CN113075911A - 核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法和系统，包括：获取输入信息；根据输入信息，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，并定义信号接口；建立逻辑块库；根据转换对应追溯表、信号接口和逻辑块库，生成追溯路径；对追溯路径进行分析，获得追溯性分析结果。本发明建立了基于路径的自动化的图纸可追溯性分析方法，提高核电厂安全级数字化仪控系统应用软件的验证与确认工作的工作效率，减少验证人员的人力投入，提升软件的安全性和可靠性。

Description

核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法和系统

技术领域

本发明涉及核电厂的安全级系统领域，更具体地说，涉及一种核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法和系统。

背景技术

核电厂数字化仪控系统的验证与确认过程覆盖软件的全部生命周期，包括概念、需求、设计和实现等阶段的工作。根据相关标准，可追溯性分析为软件验证与确认的关键任务，用于评价软件的正确性、一致性和完备性。对于核电厂安全级数字化仪控系统这样复杂的系统，主要通过图的方式来描述应用系统/软件的需求，因此，核电厂安全级数字化仪控系统应用软件验证与确认的一项重要任务即为图纸(包含信号接口)的可追溯性分析。

在目前已执行的项目中，均采用人工的方式对图纸和信号进行追溯性分析，工作量大，且随着图纸的不断升版，验证和确认任务重复和迭代性强，严重影响验证与确认工作的效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法，包括：

获取输入信息；

根据所述输入信息，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，并定义信号接口；

建立逻辑块库；

根据所述转换对应追溯表、所述信号接口和所述逻辑块库，生成追溯路径；

对所述追溯路径进行分析，获得追溯性分析结果。

在本发明所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统中，所述对所述追溯路径进行分析，获得追溯性分析结果之后还包括：

对所述追溯性分析结果进行验证，获得验证结果。

在本发明所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统中，所述获取输入信息包括：

录入基准文件信息、对象文件信息和制图细则信息；

基于所述基准文件信息、所述对象文件信息和所述制图细则信息，确定核电厂安全级仪控系统逻辑控制功能与核电厂安全级数字化仪控平台的基本追溯关系。

在本发明所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统中，所述根据所述输入信息，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，并定义信号接口包括：

根据所述基准文件信息、所述对象文件信息、所述制图细则信息以及所述基本追溯关系，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表；

基于所述基准文件信息和所述对象文件信息，识别所述基准文件和对象文件的信号接口。

在本发明所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统中，所述建立逻辑块库包括：

基于所述基准文件信息和所述对象文件信息，确定基准文件的逻辑块和对象文件的逻辑块；

将所述基准文件的逻辑块和所述对象文件的逻辑块等效为系统逻辑块，形成逻辑块库。

本发明还提供一种核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统，包括：

输入模块，用于获取输入信息；

定位模块，用于根据所述输入信息，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，并定义信号接口；

逻辑块库建立模块，用于建立逻辑块库；

路径生成模块，用于根据所述转换对应追溯表、所述信号接口和所述逻辑块库，生成追溯路径；

追溯性分析模块，用于对所述追溯路径进行分析，获得追溯性分析结果。

在本发明所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统中，还包括：结果生成和验证模块；

结果生成和验证模块，用于对所述追溯性分析结果进行验证，获得验证结果。

在本发明所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统中，所述输入模块包括：

录入模块，用于录入基准文件信息、对象文件信息和制图细则信息；

追溯关系确定模块，用于基于所述基准文件信息、所述对象文件信息和所述制图细则信息，确定核电厂安全级仪控系统逻辑控制功能与核电厂安全级数字化仪控平台的基本追溯关系。

在本发明所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统中，所述定位模块包括：

追溯表建立模块，用于根据所述基准文件信息、所述对象文件信息、所述制图细则信息以及所述基本追溯关系，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表；

