核电站保护系统中主处理单元的试验装置和方法与流程

本发明涉及核电站数字化控制的技术领域，尤其涉及一种核电站保护系统中主处理单元的试验装置和方法。

背景技术：

随着数字化技术在各个行业的广泛应用和可靠性的提高，目前核电站的保护系统也采用了数字化技术，并且较早核电站采用的模拟系统也正在逐渐升级改造为数字化系统；由于核电的特殊性，对数字化的控制系统能够正常、稳定运行，提出了更高的要求，所以定期会对数字化控制系统进行试验、维护显得相当重要。以T2试验为例，在模拟系统时代，为了完成T2试验，需要设计单独的试验装置，在现场需要有单独的位置存放该试验装置和线缆，占用空间；该试验装置完成试验信号的注入和信号的采集，需要硬件具有较高的精度，成本较高；试验前，需要进行大量的接线，试验时间较长。

随着数字化技术在保护系统中的应用，T2试验方法也在逐渐的改进，常见的T2试验分为两部分进行，分别为RPC试验和ESFAC试验。其中：

1、RPC试验采用的是移动式试验装置，在进行RPC系统T2试验时，需要将移动试验装置推到被测通道(RPC)所在的位置，然后进行被测系统与试验装置间的连线；2、ESFAC试验采用的固定式试验装置，该试验装置集成在EAFAC机柜内。

发明人在实现本发明的过程中发现，对于移动式试验装置存在以下不足：1)、需要单独维护试验装置；2)、试验装置与被测系统间需要进行单独连线，连线较为复杂；3)、成本高；4)、占用空间。固定式试验装置虽然不需要在试验时，进行单独接线，但是由于数字化保护系统属于1E级，所以集成在一起的试验装置也需要满足1E级要求，要经过相应的鉴定试验，因此存在：1)、系统规模变复杂；2)、成本高；3)、占用空间等问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中T2试验方法需要设计单独的试验装置中，移动式和固定式装置存在成本高、占用空间的问题，本发明提供一种设计简化、便携、省空间的核电站保护系统中主处理单元的试验装置和方法。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案包括：

一方面，提供一种核电站保护系统中主处理单元的试验装置，其特征在于，所述装置包括：

通信接口，用于实现试验装置与被试验的核电站保护系统间的通信；

试验加载单元，用于加载预先设定的试验用例；

试验执行单元，用于执行所述试验用例；在执行所述试验用例之前，根据所述试验用例对应的试验条件，通过通信接口读取所述核电站保护系统中主处理单元的值，并判断所述主处理单元的值是否满足试验条件所要求的值；当满足所述条件时，所述核电站保护系统中主处理单元运行的结果通过所述通信接口送到试验装置中的所述试验执行单元；

验证结果导出单元，将所述试验执行单元的结果自动生成试验结果。

优选地，所述装置还包括：测试用例加载判断单元，用于判断所述试验加载单元是否成功加载试验用例；如果没有成功加载，需要修改所述试验用例，使得所述试验加载单元重新加载所述修改后的试验用例。

优选地，所述装置还包括：试验条件判断单元，用于判断所述试验用例对应的试验条件是否满足所述试验用例的要求；如果不满足，需要修改所述加载条件，直至所述试验条件满足所述试验用例的要求。

优选地，所述验证结果导出单元接收所述核电站保护系统中主处理单元运行的结果后，自动生成试验结果，并将所述结果进行备份和/或生成试验报告的一部分。

优选地，所述试验装置安装在计算机中，并且所述试验装置中的通信接口为UTP接口或者STP接口。

另一方面，本发明还提供一种核电站保护系统中主处理单元的试验方法，其特征在于，所述方法包括：

加载预先设定的试验用例；

加载预先设定的试验用例；

根据所述测试用例对应的试验条件，通过通信接口回读所述核电站保护系统中主处理单元的值，并进行核电站保护系统中主处理单元的值是否满足条件的判断；

当所述核电站保护系统中主处理单元的值满足所述条件时，执行所述试验用例，使所述核电站保护系统中主处理单元能够按照所述试验用例中设定的值，进行逻辑运算，并所述核电站保护系统中主处理单元运行的结果通过所述通信接口送到试验装置；

