CN107797928B - 仪控系统平台逻辑算法块测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于仪控系统的技术领域，为了解决现有技术中存在的算法块功能遍历测试中存在的测试效率低、测试结果不准确的技术问题，本发明提供一种能够同步开展多个算法块的仪控系统平台逻辑算法块测试装置和方法；所述测试装置包括：信号产生模块，用于产生用于测试算法块的测试信号；信号发送模块，同时向待测试仪控系统平台中具有相同属性的算法块发送所述测试信号，使得所述具有相同属性的算法块能够并行处理逻辑运算；信号接收模块，待所述测试仪控系统平台中所述具有相同属性的算法块完成运算处理之后，所述信号接收模块接收所述具有相同属性的算法块的运算结果；测试结果判定模块，确定所述测试结果是否能满足预期要求。

Description

仪控系统平台逻辑算法块测试装置和方法

技术领域

本发明涉及仪控系统的技术领域，尤其涉及一种核电仪控系统，更具体地，涉及仪控系统平台逻辑算法块测试装置和方法。

背景技术

核级仪控系统中，为实现仪控设计中输入信号的数据处理，会开发满足设计要求的逻辑算法块。为保证算法块产品的逻辑正确性和准确性，且满足仪控系统的实际工程应用，在交付工厂测试(简称FT)前，需要对平台算法库中所有的算法块的基本功能进行详尽的平台系统测试。

仪控系统平台中算法块具有功能繁多，逻辑复杂，数量多，现有技术针对平台算法块功能的测试多为黑盒测试，主要包括以下三种方法：

1、算法块功能遍历测试：对算法库中的全部算法块依次进行单一功能测试，在平台系统测试环境中运行包括逻辑功能的组态工程，采用人工输入激励，根据输入变量调用相应逻辑算法运算，以获取输出变量的运算值，并与预期值进行比较的方法做测试。

2、算法块组合功能测试：利用基本功能算法块搭建具有综合功能的模块，具体包括：①、选取适用于典型工程应用的组合；②根据算法块的逻辑功能设计，运行组合算法块模块对应的测试程序，预先设置算法组合模块的输出值；③采用人工输入激励，获取组合算法块的最终输出变量的运算值；④判断实际输出变量运算值与预期值是否一致。

3、算法块仿真测试：在仿真环境中，进行模型搭建，通过确认每周期“算法”输出值与参考模型输出的结果进行实时的比较，判定“算法”运行的正确性。

但是发明人在实现本发明的过程中发现，上述测试方案至少存在以下一种不足：

1、算法块功能遍历测试，即单一功能块的测试；现有技术中的测试方法可以保证测试的精准正确性，但鉴于仪控平台系统中算法块的功能繁多，数量较大，达100余个，每测一个算法块，均需要制造输入信号的外界激励数据，且计算出输入激励对应的预期值，并将结果与实际输出值比较来判定算法块的功能正确性；因此，这种测试方法存在大大降低自动化测试的效率，消耗大量的人力资源等问题。

2、算法块组合功能测试，通过设置中间变量，将多个算法块级联到一起进行模块化的测试，提高了测试的效率，但考虑到平台系统测试环节，算法块的功能正确性仍处于确认阶段。①、若出现算法组合模块的实际输出值与预期不一致的情况下，对问题算法块的定位较为不便，需要将级联算法模块打开，逐个算法块排查确认。②、算法组合模块中存在两个及以上算法块功能未能正确实现，但级联结果仍与预期一致的可能，级联测试结果存在不确定性。

3、算法块仿真测试，通过仿真软件实现信号的逻辑运算，但考虑到信号均为模拟产生，并非平台系统中的采集信号，与实际的工程使用的系统环境仍存在一定偏差，测试结果不能等效于平台系统测试环节的测试结果。

发明内容

为了解决现有技术中存在的算法块功能遍历测试中存在的测试效率低，以及算法块组合功能测试存在的测试结果不准确的技术问题，本发明提供一种能够同步开展多个算法块的仪控系统平台逻辑算法块测试装置和方法。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案包括：