信号接口定义模块，用于基于所述基准文件信息和所述对象文件信息，识别所述基准文件和对象文件的信号接口。

在本发明所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统中，所述逻辑块库建立模块包括：

逻辑块划分模块，用于基于所述基准文件信息和所述对象文件信息，确定基准文件的逻辑块和对象文件的逻辑块；

等效模块，用于将所述基准文件的逻辑块和所述对象文件的逻辑块等效为系统逻辑块，形成逻辑块库。

实施本发明的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法和系统，具有以下有益效果：包括：获取输入信息；根据输入信息，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，并定义信号接口；建立逻辑块库；根据转换对应追溯表、信号接口和逻辑块库，生成追溯路径；对追溯路径进行分析，获得追溯性分析结果。本发明建立了基于路径的自动化的图纸可追溯性分析方法，提高核电厂安全级数字化仪控系统应用软件的验证与确认工作的工作效率，减少验证人员的人力投入，提升软件的安全性和可靠性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例提供的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统的原理框图；

图3是AD逻辑功能模块示意图；

图4是FD逻辑功能模块示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

为了解决现有核电厂数字化仪控系统软件验证与确认工作中图纸(包括信号、整定值)间采用人工方式执行可追溯性分析工作的技术问题，本发明建立一种基于路径的自动化的图纸(包括信号、整定值)可追溯性分析方法和系统，从而提高核电厂安全级数字化仪控系统应用软件的验证与确认工作的工作效率，减少验证人员在此项工作的人力投入，从而使验证人员将更多的精力和时间投入到软件功能本身的验证工作中，提升软件的安全性和可靠性。

具体的，如图1所示，该核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法包括：

步骤S101、获取输入信息。

可选的，输入信息包括但不限于：基准文件信息、对象文件信息和制图细则信息。

一些实施例中，获取输入信息包括：录入基准文件信息、对象文件信息和制图细则信息；基于基准文件信息、对象文件信息和制图细则信息，确定核电厂安全级仪控系统逻辑控制功能与核电厂安全级数字化仪控平台的基本追溯关系。具体的，核电厂安全级仪控系统逻辑控制功能采用逻辑图(LD)和模拟图(AD)描述，核电厂安全级数字化仪控平台采用功能图(FD)描述。例如，ARE系统逻辑控制功能分别在仪控平台RPC-CH1至RPC-CH4的FD图纸中实现，具体格式如下：

步骤S102、根据输入信息，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，并定义信号接口。

一些实施例中，根据输入信息，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，并定义信号接口包括：根据基准文件信息、对象文件信息、制图细则信息以及基本追溯关系，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表；基于基准文件信息和对象文件信息，识别基准文件和对象文件的信号接口。

具体的，通过根据基准文件信息、对象文件信息和制图细则信息可以实现系统功能在仪控平台的需求定位，同时建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，进而利用所建立的转换对应追溯表实现系统控制功能与仪控平台之间的转换。

进一步地，通过识别基准文件和对象文件的信号接口，可以实现对核电厂安全级数字化仪控平台涉及的各类图纸中可能涉及的设备、传感器、接线类型等输入输出变量的定义命名规范。

步骤S103、建立逻辑块库。

一些实施例中，建立逻辑块库包括：基于基准文件信息和对象文件信息，确定基准文件的逻辑块和对象文件的逻辑块；将基准文件的逻辑块和对象文件的逻辑块等效为系统逻辑块，形成逻辑块库。

具体的，根据基准文件信息和对象文件信息，可以定义核电厂安全级数字化仪控系统涉及的各类图纸中可能涉及输入输出处理、模拟运算以及逻辑运算等类型功能块的图符、标识和功能，例如，在AD中低阈值比较采用图像如图3所示，标识为：编号+XU+序号；而在FD中采用图符如图4所示，标识为：X+系统+编号+XU+序号。

可选的，所定义的逻辑块按照仪控控制逻辑可划分为模拟运算块、逻辑运算块、时间有关块、控制和表决块以及自定义功能块等基本逻辑块。

进一步地，针对基准文件和对象文件中涉及的逻辑块需等效为本系统的系统逻辑块，并将所等效的系统逻辑块形成逻辑块库，同时进行相关标识及描述。具体的，通过定义核电厂安全级数字化仪控系统不同图纸间逻辑和信号的转换等效性实现规则，明确对应相互之间的对应关系，并采用统一的方式来描述信号和逻辑功能。例如，如图3和图4中的逻辑功能，可统一采用ARE001XU3的方式进行统一描述。