通过所述通信接口，接收所述核电站保护系统中主处理单元运行的结果，并自动生成试验结果。

优选地，所述方法还包括：判断所述试验用例是否成功加载；如果没有成功加载，需要修改所述试验用例，重新加载所述修改后的试验用例。

优选地，所述方法还包括：判断所述试验用例对应的试验条件是否满足所述试验用例的要求；如果不满足，需要修改所述加载条件，直至所述试验条件满足所述试验用例的要求。

优选地，接收所述核电站保护系统中主处理单元运行的结果后，自动生成试验结果，并将所述结果进行备份和/或生成试验报告的一部分。

优选地，所述试验方法通过计算机执行所有试验步骤，并且所述试验方法中用的通信接口为UTP接口或者STP接口。

采用本发明提供的上述技术方案中，至少可以获得以下有益效果中的一种：

1、通过采用上述试验装置、方法，能够方便快速地完成核电站保护系统中T2的试验，而且不需要额外的其他硬件设备；而且试验流程简单，可以更好提高用户在试验过程中的体验。

2、在试验阶段增加用例是否成功加载的判断和/或试验条件是否满足的判断，可以保证试验能够顺利的完成。

3、试验可以通过计算机来完成，并且只有只需要将计算机与核电站保护系统中主处理单元之间通过网线连接，简化的试验的连线、维护简单。

发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种核电站保护系统中的结构框图；

图2为本发明实施例一提供的一种核电站保护系统中主处理单元的试验装置结构框图；

图3为本发明实施例一提供的一种核电站保护系统中主处理单元的试验方法的流程图；

图4为本发明实施例二提供的一种核电站保护系统中主处理单元的试验装置结构框图；

图5为本发明实施例二提供的一种核电站保护系统中主处理单元的试验方法的流程图；

图6为本发明实施例二提供的一种试验装置与核电站保护系统中主处理单元之间的结构框图；

图7为本发明实施例二提供的一种试验装置与核电站保护系统中主处理单元之间的另一个结构框图；

图8为本发明实施例二提供的一种试验装置通过网络传输的至被试验装置的数据格式示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本发明，而非对本发明的限定性解释；并且只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组控制器可执行指令的控制系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

下面通过附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述：

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种核电站保护系统中主处理单元的试验装置用于对核电站保护系统中主处理单元进行试验，核电站保护系统为数字化的保护系统，该系统包括：操作员站101、102，工程师站103，操作员站101、102，工程师站103通过系统网络104与现场控制站105、106通信，以及与现场控制站105、106通信的现场传感器、执行机构109；本实施例试验的对象是现场控制站105、106中的主处理单元107、108，本领域普通技术人员也称T2试验；所以本实施例中的核电站保护系统中主处理单元主要包括主处理单元107、108，逻辑功能。

如图2所示，本实施例提供的核电站保护系统中主处理单元的试验装置200包括：

与核电站保护系统中主处理单元通信的通信接口204；

试验加载单元201，用于加载预先设定的试验用例；

试验执行单元202，用于执行试验用例，并且试验执行单元202能够分别模拟现有技术中移动试验装置和固定试验装置进行试验检测；具体地，根据试验用例对应的试验条件，通过通信接口204读取核电站保护系统中主处理器单元107、108的值，并判断核电站保护系统中主处理器单元107、108的值是否满足试验条件所要求的值，即根据试验用例对应的试验条件，通过通信接口204读取图1中的主处理单元107、108中的值，并进行核电站保护系统中主处理器单元107、108的值是否满足试验用例对应的试验条件的判断；在试验用例执行过程中，试验用例中的值通过通信接口204送往到图1中的主处理单元107、108，主处理单元107、108根据接收到的值进行逻辑运算，运算结果通过通信接口204送往试验执行单元202，试验执行单元202根据收到的运算结果自动生成试验结果；本实施例提及的试验条件主要是根据不同的试验用例，要求试验需要具备的一定的条件或者创造试验条件，使得试验对应的功能在试验执行单元202可以完成；需要说明的是试验条件包括但不限于输入值主处理单元107、108是否在预定的范围内、输入的参数类型是否满足预定的要求，这些试验条件可以由开发工程师在设计试验装置200的过程中提前设计好，也可以由现场试验人员在试验之前自定义，本发明的实施例对此不作限制；

验证结果导出单元203，将试验执行单元202生成的试验结果导出到特定的存储介质上(例如计算机的硬盘)，该试验结果作为试验报告的一部分。

优选地，本实施例中，试验用例中的数据采用以太网封装的方式进行封装，封装后的数据中一个字节或者多个字节对应的含义是数据选择标识位，并且当数据选择标识位对应的字节满足预定的条件时，选择试验用例中的值参与主处理单元107、108的逻辑运算，否则选择外部传感器的数据参与主处理单元的107、108逻辑运算。

优选地，试验装置200为安装在计算机中的软件程序，并且试验装置200中的通信接口为UTP(非屏蔽双绞线类的网线)接口或者STP(屏蔽双绞线类的网线)接口，即试验装置200通过网线直接与核电站保护系统中主处理单元进行通信。

