核电厂非安全级DCS平台测试方法
核电厂DCS系统现场控制站SOE信号测试方法研究
核电厂DCS系统现场控制站SOE信号测试方法研究赵爽;王鹏【摘要】为确保核电厂安全经济运行，核电厂分散控制系统（DCS系统）稳定、高速的采集功能在机组调试和运行过程中起着至关重要的作用。
SOE信号高速采集速率，给系统验证提出了很高的要求。
本文在对被测对象进行全面分析后提出了一套测试方法。
此套测试方法适用于核电厂DCS开发设计、系统集成、出厂验收测试等环节。
%In order to ensure safe and economic operation of nuclear power plants, stable and high speed data-acquisition function plays an essential part in Nuclear Power DCS system. DCS control station is a key component of the Nuclear Power DCS system. Owing to high real time demands, communities on field bus puts forward higher requirement for system verification. A set of test methods are proposed after comprehensive analysis of the measured object. These sets of test methods are applicable to the DCS development and design, system integration, factory acceptance testing session.【期刊名称】《仪器仪表用户》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P87-89,94)【关键词】核电厂DCS系统;现场控制站;SOE信号;测试方法【作者】赵爽;王鹏【作者单位】中核控制系统工程有限公司，北京 100176;中核控制系统工程有限公司，北京 100176【正文语种】中文【中图分类】TP23核电厂分散控制系统(Distribute Control System, 简称DCS) 现场控制站可以处理开关量信号、模拟量信号、脉冲量信号等。
核电厂非安全级DCS平台测试方法
核电厂非安全级DCS平台测试方法摘要：核电厂非安全级（NC）DCS平台验证的总体技术方案以实践百万千瓦压水堆核电厂全厂DCS体系规划为依托，经过“模仿”核电厂操控体系实践工程施行流程，树立核电厂全规模DCS平台验证体系，可完成DCS平台功能目标、核岛和常规岛等重要体系施行单步或相关运转功能、逻辑预演以及定性分析等功能。
本文提出了一种关于上述DCS平台的整体测试方法，经过优化的测试架构和全面的测试内容，在保证测试成果的严谨性、科学性和有效性的基础上，显著地减小了平台的测试周期，并提升了该项目管理上的高效性和简洁性。
关键词：核电厂；非安全级；DCS平台验证；测试方法1测试结构平台的测试结构包含测试方案、测试纲要、测试用例和测试程序。
测试方案描述了测试流程的规模、施行途径、进展节点；测试纲要依据测试方案，以规划输入文档、项目相关文档作为输入文件，依据相关规范，具体阐明核电厂非安全级DCS平台测试中各项测试执行时所需的过程和判断规范，指导测试工程师进行实践的测试活动。
测试用例则是针对测试程序进行逐步的逻辑验证，并将逻辑验证成果与期望结果进行比对，随时记录，并将发现的异常进行提交。
2测试内容依据不同的测试目的，测试分为功能测试、功能测试、单体测试和设备操控逻辑测试。
在一般项目中我们仅做单体测试及设备操控逻辑测试，而对于新型的专为核电站研制的全厂非安全级DCS平台而言，是全厂核电运转操控体系专用渠道，故在测试作业中参加功能测试及功能测试，以验证平台的各项指标，为往后平台在核电厂牢靠、安稳的运转提供保证，以下为对功能测试和功能测试进行要点介绍。
2.1功能测试故障诊断测试。
