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核電廠DCS安全級應用軟件的集成測試方法

文檔作者：徐展夏丹陽文檔來源：中核控制系統(tǒng)工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月13日
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文獻標識碼:B文章編號:1003-0492(2
03中圖分類號:TM623.8
核電廠DCS安全級應用軟件的集成
測試方法
 Software Integration Test for DCS Safety Related System of Nuclear Power Plant
徐展,夏丹陽(中核控制系統(tǒng)工程有限公司,北京100176)
證與確認過程。這其中包括一些相關測試活動,軟件集成測試
摘要:核電廠DCS安全級系統(tǒng)是整個DCS系統(tǒng)的重要組成部分,確保核電
就是DCS設備在出廠驗收之前對系統(tǒng)軟件的一步重要驗證活動。
廠DCS安全級系統(tǒng)應用軟件的安全可靠性是至關重要的,軟件驗證和確
認活動給核電廠安全可靠性提供了重要保障,這其中包括一些相關測試
活動,軟件集成測試是驗證和確認活動的重要環(huán)
2DCS安全級應用軟件
1012軟件驗證與確認,針對安全級平臺 Tricon系統(tǒng),給出了一套完整的軟
核電廠DCS安全級平臺軟件是指針對待定核電廠,實現(xiàn)核電
件集成測試方法。
廠安全儀控功能的應用軟件,根據(jù)反應堆設計基準及規(guī)范,核電
集成測試,驗證和確認,DCS安全級應用軟件
數(shù)字化保護系統(tǒng)中運行的安全級軟件需采取模塊化的結構,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)字化保護系統(tǒng),主要包括反應堆事故停堆系統(tǒng)和專
 ation and validation provide the important設安全系統(tǒng),其中運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)行反應堆停堆功能,當需要時產生控制動作觸發(fā)反應堆停
 several related test activities, Software integration test is an important part
堆。另一部分用于執(zhí)行專設安全設施功能,安全設施包括驅動
 of verification and validation
 and nowerflul method of the單元及適當?shù)脑O備布置,根據(jù)驅動系統(tǒng)或操作員發(fā)出的信號實
 software integration test on Tricon system for safety related system is given in
現(xiàn)保護功能。
 this article based on IEEE standard 1012 software verification and validation.
安全級平臺 Tricon系統(tǒng)可以承擔核電安全級保護系統(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已經通過美國核管會(NRC)
的認證,可以用于核電安全級保護系統(tǒng),但為了確保整個核電數(shù)
字化保護系統(tǒng)功能的安全,可靠實現(xiàn),上述系統(tǒng)中運行的軟件必
須進行完整、嚴格的V&amp;amp;V活動。
3安全級應用軟件的V&amp;amp;V
1引言
安全級軟件的V&amp;amp;V是一個嚴格按步驟評定軟件產品的過程,
數(shù)字化技術已經在各工業(yè)領域得到了廣泛成功的應用。近年這種評定貫穿于軟件產品的整個生命周期,應視為集成在整個軟
來,為了提高核電運行的安全性、可靠性及經濟型數(shù)字化技術件開發(fā)項目中一個完整而獨立的過程安全級軟件的驗證與確認
已經成為核電儀控技術發(fā)展的普遍趨勢在核電儀控系統(tǒng)的數(shù)使用審查、分析及測試等技術來評定一個完整的軟件系統(tǒng)及其
字化過程中,一個必然要解決的關鍵問題是安全級平臺軟件的驗
開發(fā)過程中的中間產品是否滿足預期的功能要求和質量要求。
103
 Technology
技術縱橫
4安全級應用軟件集成測試
4.3測試手段和工具
應用軟件集成測試主要涉及到軟件程序單元的集成,以確保
軟件集成測試是在 tristation1131及其仿真環(huán)境下來進行測試
已集成的軟件部件符合軟件設計,滿足系統(tǒng)功能和需求,下面以的,而并不需要 tricon硬件支持 Excel表格和測試宏代碼可以通
福清1、2號機組核電項目中基于安全級平臺 Tricon的應堆保護過動態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)來實現(xiàn) tristation1仿真系統(tǒng)的連接
系統(tǒng)應用軟件為例,來說明整個軟件集成測試過程