如图3所示，本实施例还提供一种核电站保护系统中主处理单元的试验方法，该方法包括：

S301、加载试验用例：加载预先设定的试验用例；

S302、试验配置：对试验的执行方式、异常处理情况进行配置，并且根据试验用例中的试验判断条件进行试验条件是否满足判断、根据试验用例表中的试验创造条件进行试验条件的创造、执行试验用例；即根据测试用例对应的试验条件，通过通信接口回读核电站保护系统中主处理单元的值，并进行核电站保护系统中主处理单元的值是否满足条件的判断；

S303、执行试验用例：当核电站保护系统中主处理单元的值满足条件时，执行试验用例，使核电站保护系统中主处理单元能够按照试验用例中设定的值，进行逻辑运算，并核电站保护系统中主处理单元运行的结果通过通信接口送到试验装置；

S304生成试验结果：通过通信接口，接收核电站保护系统中主处理单元运行的结果，并自动生成试验结果。

优选地，上述试验方法通过计算机内安装的软件程序执行所有试验步骤，并且试验方法中用的通信接口为UTP(非屏蔽双绞线类的网线)接口或者STP(屏蔽双绞线类的网线)接口，即试验装置200通过网线直接与核电站保护系统中主处理单元进行通信。

采用本实施例提供的上述技术方案中，至少可以获得以下有益效果中的一种：

1、通过采用上述试验装置、方法，能够方便快速地完成核电站保护系统中T2的试验，而且不需要额外的其他硬件设备；而且试验流程简单，可以更好提高用户在试验过程中的体验。

2、试验可以通过计算机来完成，并且只有只需要将计算机与核电站保护系统中主处理单元之间通过网线连接，简化的试验的连线、维护简单。

实施例二

实施例二在实施例一的基础上进一步优化核电站保护系统中主处理单元的试验装置和方法，其中对于方法中相同的步骤，装置中相同的模块单元，虽然附图标记不同，但是实质相同，在实施例二中不再重复阐述。

优选地，试验装置在实施例一的基础上还包括：测试用例加载判断单元，用于判断试验加载单元是否成功加载试验用例；如果没有成功加载，需要修改试验用例，使得试验加载单元重新加载修改后的试验用例。

进一步优选地，试验装置在实施例一的基础上还包括：试验条件判断单元，用于判断试验用例对应的试验条件是否满足试验用例的要求；如果不满足，需要修改加载条件，直至试验条件满足试验用例的要求。

更进一步优选地，在实施例一的基础上，验证结果导出单元接收核电站保护系统中主处理单元运行的结果后，自动生成试验结果，并将结果进行备份和/或生成试验报告的一部分。

具体地，如图3所示，本实施例提供的核电站保护系统中主处理单元的试验装置包括：

试验加载单元410，该试验加载单元410内设置：组态工程加载模块411，用于加载核电站保护系统的工程；试验工程加载模块412，用于加载用于试验的工程，该试验加载单元410可以加载事先编辑好的试验用例，该用例使用固定的模板，根据试验逻辑填写相应的数据，包括：试验过程中输入变量强制值、输出变量预期值和回读时间；加载过程中还会对试验用例进行检验。

试验执行单元420，该单元根据加载的输入变量强制值，按步执行试验用例，在每一步中，试验工具均会将强制值通过网线送往被测系统，被测系统会根据收到的强制值，进行逻辑处理，然后将对应的输出数据送往试验工具，试验工具接收到该值后，将其与预期值进行比较，以判断试验是否通过。有些特殊的试验需要具备的一定的条件或者创造试验条件，如：在进行试验时，需要被测系统处于旁通状态，如果试验时，被测系统未处于旁通状态，则试验条件不通过，不能进行试验；保护系统停堆功能包含多个工况(如：源量程功率高、中间功率量程高等)当对其中一个工况进行试验时，需要保证其他工况的信号不产生停堆信号，为了完成该功能，需要通过试验用例创造模拟其他工况的信号，该功能在试验执行单元可以完成。该试验执行单元420包括：

