一种核电站控制系统安全功能自动测试系统及方法与流程

本发明涉及控制系统技术领域，尤其涉及一种核电站控制系统安全功能自动测试系统及方法。

背景技术：

核电站控制系统安全功能可以保证控制系统准确实现停堆、安全专设设备动作等，引导反应堆进入安全状态，实现在事故工况下保护核反应堆的安全，因此，需要采用一定的测试方法对安全功能的实现进行验证，输入故障工况数据，采集控制系统的逻辑运算过程数据和输出结果数据，对这些数据进行分析，确定控制系统是否满足要求。

核电站控制系统安全功能实现过程涉及控制系统中多个机柜，现有控制系统安全功能测试技术是通过手动操作信号发生设备或装置将多种故障工况信号组合输入到dcs控制系统各子系统，人工读取控制系统的输出并比对，最终整理出测试记录。

现有核电站控制系统安全功能测试方法通常需要多人配合完成，配置专人操作，将输入信号通过硬接线从信号发生设备或装置发往控制系统机柜，需要大量的硬接线工作，人工比对测试数据并整理记录，人工对测试结果进行监视和记录，导致人因失误率高，测试报告需手动整理和生成，自动化程度较低。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种核电站控制系统安全功能自动测试系统及方法，实现了核电站控制系统安全功能的远程自动测试，减少了控制系统安全功能测试的人因失误，提高了测试效率。

本发明一方面提供一种核电站控制系统安全功能自动测试系统，包括测试装置，所述测试装置与被测系统各子系统通信，实现系统级集成测试；

所述测试装置包括：

数据发送模块，用于按照测试用例步骤，将故障工况数据直接发送至被测系统各子系统，

数据回读模块，用于回读被测系统安全功能实现的安全逻辑中间逻辑点和测试输出数据；

数据对比模块，用于将回读数据与测试用例上输出的理论数据做对比，得到对比结果数据。

上述技术方案的有益效果为：上述方案实现了核电站控制系统安全功能的远程自动测试，减少了控制系统安全功能测试的人因失误，提高了测试效率。

进一步地，所述系统，还包括测试部署平台，所述测试部署平台包括测试记录管理模块；所述数据对比模块，还用于将对比结果数据回传至所述测试记录管理模块，所述测试记录管理模块，用于将对比结果数据生成测试记录表格。

上述进一步技术方案的有益效果为：测试记录管理模块将对比结果数据生成测试记录表格，避免了人工整理对比结果数据所带来的失误率高的问题，同时节省了时间，提高了测试记录的质量和效率。

进一步地，所述测试部署平台还包括测试用例管理模块，所述测试用例管理模块用于测试用例管理，具体包括：检查测试用例格式是否符合既定格式，检查测试用例中输入点、安全功能逻辑中间点和输出点是否符合控制系统要求；接受符合既定格式、符合控制系统要求的测试用例的导入；将测试用例下发至测试装置。

上述进一步技术方案的有益效果为：通过上述方案保证了导入到测试部署平台的测试用例是符合既定格式和控制系统要求的，并实现了测试用例的下发。

进一步地，所述测试部署平台还包括测试策略模块，所述测试策略模块用于测试策略管理，包括，制定测试策略，将测试策略下发至测试装置。

进一步地，所述测试策略具体包括，多个测试用例的执行顺序，测试过程中的测试步数，每步测试的时间间隔，是否继续执行测试。

进一步地，所述测试策略模块获取所述测试记录管理模块中的对比结果，当回读数据与理论数据不一致时，则按预先设定的执行逻辑判断是否继续执行测试。

进一步地，所述测试部署平台还包括用户管理模块，所述用户管理模块用于用户管理，具体包括，用户登录测试部署平台时，要求用户输入用户名和密码进行身份验证；用户名和密码的新增、删除和修改。

