自动化测试核电DCS测试中的运用分析

自动化测试核电DCS测试中的运用分析

蒋江森

中核国电漳州能源有限公司  福建 漳州  363300

摘要：DCS是核电站的神经中枢，其质量关乎到核电厂的安全运营，DCS设备出厂之前必须要经过严格的测试，如果采用人工操作的方式，将会增加一定的风险隐患，影响交付质量。为了解决这一问题，可以引进自动化测试系统，保证测试结果的准确性。基于此，本文对自动化测试在核电DCS测试中的应用进行了分析，仅供参考。

关键词：自动化测试；DCS系统；自动化测试

    DCS系统测试包含的内容非常广，比如逻辑功能测试、系统功能测试、I/O信号精度测试等，需要计算机、仪器仪表等硬件和软件的支持，向被测对象发送激励信号，实时接收反馈信号并观察、判断其变化情况，详细记录整个过程，形成客观的测试报告。过去在DCS测试中，人工测试为主、设备和仪表测试为辅，这种方式效率非常低下，难以满足实际需求，需要在原有技术的基础上进行创新。自动化测试技术有效地解决了这一问题，将人为因素对测试质量造成的影响降至最低，同时也有助于提高测试结果的准确性，保证测试成效。自动化系统由多个部分构成，包括计算机、通信系统、网络系统等，在现代化技术的支撑下，测试活动越来越规范、标准、高效。在应用自动化测试系统之前，必须要明确各项测试步骤的标准，严格按照要求记录数据、执行操作流程，养成良好的工作习惯。目前自动化测试系统在我国各大核电站得到了推广和使用，极大程度上弥补了过去测试工作存在的漏洞，技术人员操作更为规范，测试质量有所保障。

1 自动化测试系统

1.1DCS系统测试基本模型

随着华龙一号堆型的建设和应用，我国新一代的核电机组广泛引进了数字化、信息化控制系统，单堆机组DCS规模进一步扩大，其测试工作难度也更大。如果依然沿用过去的人工测试操作模式，不仅会耗费大量时间，而且很容易出现失误，导致系统存在缺陷。

具体来看，DCS系统的标准测试过程如下：（1）向被测试对象发送网络数据、电气信号等；（2）被测试对象发出信号后及时接收；（3）测试过程中，密切关注被测对象的内存占用、电压电流、系统日志等情况。可利用虚拟仪器、大数据等现代化技术手段来收集电气信号，其他类型的信号也能够通过计算机来发送和接收。也可以将人工操作、视听感官等转变为电信号，广泛收集信息，保证测试的准确性。

1.2自动化测试系统架构及功能

自动化测试系统的研发与广泛应用，能够让各项测试操作开展的更加顺利、高效，具有自动发送信号、自动接收反馈信号、监督测试过程等功能，其基本架构和功能具体如下：

（1）I/O模块：实现与被测系统的电气信号交互；（2）通信模块。可以与被测系统展开数据交互；（3）测试数据服务。存储测试过程中的各项数据信息，对测试系统进行高效、科学的管理；（4）测试员终端。是测试人员和系统之间进行人机交互的必要部分；（5）电站工艺模型。利用计算机来模拟电站工艺，可以模拟不同环境下的系统调试过程，并预测可能出现的问题并提前制定应对方案；（6）人机接口模块。利用机械手臂进行触控、按钮等操作；通过摄像头、监控系统等掌握仪表数据的变化情况、收集试听信号等。

自动化测试系统有着十分强大的功能，可实时采集电气信号与各类网络数据，并对整个测试进行全过程监督管控，自动记录测试结果。以计算机和自动化系统为基础开展的测试操作，大大降低了技术人员的工作强度。除此之外，在设计和开发自动化测试系统时，就提前考虑到了其可拓展性功能，可以与其他系统、功能模块、机械设备等进行无缝衔接，控制系统、被控制系统之间形成了闭环。这样一来，远程操作成为可能，甚至能够在DCS制造工厂内进行核电调试，非常方便、高效。

2 人工测试与自动化测试

2.1测试中的人员行为

AI通道精度测试是DCS系统测试中的一个测试项目，以此为例对人员行为展开分析。

AI通道精度测试，在人工测试的过程中，为了尽可能保证结果的准确性，一般会由两名人员协同进行作业。（1）甲阅读测试规则，将相关操作通知乙；（2）乙受到命令之后，准确找到接线位置，开展后续操作；（3）甲阅读测试用例，根据信号数值、信号类型等，操作测试仪表；（4）利用工程师计算机查看DCS控制器的变化情况。人工测试需要经历多道步骤和工序，比如仪表操作、数据读取、结果记录等。

仍然以AI通道精度测试为例，使用自动化测试系统展开操作，具体流程如下：（1）系统具有自动化追踪和控制的功能，由专业人员在计算机中启动测试程序，利用系统读取电子版测试用例；（2）相关人员接受到操作指令后，快速查找接线位置并展开操作；（3）由计算机操作测试仪表，确定信号类型和信号数值。

用自动化测试工具代替人工，能够尽可能减少人员操作产生的失误，且流程得到简化，测试效率和准确性更高。

2.2人员行为可靠度分析

人工测试操作方面，常见的行为包括读写测试用例、读取数据、响应命令、执行操作等。以华龙一号堆型核电机组反应堆保护系统测试为例，单台机组的测试步骤至少为20万次，如果没有先进技术的介入，完全凭借人工进行测试操作，那么出错的次数将会达到2500次。

在自动化测试方面，很多操作都由计算机完成，比如数据信号的读取、计算、分析、传递等，出错概率低至0.003，即当测试次数同样为20万次时，出错次数仅仅为600次，和人工测试相比，其出错率大大降低。根据有关数据显示，目前随着我国科学技术的不断发展与革新，自动化检测技术也得到了升级，测试的出错次数已经能够控制在50次以下。

此外，在应用自动化测试技术时，一定要遵循标准化、规范化的原则，尤其是在人为操作的系统方面，由于人的行为具有一定灵活性，因此必须要出台严格的规范和制度机制，将人为因素造成的测试失误降至最低。对于以计算机为基础开展的自动化测试，考虑到计算机的程序化特点，必须要对操作者提出严格的要求，确保能够按照既定流程开展测试操作。测试过程中出现的一切异常、缺陷以及故障问题，都会被系统详细记录，从源头上避免了弄虚作假、随意篡改的情况发生。

自动化技术最大的优势在于，能够缓解测试人员工作压力，也大大降低了人为因素导致的缺陷。在未来的发展中，一定要不断加强技术研究，推动技术的标准化、规范化发展，确保提高测试质量。同时，相关单位还要加大资金、技术投入，通过科研持续展开创新，提高自动化检测技术的应用水平。

结语：

    核电DCS的测试，是核电厂安全运行的重要保障，测试人员在经过多年的技术开发和实践后，对技术的有效性评价、推广应用等展开了深入研究，目前自动化检测技术在我国很多核电厂中都得到了广泛应用。这种测试手段能够解决人工操作存在的很多弊端和不足，将技术人员从重复、机械的测试中完全解放出来，让他们将更多精力投入到系统开发、设计分析等方面，从而提升测试质量。

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