CN112487669A - 一种核电厂控制逻辑设计验证的系统及方法 - Google Patents

一种核电厂控制逻辑设计验证的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于公开一种核电厂控制逻辑设计验证的系统及方法，包括客户端计算机、控制逻辑设计验证数据存储服务器、数据结构分解服务器及存储设计数据和要求规格数据的数据库；客户端计算机通过网络分别与控制逻辑设计验证数据存储服务器和数据结构分解服务器互相通讯连接，控制逻辑设计验证过程中的所有请求、动作由客户端计算机发送并执行；数据结构分解服务器与数据库互相通讯连接；与现有技术相比，可以根据不同的设计要求，将控制逻辑设计数据按照相应的设计验证方法进行分解并执行不同的设计验证流程，通过计算机自动判别，实现自动化、批量化、可视化的设计验证功能，显著提高了控制逻辑设计验证效率和质量，实现本发明的目的。

Description

一种核电厂控制逻辑设计验证的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种控制逻辑设计验证的系统及方法，特别涉及一种基于数据库、计算机技术的的核电厂控制逻辑设计验证的系统及方法。
背景技术
三代核电采用全数字化仪控系统，对于电厂控制的功能基本是通过数字化仪控系统的软件实现的。在完成核电厂控制系统的控制逻辑设计工作之后，需要对设计成品(控制逻辑图)进行设计验证，以确保其满足电厂要求和质量要求，保证其功能可实现核电厂安全、稳定、经济地运行。
随着计算机技术的发展，控制逻辑的设计验证的部分工作采用了经过验证的控制逻辑仿真分析平台(控制逻辑仿真分析平台是指用于模拟控制系统的控制逻辑或控制特性的计算机软件)。但设计验证的方法不仅限于仿真测试，仍然有许多控制要求需要通过设计审查、分析、检查、论证等手段来进行设计验证工作。
传统设计验证中这部分工作大量依赖于人力，通过比对、分析、验算等手段进行设计审查、分析、检查、论证的方式进行设计验证，耗时费力，可能存在人因失误。
目前的控制逻辑设计已经实现了所有设计内容的数据化(基于数据库存储)，这是本系统和方法提出的重要前提。
因此，特别需要一种核电厂控制逻辑设计验证的系统及方法，以解决上述现有存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电厂控制逻辑设计验证的系统及方法，针对现有技术的不足，实现控制逻辑设计验证的自动化，降低人力成本及人因失误率。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
第一方面，本发明提供一种核电厂控制逻辑设计验证的系统，其特征在于，包括客户端计算机、控制逻辑设计验证数据存储服务器、数据结构分解服务器及存储设计数据和要求规格数据的数据库；客户端计算机通过网络分别与控制逻辑设计验证数据存储服务器和数据结构分解服务器互相通讯连接，控制逻辑设计验证过程中的所有请求、动作由客户端计算机发送并执行；数据结构分解服务器与数据库互相通讯连接。
在本发明的一个实施例中，所述客户端计算机用于安装控制逻辑设计验证主程序/应用程序，并支持用户自定义的设计验证流程、设计验证过程及结果的监测。
在本发明的一个实施例中，所述控制逻辑设计验证数据存储服务器包含需要开展设计验证的控制逻辑设计数据、控制要求规格数据、设计验证结果数据、设计验证流程、自动测试用例数据、依据专家经验形成的设计验证验收准则数据及用于存储这些数据和流程的数据库。
在本发明的一个实施例中，所述数据结构分解服务器包括：
数据载入模块，用于从控制逻辑设计验证数据存储服务器中载入需要开展设计验证的控制逻辑图的数据以及相应的控制要求规格数据；
数据分解模块，用于对载入的数据根据不同的设计验证方法进行识别分类。
在本发明的一个实施例中，所述客户端计算机包含：
数据识别调用模块，用于在设计验证过程中的不同环节调用所需数据；
设计验证流程及验收准则模块，用于驱动控制逻辑所生成的模型，根据所对应的测试用例，开展自动测试；
数据比对模块，用于根据设计验证验收准则，比较控制要求规格数据和控制逻辑设计数据；
用户接口模块，用于定义用户所关心的数据以及特殊的设计验证方法；
设计验证结果输出模块，用于生成控制逻辑设计验证报告等报表。
进一步，所述设计验证流程及验收准则模块包含：