故障诊断测试包含操控器故障诊断测试、操控器网络故障诊断测试和模块故障诊断测试。
实践操作，将操控器A拔掉，在操作员站查看报警日志和设备故障列表，并翻开体系状况图，找到对应操控站状况图，查看相应操控器的改变。
重新插上操控器A，在操作员站查看报警日志和设备故障列表，查看状况图中操控器A的改变。
核电DCS非安全级机柜IO测试基本方法
核电DCS非安全级机柜IO测试基本方法核电厂仪控系统的安全性至关重要，软件验证与确认（Verification and Validation简称V&V）工作是保证软件安全性与可靠性的必要步骤。
V&V工作中DCS控制机柜的硬件测试部分（简称10测试）占据了相当大的比重。
机柜的硬件测试主要包括机柜搭建、线路连接、卡件精度、信号传输等各个方面。
IO测试的准备工作DCS机柜的IO测试中主要使用工具为：电阻箱，FLUKE725，FLUKE289，FLUKE754以及短接线。
在IO测试开始前需要将软件下装到DCS机柜的处理器CP中，并建立相应的测试环境。
测试环境建立的方法为将测试环境脚本文件拷入到lA系统的D盘文件中。
环境建立后测试界面的选项下会多出一项IO测试的对应选项卡。
测试方法IO测试是输入和输出测试，用于确认DCS系统的每个模拟量，数字量输入输出通道是否正常，所传输的信号经过转化后是否可以在二层画面上正确显示对应的数值。
对应的测试信号为AIN，AOUT，CIN，COUT四种类型。
1 模拟量输入AI信号对于模拟量输入的信号对应的机柜信号处理卡件（FBM）主要有FBM201，FBM202，FBM203等。
（1）FBM201系列可输入0-20mAdc的八通道模拟输入卡件，设置SCI=3，可输入4-20mA模拟信号，根据供电方式可以分为DCS供电和USER供电。
DCS 供电为FBM Powered Transmitter，USER供电为Externally Powered Transmitter。
对于DCS供电，测试接线方法：FLUKE表选为Source+Simulator模式，接线为FLUKE正极接端子C端，负极接端子B端；对于USER供电，测试接线方法：FLUKE表选为Source模式，接线为FLUKE正极接端子B端，负极接端子A端。
信号为USER时FLUKE表需要正接端子B，负接端子A，模式调为Source档。
核电厂非安全级DCS系统输入输出(IO)分配方案
核电厂非安全级DCS系统输入输出（I/O）分配方案【摘要】本文对核电厂非安全级DCS系统输入输出（I/O）分配的需求进行分析，结合Foxboro I/A平台提出了非安全级DCS系统的输入输出分配方案，并对实际工作中遇到的问题给出了解决方法。
【关键词】核电厂；非安全级DCS系统；输入输出（I/O）分配Nuclear Power Plant Non-safety DCS I/O Loading【Abstract】This paper analyse the requirement of I/O Loading for Nuclear Power Plant Non-safety DCS system. I/O loading scheme is proposed.【Key words】Nuclear Power Plant；Non-safety DCS system；I/O Loading 0引言核电站非安全级系统承担着核电厂日常运行的功能，主要包含：电气系统监控、核岛监控、常规岛监控等等。
I/O分配一直是DCS系统工程中的一个重要课题，分配不当将降低DCS系统的性能，例如可靠性、可用性、响应时间等等。
本文分析了核电厂对非安全级DCS系统I/O分配的需求，采用了Foxboro I/A 平台实现控制方案，归纳了I/O分配的原则。
然后以海南昌江核电厂电气系统监控的I/O分配设计过程为例，分析I/O分配遇到的问题，并提出改进方法。
1分配原则1.1核电厂非安全级DCS系统I/O分配需求核电厂非安全级DCS系统I/O分配需求主要包括对机组、核岛/常规岛、安全等级、供电列、功能分区和分组、回路分区等原则的区分。