上述进一步技术方案的有益效果为：通过上述方案实现测试部署平台用户管理。

本发明另一方面提供一种核电站控制系统安全功能自动测试方法，包括以下步骤：

测试部署平台接受测试用例的导入，测试策略模块制定测试策略；

将测试用例和测试策略下发至测试装置；

测试装置按照测试策略，将故障工况数据直接发送至被测系统各子系统；

测试装置回读被测系统安全功能实现的安全功能逻辑中间值和测试输出数据；

测试装置将回读数据与测试用例上输出的理论数据做对比，并将对比结果回传至测试部署平台，测试部署平台将测试输入数据和对比结果生成记录表格。

上述技术方案的有益效果为：上述方案实现了核电站控制系统安全功能的远程自动测试，提高了核电站控制系统安全功能测试的测试质量和测试效率。

进一步地，测试部署平台接受测试用例的导入具体包括：测试部署平台检查测试用例格式是否符合既定格式，测试用例中输入点、安全功能逻辑中间点和输出点是否符合控制系统要求，接受符合既定格式、符合控制系统要求的测试用例的导入。

进一步地，多个测试用例的执行顺序，测试过程中的测试步数，每步测试的时间间隔，是否继续执行测试。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例1所述系统的原理示意图；

图2为本发明实施例1所述输出点、安全功能逻辑中间点和输出点的示意图；

图3为本发明实施例2所述方法流程示意图。

附图标记：

1-输入点；2-安全功能逻辑中间点；3-输出点。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明的一个具体实施例，涉及一种核电站控制系统安全功能自动测试系统。所述系统原理示意图如图1所示，所述系统包括：

测试部署平台、测试装置，所述测试部署平台用于用户管理、测试用例管理、测试策略管理和测试记录管理，通过以太网将测试用例和测试策略下发至测试装置，并完成测试结果比对。

所述测试部署平台具体包括，用户管理模块，用于用户管理，用户在系统登陆时，要求用户输入用户名和密码进行身份验证，用户登录之后可以进行测试用例管理、测试策略管理和测试记录管理等操作，此外，还提供用户名和密码的新增、删除和修改功能；

测试用例管理模块，用于测试用例管理，主要将用户编写的excel格式的测试用例导入，该模块中设置有测试用例的固定格式，在导入前，所述模块会检查测试用例的格式，确认导入的测试用例是否符合既定的格式，若符合，还会检查测试用例中输入点、安全功能逻辑中间点和输出点是否符合控制系统要求，若符合，则允许测试用例导入；当用例导入后，该模块还提供用例删除功能。

图2为本发明实施例所述输出点、安全功能逻辑中间点和输出点的示意图。上述安全功能逻辑中间点指的是核电站控制系统在实现安全功能时，系统输入点和系统输出点之间逻辑运算的点。

测试策略模块，用于测试策略管理，主要负责多测试用例的执行顺序的制定(若存在多个测试用例)，测试步骤执行范围的制定，测试过程中的测试步数，每步测试的时间间隔的制定以及判断测试装置反馈测试结果与理论值不一致时是否继续执行测试，具体的，测试用例里包含测试输入值和理论下的安全功能逻辑中间值和输出值，当测试装置采集到的被测核电站控制系统内的安全功能逻辑中间值和输出值与理论下的值不一致时，由测试策略模块确定是否继续测试；

上述是否继续执行测试(即继续测试或停止测试)的执行逻辑，是在测试前，由工人在测试策略模块中设定，当发生测试装置反馈测试结果与理论值不一致的情况时，测试策略模块执行既定执行逻辑。

上述测试用例的执行顺序一般依照用例导入顺序，也可根据实际测试情况自定义顺序。

测试记录管理模块，用于测试记录管理，接受测试装置的数据对比结果，所述数据对比结果包括，测试输入下理论上的安全功能逻辑中间值、输出值和测试装置实际采集的仪控系统的安全功能逻辑值和输出值。将对比结果数据生成测试记录表格，所述测试记录表格中记录了每一步测试对比模块的对比结果数据及其测试时间；待到测试完成后可以连接打印机进行打印，测试人员只需在打印后的测试记录上签字即可完成测试记录。