设计审查流程子模块，用于读取例如人机接口、设备接口、控制整定值等控制逻辑的设计数据，与要求规格中的对应数据进行匹配，作为数据对比模块的输入数据之一；
测试流程子模块，用于读取控制逻辑相关的设计数据和要求规格数据，选取预定义的测试用例或用户定义的测试用例，将控制逻辑自动转换为模型，并驱动模型执行测试用例，记录测试输出数据，作为数据对比模块的输入数据之一；
用户自定义流程子模块，用于提供用户定义除设计审查流程子模块和测试流程子模块之外的控制逻辑设计验证流程以及相应的验收准则。
第二方面，本发明提供一种核电厂控制逻辑设计验证的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：从客户端计算机输入所需开展设计验证的控制逻辑图数据和相关要求规格数据；
步骤S2：数据结构分解服务器中载入输入的数据并进行识别和分类；
步骤S3：客户端计算机中的数据识别调用模块，根据不同类型的数据采用不同的设计验证方法，对载入的设计数据和相关要求规格数据、设计验证流程、自动测试用例数据、设计验证验收准则数据进行调用；
步骤S4：根据所选取的设计验证方法，驱动相关数据执行所对应的设计验证流程；
步骤S5：使用数据对比模块和数据识别调用模块，选取设计验证验收准则数据用于判断设计验证结果并将其结果存储于数据库中；
步骤S6：调用设计验证结果输出模块，将测试结果依据模版文件测试验证报告文件；
步骤S7：用户可自定义其关心的数据、定义原系统中默认流程之外的设计验证流程，并可调用显示窗口监测设计验证过程及结果。
本发明的核电厂控制逻辑设计验证的系统及方法，与现有技术相比，可以根据不同的设计要求，将控制逻辑设计数据按照相应的设计验证方法进行分解并执行不同的设计验证流程，通过计算机自动判别，实现自动化、批量化、可视化的设计验证功能，显著提高了控制逻辑设计验证效率和质量，实现本发明的目的。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的核电厂控制逻辑设计验证的系统的结构示意图；
图2为本发明的应用程序客户端计算机的结构示意图；
图3为本发明的核电厂控制逻辑设计验证的方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
如图1所示，本发明的核电厂控制逻辑设计验证的系统，包括客户端计算机10、控制逻辑设计验证存储服务器11、数据结构分解服务器12及存储设计数据和要求规格数据的数据库13。
客户端计算机10是通过网络将控制逻辑设计验证存储服务器11、数据结构分解服务器12连接起来，其为整个控制逻辑设计验证系统的核心组成部分。控制逻辑设计验证过程中的所有请求、动作都是由客户端计算机10发送并执行的。
数据结构分解服务器12用于处理客户端计算机10的设计验证数据选取的请求，对不同类型的数据进行解析处理；数据结构分解服务器12连接有存储设计数据和要求规格数据的数据库13，用于存储需要进行设计验证的控制逻辑设计数据和控制要求规格数据。
控制逻辑设计验证存储服务器11用于处理客户端计算机10发送的调用请求，根据请求调用适用于所需进行设计验证的对象(设计数据和要求规格数据)的设计流程数据、验收准则数据，并将结果返回给客户端计算机10；控制逻辑设计验证存储服务器11同时用于存储设计验证过程中及其结果的数据、图形。
如图2所示，客户端计算机10包括：数据识别调用模块100、设计验证流程及验收准则模块101、数据对比模块102、图形处理模块103、用户接口模块104和设计验证结果输出模块105。
数据识别调用模块100，用于客户端计算机10的启动请求从数据结构分解服务器12以单张控制逻辑图为单位逐一载入需要开展设计验证的控制逻辑设计数据和要求规格数据。
设计验证流程及验收准则模块101，用于对载入的数据进行识别并选择对应的设计验证流程和验收准则，并驱动相关数据执行设计验证流程。
数据对比模块102，用于将根据预设规则处理后的相关数据进行对比，将比对结果的数据与验收准则进行对比，判别设计验证结果。
图形处理模块103，用于根据预定义的模式，将设计验证过程中选取的数据转换为图形。
用户接口模块104，用于将用户定义的(系统预设之外的)设计验证流程、验收准则、图形模式等添加至应用程序，执行特殊的设计验证任务；同时，用户接口模块104也用于用户对设计验证过程的监测.