●机组——区分1、2、9号机组；●核岛/常规岛——区分NI（核岛）和CI（常规岛）；●安全等级——区分NC或NC+，NC+需要满足抗震要求，相应的采集机柜需要做抗震鉴定；●供电列——区分供电列（AB列），要求控制系统的供电列要与工艺系统的供电列相一致，A，B列设备之间是实体和电气隔离的。
核电厂DCS工厂测试活动的完整性分析
核电厂DCS工厂测试活动的完整性分析作者：艾九斤来源：《价值工程》2017年第16期摘要：核电厂DCS因供应商采用的平台不同而呈现出多样性，供应商在将DCS交付核电厂前对系统的功能和性能进行工厂测试，以验证其提供的系统可以实现核电厂安全运行控制的要求。
由于供应商对工厂测试活动范围理解的不同，而使得工厂测试的完整性则不同。
为此，对核电厂数字化仪控系统的工厂测试活动进行完整性分析，以降低系统设计与实现的错误风险，提高系统的可用行和可靠性。
Abstract： The DCS of the nuclear power plant is diversified by the platform used by the supplier. The supplier tests the function and performance of the system before delivering the DCS to the nuclear power plant to verify that the system can meet the requirements for safe operation of the nuclear power plant. The integrity of the factory test is different due to the supplier's different understanding of the scope of the factory test activity. To this end， this paper conducts integrity analysis on the factory test activities of nuclear power plant digital instrument control system to reduce the error risk of system design and implementation and improve the feasibility and reliability of system.关键词：数字控制系统；工厂测试；完整性Key words： digital control system；factory test；integrality中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）16-0192-020 引言核电厂数字化仪控系统（简称DCS）是核电厂的中枢神经系统，其功能是控制核电厂的运行，以确保护核电厂安全。
211086699_基于虚拟DPU的自动化测试工具在核电站非安全级DCS逻辑测试中的创新应用
的自动化测试工具图1 常规测试装置系统图常规自动化测试已经在很大程度上提高了测试的效率，并且大大降低了人因失误导致的问题遗漏，但是，其对测试环境的要求比较高，主要有以下几方面：（1）由于测试装置为第三方设备，其需要接受DCS 信号和并提供反馈信号需要通过硬接线。
（2）涉及柜间信号传输的，必须在柜间接线完成后才能进行测试。
1.2 新型虚拟DPU技术自动测试基于虚拟DPU和自动测试环境省去了柜间通讯和DCS到测试装置的接线需求，机柜间的通讯可以通过图2 基于虚拟DPU的自动测试系统图1.3 虚拟柜间通信EDPF的DPU控制站具有一个仿真功能，当且到仿真状态后DPU将无法与IO卡件进行通讯，但是逻辑的执行完全不受影响，我们就可以利用这种方式在没有柜间接线的情况下实现柜间虚拟通讯。
（1）首先需要在测试装置中安装一个虚拟DPU站，该虚拟DPU除了不能实现硬件通讯外，功能与真实DPU 一样，将相当于在原有的控制站的网络中又增加了一个虚拟的控制站。