步骤S104、根据转换对应追溯表、信号接口和逻辑块库，生成追溯路径。

通过对基准文件和对象文件中信号的控制路径生成，并利用逻辑块库进行统一描述，生成追溯路径。

具体的，追溯路径是以输入信号为起点、最终输出控制信号为终点，生成输入信号的逻辑控制路径。其中，任意一条路径必须包含一个未被其他路径覆盖的路径节点。例如，某系统AD图中01MN→IM(隔离)→01MN(KIC)，与01MN→IM(隔离)→01MN(BUP/P-VDU)为两条基本路径；同时对于路径中某个节点如涉及整定值需在路径进行标识定义，包括定值、名称、范围、单位等信息。

步骤S105、对追溯路径进行分析，获得追溯性分析结果。

具体的，对追溯路径进行追溯性分析，并给出追溯性分析结论，以便于后续进行验证及结果生成。

其中，对追溯路径进行分析具体为确定哪些图纸间具有上下游之间的追溯关系，筛选出图纸后，对具有追溯关系的图纸(包含控制逻辑、信号、整定值等)进行基本路径一致性比对，确定上下游图纸间是否满足正向和反向的可追溯性。

进一步地，一些实施例中，对追溯路径进行分析，获得追溯性分析结果之后还包括：

步骤S106、对追溯性分析结果进行验证，获得验证结果。

具体的，通过对追溯性分析结果进行验证，对于已满足追溯性分析评估准则的路径在基准文件和对象文件图纸、定值手册以及I/O清单进行标识和建立追溯链接，以便对结果进行审查和校验。

参考图2，图2为本发明实施例提供的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统的原理框图。该系统可用于实现本发明实施例公开的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法。

如图2所示，该核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统包括：

输入模块101，用于获取输入信息。

一些实施例中，输入模块101包括：录入模块，用于录入基准文件信息、对象文件信息和制图细则信息；追溯关系确定模块，用于基于基准文件信息、对象文件信息和制图细则信息，确定核电厂安全级仪控系统逻辑控制功能与核电厂安全级数字化仪控平台的基本追溯关系。

通过该输入模块101可以实现文件的版本、机组号、功能分类等基线管理功能。

定位模块102，用于根据输入信息，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，并定义信号接口。

一些实施例中，定位模块102包括：追溯表建立模块，用于根据基准文件信息、对象文件信息、制图细则信息以及基本追溯关系，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表。信号接口定义模块，用于基于基准文件信息和对象文件信息，识别基准文件和对象文件的信号接口。

通过该定位模块102可以实现系统功能在仪控平台的需求定位，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表。同时该定位模块102还可识别基准文件和对象文件的输入信号，即定义核电厂安全级数字化仪控系统涉及的各类图纸中可能涉及的设备、传感器和接线类型等输入输出变量的定义命名规范。

逻辑块库建立模块13，用于建立逻辑块库。

一些实施例中，逻辑块库建立模块13包括：逻辑块划分模块，用于基于基准文件信息和对象文件信息，确定基准文件的逻辑块和对象文件的逻辑块。等效模块，用于将基准文件的逻辑块和对象文件的逻辑块等效为系统逻辑块，形成逻辑块库。

路径生成模块14，用于根据转换对应追溯表、信号接口和逻辑块库，生成追溯路径。

具体的，路径生成模块14对基准文件和对象文件中信号的控制路径生成，并利用逻辑块库进行统一描述，生成追溯路径。

具体的，追溯路径是以输入信号为起点、最终输出控制信号为终点，生成输入信号的逻辑控制路径。其中，任意一条路径必须包含一个未被其他路径覆盖的路径节点。例如，某系统AD图中01MN→IM(隔离)→01MN(KIC)，与01MN→IM(隔离)→01MN(BUP/P-VDU)为两条基本路径；同时对于路径中某个节点如涉及整定值需在路径进行标识定义，包括定值、名称、范围、单位等信息。