本发明一方面提供一种仪控系统平台逻辑算法块测试装置，其特征在于，包括：

信号产生模块，用于产生用于测试算法块的测试信号；

信号发送模块，同时向待测试仪控系统平台中具有相同属性的算法块发送所述测试信号，使得所述具有相同属性的算法块能够并行处理逻辑运算；

信号接收模块，待所述测试仪控系统平台中所述具有相同属性的算法块完成运算处理之后，所述信号接收模块接收所述具有相同属性的算法块的运算结果；

测试结果判定模块，基于所述信号接收模块的运算结果，确定所述测试结果是否能满足预期要求。

本发明实施例优选地，所述装置还包括测试用例生成模块，所述测试用例模块根据所述算法块的逻辑功能，确定所述算法块对应的真值表测试用例；并且所述测试结果判定模块设置成对比所述信号接收模块接收的运算结果与所述真值表测试用例中预定的结果是否相同，确定所述测试结果是否能满足预期要求。

本发明另一方面提供一种仪控系统平台逻辑算法块测试方法，其特征在于，包括：

产生用于测试算法块的测试信号；

同时向待测试仪控系统平台中具有相同属性的算法块发送所述测试信号，使得所述具有相同属性的算法块能够并行处理逻辑运算；

待所述测试仪控系统平台中所述具有相同属性的算法块完成运算处理之后，接收所述具有相同属性的算法块的运算结果；

基于所述运算结果，确定所述测试结果是否能满足预期要求。

本发明实施例优选地，所述方法还包括：根据所述算法块的逻辑功能，确定所述算法块对应的真值表测试用例；并且对比所述运算结果与所述真值表测试用例中预定的结果是否相同，确定所述测试结果是否能满足预期要求。

为了进一步解决与实际的工程使用的系统环境仍存在一定偏差的技术技术问题，作为上述技术方案进一步的优选实现方式：

本发明实施例优选地，所述测试装置中，所述信号产生模块中的测试信号通过模拟电站现场设备的方式产生。

本发明实施例优选地，所述测试方法中，所述测试信号通过模拟电站现场设备的方式产生。

本发明实施例优选地，所述信号产生模块和所述测试结果判定模块设置于中央处理器中，并且所述装置还包括与所述中央处理器连接的显示器。

本发明实施例优选地，所述装置还包括信号调理模块，用于隔离所述中央处理器和所述待测仪控系统。

本发明实施例优选地，所述方法还包括：显示所述运算结果和所述测试结果是否能满足预期要求。

本发明实施例优选地，所述测试信号通过信号调理模块隔离之后发送至所述测试仪控系统平台，并且通过所述信号调理模块隔离之后，才接收所述测试仪控系统平台的运算结果。

采用本发明实施例提供的上述技术方案，可以获得以下有益效果中的一种：

1、采用本实施例提及的上述测试装置或测试方法中，通过将同类功能(相同属性)的算法块拆分再组合的形式，实现并行测试；而且测试步骤少，测试工具、方法简单，整体测试工作量小，测试执行成本低。

2、可以通过将运算结果直接与测试用例结果对比，这样可以进一步快速确定测试结果是否能满足预期要求；而且这样还能使测试结果辨识度高，可以准确定位问题算法块。

3、测试环境中数据的采集输出模拟核电现场，具有较高的可信度；保证了后端FT测试的有效进行。

4、测试结果通过显示器直接显示出来，这样可以更加方便用户及时知晓测试结果。

5、测试装置中信号发送和接收还通过信号调理模块隔离，这样能够保证数据栓送的有效性，避免干扰。

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为本发明实施例提供的一种仪控系统平台逻辑算法块测试装置和待测仪控平台的示意图

图2为本发明实施例提供的一种仪控系统平台逻辑算法块测试方法的流程图。

图3为本发明实施例提供的一种待测仪控平台对应测试环境示意图。

图4为本发明实施例提供的一种仪控系统平台逻辑算法块测试装置的结构框图。

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

如图1所示，本实施例提供一种仪控系统平台逻辑算法块测试装置100，该测试装置100包括：

信号产生模块130，用于产生用于测试算法块的测试信号；即产生用于算法块进行测试用的测试信号，该测试信号可以直接输入至待测试系统，所以要求该测试信号能够直接模拟出实际仪控系统可能需要的输入条件。