（2）依据柜间电缆清册在虚拟DPU中建立赋值逻辑，柜间通讯一般为AO-AI和DO-DI，EDPF平台要求使用的DO/AO点必须为本站的点，所以根据电缆清册需要建立相应的中间DO/AO点（以后简称中间DO/AO）。
（3）然后在虚拟DPU中建立逻辑及DCS-DO/AO点赋值给中间DO/AO点。
（4）然后再建立仿真通讯表，将中间DO/AO点赋值给DC-SDI/AI。
（5）最后将DCS DPU通过仿真通讯表生成仿真文件并下载，切到仿真状态。
及可以实现柜间通信。
不同测试环境工作量和工期对比如表1。
此类点才去强制方法植入命令。
Cn：代表操作命令，这些点图1 典型海洋环境观测仪器经几十年的发展，我国在海洋环境观测仪器研发、生产和用户应用方面，攻关了一批关键核心技术，研发了系列仪器设备，部分海洋环境观测仪器实现了产品化备状态，直接验证LEVE1逻辑和LVEL2画面，最终实现DCS软件测试的全自动化目标。
核电厂安全级DCS系统响应时间自动测试方法研究
核电厂安全级DCS系统响应时间自动测试方法研究发布时间：2023-03-08T06:37:55.591Z 来源：《当代电力文化》2022年20期作者：信宏伟谭巧[导读] 响应时间是核电站安全级DCS系统的主要性能指标，在不同的测试环境和测试阶段，信宏伟谭巧海南核电有限公司海南昌江 572733摘要：响应时间是核电站安全级DCS系统的主要性能指标，在不同的测试环境和测试阶段，采用适当的检测手段可以使反应速度和精度得到最大程度的提高。
本文对核电站安全级DCS平台的两种响应时间进行了简单的测试，即：传统的设备响应时间测量、基于PXI和LabVIEW的响应时间测试法。
对两种测试方法的测试原理、过程和测试结果进行了整理和分析，并对两者的优缺点进行了归纳和总结，以期对今后核电站安全级DCS平台的响应时间进行测试提供借鉴。
关键词：DCS；响应时间；PXI；LabVIEW1 引言响应时间是指系统从初始状态向最终状态的转换时间，它是反映设备执行功能的能力的重要指标，是衡量大型设备可靠性的重要指标。
在核电站中，响应时间一般要求在2s以内。
如果过长的响应时间可能会造成严重的后果。
如何对核电厂安全级DCS平台进行响应时间测试是一项非常复杂且困难的工作。
为了提高自动化程度，降低测试成本，本文采用传统的测量方法和基于PXI和LabVIEW方法对核电安全级DCS平台的响应时间进行了测试。
2 响应时间概述响应时间是指系统在单位时间内完成预定动作所需的时间。
它是反映核安全设备及网络控制系统综合能力的一个重要指标。
响应时间可以分为两类：一类是实时响应，一类是滞后响应。
实时响应，即系统在某时刻处于启动状态，并对输入数据进行分析处理；滞后响应，即系统在某时刻仍处于初始状态，并对输入数据进行分析处理的过程。
对于核电厂安全级DCS性能测试，一般要求在2s以内。
当响应时间超过设定的时间，会导致系统发生故障或事故。
因此，测试系统是否达到预期的运行效果对电厂而言具有重要意义。
DCS性能测试内容、方法简介
DCS性能测试内容、测试方法简介一、概述1.关于必要性1.1目前，DCS已广泛应用到各火力发电厂以及其他过程控制系统中，数量巨大，品种繁多，如何进行横向比较、并为新建机组设计选型提供依据。
1.2在DCS投产后作为对系统验收的技术手段。
1.3DCS在实际运行中也逐渐暴露出一些问题，小到运行维护的不便，大到DCS的全面瘫痪，如何提前预知系统的情况。
1.4在运DCS的适应性问题，如何判定其还满足及适应当前过程控制的需要（技术性和功能性方面）。
2.1 测试方案所含内容“DL/T 659-1998 火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程”为我们的测试工作提供了主要依据，但该规范只对DCS的相关性能提出了测试要求，但对实现方法并未作明确的和过多的表述。
4. 主要测试仪器概述二、DCS测试项目DCS测试项目从其性质来看，可将其粗分为两类性质的项目：功能型、参数型、1.输入和输出功能检查该项目主要检查输入通道测量、显示、计算、滤波、报警等功能。
1.1 I/O通道精度测试基本上类似于通道校验，对模拟量I/O、DI、DO通道进行测试。
模拟量I/O 通道（含热电偶、热电阻通道）选择5点进行精度校验。
