CN109657818A - 一种核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于核电仿真领域技术领域，具体涉及一种核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法，目的是解决现有的教练员站软件维护难度大，且软件变更后测试时间长的问题。其特征在于，它包括如下步骤：建立故障系统结构；存储故障系统结构；实现故障引入。本发明设计了一种基于MYSQL数据库的树状故障信息的存贮结构，将故障数据信息与软件完全分离，针对不同核电模拟机项目仅需配置数据即可满足要求，降低了维护难度。本发明设计了一种故障引入流程，使教员在试图引入故障时，能够快速定位到故障，并能够定制引人方式，从而使故障现象更逼真，达到更好地培训效果。
Description
技术领域
本发明属于核电仿真领域技术领域，具体涉及一种核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法。
背景技术
仿真是利用计算机科学和技术成果建立被仿真对象的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验与试验的一门综合性技术。它具有高效、安全、经济、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训(尤其是复杂系统)的重要工具。
计算机仿真技术和用于仿真的计算机(简称仿真机)都应满足仿真的特点及仿真工作者的需求。仿真机主要用于对运行人员进行培训、工程设计、工程调试和工程分析用途，包括软件和计算机系统、机组控制盘台和操纵员站、I/O接口等在内的硬件设备。20世纪50年代的仿真机大部分是以电子模拟计算机为主机实现的，在部分特殊应用领域内也有以液压机、气压机或阻抗网络作为主要模拟设备的。由于电子模拟计算机具有精度较差的缺点，从70年代初开始，数字模拟混合仿真机得到发展。从70年代末起，以数字机为主机的各种各样的专用和通用仿真机得到普及和推广。由于高性能工作站、巨型机、小型机、软件技术和人工智能技术取得引人瞩目的发展，在80年代后，人们对智能化仿真机寄予厚望，也在综合集成仿真和模拟仿真的优势的基础上，设计出在更高层次上的数字模拟混合仿真机，在一些特定的仿真领域内，这种智能仿真机和高层次的数字模拟仿真机都取得了令人鼓舞的效果。
核电仿真机(又称为模拟机)，按照功能可以分为原型机、工程仿真机、培训仿真机等；按照范围可以分为全范围仿真机和局部仿真机。仿真机控制台盘和操纵员站可以做到和核电主控室一样。
模拟机是核电站安全运行不可缺少的设备。据统计，核电站70％以上的安全问题由人为因素造成，因而在每个核电站项目中，都需要模拟机供操纵员上岗前接受严格的培训和考核。利用仿真技术制造的核电占模拟机是核电站培训操纵员和运行管理人员的重要工具，直接影响着核电站运行的安全性、稳定性和经济性。
教练员站软件是模拟机的人机接口，主要针对核电厂培训模拟机教员的教学要求，通过图形界面提供给教员对教学过程的实时监控和记录。故障引入系统是教练员站软件的重要功能，通过此发明能够给用户提供便捷的人机接口，触发需要引人的电厂故障，从而使模拟机开始模拟电厂内的发生此故障的场景。原教练员站软件部分故障功能在软件中固化，不同项目的教练员站需要通过修改软件来实现；这导致软件维护难度大，且软件变更后测试时间长。
发明内容
本发明的目的是解决现有的教练员站软件维护难度大，且软件变更后测试时间长的问题，提供一种全新的基于MYSQL数据库的树状故障信息的存贮结构和故障引入流程。
本发明是这样实现的：
一种核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法，包括如下步骤：
步骤一：建立故障系统结构；
步骤二：存储故障系统结构；
步骤三：实现故障引入。
如上所述的步骤一，设计模拟机故障一级菜单，分为特殊故障、通用故障和DCS故障。
如上所述的特殊故障的二级菜单按核电厂系统分类，三级菜单列出该系统下所有设备代号。
如上所述的通用故障的二级菜单按设备类型进行分类，三级菜单列出有该类型设备的核电厂系统，四级菜单列出该系统下所有设备代号。
如上所述的DCS故障的二级菜单为通道、设备，三级菜单为核电厂系统，四级菜单该系统下所有设备代号。
如上所述的步骤二，本故障系统结构在MYSQL数据库通过下列表存储：
故障一级菜单malflevel1，包含字段为：菜单节点名，是否有子节点标志；
