CN102354295B - 一种dcs系统中设备的cpu负荷测试方法 - Google Patents

一种dcs系统中设备的cpu负荷测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102354295B
CN102354295B CN 201110282149 CN201110282149A CN102354295B CN 102354295 B CN102354295 B CN 102354295B CN 201110282149 CN201110282149 CN 201110282149 CN 201110282149 A CN201110282149 A CN 201110282149A CN 102354295 B CN102354295 B CN 102354295B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
magnitude
cpu
value
noise
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN 201110282149
Other languages
English (en)
Other versions
CN102354295A (zh
Inventor
董明
郄永学
姜博
王振春
马吉强
朱毅明
李相建
刘元
刘伟
胡劲松
梁中起
古丹
何文广
朱剑
汪绩宁
周爱平
刘杰
王钊
刘汪平
高连国
支源
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China General Nuclear Power Corp
China Techenergy Co Ltd
Original Assignee
China General Nuclear Power Corp
China Techenergy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China General Nuclear Power Corp, China Techenergy Co Ltd filed Critical China General Nuclear Power Corp
Priority to CN 201110282149 priority Critical patent/CN102354295B/zh
Publication of CN102354295A publication Critical patent/CN102354295A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102354295B publication Critical patent/CN102354295B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

本发明公开一种DCS系统中设备的CPU负荷测试方法，涉及核电站领域，在被测设备的每个波型周期的上升沿和下降沿的波形电压值中，查找两个连续且将电压值V包含在内的电压值，以其中电压值高的作为上升沿或下降沿的跳变点并获取其坐标点的时间，用下降沿的跳变点减去上升沿的跳变点即为此设备的CPU负荷时间。本发明利用计算机实现整个被测设备的波形周期分析，误差小而且效率高，充分考虑了被测设备的环境及自身带来的影响，利用相邻且包含高电平的数据作为判断波形跳变的依据，精度高。最终结果利用百分比表示方便对比。