追溯性分析模块15，用于对追溯路径进行分析，获得追溯性分析结果。

具体的，追溯性分析模块15对路径生成模块14(4)的基准文件和对象文件的基本路径进行追溯性分析，并给出追溯性分析结论。

进一步地，一些实施例中，该核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统还包括：结果生成和验证模块16。

该结果生成和验证模块16，用于对追溯性分析结果进行验证，获得验证结果。

本发明实施例提供的基于路径的核电厂安全级数字化仪控系统软件功能需求图纸(包括信号、整定值)的自动化可追溯性分析方法和系统，可以有效的降低核电厂安全级数字化仪控系统软件验证与确认工作在需求阶段和设计阶段时的图纸可追溯性分析的人力投入，提升验证工作效率，降低验证成本，同时，使验证人员将精力更多的投入到软件本身的验证中，保证验证与确认的工作质量，进而增强用户对核电厂安全级数字化仪控系统软件的安全和可靠性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法，其特征在于，包括：

获取输入信息；

根据所述输入信息，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，并定义信号接口；

建立逻辑块库；

根据所述转换对应追溯表、所述信号接口和所述逻辑块库，生成追溯路径；

对所述追溯路径进行分析，获得追溯性分析结果。

2.根据权利要求1所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法，其特征在于，所述对所述追溯路径进行分析，获得追溯性分析结果之后还包括：

对所述追溯性分析结果进行验证，获得验证结果。

3.根据权利要求1所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法，其特征在于，所述获取输入信息包括：

录入基准文件信息、对象文件信息和制图细则信息；

基于所述基准文件信息、所述对象文件信息和所述制图细则信息，确定核电厂安全级仪控系统逻辑控制功能与核电厂安全级数字化仪控平台的基本追溯关系。

4.根据权利要求3所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法，其特征在于，所述根据所述输入信息，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，并定义信号接口包括：

根据所述基准文件信息、所述对象文件信息、所述制图细则信息以及所述基本追溯关系，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表；

基于所述基准文件信息和所述对象文件信息，识别所述基准文件和对象文件的信号接口。

5.根据权利要求3所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证方法，其特征在于，所述建立逻辑块库包括：

基于所述基准文件信息和所述对象文件信息，确定基准文件的逻辑块和对象文件的逻辑块；

将所述基准文件的逻辑块和所述对象文件的逻辑块等效为系统逻辑块，形成逻辑块库。

6.一种核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统，其特征在于，包括：

输入模块，用于获取输入信息；

定位模块，用于根据所述输入信息，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表，并定义信号接口；

逻辑块库建立模块，用于建立逻辑块库；

路径生成模块，用于根据所述转换对应追溯表、所述信号接口和所述逻辑块库，生成追溯路径；

追溯性分析模块，用于对所述追溯路径进行分析，获得追溯性分析结果。

7.根据权利要求6所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统，其特征在于，还包括：结果生成和验证模块；

结果生成和验证模块，用于对所述追溯性分析结果进行验证，获得验证结果。

8.根据权利要求6所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统，其特征在于，所述输入模块包括：

录入模块，用于录入基准文件信息、对象文件信息和制图细则信息；

追溯关系确定模块，用于基于所述基准文件信息、所述对象文件信息和所述制图细则信息，确定核电厂安全级仪控系统逻辑控制功能与核电厂安全级数字化仪控平台的基本追溯关系。

9.根据权利要求8所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统，其特征在于，所述定位模块包括：

追溯表建立模块，用于根据所述基准文件信息、所述对象文件信息、所述制图细则信息以及所述基本追溯关系，建立系统控制功能与仪控平台的转换对应追溯表；

信号接口定义模块，用于基于所述基准文件信息和所述对象文件信息，识别所述基准文件和对象文件的信号接口。

10.根据权利要求8所述的核电厂安全级数字化仪控系统软件自动验证系统，其特征在于，所述逻辑块库建立模块包括：

逻辑块划分模块，用于基于所述基准文件信息和所述对象文件信息，确定基准文件的逻辑块和对象文件的逻辑块；

等效模块，用于将所述基准文件的逻辑块和所述对象文件的逻辑块等效为系统逻辑块，形成逻辑块库。

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