故障二级菜单malflevel2、故障三级菜单malflevel3，包含字段为：菜单节点名，父菜单节点名，是否有描述，节点标志；
故障代号表MFTable，包含字段为：故障代号、设备代号、量程、初始值、可撤销标志、描述、父节点菜单名。
如上所述的步骤三，故障系统在初始化访问MYSQL数据库中各个表，根据表记录的父子节点关系形成树状列表；通过故障列表找到期望引入到仿真过程中的故障代号，本发明通过以下方式实现了故障引入：
步骤3.1：立即引入；
故障根据设置的值立刻被引入仿真过程，系统开始模拟故障发生后的状况；
步骤3.2：挂起故障再激活；
先将故障设置好后挂起，此时故障没有被引入仿真过程，在合适的时候，由教练员手动将故障激活，从此时故障引入仿真过程；
步骤3.3：自动延迟渐变引入；
在设置故障时，设置延迟时间，渐变时间，渐变起始值属性，当故障引入时，如果延迟时间大于零，将自动开始倒计时，直到延迟时间为零，故障从渐变起始值开始，在设定的渐变时间段内，线性渐变到终值，在延迟结束时，故障开始生效，直到渐变结束，保持终值效果；
步骤3.4：事件触发时引入
在设置故障时，设置一个关联的条件，模拟机将按每秒一次的频率检查条件是否满足，当条件满足时，此故障被引入。
如上所述的步骤三，通过故障组的方式实现了多个故障同时引入，从而使模拟机可以仿真多个故障叠加；当新建故障组后，从故障列表选择需要同时引入的故障代号添加到故障组，然后修改本故障组内每个故障被引入时的属性，属性设置同单个故障设置；在运行过程中，选中故障组，进行挂起或引入操作，此时故障组中的多有故障都会被同时挂起或引入；
故障被引入后，通过模拟机API写入模拟机实时数据区，对仿真对象发生作用；本发明通过列表的方式集中展示所有已被引入的故障和被挂起的故障，并展示故障延迟时间、当前值等动态变化的信息。
本发明的有益效果是：
本发明设计了一种基于MYSQL数据库的树状故障信息的存贮结构，将故障数据信息与软件完全分离，针对不同核电模拟机项目仅需配置数据即可满足要求，降低了维护难度。
本发明设计了一种故障引入流程，使教员在试图引入故障时，能够快速定位到故障，并能够定制引人方式，从而使故障现象更逼真，达到更好地培训效果。
附图说明
图1是本发明的一种基于MYSQL数据库的树状故障信息的存贮结构的原理图；
图2是本发明一种故障引入流程的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
如图1所示，本发明对不同核电模拟机对故障系统的需求进行总结归纳，提出了一种故障系统结构。模拟机故障一级菜单分为特殊故障、通用故障和DCS故障。
特殊故障的二级菜单按核电厂系统分类，三级菜单列出该系统下所有设备代号。
通用故障的二级菜单按设备类型进行分类，例如可分为泵、通断式传感器、气动阀、模拟量变送器、电动阀、安全阀、释放阀、换热器、电磁阀、防火阀，三级菜单列出有该类型设备的核电厂系统，四级菜单列出该系统下所有设备代号。例如系统中某一个泵包括如下通用故障：电机短路、电机卡轴、电机断轴、故障合闸、拒动、故障开闸。
DCS故障的二级菜单为通道、设备，三级菜单为核电厂系统，四级菜单该系统下所有设备代号。
本故障系统结构在MYSQL数据库通过下列表存储：
故障一级菜单malflevel1，包含字段为：菜单节点名，是否有子节点标志；
故障二级菜单malflevel2、故障三级菜单malflevel3，包含字段为：菜单节点名，父菜单节点名，是否有描述，节点标志；
故障代号表MFTable，包含字段为：故障代号、设备代号、量程、初始值、可撤销标志、描述、父节点菜单名。
故障系统在初始化访问MYSQL数据库中各个表，根据表记录的父子节点关系形成树状列表。通过故障列表找到期望引入到仿真过程中的故障代号，本发明通过以下方式实现了故障引入，如图2所示：
(1)立即引入；
故障根据设置的值立刻被引入仿真过程，系统开始模拟故障发生后的状况。
(2)挂起故障再激活；
先将故障设置好后挂起，此时故障没有被引入仿真过程，在合适的时候，由教练员手动将故障激活，从此时故障引入仿真过程。
(3)自动延迟渐变引入；
在设置故障时，设置延迟时间，渐变时间，渐变起始值属性，当故障引入时，如果延迟时间大于零，将自动开始倒计时，直到延迟时间为零，故障从渐变起始值开始，在设定的渐变时间段内，线性渐变到终值，在延迟结束时，故障开始生效，直到渐变结束，保持终值效果。
(4)事件触发时引入
在设置故障时，设置一个关联的条件，模拟机将按每秒一次的频率检查条件是否满足，当条件满足时，此故障被引入。