DI通道进行噪声容限的检查。
DO通道目前仅对通断进行检查，意义不明显。
1.2输入参数真实性判断功能的检查可与I/O通道精度测试同时进行。
1.2.1超量程时CRT显示对前述选取的（4－20）mA输入通道、热电偶、热电阻测量通道，缓慢输入超过量程的信号，在超过量程上限约10%、下限量程-10%处在工程师站及操作员站的CRT上均能正确指示坏值，应符合规范要求。
1.2.2断开输入回路时CRT显示人为断开前述所选AI输入通道的测量回路，在工程师站及操作员站的CRT 均有相应坏值指示，符合规范要求。
1.3输入参数正确性修正功能检查1.3.1主汽流量、汽包水位的修正功能通过组态图检查主汽流量及汽包水位的温度、压力修正功能，逻辑结构及参数设置正确。
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核电厂非安全级DCS平台测试方法
发表时间：2018-05-10T17:06:17.637Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：卢冲1 王佳2 蔡蕾3
[导读] 摘要：核电厂非安全级（NC）DCS平台验证的总体技术方案以实践百万千瓦压水堆核电厂全厂DCS体系规划为依托，经过“模仿”核电厂操控体系实践工程施行流程，树立核电厂全规模DCS平台验证体系，可完成DCS平台功能目标、核岛和常规岛等重要体系施行单步或相关运转功能、逻辑预演以及定性分析等功能。
（中核控制系统工程有限公司北京 100176）
摘要：核电厂非安全级（NC）DCS平台验证的总体技术方案以实践百万千瓦压水堆核电厂全厂DCS体系规划为依托，经过“模仿”核电厂操控体系实践工程施行流程，树立核电厂全规模DCS平台验证体系，可完成DCS平台功能目标、核岛和常规岛等重要体系施行单步或相关运转功能、逻辑预演以及定性分析等功能。
本文提出了一种关于上述DCS平台的整体测试方法，经过优化的测试架构和全面的测试内容，在保证测试成果的严谨性、科学性和有效性的基础上，显著地减小了平台的测试周期，并提升了该项目管理上的高效性和简洁性。
关键词：核电厂；非安全级；DCS平台验证；测试方法
1测试结构
平台的测试结构包含测试方案、测试纲要、测试用例和测试程序。
测试方案描述了测试流程的规模、施行途径、进展节点；测试纲要依据测试方案，以规划输入文档、项目相关文档作为输入文件，依据相关规范，具体阐明核电厂非安全级DCS平台测试中各项测试执行时所需的过程和判断规范，指导测试工程师进行实践的测试活动。
测试用例则是针对测试程序进行逐步的逻辑验证，并将逻辑验证成果与期望结果进行比对，随时记录，并将发现的异常进行提交。
2测试内容
依据不同的测试目的，测试分为功能测试、功能测试、单体测试和设备操控逻辑测试。
在一般项目中我们仅做单体测试及设备操控逻辑测试，而对于新型的专为核电站研制的全厂非安全级DCS平台而言，是全厂核电运转操控体系专用渠道，故在测试作业中参加功能测试及功能测试，以验证平台的各项指标，为往后平台在核电厂牢靠、安稳的运转提供保证，以下为对功能测试和功能测试进行要点介绍。
2.1功能测试
故障诊断测试。
故障诊断测试包含操控器故障诊断测试、操控器网络故障诊断测试和模块故障诊断测试。
实践操作，将操控器A拔掉，在操作员站查看报警日志和设备故障列表，并翻开体系状况图，找到对应操控站状况图，查看相应操控器的改变。
重新插上操控器A，在操作员站查看报警日志和设备故障列表，查看状况图中操控器A的改变。
对操控器B重复以上操作。
模块热插拔测试。
模块热插拔测试包含DI模块热插拔测试、DO模块热插拔测试、AI模块热插拔测试、AO模块热插拔测试。
目的是测试IO模块带电拔出后再插上是否可以恢复正常作业。
冗余测试。
冗余测试包含控制器冗余测试、电源模块冗余测试、控制机柜电源冗余测试、操控站网络冗余测试、服务器网络冗余测试。
挑选一个AI通道和AO通道作为验证通道，在组态程序中编程，使该AI点的值赋给AO点。
在被测现场控制站，用多功能过程校验仪给该AI通道发送三角波信号，用示波器监测AO通道的输出信号。
