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核電廠(chǎng)DCS安全級(jí)應(yīng)用軟件的集成測(cè)試方法

文檔作者：徐展夏丹陽(yáng) 文檔來(lái)源：中核控制系統(tǒng)工程有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年07月13日
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文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1003-0492(2
03中圖分類(lèi)號(hào):TM623.8
核電廠(chǎng)DCS安全級(jí)應(yīng)用軟件的集成
測(cè)試方法
 Software Integration Test for DCS Safety Related System of Nuclear Power Plant
徐展,夏丹陽(yáng)(中核控制系統(tǒng)工程有限公司,北京100176)
證與確認(rèn)過(guò)程。這其中包括一些相關(guān)測(cè)試活動(dòng),軟件集成測(cè)試
摘要:核電廠(chǎng)DCS安全級(jí)系統(tǒng)是整個(gè)DCS系統(tǒng)的重要組成部分,確保核電
就是DCS設(shè)備在出廠(chǎng)驗(yàn)收之前對(duì)系統(tǒng)軟件的一步重要驗(yàn)證活動(dòng)。
廠(chǎng)DCS安全級(jí)系統(tǒng)應(yīng)用軟件的安全可靠性是至關(guān)重要的,軟件驗(yàn)證和確
認(rèn)活動(dòng)給核電廠(chǎng)安全可靠性提供了重要保障,這其中包括一些相關(guān)測(cè)試
活動(dòng),軟件集成測(cè)試是驗(yàn)證和確認(rèn)活動(dòng)的重要環(huán)
2DCS安全級(jí)應(yīng)用軟件
1012軟件驗(yàn)證與確認(rèn),針對(duì)安全級(jí)平臺(tái) Tricon系統(tǒng),給出了一套完整的軟
核電廠(chǎng)DCS安全級(jí)平臺(tái)軟件是指針對(duì)待定核電廠(chǎng),實(shí)現(xiàn)核電
件集成測(cè)試方法。
廠(chǎng)安全儀控功能的應(yīng)用軟件,根據(jù)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)基準(zhǔn)及規(guī)范,核電
集成測(cè)試,驗(yàn)證和確認(rèn),DCS安全級(jí)應(yīng)用軟件
數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)中運(yùn)行的安全級(jí)軟件需采取模塊化的結(jié)構(gòu),它是
 Abstract: The safety-level system is the most important part of the whole
 distributed control systemDCS in nuclear power plan. t' important to理的不同以模塊的形式劃分
 tem apolication software f
 ensure the safety and reliability of safety-level system application software for
核電數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng),主要包括反應(yīng)堆事故停堆系統(tǒng)和專(zhuān)
 ation and validation provide the important設(shè)安全系統(tǒng),其中運(yùn)行的軟件也必然要包括兩部分,一部分用
 protection for the safety and reliability of nuclear power plant which include于執(zhí)行反應(yīng)堆停堆功能,當(dāng)需要時(shí)產(chǎn)生控制動(dòng)作觸發(fā)反應(yīng)堆停
 several related test activities, Software integration test is an important part
堆。另一部分用于執(zhí)行專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施功能,安全設(shè)施包括驅(qū)動(dòng)
 of verification and validation
 and nowerflul method of the單元及適當(dāng)?shù)脑O(shè)備布置,根據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或操作員發(fā)出的信號(hào)實(shí)
 software integration test on Tricon system for safety related system is given in
現(xiàn)保護(hù)功能。
 this article based on IEEE standard 1012 software verification and validation.