信号发送模块140，同时向待测试仪控系统平台中具有相同属性的算法块发送测试信号，使得具有相同属性的算法块能够并行处理逻辑运算；即设计平台算法块测试用例，将相同属性算法块合并到一起，算法块输入信号复用相同变量，输出信号配置唯一变量；其中，相同属性算法块是指算法块的逻辑输入信号变量类型相同(比如real、bool、int、real_signal、bool_signal)，且有相同的有效取值范围，具备以上两点的算法块均可以合并测试；而待测试仪控系统平台接收到信号发送模块140的测试信号之后，通过输入端信号整合模块210，将测试信号分别发送至不同的算法模块220、230、240，其中有些测试信号只需要发送给一个算法块，而有些测试信号需要分别发送至不同的算法块，每个算法信号发送模块140块按照各自的逻辑功能进行逻辑运算，并将运算结果通过信号输出模块250反馈至测试装置100中的信号接收模块110。

信号接收模块110，待测试仪控系统平台中具有相同属性的算法块完成运算处理之后，信号接收模块接收具有相同属性的算法块的运算结果；即测试装置110能够接收到待测试仪控系统平台中每个参与测试算法块220、230、240的运算结果。

测试结果判定模块120，基于信号接收模块的运算结果，确定测试结果是否能满足预期要求；即根据测试装置预先设置的标准，根据运算结果来和预先设置的标准进行比对，如果符合要求，就测试结果可行，否则，测试结果判定为不良。

因此，通过将同类功能(相同属性)的算法块拆分再组合的形式，实现并行测试；而且测试步骤少，测试工具、方法简单，整体测试工作量小，测试执行成本低。

本实施例优选地，测试装置100还包括测试用例生成模块，测试用例模块根据算法块的逻辑功能，确定算法块对应的真值表测试用例，即根据逻辑算法块功能需求设计测试用例，并制定算法块真值表测试用例；并且测试结果判定模块设置成对比信号接收模块接收的运算结果与真值表测试用例中预定的结果是否相同，确定测试结果是否能满足预期要求。

为了进一步解决与实际的工程使用的系统环境仍存在一定偏差的技术技术问题，作为上述技术方案进一步的优选实现方式：

本实施例优选地，测试装置100中，信号产生模块中的测试信号通过模拟电站现场设备的方式产生。

本实施例优选地，信号产生模块和测试结果判定模块设置于中央处理器中，并且测试装置还包括与中央处理器连接的显示器；而且测试装置100还包括信号调理模块160，用于隔离中央处理器和待测仪控系统。

具体地，通过工装测试装置，模拟电站发送现场数据，并传递到平台系统中；通过平台系统运算处理，将输出信号返回到工装测试装置；在工装测试装置中，比对接收的平台系统所有输出变量信息，与真值表预期值比对，判定该组多个算法块实现是否正确，并将结果显示在测试装置界面。

如图2所示，本实施例另一方面提供一种仪控系统平台逻辑算法块测试方法，该测试方法包括：

S110、产生用于测试算法块的测试信号；

S120、同时向待测试仪控系统平台中具有相同属性的算法块发送测试信号，使得具有相同属性的算法块能够并行处理逻辑运算；即产生用于算法块进行测试用的测试信号，该测试信号可以直接输入至待测试系统，所以要求该测试信号能够直接模拟出实际仪控系统可能需要的输入条件；即设计平台算法块测试用例，将相同属性算法块合并到一起，算法块输入信号复用相同变量，输出信号配置唯一变量；其中，相同属性可以根据算法块的功能来分，例如信号逻辑运算电路(与、或、非等)，也可以是模拟信号放大等；还可以根据行业内某些标准要求来分类，例如误差范围相同或相似的一类功能归于一类；还可以根据用户自己的需求，例如如何方便连线等；将测试信号分别发送至不同的算法模块，其中有些测试信号只需要发送给一个算法块，而有些测试信号需要分别发送至不同的算法块；

S130、待测试仪控系统平台中具有相同属性的算法块完成运算处理之后，接收具有相同属性的算法块的运算结果；即测试装置能够接收到待测试仪控系统平台中每个参与测试算法块的运算结果；

S140、基于运算结果，确定测试结果是否能满足预期要求；即根据测试装置预先设置的标准，根据运算结果来和预先设置的标准进行比对，如果符合要求，就测试结果可行，否则，测试结果判定为不良。

因此，通过将同类功能(相同属性)的算法块拆分再组合的形式，实现并行测试；而且测试步骤少，测试工具、方法简单，整体测试工作量小，测试执行成本低。

本发明实施例优选地，测试方法还包括：根据算法块的逻辑功能，确定算法块对应的真值表测试用例；并且对比运算结果与真值表测试用例中预定的结果是否相同，确定测试结果是否能满足预期要求。