拔掉主控制器，查看AO点输出波形是否正常，此刻另一台控制器切换到主运转状况，恢复拔掉的控制器，等待其正常运转后，拔掉另一台为主的控制器，查看AO点输出波形是否正常。
2.2功能测试
硬件负荷类测试。
硬件负荷类测试包含CPU负荷、内存裕量及网络负荷测试，其测试办法均经过监控器以及设备的运转软件来读取设备的CPU、内存、网络的负荷数据，CPU负荷平均值小于40%为合格。
分辩率测试。
分辩率测试包含报警分辩率测试和SOE分辩率测试。
报警分辩率测试是经过制作几个距离时间别离为小于1s、等于1s、大于1s的报警，在报警日志中查看体系是否可以分辩。
SOE分辩率测试。
在SOE（事情次序记载）模块的任意通道发送距离时间别离为小于1ms、等于1ms、大于1ms的信号，在日志中查看体系日志，当距离小于1ms时，在日志中可以查看，距离大于或等于1ms时，平台自身应当可以分辩，且事情信息不丢掉，发作次序排列与实践相符。
时间相关功能测试。
时间相关功能测试包含画面响应时间测试、数据收集显现时间测试、操控功能响应时间测试和设备启动响应时间测试。
例如在现场操控站，用示波器查看开关量输入信号和输出信号波形改变的时间距离，挑选任意开关量控制回路，在现场控制站将被测开关量控制回路的输出端子和输入端子别接入示波器的两个通道，在输入通道加信号，在示波器查看输入信号和输出信号变位的时间差，响应时间小于500ms为合格。
雪崩测试。
运用测试工装衔接几个控制站，在工程师站、操作员站及服务器上，查看CPU负荷和网络负荷。
运用测试工装制作雪崩工况：10s内6000个开关量状况发作改变，峰值1200个开关量发作改变，60s后峰值每秒300个开关量状况发作改变，模仿量每秒200个信号发作改变，模仿量和开关量改变峰值叠加。
查看雪崩工况期间的各负荷，操控器CPU负荷不大于50%，网络负荷不大于20%；操作站、服务器CPU负荷不大于40%，网络负荷值不大于20%。
2.3单体测试
单体测试的目的是验证平台硬件装备的完整性和有效性，验证平台AI/AO模块信号的精度是否合格和验证DI/DO模块通道是否正常。
单体测试包含AI/AO模块的精度测试和DI/DO模块的通道测试。
2.4设备控制逻辑测试
设备操控逻辑测试的目的是验证DCS平台软硬件装备、逻辑组态的完整性和正确性。
设备控制逻辑测试包含单点报警测试、逻辑显现及报警测试，设备逻辑和连锁测试。
3测试效果
3.1功能测试
测试对悉数14块操控器、124块IO模块都进行了故障诊断和热插拔的测试；对悉数14块操控器进行了冗余测试；对悉数38块电源模块进行了冗余测试；对7台功能柜的供电电源进行了冗余测试。
功能测试合计76项，其间合格项46项、不合格30项。
测试发现的问题有三类：（1）故障诊断功能没有完成；（2）LEVEL2软件没有趋势图功能，操控站和服务器网络冗余无法测试；（3）8KSN901AR机柜中有2块DI211模块热插拔功能不完善，模块拔掉后变量无法保持。
3.2功能测试
在进行的51项功能测试中，合格项49项、不合格2项。
测试发现的问题有2类：（1）开关量操控回路响应时间超越要求时间。
要求响应时间小于500ms，部分回路在7次实测中有4次超越500ms；（2）雪崩时要求操作员站CPU负荷小于40%，而实测中部分CPU最大负荷为42.93%。
3.3单体测试
KSN体系的首轮单体测试已完成。
共完成124块IO模块的测试，测试成果悉数合格。
3.4设备操控逻辑测试
KSN体系的首轮设备操控逻辑测试已完成，共完成506项测试用例的测试，将悉数逻辑组态都进行了演算和认证，其测试合格率为87.75%。
结论
通过对软件验证和确认、软件测试和测试文件等相关国家规范的研究，整理了对一般核电厂非安全级DCS，特别是针对选用商业级DCS渠道进行体系集成的DCS的测试方法，测试目的、测试类别、各类测试内容及测试文件体系，并在实践过程中进行了简化和优化，对其他项目具有一定参考价值。
参考文献：
[1]刘朋波,周韦,张淑慧.核电厂数字化仪控系统测试综述[J].自动化仪表,2012,33(2)：51-54,57.
[2]郄永学,支源.核电站数字化仪控系统工厂测试综述[J].自动化博览,2013,11：51-54,60.。