Description

一种DCS系统中设备的CPU负荷测试方法
技术领域
本发明涉及核电站领域，具体涉及一种检测核电站DCS系统的响应时间与CPU运算周期之间是否满足占空比的计算方法。
背景技术
CPU运算周期(Period time)固定，且直接影响到安全级DCS系统的响应时间是否满足设计要求。不同系统程序演算时间(Operation time)占用CPU运算周期(Period time)的占空比标准是不相同的，因此，需要进行演算时间试验(Operation time measurement)来验证程序处理是否在合理的时间范围内。
目前采用的传统测试方法是：首先用波形记录仪测试数据并记录波形，再利用人工调出所记录的波形，选取一定数量波形周期数据以进行时间演算，手工汇总选取的波形周期并筛选出最大值，将最大值与CPU固有周期做商后乘以100％，根据结果判断是否满足合同需求，最后手工录入测试报告文件，一般要求被测设备的百分比小于70％的CPU固有周期。
传统的方法需要在波形记录仪上逐个数出演算时间，再手工录入汇总，每一个CPU需数出100个左右的波形周期，大大增加了人工劳动强度，而且测量精度和效率低下。
发明内容
为解决现有技术中核电站DCS系统的响应时间测试效率低下、人工劳动强度大的问题，本发明提供一种利用计算机自动获取并自动区分各个波形周期的选择方法，实现整个测试过程的高效、准确。具体方案如下：一种DCS系统中设备的CPU负荷测试方法，包括如下步骤，
步骤1、测量被测系统的波形；
步骤2、以一个周期为单位获取一定数量的波形数据；
步骤3、从各波形周期中选出最大时间值；
步骤4、用最大时间值除以被测系统的CPU固有周期得到被测系统的CPU负荷大小，再乘以100％来确定是否满足设定的百分比要求；
其特征在于，所述步骤3中确定每个波形周期的时间值方法如下：
步骤31、获取当前波形周期的高电平电压值V；
步骤32、分别在每个波型周期的上升波形电压值中，查找两个连续且将电压值V包含在内的电压值UPa、UPb且UPa＜V≤UPb，以UPb作为上升沿跳变点并获取其坐标点的时间UTb；
步骤33、分别在每个波形周期的下降波形电压值中，查找两个连续且将电压值V包含在内的电压值DOWNa、DOWNb且DOWNa＞V≥DOWNb，以DOWNa作为下降沿跳变点并确定其坐标点的时间DTa；
步骤44、利用DTa-UTb＝CTn；其中CTn即为此波形周期的CPU运算时间。
为方便得到被测设备的波形周期：所述步骤1中被测设备的的波形周期利用示波器得到。
为避免显示电压与实际电压之间有误差：所述步骤31中的电压值V等于实测值减去噪声值，其中实测值通过直接测量使用电源得到。
为提高减除噪声的精确度：所述噪声值等于使用电源的标称噪声值加上负载所产生的噪声值。
同时为考虑噪声的波动强度：所述电源标称噪声值为50MV，负载所产生的噪声值为电源标称噪声值的10倍，即V＝实测值-50*10。
为得到精确的测量结果：所述步骤2获取的波形周期数据为100个。
本发明利用计算机实现整个被测设备的波形周期分析，误差小而且效率高，充分考虑了被测设备的环境及自身带来的影响，利用相邻且包含高电平的数据作为判断波形跳变的依据，精度高。最终结果利用百分比表示方便对比。
附图说明
图1本发明测试过程硬件连接示意图。
图2本发明涉及的波形周期示意图。
图3本发明的测试方法步骤示意框图。
附图中标号说明：1-被测机柜、2-波形记录仪、3-计算机。
具体实施方式
如图1所示，本方案针对核电站DCS系统中每个带有CPU的机柜1都进行测试，利用波形记录仪2获取被测机柜1的波形周期数据并存在计算机3中，计算机采用本发明所限定的方法进行计算分析，得到最终测试结果。
以MELTAC-N安全级系统平台为例，MELTAC-N安全级系统平台以一个DC24V脉冲信号的DO点来测试CPU的演算时间及定周期时间，其中以高电平代表其CPU在处理程序时的时间，以此电源的波形作为标准波形，换算被测设备波形和CPU周期，根据结果判定是否满足设定要求。如图2所示，在波形上升与下降之间的高电平时间段作为演算时间。本方案所采用的RA2300波形记录仪可以生成数据库文件，并由Excel打开，因此可以采用计算机进行分析建模。将数据库中的时间轴与测量电压值通过绘制散点图，对各个波形进行规律性分析，得到图2且与波形记录仪所示的图形一致，其中我们取的Sample Speed(采样速率)为定周期时间的1/1000，以ESFAC为例，定周期为100ms，Sample Speed就设为100μs。由图2可以分析得出，波形在上升沿动作很迅猛，波形也很陡峭，几乎在很短的时间内就从低电平到达了高电平，平均走2个sample speed；而下降沿有一定的坡度，主要由于DO电路中电容放电的特性所致，上升沿的影响微乎其微，所以暂且不考虑其影响，而下降沿的坡度较大，所以必须以高电平端第一个变化点处作为跳变点来建立模型。
如图3所示，本方案具体步骤如下：
101、测量被测系统的波形；
利用RA2300波形记录仪对被测机柜进行分析并生成数据库文件存储到计算机中。
102、以一个周期为单位获取一定数量的波形数据；
从数据库中选取100个波形周期作为分析源。
103、获取当前波形周期的高电平电压值V；
利用万用表测试出该点实测电压值，波形周期中高电平处所表示的电压值并不标准，受直流电源模块接地点及交流分量的干扰，会产生一定的纹波噪声，观察波形记录仪，可以看出高电平的电压并不是实测电压值，而是在实测电压值上下波动，本方案采用的电源标称噪声为50mv，再考虑到负载对纹波噪声的影响，我们取纹波噪声最大数值的10倍，因此波形周期的上升沿或下降沿高电平跳变分割点电压值V＝实测电压值-10×50mv。这里的噪声值需要根据每个待测电源标称的噪声值进行确定。
104、分别在每个波型周期的上升波形电压值中，查找两个连续且将电压值V包含在内的电压值UPa、UPb且UPa＜V≤UPb，以UPb作为上升沿跳变点并获取其坐标点的时间UTb；
根据数据库中记录的各波形周期的上升沿电压值，来确定每个波形周期上升沿跳变点时间坐标。经过观察大量下降沿波形，波形由实测电压值下降0.5V(10倍纹波噪声)大约需要走1～2个sample speed，对整个演算时间的影响很微小，不考虑两者区别可以使测试方法更加简单可行，也能有效避免坏点；因此上升沿取低电平跳变点还是高电平跳变点，对整个试验影响很小。
105、分别在每个波形周期的下降波形电压值中，查找两个连续且将电压值V包含在内的电压值DOWNa、DOWNb且DOWNa＞V≥DOWNb，以DOWNa作为下降沿跳变点并确定其坐标点的时间DTa；
同样，根据数据库中记录的各波形周期的下降沿电压值，来确定每个波形周期下降沿跳变点时间坐标。
106、利用DTa-UTb＝CTn；其中CTn即为此波形周期的CPU运算时间；
利用下降沿跳变点的时间减去上升沿跳变的时间，即得到此波形周期所使用的时间。
107、用最大时间值除以被测系统的CPU固有周期得到被测系统的CPU负荷大小，再乘以100％来确定是否满足设定的百分比要求。
为使测试结果精确，取100个波形周期中时间值最大的去除以CPU的固有周期得到被测设备的CPU负荷，再乘以100％换算成百分比与合同要求的小于70％进行比较，输出对比结果。本发明的方法对单CPU和多CPU的计算步骤是一样的。