此外，本发明通过故障组的方式实现了多个故障同时引入，从而使模拟机可以仿真多个故障叠加。当新建故障组后，从故障列表选择需要同时引入的故障代号添加到故障组，然后修改本故障组内每个故障被引入时的属性，属性设置同单个故障设置。在运行过程中，选中故障组，进行挂起或引入操作，此时故障组中的多有故障都会被同时挂起或引入。
故障被引入后，通过模拟机API写入模拟机实时数据区，对仿真对象发生作用。本发明通过列表的方式集中展示所有已被引入的故障和被挂起的故障，并展示故障延迟时间、当前值等动态变化的信息。
上面结合实施例对发明的实施方法作了详细说明，但是发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (8)
1.一种核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法，其特征在于：它包括如下步骤：
步骤一：建立故障系统结构；
步骤二：存储故障系统结构；
步骤三：实现故障引入。
2.根据权利要求1所述的核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法，其特征在于：所述的步骤一，设计模拟机故障一级菜单，分为特殊故障、通用故障和DCS故障。
3.根据权利要求2所述的核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法，其特征在于：所述的特殊故障的二级菜单按核电厂系统分类，三级菜单列出该系统下所有设备代号。
4.根据权利要求3所述的核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法，其特征在于：所述的通用故障的二级菜单按设备类型进行分类，三级菜单列出有该类型设备的核电厂系统，四级菜单列出该系统下所有设备代号。
5.根据权利要求4所述的核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法，其特征在于：所述的DCS故障的二级菜单为通道、设备，三级菜单为核电厂系统，四级菜单该系统下所有设备代号。
6.根据权利要求5所述的核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法，其特征在于：所述的步骤二，本故障系统结构在MYSQL数据库通过下列表存储：
故障一级菜单malflevel1，包含字段为：菜单节点名，是否有子节点标志；
故障二级菜单malflevel2、故障三级菜单malflevel3，包含字段为：菜单节点名，父菜单节点名，是否有描述，节点标志；
故障代号表MFTable，包含字段为：故障代号、设备代号、量程、初始值、可撤销标志、描述、父节点菜单名。
7.根据权利要求6所述的核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法，其特征在于：所述的步骤三，故障系统在初始化访问MYSQL数据库中各个表，根据表记录的父子节点关系形成树状列表；通过故障列表找到期望引入到仿真过程中的故障代号，本发明通过以下方式实现了故障引入：
步骤3.1：立即引入；
故障根据设置的值立刻被引入仿真过程，系统开始模拟故障发生后的状况；
步骤3.2：挂起故障再激活；
先将故障设置好后挂起，此时故障没有被引入仿真过程，在合适的时候，由教练员手动将故障激活，从此时故障引入仿真过程；
步骤3.3：自动延迟渐变引入；
在设置故障时，设置延迟时间，渐变时间，渐变起始值属性，当故障引入时，如果延迟时间大于零，将自动开始倒计时，直到延迟时间为零，故障从渐变起始值开始，在设定的渐变时间段内，线性渐变到终值，在延迟结束时，故障开始生效，直到渐变结束，保持终值效果；
步骤3.4：事件触发时引入
在设置故障时，设置一个关联的条件，模拟机将按每秒一次的频率检查条件是否满足，当条件满足时，此故障被引入。
8.根据权利要求7所述的核电模拟机教练员站软件故障引入系统的实现方法，其特征在于：所述的步骤三，通过故障组的方式实现了多个故障同时引入，从而使模拟机可以仿真多个故障叠加；当新建故障组后，从故障列表选择需要同时引入的故障代号添加到故障组，然后修改本故障组内每个故障被引入时的属性，属性设置同单个故障设置；在运行过程中，选中故障组，进行挂起或引入操作，此时故障组中的多有故障都会被同时挂起或引入；
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