本实施例优选地，测试方法中，测试信号通过模拟电站现场设备的方式产生。进一步优选地，方法还包括：显示运算结果和测试结果是否能满足预期要求。

本实施例优选地，测试信号通过信号调理模块隔离之后发送至测试仪控系统平台，并且通过信号调理模块隔离之后，才接收测试仪控系统平台的运算结果。

下面如图3、图4对本实施例提供的仪控系统平台逻辑算法块测试装置100进一步补充解释：

如图3所示，本实施例提及的待测试仪控系统平台(也称被测系统)，是指进行验证测试的核电仪控平台系统，该系统测试环境包括实现平台系统测试的软件工具、主控模块、IO模块(输入输出模块)以及相关机箱机架等产品；而且测试环境设计符合工程实际项目的典型应用，环境中的所有信号均模拟现场信号的采集与输出；并且本实施例中的被测算法块在被测系统中进行验证。例如，真个测试系统包括Level 2层的工控机和服务器，以及与Level 2层服务器通过连接的多个集成测试机架，每个机架中分别设置有与测试工装连接的输入输出端子，以及与输入输出端子连接的IO模块，与IO模块连接的主处理模块，主处理模块通过通信模块与维护工具和Level 2层服务器连接。

如图4所示，整个测试系统还包括IPC(英文全称Inter-Process Communication，进程间通信)模块150和信号调理模块160；IPC模块包括一中央处理器CPU 152、人机界面显示器151、第一IO模块153、第二IO模块154；中央处理器152运行独立开发的数据发送/接收应用软件，CPU152与IPC150中的IO模块153、154连接，实现数据的双向交互，人机界面显示器154为CPU的外接显示器。IO模块中包含4类板卡，提供64通道的信号。量程范围0-10V，在计算机处理器中安装预定的软件，例如LABview(一种类似C语言的程序开发环境)，使用LABview开发工具，通过加载预定的程序，实现对信号的自动激励，用于发布测试指令，并接收被测环境输出信号信息，实现与预期试验结果的比较判定功能。其中中央处理器152加载特定控制程序之后，可以执行测试结果判定模块120的功能；而第一IO模块153可以执行信号发送模块140的功能，第一IO模块154可以执行信号接收模块110的功能；而控制器加载特定的程序，可以控制测试工装中特定的模块(例如下文中的信号调理模块)一起执行信号产生模块130的作用。如图4所示，信号调理模块160包括4类I/O调理模块板卡，实现与IPC模块中I/O信号的转换、并起到隔离IPC与被测系统间的作用，并且信号调理模块分别与IPC中的IO模块与被测系统中的IO模块相连，用于接收0-10V数据，转化为0-24mA量程变量，并输出与被测系统匹配的信号；发送信号包括：复用信号、独立信号。

因此，本实施例提供的测试系统的搭建和测试方法包括：

S1、按照逻辑算法需求，设计测试用例，分类拆分算法块并重新合并。配置输入变量、输出变量。下装准备测试。设计搭建测试环境。

S2、测试执行：操作测试系统发送数据，被测系统接收并进行数据处理，

S3、查看IPC中显示界面信号对比结果。并记录。

S4、综合判定，根据变量的测试结果，判定相应算法块的功能是否实现。

为了使得本领域技术人员更容易理解本实施例，下面结合核安全级数字化仪控平台FitRel系统举例进行解释：

测试的目的，用于验证FitRel仪控系统中平台算法块的测试；以下为平台测试中的应用举例：

1、根据算法块的输入端整合，并行测试算法块共计28个，其输入信号及整合情况见表1-表3：

表1.FitRel仪控系统中算法块的具体含义(1-9)

表2.FitRel仪控系统中算法块的具体含义(10-21)

表3.FitRel仪控系统中算法块的具体含义(22-28)