Claims (6)

1.一种DCS系统中设备的CPU负荷测试方法，包括如下步骤，
步骤1、测量被测系统的电压波形；
步骤2、以一个周期为单位获取一定数量的电压波形数据；
步骤3、从各电压波形周期中选出最大时间值；
步骤4、用最大时间值除以被测系统的CPU固有周期得到被测系统的CPU负荷大小，再乘以100%来确定是否满足设定的百分比要求；
其特征在于，所述步骤3中确定每个电压波形周期的时间值方法如下：
步骤31、获取当前电压波形周期的高电平电压值V；
步骤32、分别在每个电压波形周期的上升波形电压值中，查找两个连续且将电压值V包含在内的电压值UPa、UPb且UPa<V≤UPb，以UPb作为上升沿跳变点并获取其坐标点的时间UTb；
步骤33、分别在每个电压波形周期的下降波形电压值中，查找两个连续且将电压值V包含在内的电压值DOWNa、DOWNb且DOWNa>V≥DOWNb，以DOWNa作为下降沿跳变点并确定其坐标点的时间DTa；
步骤34、利用DTa-UTb=CTn; 其中CTn即为此电压波形周期的时间值。
2.如权利要求1所述的CPU负荷测试方法，其特征在于，所述步骤1中被测系统的波形周期利用示波器得到。
3.如权利要求1所述的CPU负荷测试方法，其特征在于，所述步骤31中的电压值V等于实测值减去噪声值，其中实测值通过直接测量被测系统的使用电源得到。
4.如权利要求3所述的CPU负荷测试方法，其特征在于，所述噪声值等于使用电源的标称噪声值加上负载所产生的噪声值。
5.如权利要求4所述的CPU负荷测试方法，其特征在于，所述电源标称噪声值为50MV，负载所产生的噪声值为电源标称噪声值的10倍，即V=实测值-50╳10。
6.如权利要求1所述的CPU负荷测试方法，其特征在于，所述步骤2获取的电压波形周期数据为100个。
CN 201110282149 2011-09-21 2011-09-21 一种dcs系统中设备的cpu负荷测试方法 Active CN102354295B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110282149 CN102354295B (zh) 2011-09-21 2011-09-21 一种dcs系统中设备的cpu负荷测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110282149 CN102354295B (zh) 2011-09-21 2011-09-21 一种dcs系统中设备的cpu负荷测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102354295A CN102354295A (zh) 2012-02-15
CN102354295B true CN102354295B (zh) 2013-08-07

Family

ID=45577862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110282149 Active CN102354295B (zh) 2011-09-21 2011-09-21 一种dcs系统中设备的cpu负荷测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102354295B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102541052B (zh) * 2012-02-16 2014-04-09 山东电力研究院 计算机控制系统实时性测试方法
CN111142037A (zh) * 2019-12-24 2020-05-12 许昌中科森尼瑞技术有限公司 一种高频放电蓄电池内阻在线检测方法
CN111444056A (zh) * 2020-04-01 2020-07-24 江苏核电有限公司 一种核电站安全级dcs系统的模拟测试系统及测试方法
CN114325160A (zh) * 2021-11-19 2022-04-12 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种继电保护测试仪自动检测装置交流响应时间测试方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2082869U (zh) * 1990-12-27 1991-08-14 四川省电力工业局试验研究所 高压多功能测试仪
CN1403912A (zh) * 2001-09-06 2003-03-19 Lg电子株式会社 在实时系统中测量中央处理器任务占用率的方法和装置
CN201839304U (zh) * 2010-11-15 2011-05-18 中广核工程有限公司 一种核电站第三方控制设备接入系统
CN102169134A (zh) * 2010-12-17 2011-08-31 中国电力科学研究院 一种基于硬件的暂态电压记录方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100595984B1 (ko) * 2004-04-12 2006-07-03 한국전력공사 원전용 분산 제어시스템의 제어 통신망 전송 프레임 구조