安全級(jí)平臺(tái) Tricon系統(tǒng)可以承擔(dān)核電安全級(jí)保護(hù)系統(tǒng)的作
 Key words: SIT(Software Integration Test): V&amp;amp;V(Verification and Validation):
 DCS safety related system
用, TriconTristationl系統(tǒng)軟件1131已經(jīng)通過(guò)美國(guó)核管會(huì)(NRC)
的認(rèn)證,可以用于核電安全級(jí)保護(hù)系統(tǒng),但為了確保整個(gè)核電數(shù)
字化保護(hù)系統(tǒng)功能的安全,可靠實(shí)現(xiàn),上述系統(tǒng)中運(yùn)行的軟件必
須進(jìn)行完整、嚴(yán)格的V&amp;amp;V活動(dòng)。
3安全級(jí)應(yīng)用軟件的V&amp;amp;V
1引言
安全級(jí)軟件的V&amp;amp;V是一個(gè)嚴(yán)格按步驟評(píng)定軟件產(chǎn)品的過(guò)程,
數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)在各工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛成功的應(yīng)用。近年這種評(píng)定貫穿于軟件產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,應(yīng)視為集成在整個(gè)軟
來(lái),為了提高核電運(yùn)行的安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)型數(shù)字化技術(shù)件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中一個(gè)完整而獨(dú)立的過(guò)程安全級(jí)軟件的驗(yàn)證與確認(rèn)
已經(jīng)成為核電儀控技術(shù)發(fā)展的普遍趨勢(shì)在核電儀控系統(tǒng)的數(shù)使用審查、分析及測(cè)試等技術(shù)來(lái)評(píng)定一個(gè)完整的軟件系統(tǒng)及其
字化過(guò)程中,一個(gè)必然要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是安全級(jí)平臺(tái)軟件的驗(yàn)
開(kāi)發(fā)過(guò)程中的中間產(chǎn)品是否滿(mǎn)足預(yù)期的功能要求和質(zhì)量要求。
103
 Technology
技術(shù)縱橫
4安全級(jí)應(yīng)用軟件集成測(cè)試
4.3測(cè)試手段和工具
應(yīng)用軟件集成測(cè)試主要涉及到軟件程序單元的集成,以確保
軟件集成測(cè)試是在 tristation1131及其仿真環(huán)境下來(lái)進(jìn)行測(cè)試
已集成的軟件部件符合軟件設(shè)計(jì),滿(mǎn)足系統(tǒng)功能和需求,下面以的,而并不需要 tricon硬件支持 Excel表格和測(cè)試宏代碼可以通
福清1、2號(hào)機(jī)組核電項(xiàng)目中基于安全級(jí)平臺(tái) Tricon的應(yīng)堆保護(hù)過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)來(lái)實(shí)現(xiàn) tristation1仿真系統(tǒng)的連接
系統(tǒng)應(yīng)用軟件為例,來(lái)說(shuō)明整個(gè)軟件集成測(cè)試過(guò)程
通信。通過(guò)仿真得到的輸出結(jié)果反饋到 excel表格上跟預(yù)期的輸出
4測(cè)試目的及范圍
結(jié)果進(jìn)行比較,看是否滿(mǎn)足軟件的測(cè)試需求
在標(biāo)準(zhǔn)文件EEE-1012中指出,在整個(gè)軟件生命周期中的設(shè)計(jì)
44測(cè)試用例表格
階段,基于軟件需求規(guī)格書(shū)(SRS)和軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(SDD)
軟件集成測(cè)試用例通過(guò) excel工具生成一個(gè)表格,其中包括輸
可以生成軟件集成測(cè)試計(jì)劃,而隨后基于測(cè)試計(jì)劃SRS、SDD及入輸出點(diǎn)表,通過(guò)不通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)等,測(cè)試分為靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試
用戶(hù)文檔可生成測(cè)試設(shè)計(jì);在實(shí)施階段,基于測(cè)試計(jì)劃測(cè)試設(shè)兩種,所謂靜態(tài)測(cè)試是指測(cè)量的輸出值可以在確定的輸入下得到