2、执行测试用例，测试用例真值表见表4-表6(表格中的具体值，通过仿真得到的理论值获得，或者通过计算得到的，或者通过之前测试经验获得)。

表4.测试用例中输入变量和回读时间参数表

表5.测试用例中算法块1-15的输出结果

表6.测试用例中算法块16-28的输出结果

3、通过测试工装，执行测试用例，在被测系统中运行该用例并进行数据处理，如下表7为一种测试结果。

表7.被测系统运行结果表

4、查看IPC中显示界面信号对比结果；通过测试结果判定相应算法块的功能是否实现；测试结果界面图见表7，而测试结果判定表中的测试结果列。

通过以上测试效果，执行过程中，28个算法块实现并行同步开展，并通过输出结果比对表，迅速定位到输出信号do25、do26存在问题。

使用本实施例提供的测试方法和测试装置，大大减少了测试时间，测试问题排查未受到影响，并且实际工程使用效果良好。

采用本发明实施例提供的上述技术方案，可以获得以下有益效果中的一种：

1、采用本实施例提及的上述测试装置或测试方法中，通过将同类功能(相同属性)的算法块拆分再组合的形式，实现并行测试；而且测试步骤少，测试工具、方法简单，整体测试工作量小，测试执行成本低。

2、可以通过将运算结果直接与测试用例结果对比，这样可以进一步快速确定测试结果是否能满足预期要求；而且这样还能使测试结果辨识度高，可以准确定位问题算法块。

3、测试环境中数据的采集输出模拟核电现场，具有较高的可信度；保证了后端FT测试的有效进行。

4、测试结果通过显示器直接显示出来，这样可以更加方便用户及时知晓测试结果。

5、测试装置中信号发送和接收还通过信号调理模块隔离，这样能够保证数据栓送的有效性，避免干扰。

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。

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。

Claims (8)

1.一种仪控系统平台逻辑算法块测试装置，其特征在于，包括：

信号产生模块，用于产生用于测试算法块的测试信号；

信号发送模块，同时向待测试仪控系统平台中具有相同属性的算法块发送所述测试信号，使得所述具有相同属性的算法块能够并行处理逻辑运算；其中，相同属性算法块是指算法块的逻辑输入信号变量类型相同，且有相同的有效取值范围；

信号接收模块，待所述待测试仪控系统平台中所述具有相同属性的算法块完成运算处理之后，所述信号接收模块接收所述具有相同属性的算法块的运算结果；

测试结果判定模块，基于所述信号接收模块的运算结果，确定测试结果是否能满足预期要求；以及

IPC模块，其包括一中央处理器、人机界面显示器、IO模块；

信号调理模块，用于隔离所述中央处理器和所述待测试仪控系统平台；

所述信号调理模块分别与IPC中的IO模块与被测系统中的IO模块相连，用于接收0-10V数据，转化为0-24mA量程变量，并输出与被测系统匹配的信号；所述信号包括：复用信号、独立信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括测试用例生成模块，所述测试用例生成模块根据所述算法块的逻辑功能，确定所述算法块对应的真值表测试用例；并且所述测试结果判定模块设置成对比所述信号接收模块接收的运算结果与所述真值表测试用例中预定的结果是否相同，确定所述测试结果是否能满足预期要求。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号产生模块中的测试信号通过模拟电站现场设备的方式产生。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号产生模块和所述测试结果判定模块设置于中央处理器中，并且所述装置还包括与所述中央处理器连接的显示器。

5.一种仪控系统平台逻辑算法块测试方法，其特征在于，包括：

产生用于测试算法块的测试信号；

同时向待测试仪控系统平台中具有相同属性的算法块发送所述测试信号，使得所述具有相同属性的算法块能够并行处理逻辑运算；其中，相同属性算法块是指算法块的逻辑输入信号变量类型相同，且有相同的有效取值范围；

待所述待测试仪控系统平台中所述具有相同属性的算法块完成运算处理之后，接收所述具有相同属性的算法块的运算结果；

基于所述运算结果，确定测试结果是否能满足预期要求；

其中，所述测试信号通过信号调理模块隔离之后发送至所述待测试仪控系统平台，并且通过所述信号调理模块隔离之后，才接收所述待测试仪控系统平台的运算结果；所述信号调理模块分别与IPC模块中的IO模块与被测系统中的IO模块相连，所述IPC模块包括一中央处理器、人机界面显示器、IO模块；所述信号调理模块用于接收0-10V数据，转化为0-24mA量程变量，并输出与被测系统匹配的信号；所述信号包括：复用信号、独立信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述算法块的逻辑功能，确定所述算法块对应的真值表测试用例；并且对比所述运算结果与所述真值表测试用例中预定的结果是否相同，确定所述测试结果是否能满足预期要求。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述测试信号通过模拟电站现场设备的方式产生。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：显示所述运算结果和所述测试结果是否能满足预期要求。

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