一种海洋工程装备阀门多通道并行测试系统及其智能控制方法与流程

本发明涉及海洋工程装备阀门测试，特别是涉及一种海洋工程装备阀门多通道并行测试系统及其智能控制方法。

背景技术：

1、海洋工程组块、浮式生产储卸油装置等大型海洋工程装备在建造与安装过程中，往往集成有数量众多的大型仪表阀门，例如球阀、闸阀等，这些阀门的密封性能与动作可靠性直接关系到整个管线与工艺系统的安全与稳定运行。为确保阀门在投入使用前满足要求，在其安装上管之前通常需要进行严格的启闭保持测试，其中一项常见而关键的测试要求是将阀门驱动至半开状态并在该状态下稳定保持较长时间，以检验阀门在该临界位置上的密封保持能力以及执行机构的稳定性，典型的做法是将阀门驱动至45度半开位置并保持24小时。

2、目前，此类测试在海洋工程施工现场多依赖人工操作完成。操作人员借助简易的气动控制箱逐个对阀门进行测试，通过观察机械指针或借助简易测量工具手动调节气压，试图将阀门维持在目标开度。这种方式一次仅能针对单个阀门进行测试，对于需要测试数十甚至上百个阀门的大型项目而言耗时极长；同时，人工调节气压较为粗糙，易受操作人员主观因素与现场环境干扰，阀门开度波动较大，难以精确且稳定地维持在目标开度，影响测试结果的有效性；此外，在长达数十小时的测试周期内，现场一旦发生电源波动或意外断电，正在进行的测试便会中断，导致前功尽弃，而操作人员还需长时间现场值守，难以实现远程实时监控与数据管理。现有技术中虽有一些用于阀门测试或启闭的装置，但大多未能针对海洋工程现场施工中多阀门并行、长时间保持、高精度稳定以及抗断电干扰等复合需求提供系统化的解决方案。

3、由此可见，现有人工测试方式难以实现对多个海洋工程装备阀门同时、高精度且长时间稳定的开度保持测试，并且在长周期测试中容易因主电源中断而导致测试失效，成为制约相关测试效率与可靠性的主要问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种海洋工程装备阀门多通道并行测试系统及其智能控制方法，以实现对多个被测阀门同时、高精度且长时间稳定的开度保持测试，并在主电源中断时仍能维持测试过程连续进行，从而解决人工测试效率低、阀门开度难以精确稳定保持以及长周期测试易因断电而中断的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种海洋工程装备阀门多通道并行测试系统，包括：控制核心单元，作为系统的数据处理与逻辑控制中心；多通道测试单元，与所述控制核心单元电性连接，包括至少八个相互独立的测试通道，每个所述测试通道包括用于连接被测阀门的气动接口、用于检测被测阀门开度的位置传感器以及用于调节驱动气压的比例调节阀；智能压力调控单元，与所述控制核心单元及所述多通道测试单元连接，用于接收所述位置传感器输出的开度反馈信号并将其传输至所述控制核心单元，所述控制核心单元将所述开度反馈信号与目标开度值比较后输出控制指令至对应的所述比例调节阀，以对每个所述被测阀门的开度形成独立的闭环控制；远程监控单元，与所述控制核心单元通信连接，包括本地人机界面、pc端监控终端及移动监控终端，用于参数设置、状态监视与远程操作；不间断电源单元，与所述控制核心单元及所述比例调节阀连接，用于在主电源中断时切换为应急供电以维持所述闭环控制的持续运行。借助多个相互独立的测试通道与各自的闭环控制，系统能够在保证开度控制精度的同时实现多个被测阀门的并行测试。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述控制核心单元为可编程逻辑控制器或嵌入式工业计算机。

5、作为本发明的一种优选技术方案，所述远程监控单元基于工业以太网或无线通信网络构建，所述pc端监控终端及所述移动监控终端通过浏览器或专用客户端软件访问系统数据，便于在不同位置对测试过程进行监视与操作。

6、作为本发明的一种优选技术方案，还包括集中气源模块，所述集中气源模块通过主管路为所有所述比例调节阀提供压缩空气，且每个所述测试通道的进气前端设有精密过滤器与调压阀，以保证各通道气源的洁净与稳定。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述位置传感器为角度传感器或线性位移传感器，分别用于检测所述被测阀门阀杆的旋转角度或直线位移。