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2082869U (zh) * 1990-12-27 1991-08-14 四川省电力工业局试验研究所 高压多功能测试仪
CN1403912A (zh) * 2001-09-06 2003-03-19 Lg电子株式会社 在实时系统中测量中央处理器任务占用率的方法和装置
CN201839304U (zh) * 2010-11-15 2011-05-18 中广核工程有限公司 一种核电站第三方控制设备接入系统
CN102169134A (zh) * 2010-12-17 2011-08-31 中国电力科学研究院 一种基于硬件的暂态电压记录方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102354295A (zh) 2012-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202018504U (zh) 一种电能质量分析仪检测系统
US9910081B2 (en) Performance analysis of power grid monitors
CN102354295B (zh) 一种dcs系统中设备的cpu负荷测试方法
CN101509942B (zh) 一种超声波换能器频率响应特性的检测方法
CN104111436A (zh) 数字多用表自动检定系统及方法
CN105467355A (zh) 一种电能表的自动测试方法及其自动测试装置
CN100470418C (zh) 基于盲源信号分析的聚丙烯熔融指数软测量仪表及方法
CN117503204B (zh) 一种超声ai数字诊疗系统
CN114200381B (zh) 一种智能电表可靠性检测系统和方法
CN101393240A (zh) 基于虚拟仪器的电网谐波在线监测电路及其工作方法
CN105093166A (zh) 一种电子式电能表的现场检验方法
CN105093163A (zh) 一种电子式电能表的误差调试方法
CN105068035A (zh) 一种电压互感器误差水平动态检测方法及系统
CN105849573A (zh) 具有事件检测能力的自动测试系统
CN105093157B (zh) 基于iec61850采样值的参数算法的测试方法
CN103439590A (zh) 一种电能监测dsp控制系统
CN110098610B (zh) 故障扰动下电力系统振荡主导模式的实时辨识方法及系统
CN110888100A (zh) 一种单相智能电能表在线带载检测系统及方法
CN102589662B (zh) 一种利用电机输出功率测量电机提升的重物的质量的系统和方法
CN202947794U (zh) 变压器器身表面振动信号的采集测试装置
CN106468789A (zh) 一种传感器性能定量评价系统
CN206132970U (zh) 现场环境下超声波局部放电计量系统
CN204575874U (zh) 可视化检波器串失真查找仪
CN112016045B (zh) 纳秒级脉冲功率计数据处理方法
CN107861033A (zh) 振荡波局部放电检测系统定位误差的检定方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 100094 Yongfeng Road, Beijing, No., building 5, building 5

Patentee after: Beijing Guangli Nuclear Power Co., Ltd.

Patentee after: China General Nuclear Power Corporation

Address before: 100094 Yongfeng Road, Beijing, No., building 5, building 5

Patentee before: Beijing Guangli Nuclear Power Co., Ltd.

Patentee before: China Guangdong Nuclear Power Group Co., Ltd.

CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Dong Ming

Inventor after: Li Xiangjian

Inventor after: Liu Yuan

Inventor after: Liu Wei

Inventor after: Hu Jinsong

Inventor after: Liang Zhongqi

Inventor after: Gu Dan

Inventor after: He Wenguang

Inventor after: Zhu Jian

Inventor after: Wang Jining

Inventor after: Zhou Aiping

Inventor after: Qie Yongxue

Inventor after: Liu Jie

Inventor after: Wang Zhao

Inventor after: Liu Wangping

Inventor after: Gao Lianguo

Inventor after: Zhi Yuan

Inventor after: Jiang Bo

Inventor after: Bai Tao

Inventor after: Ning Dai

Inventor after: Wang Zhenchun

Inventor after: Meng Guangguo

Inventor after: Ma Jiqiang

Inventor after: Zhu Yiming

Inventor before: Dong Ming

Inventor before: Hu Jinsong

Inventor before: Liang Zhongqi

Inventor before: Gu Dan

Inventor before: He Wenguang

Inventor before: Zhu Jian

Inventor before: Wang Jining

Inventor before: Zhou Aiping

Inventor before: Liu Jie

Inventor before: Wang Zhao

Inventor before: Liu Wangping

Inventor before: Qie Yongxue

Inventor before: Gao Lianguo

Inventor before: Zhi Yuan

Inventor before: Jiang Bo

Inventor before: Wang Zhenchun

Inventor before: Ma Jiqiang

Inventor before: Zhu Yiming

Inventor before: Li Xiangjian

Inventor before: Liu Yuan

Inventor before: Liu Wei

COR Change of bibliographic data