测试记录管理模块有测试记录查询功能，接收到点击测试历史指令时，按照测试用例名称对测试装置上的历史数据进行查询，并可将历史数据导出至excel按照预先设置的格式进行打印；打印的模板与导入的用例是一致的，用户可以在编写测试用例时，就将打印格式一并编辑；

同时，在该模块中也提供控制系统日志查询的功能，接收到查询日志指令时，可以查询控制系统正常运行日志和在测试中的错误日志，正常运行日志包含用户的操作信息以及自动测试开始信息，错误日志包含测试过程中的错误以及测试装置在运行过程中的错误；

所述测试装置通过工业控制系统专用协议与被测系统(即核电站控制系统)各子系统通信，进行系统级集成测试，测试装置具体包括，

数据发送模块，按照测试用例步骤，将故障工况数据，即测试输入数据，通过工业控制系统专用协议直接发送至控制系统各子系统，进行系统级的集成测试；

数据回读模块，通过工业控制系统专用协议采集回读控制系统安全功能实现的安全功能逻辑中间值和测试输出数据；

数据对比模块，将回读数据与测试用例上输出的理论数据做对比，得到对比结果数据，并将对比结果数据通过以太网传回至测试部署平台的测试记录管理模块。

现有技术核电站控制系统功能测试中，控制系统与测试装置连接全部硬接线信号，人工现场回读和记录输出信号的值，人工判定确认测试结果和生成记录。本发明可实现远程下发测试部署，测试装置可同时连接多个控制系统子系统，消除了硬接线，自动输入、读取测试数据、自动判断测试结果和生成测试报告。

需要说明的是，测试部署平台上的各个模块均采用vb编程语言实现，测试装置上均模块采用labview软件开发实现，测试部署平台与测试装置之间采用tcp/ip协议通信。

本发明一方面通过远程测试部署平台，制定测试策略，下发测试用例，根据测试策略和测试用例，连续发送故障工况数据到核电控制系统，对核电站控制系统安全功能实现进行测试，获取仪控安全功能逻辑中间值和输出值，自动判断测试结果，并生成了测试记录，实现核电控制系统安全功能的自动测试。

实施例2

本发明的另一个具体实施例，涉及一种核电站控制系统安全功能自动测试方法，所述方法的流程示意图如图2所示，所述方法包括以下步骤：

测试部署平台接受测试用例的导入，测试策略模块制定测试策略；

将测试用例和测试策略下发至测试装置；

测试装置按照测试策略，将故障工况数据直接发送至被测系统各子系统；

测试装置回读被测系统安全功能实现的安全功能逻辑中间值和测试输出数据；

测试装置将回读数据与测试用例上输出的理论数据做对比，并将对比结果回传至测试部署平台，测试部署平台将测试输入数据和对比结果生成记录表格。

测试部署平台接受测试用例的导入具体包括：测试部署平台检查测试用例格式是否符合既定格式，测试用例中输入点、安全功能逻辑中间点和输出点是否符合控制系统要求，接受符合既定格式、符合控制系统要求的测试用例的导入。

测试策略具体包括：多个测试用例的执行顺序，测试步骤执行范围，测试过程中的测试步数，每步测试的时间间隔，是否继续执行测试。

综上所述，本发明公开一种核电站控制系统安全功能自动测试系统及方法，测试部署平台通过以太网协议进行远程测试部署，将测试策略和测试用例下达到控制装置，测试装置利用工业控制系统专用协议与控制系统各子系统通讯，将测试输入数据不经过硬接线直接送至控制系统，采集控制系统安全功能实现的逻辑中间点和输出数据，测试部署平台可自动汇总测试数据并对其正确性进行对比并生成测试记录，从而提高核电站控制系统功能测试的质量与效率。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。