8、本发明还提供一种基于上述海洋工程装备阀门多通道并行测试系统的阀门智能控制方法，包括以下步骤：s1，系统初始化，将至少一个被测阀门连接至对应的测试通道；s2，通过所述远程监控单元设定目标测试参数，所述目标测试参数包括目标开度值和持续测试时间；s3，启动测试，所述控制核心单元根据设定的所述目标开度值，结合所述位置传感器的实时反馈，通过所述智能压力调控单元驱动所述比例调节阀动作，对所述被测阀门进行驱动，使其开度逼近并稳定在所述目标开度值；s4，在所述持续测试时间内，持续执行步骤s3的闭环控制，同时通过所述远程监控单元实时显示各所述测试通道的阀门开度、气压值、运行状态及报警信息；s5，当所述持续测试时间达到设定值时，自动停止测试，并生成包含测试过程关键数据的测试报告。

9、作为本发明的一种优选技术方案，步骤s3中所述闭环控制采用比例积分微分控制算法，以所述被测阀门的开度为被控量，以所述比例调节阀为执行机构，从而提高开度调节的精度与稳定性。

10、作为本发明的一种优选技术方案，步骤s4中，当检测到主电源中断时，由所述不间断电源单元自动投入供电，以保障所述闭环控制不中断。

11、作为本发明的一种优选技术方案，所述目标开度值为45°，所述持续测试时间为24小时。

12、作为本发明的一种优选技术方案，步骤s4中，操作人员通过所述移动监控终端接收所述远程监控单元推送的报警信息，并通过所述移动监控终端远程执行紧急停止或参数调整操作。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、本发明通过在多通道测试单元中设置至少八个相互独立的测试通道，使多个被测阀门能够同步接入并行测试，相较于一次仅能测试单个阀门的人工方式，单位时间内可完成的阀门测试数量成倍增加，从而有效缩短大型海洋工程项目中数量众多阀门的整体测试周期。借助位置传感器对被测阀门开度的实时检测，并由控制核心单元将其与目标开度值比较后驱动比例调节阀连续调节驱动气压，系统对每个被测阀门的开度形成独立的闭环控制，克服了人工调节气压粗糙、开度波动剧烈的弊端，使被测阀门能够精确逼近并长时间稳定保持在目标开度值，开度控制误差可控制在±0.5°以内，测试结果的有效性与一致性随之提高。在长周期测试中，不间断电源单元在主电源中断时毫秒级切换为应急供电，使闭环控制及相关检测、通信部件持续工作，避免了因现场电源波动或意外断电导致测试中断、前功尽弃的风险，保证了长时间测试的连续性。在此基础上，远程监控单元提供的本地、pc端与移动终端多途径访问与报警推送，使操作与管理人员无需长时间现场值守即可完成参数设置、状态监视与远程操作，降低了人员劳动强度并便于测试数据的集中管理。

1.一种海洋工程装备阀门多通道并行测试系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的海洋工程装备阀门多通道并行测试系统，其特征在于，所述控制核心单元（10）为可编程逻辑控制器或嵌入式工业计算机。

3.根据权利要求1所述的海洋工程装备阀门多通道并行测试系统，其特征在于，所述远程监控单元（40）基于工业以太网或无线通信网络构建，所述pc端监控终端（42）及所述移动监控终端（43）通过浏览器或专用客户端软件访问系统数据。

4.根据权利要求1所述的海洋工程装备阀门多通道并行测试系统，其特征在于，还包括集中气源模块（60），所述集中气源模块（60）通过主管路为所有所述比例调节阀（23）提供压缩空气，且每个所述测试通道（21）的进气前端设有精密过滤器与调压阀。

5.根据权利要求1所述的海洋工程装备阀门多通道并行测试系统，其特征在于，所述位置传感器（22）为角度传感器或线性位移传感器，分别用于检测所述被测阀门（v）阀杆的旋转角度或直线位移。

6.一种基于权利要求1至5中任一项所述的海洋工程装备阀门多通道并行测试系统的阀门智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的阀门智能控制方法，其特征在于，步骤s3中所述闭环控制采用比例积分微分控制算法，以所述被测阀门（v）的开度为被控量，以所述比例调节阀（23）为执行机构。

8.根据权利要求6所述的阀门智能控制方法，其特征在于，步骤s4中，当检测到主电源中断时，由所述不间断电源单元（50）自动投入供电，以保障所述闭环控制不中断。

9.根据权利要求6所述的阀门智能控制方法，其特征在于，所述目标开度值为45°，所述持续测试时间为24小时。

10.根据权利要求6所述的阀门智能控制方法，其特征在于，步骤s4中，操作人员通过所述移动监控终端（43）接收所述远程监控单元（40）推送的报警信息，并通过所述移动监控终端（43）远程执行紧急停止或参数调整操作。