设计验证结果输出模块105，用于将设计验证结果数据，按照文档模板，输出设计验证报告文档。
设计验证流程及验收准则模块101包含设计审查流程子模块1011、测试流程子模块1012和用户自定义流程子模块1013。
所述设计审查流程子模块1011，用于读取例如人机接口、设备接口、控制整定值等控制逻辑的设计数据，与要求规格中的对应数据进行匹配，作为数据对比模块102的输入数据之一。
所述测试流程子模块1012，用于读取控制逻辑相关的设计数据和要求规格数据，选取预定义的测试用例或用户定义的测试用例，将控制逻辑自动转换为模型，并驱动模型执行测试用例，记录测试输出数据，作为数据对比模块102的输入数据之一。
所述用户自定义流程子模块1013，用于提供用户定义除设计审查流程子模块1011和测试流程子模块1012之外的控制逻辑设计验证流程以及相应的验收准则。
如图3所示，是本发明控制逻辑设计验证方法的流程图。该方法包括以下步骤：
步骤S1：客户端计算机10发出控制逻辑设计验证启动请求，以单张控制逻辑图为单位，从设计数据和要求规格数据的数据库13中选取需要开展设计验证工作的数据范围。
步骤S2：数据结构分解服务器12以单张控制逻辑图为单位逐一载入需要开展设计验证的控制逻辑设计数据和要求规格数据，并进行数据解析与分解。通过数据识别调用模块100载入经处理的数据。设计验证流程及验收准则模块101对载入的数据进行识别并选择对应的设计验证流程和验收准则，并驱动相关数据执行设计验证流程。
步骤S3：根据步骤S2中选取的设计验证流程，通过设计审查流程子模块1011，读取例如人机接口、设备接口、控制整定值等控制逻辑的设计数据。
步骤S4：将步骤S3中读取的设计数据与从要求规格书中转换的数据进行匹配，用作数据对比模块102的输入。
步骤S5：根据步骤S2中选取的设计验证流程，通过测试流程子模块1012，读取例如输入/输出信号、逻辑关系等控制逻辑的设计数据。
步骤S6：根据要求规格书中的数据，选取预定义的测试用例，或通过用户接口模块104定义的测试用例。
步骤S7：通过测试流程子模块1012，自动将控制逻辑图的设计数据转化为控制系统模型，并驱动模型执行步骤S6选定的测试用例，记录测试输出数据，作为数据对比模块102的输入。
步骤S8：通过用户接口模块104，从步骤S2中的设计数据或要求规格数据中选取用户所关注的控制逻辑数据。
步骤S9：通过用户接口模块104，定义用户选取或自定义的设计验证流程和对应的设计验证验收准则，通过用户自定义流程子模块自动或由用户手动执行设计验证流程，生成对应的数据，作为数据对比模块102的输入。
步骤S10：根据步骤S4、步骤S7、步骤S9产生的数据，通过数据比对模块102和设计验证流程及验收准则模块101，将控制逻辑图的设计数据与要求规格书的数据进行比对，比对结果与验收准则进行比对，判断控制逻辑的设计是否通过设计验证，若是，则执行步骤S12；若否，则执行步骤S11。
步骤S11：对未通过设计验证的要求规格数据进行标识。
步骤S12：根据步骤S10、步骤S11生成通过、未通过、部分通过的设计验证报告，并根据预设要求记录过程数据或图形(利用图形处理模块103生成)，将相关数据存储于控制逻辑设计验证数据存储服务器中。根据用户要求生成满足模板的控制逻辑设计验证报告文档。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种核电厂控制逻辑设计验证的系统，其特征在于，包括客户端计算机、控制逻辑设计验证数据存储服务器、数据结构分解服务器及存储设计数据和要求规格数据的数据库；客户端计算机通过网络分别与控制逻辑设计验证数据存储服务器和数据结构分解服务器互相通讯连接，控制逻辑设计验证过程中的所有请求、动作由客户端计算机发送并执行；数据结构分解服务器与数据库互相通讯连接。
