化[D].

硕士，大连海事大学，2019

[3] 李江全，汤智辉，朱东芹.Visual Basic数据采集与串口通信测

控应用实战[M].北京人民邮电出版社，2010

[4] 黄烨翔.多工位液化石油气钢瓶水压试验流水线设計与

开发[D].硕士，浙江理工大学，2018

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

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

[6] 费晓昕，吴述园，朱红生，等.面向地表水水质检测的无人船上

位机软件设计与实现[J].计算机时代，2022（9）：49-52