试验选择和执行模块421，用于选择接收待测试的试验用例，并进一步将试验用例对应的测试输入至后续的模块进行执行；

试验配置表配置模块422，用于对试验执行方式进行配置，如自动执行/手动执行配置、故障处理机制配置等；

试验条件判断模块423，用于根据试验用例中的试验条件，判断是否满足试验需求；

记录数据恢复模块424，用于记录试验前变量参数的值，在试验测试结束后，根据记录的值恢复被测系统原来的数据值；

试验条件创造模块425，用于创造待测试系统需要的试验的输入参数，可以根据试验需要的参数，对待测试系统中的变量进行强制转换；

试验用例执行模块426，用于按照试验用例执行试验；

释放条件模块427，用于释放试验过程中被强制转换过的参数；

数据恢复模块428，根据424记录的值，恢复系统进行试验前的变量参数。

本实施例提供的试验装置同样还还包括试验结果导出单元430和通信接口440，并且试验结果导出单元430可以自动将试验结果导出，用于备份或者作为试验报告的一部分。

优选地，试验方法在实施例一的基础上还包括：判断试验用例是否成功加载；如果没有成功加载，需要修改试验用例，重新加载修改后的试验用例。

优选地，试验方法在实施例一的基础上还包括：判断试验用例对应的试验条件是否满足试验用例的要求；如果不满足，需要修改加载条件，直至试验条件满足试验用例的要求。

优选地，试验方法在实施例一的基础上，接收核电站保护系统中主处理单元运行的结果后，自动生成试验结果，并将结果进行备份和/或生成试验报告的一部分。

具体地，如图5所示，本实施例提供的核电站保护系统中主处理单元的试验方法包括

S501：通过网线将装有软件的电脑与保护系统的主处理单元连接，支持满足IEEE 802.3通信协议；

S502：在电脑上运行试验软件程序，在软件程序上指定用于进行通信的端口；

S503：通过软件加载试验用例，用例由工程设计人员根据被测保护系统的逻辑实现方式提前编写完成；

S504：试验软件根据校验规则对加载的试验用例进行校验，若校验通过执行S506，否则执行S505；

S506：由试验人员根据被测保护系统的逻辑选择对应的试验用例，进行试验，试验自动执行；

S507：试验条件判断，试验条件由工程设计人员根据被测保护系统的逻辑进行设定，如果试验条件满足，则执行S509，否则执行S508；

S509：试验用例自动执行，用例执行方式如图6、图8所示：试验用例中的数据(图8对应的数据格式)采用以太网封装的方式进行封装，其中数据中的第1、2字节为数据选择标识位；试验用例执行过程中，试验装置610(图4对应的试验执行单元420)将第1,2字节的值置为0x32，进而，将其通过网线送往主处理单元630的通讯单元631，通讯单元631对数据进行解析，当解析出来的值为0x32时，自动选择试验用例中的值，否则选择I/O通道620的值，进而，通讯单元631将选择的数据送往逻辑单元632，逻辑单元632根据传送过来的数据进行逻辑处理，然后将处理结果通过通讯单元631送回到试验装置610，进而，试验装置执行S510，自动生成试验结果。

图7所示为本实施例提供的一种试验装置与核电站保护系统中主处理单元之间的更详细的结构框图；如图7所示，以某核电站的反应堆保护系统中的反应堆保护机柜(Reactor Protection Cabinet(简称RPC))的T2试验为例进行说明，反应堆保护机柜包含4个通道，试验装置与RPC第一个通道(Reactor Protection Cabinet Channel I(简称RPCI))730的连接关系如图7所示：该核电站的RPCI在正常运行时，可以接收外部传感器732、其他系统733、其它通道734的输入，而整定值模块731会将传感器732检测到的结果，通过阈值比较模块736进行比较，将满足需求的数据和其他系统通过DI输入的数据、以及来自其它通道的数据一起输入至专设与堆逻辑模块737，专设与堆逻辑模块737将运算结果通过DO模块741送往停堆断路器751实现停堆功能、通信模块742送往其它通道(RPCII、RPCII、RPCIV)进行逻辑运算；在进行试验时，先对被测通道进行旁通，然后将试验装置710通过网线接入被测系统730；连接成功后，启动装置，调出试验界面，进行试验用例加载操作，选择待测试验用例后进行试验，此时：接收区761(对应图6中的631)选择由通讯接口720来的试验用例中的值代替732、733、734的值，736和737根据试验用例中的值进行运算后，将运算结果通过发送区762(对应图6中631)由通讯接口720送往试验装置710，进而，710自动生成试验结果，并将试验结果存储在特定的介质上。

需要说明的是，本实施例提供的上述技术方案中：

1、上述试验方法中，用到的试验装置与被测系统的连接方式可以依据平台特点采用其他的通讯介质或者通讯协议进行数据交互；

2、上述试验装置的架构可以由不同的软件架构工程师搭建不同的架构实现以上功能，如：调整试验加载单元的实现方式，调整试验用例表格格式或者采用其他文本格式等。

采用本实施例提供的上述优选技术方案，可以进一步有以下有益效果：

1、在试验阶段增加用例是否成功加载的判断和/或试验条件是否满足的判断，可以保证试验能够顺利的完成。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后需要说明的是，上述说明仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，都可利用上述揭示的做法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和简单的替换等，这些都属于本发明技术方案保护的范围。