計(jì)、SRS、SDD及用戶(hù)文檔可生成測(cè)試用例和測(cè)試規(guī)程:在測(cè)試階確切結(jié)果,而不是暫時(shí)得到的瞬態(tài)結(jié)果,一般不隨著時(shí)間的變化
段,依據(jù)測(cè)試規(guī)程對(duì)源代碼和可執(zhí)行代碼來(lái)執(zhí)行測(cè)試
而變化。圖1為一個(gè)靜態(tài)的測(cè)試用例表格
軟件集成測(cè)試確保開(kāi)發(fā)的軟件符合期望的設(shè)計(jì),具體來(lái)說(shuō)就
是,確保正確地執(zhí)行SDD以及滿(mǎn)足SRS中的軟件需求,因此軟件
集成測(cè)試包括白盒測(cè)試(驗(yàn)證SDD)和黑盒測(cè)試(確認(rèn)SRS)
黑盒測(cè)試屬于一種基于需求的功能性測(cè)試,在測(cè)試用例和測(cè)
試腳本及規(guī)程的設(shè)計(jì)中都需要保證測(cè)試覆蓋到所有的需求,并且
可以從正反兩個(gè)方向來(lái)對(duì)測(cè)試和需求進(jìn)行追蹤,執(zhí)行黑盒測(cè)試用
來(lái)檢測(cè)設(shè)計(jì)是否滿(mǎn)足需求。因此,對(duì)于軟件集成測(cè)試來(lái)說(shuō),黑盒
測(cè)試就是來(lái)檢測(cè)是否滿(mǎn)足SRS規(guī)定的軟件需求
白盒測(cè)試用來(lái)驗(yàn)證程序、應(yīng)用軟件邏輯和運(yùn)算功能。本項(xiàng)目
軟件集成測(cè)試要求達(dá)到路徑覆蓋,即對(duì)SDD中各個(gè)約束條件之間
的每種組合至少進(jìn)行一次測(cè)試:例如,依據(jù)各輸入的組合來(lái)建立
圖1靜態(tài)測(cè)試用例表格
所有情況的測(cè)試用例,在軟件集成測(cè)試之前對(duì)于SRS和SDD里的
所謂的動(dòng)態(tài)測(cè)試是指時(shí)間相關(guān)的邏輯測(cè)試,為了保證時(shí)間參
單元部件已經(jīng)進(jìn)行過(guò)測(cè)試了,所以軟件集成測(cè)試重點(diǎn)在于各個(gè)部數(shù)的正確性,我們能夠得到在每個(gè)時(shí)間掃描周期上的輸出結(jié)果,
件之間的連接集成情況。
以便于看到某一點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的輸出變化值圖2為一個(gè)動(dòng)態(tài)的測(cè)
4.2測(cè)試特性
試用例表格:
基于EEE-1012標(biāo)準(zhǔn)文件和軟件驗(yàn)證和確認(rèn)計(jì)劃(SVVP),
軟件集成測(cè)試的輸入文件是SRS和SDD,福清1、2號(hào)機(jī)組項(xiàng)目測(cè)
試特性為:
(1)SRS文件具體的軟件需求
(2)SDD文件中每個(gè)部件(entity)的代碼結(jié)構(gòu)(code
 structure):
(3)SDD文件中每個(gè)部件的輸入輸出點(diǎn)表
軟件集成測(cè)試的目標(biāo)是盡可能找出軟件執(zhí)行代碼中的錯(cuò)誤指
令,當(dāng)執(zhí)行代碼偏離SRS的軟件需求和SDD的代碼結(jié)構(gòu)時(shí),軟件
集成測(cè)試要能發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò)誤,并用文件來(lái)記錄下來(lái)。
引用部件(entity)這個(gè)概念來(lái)描述SDD中一組相關(guān)邏輯設(shè)
計(jì),為了和SDD保持一致,軟件果成測(cè)試按照每個(gè)部件這種方法
來(lái)編寫(xiě)測(cè)試用例
圖2動(dòng)態(tài)測(cè)試用例表格
 104 AUTOMATION PANORAMA 20156
4.5測(cè)試用例設(shè)計(jì)原則
(4)對(duì)于時(shí)間相關(guān)的邏輯可以根據(jù)不同的模塊進(jìn)行編寫(xiě)測(cè)
測(cè)試用例的每一步(test case step)是根據(jù)軟件需求和代碼試用例,對(duì)于 LEADLAG, LEADLAGDR_P,F這些超前滯
結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)的。通常第一步來(lái)查看SDD文件中的代碼結(jié)構(gòu)是否正后類(lèi)模塊時(shí),利用階躍響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試對(duì)于buP_CONTROL,
確,通常采用下圖方式根據(jù)不同的代碼結(jié)構(gòu)來(lái)編寫(xiě)不同的測(cè)試用RAMP,RAMPR, ACTUATORFAULT.tontof.tR這些時(shí)
例,第二步查看是否SRS中的需求被這些測(cè)試用例完全覆蓋。我
間延遲類(lèi)模塊時(shí),根據(jù)具體的時(shí)間參數(shù)設(shè)定延遲的時(shí)間,在靜
們重點(diǎn)來(lái)說(shuō)第一步,圖3展示了具體的測(cè)試用例編寫(xiě)原則:
態(tài)測(cè)試用例中進(jìn)行測(cè)試,這些時(shí)間參數(shù)還會(huì)在動(dòng)態(tài)測(cè)試用例中
二進(jìn)輸入全組合測(cè)試來(lái)覆蓋代重復(fù)測(cè)試
4.6宏代碼使用及自動(dòng)測(cè)試方法
有記憶功能塊
為了快速準(zhǔn)確的完成軟件集成測(cè)試,使用 visual basic
 application(VB)語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)宏代碼,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試過(guò)
程。宏代碼實(shí)現(xiàn)的功能是接受測(cè)試開(kāi)始指令,讀取需要的參
按輸入范分?jǐn)?shù),設(shè)置DDE和仿真器連接,把具體值寫(xiě)到相應(yīng)的輸入變量當(dāng)
中,等待特定的時(shí)間執(zhí)行邏輯,再?gòu)姆抡嫫髯x取相應(yīng)的輸出值
寫(xiě)到 excel表格中去,并跟期望值進(jìn)行比較,得到通過(guò)/不通過(guò)
有記憶功能塊
入個(gè)數(shù)小
量輸入按輸入圍分結(jié)果。
在編寫(xiě)完這些宏代碼之后,實(shí)際開(kāi)始測(cè)試時(shí),測(cè)試人員會(huì)執(zhí)
行 Excel中寫(xiě)好的宏代碼,使得 excel表格中的輸入值自動(dòng)的寫(xiě)入仿
是時(shí)間相關(guān)
真器中,并使輸出值自動(dòng)地反饋到 excel表格中去。
5結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)單元測(cè)試的結(jié)果和軟件需求來(lái)考
本文在參考安全級(jí)軟件V&amp;amp;V國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,以福清1
2號(hào)機(jī)組核電項(xiàng)目為例,給出了一套完整的安全級(jí)應(yīng)用軟件集成
測(cè)試方法,并應(yīng)用到基于安全級(jí)平臺(tái)tricon系統(tǒng)的反應(yīng)堆保護(hù)系
統(tǒng)應(yīng)用軟件集成測(cè)試中去,為提高軟件的安全性和可靠性提供了
保障。
圖3測(cè)試用例編寫(xiě)原則參考文獻(xiàn):
(1)首先根據(jù)具體的邏輯分為兩大類(lèi):時(shí)間相關(guān)的邏輯和時(shí)【高超,胡立生核級(jí)軟件的驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)研究微型電腦應(yīng)用
間無(wú)關(guān)的邏輯。對(duì)于時(shí)間無(wú)關(guān)的邏輯,只需要進(jìn)行編寫(xiě)靜態(tài)測(cè)試】 IAEA TRS N3: Verification and Validation Related toNuclear Power
用例:對(duì)于時(shí)間相關(guān)的邏輯,還需要編寫(xiě)額外的動(dòng)態(tài)測(cè)試用例。
 Plant Instrument and Control[s).
(2)根據(jù)輸入個(gè)數(shù)來(lái)決定時(shí)間無(wú)關(guān)邏輯的復(fù)雜程度。當(dāng)輸 IEEE Std120: EE Standard for Software Verification and
入的個(gè)數(shù)小于或等于8,這種情況屬于簡(jiǎn)單邏輯:當(dāng)輸入的個(gè)數(shù)大
 Validation [S].
于8,這種情況屬于復(fù)雜邏輯,需要把輸入分成幾組來(lái)測(cè)試,當(dāng)測(cè)
試其中的一組時(shí),其他組的輸入可根據(jù)邏輯情況設(shè)置適當(dāng)?shù)妮斎?
作者簡(jiǎn)介
值,只要不影響到其測(cè)試結(jié)果即可
(3)代碼結(jié)構(gòu)還需根據(jù)輸入數(shù)據(jù)類(lèi)型和記憶類(lèi)型進(jìn)一步分
徐展(1984-),男,滿(mǎn)族,遼寧丹東人,工程師,碩士研究
生,現(xiàn)主要從事核電驗(yàn)證和確認(rèn)的工作。
類(lèi),當(dāng)對(duì)無(wú)記憶二進(jìn)制類(lèi)型的簡(jiǎn)單邏輯進(jìn)行測(cè)試時(shí),利用2N個(gè)測(cè)
夏丹陽(yáng)(1982-),女,四川人,工程師,碩士研究生,現(xiàn)主
試用例便能把所有的二進(jìn)制組合情況進(jìn)行測(cè)試,N為輸入的個(gè)數(shù)。
要從事核電驗(yàn)證和確認(rèn)的工作。
 2015.6 AUTOMATION PANORAMA 105

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