2.如权利要求1所述的核电厂控制逻辑设计验证的系统，其特征在于，所述客户端计算机用于安装控制逻辑设计验证主程序/应用程序，并支持用户自定义的设计验证流程、设计验证过程及结果的监测。
3.如权利要求1所述的核电厂控制逻辑设计验证的系统，其特征在于，所述控制逻辑设计验证数据存储服务器包含需要开展设计验证的控制逻辑设计数据、控制要求规格数据、设计验证结果数据、设计验证流程、自动测试用例数据、依据专家经验形成的设计验证验收准则数据及用于存储这些数据和流程的数据库。
4.如权利要求1所述的核电厂控制逻辑设计验证的系统，其特征在于，所述数据结构分解服务器包括：
数据载入模块，用于从控制逻辑设计验证数据存储服务器中载入需要开展设计验证的控制逻辑图的数据以及相应的控制要求规格数据；
数据分解模块，用于对载入的数据根据不同的设计验证方法进行识别分类。
5.如权利要求1所述的核电厂控制逻辑设计验证的系统，其特征在于，所述客户端计算机包含：
数据识别调用模块，用于在设计验证过程中的不同环节调用所需数据；
设计验证流程及验收准则模块，用于驱动控制逻辑所生成的模型，根据所对应的测试用例，开展自动测试；
数据比对模块，用于根据设计验证验收准则，比较控制要求规格数据和控制逻辑设计数据；
用户接口模块，用于定义用户所关心的数据以及特殊的设计验证方法；
设计验证结果输出模块，用于生成控制逻辑设计验证报告等报表。
6.如权利要求5所述的核电厂控制逻辑设计验证的系统，其特征在于，所述设计验证流程及验收准则模块包含：
设计审查流程子模块，用于读取例如人机接口、设备接口、控制整定值等控制逻辑的设计数据，与要求规格中的对应数据进行匹配，作为数据对比模块的输入数据之一；
测试流程子模块，用于读取控制逻辑相关的设计数据和要求规格数据，选取预定义的测试用例或用户定义的测试用例，将控制逻辑自动转换为模型，并驱动模型执行测试用例，记录测试输出数据，作为数据对比模块的输入数据之一；
用户自定义流程子模块，用于提供用户定义除设计审查流程子模块和测试流程子模块之外的控制逻辑设计验证流程以及相应的验收准则。
7.一种核电厂控制逻辑设计验证的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：从客户端计算机输入所需开展设计验证的控制逻辑图数据和相关要求规格数据；
步骤S2：数据结构分解服务器中载入输入的数据并进行识别和分类；
步骤S3：客户端计算机中的数据识别调用模块，根据不同类型的数据采用不同的设计验证方法，对载入的设计数据和相关要求规格数据、设计验证流程、自动测试用例数据、设计验证验收准则数据进行调用；
步骤S4：根据所选取的设计验证方法，驱动相关数据执行所对应的设计验证流程；
步骤S5：使用数据对比模块和数据识别调用模块，选取设计验证验收准则数据用于判断设计验证结果并将其结果存储于数据库中；
步骤S6：调用设计验证结果输出模块，将测试结果依据模版文件测试验证报告文件；
步骤S7：用户可自定义其关心的数据、定义原系统中默认流程之外的设计验证流程，并可调用显示窗口监测设计验证过程及结果。
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