通信。通過仿真得到的輸出結果反饋到 excel表格上跟預期的輸出
4測試目的及范圍
結果進行比較,看是否滿足軟件的測試需求
在標準文件EEE-1012中指出,在整個軟件生命周期中的設計
44測試用例表格
階段,基于軟件需求規(guī)格書(SRS)和軟件設計說明書(SDD)
軟件集成測試用例通過 excel工具生成一個表格,其中包括輸
可以生成軟件集成測試計劃,而隨后基于測試計劃SRS、SDD及入輸出點表,通過不通過標準等,測試分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試
用戶文檔可生成測試設計;在實施階段,基于測試計劃測試設兩種,所謂靜態(tài)測試是指測量的輸出值可以在確定的輸入下得到
計、SRS、SDD及用戶文檔可生成測試用例和測試規(guī)程:在測試階確切結果,而不是暫時得到的瞬態(tài)結果,一般不隨著時間的變化
段,依據(jù)測試規(guī)程對源代碼和可執(zhí)行代碼來執(zhí)行測試
而變化。圖1為一個靜態(tài)的測試用例表格
軟件集成測試確保開發(fā)的軟件符合期望的設計,具體來說就
是,確保正確地執(zhí)行SDD以及滿足SRS中的軟件需求,因此軟件
集成測試包括白盒測試(驗證SDD)和黑盒測試(確認SRS)
黑盒測試屬于一種基于需求的功能性測試,在測試用例和測
試腳本及規(guī)程的設計中都需要保證測試覆蓋到所有的需求,并且
可以從正反兩個方向來對測試和需求進行追蹤,執(zhí)行黑盒測試用
來檢測設計是否滿足需求。因此,對于軟件集成測試來說,黑盒
測試就是來檢測是否滿足SRS規(guī)定的軟件需求
白盒測試用來驗證程序、應用軟件邏輯和運算功能。本項目
軟件集成測試要求達到路徑覆蓋,即對SDD中各個約束條件之間
的每種組合至少進行一次測試:例如,依據(jù)各輸入的組合來建立
圖1靜態(tài)測試用例表格
所有情況的測試用例,在軟件集成測試之前對于SRS和SDD里的
所謂的動態(tài)測試是指時間相關的邏輯測試,為了保證時間參
單元部件已經進行過測試了,所以軟件集成測試重點在于各個部數(shù)的正確性,我們能夠得到在每個時間掃描周期上的輸出結果,
件之間的連接集成情況。
以便于看到某一點在各個時刻的輸出變化值圖2為一個動態(tài)的測
4.2測試特性
試用例表格:
基于EEE-1012標準文件和軟件驗證和確認計劃(SVVP),
軟件集成測試的輸入文件是SRS和SDD,福清1、2號機組項目測
試特性為:
(1)SRS文件具體的軟件需求
(2)SDD文件中每個部件(entity)的代碼結構(code
 structure):
(3)SDD文件中每個部件的輸入輸出點表
軟件集成測試的目標是盡可能找出軟件執(zhí)行代碼中的錯誤指
令,當執(zhí)行代碼偏離SRS的軟件需求和SDD的代碼結構時,軟件
集成測試要能發(fā)現(xiàn)這些錯誤,并用文件來記錄下來。
引用部件(entity)這個概念來描述SDD中一組相關邏輯設
計,為了和SDD保持一致,軟件果成測試按照每個部件這種方法
來編寫測試用例
圖2動態(tài)測試用例表格
 104 AUTOMATION PANORAMA 20156
4.5測試用例設計原則
(4)對于時間相關的邏輯可以根據(jù)不同的模塊進行編寫測
測試用例的每一步(test case step)是根據(jù)軟件需求和代碼試用例,對于 LEADLAG, LEADLAGDR_P,F這些超前滯
結構來設計的。通常第一步來查看SDD文件中的代碼結構是否正后類模塊時,利用階躍響應進行測試對于buP_CONTROL,
確,通常采用下圖方式根據(jù)不同的代碼結構來編寫不同的測試用RAMP,RAMPR, ACTUATORFAULT.tontof.tR這些時
例,第二步查看是否SRS中的需求被這些測試用例完全覆蓋。我
間延遲類模塊時,根據(jù)具體的時間參數(shù)設定延遲的時間,在靜
們重點來說第一步,圖3展示了具體的測試用例編寫原則:
態(tài)測試用例中進行測試,這些時間參數(shù)還會在動態(tài)測試用例中
二進輸入全組合測試來覆蓋代重復測試
4.6宏代碼使用及自動測試方法
有記憶功能塊
為了快速準確的完成軟件集成測試,使用 visual basic
 application(VB)語言來編寫宏代碼,實現(xiàn)自動化測試過
程。宏代碼實現(xiàn)的功能是接受測試開始指令,讀取需要的參
按輸入范分數(shù),設置DDE和仿真器連接,把具體值寫到相應的輸入變量當
中,等待特定的時間執(zhí)行邏輯,再從仿真器讀取相應的輸出值
寫到 excel表格中去,并跟期望值進行比較,得到通過/不通過
有記憶功能塊
入個數(shù)小
量輸入按輸入圍分結果。
在編寫完這些宏代碼之后,實際開始測試時,測試人員會執(zhí)
行 Excel中寫好的宏代碼,使得 excel表格中的輸入值自動的寫入仿
是時間相關
真器中,并使輸出值自動地反饋到 excel表格中去。
5結束語
根據(jù)單元測試的結果和軟件需求來考
本文在參考安全級軟件V&amp;amp;V國際標準的基礎上,以福清1
2號機組核電項目為例,給出了一套完整的安全級應用軟件集成
測試方法,并應用到基于安全級平臺tricon系統(tǒng)的反應堆保護系
統(tǒng)應用軟件集成測試中去,為提高軟件的安全性和可靠性提供了
保障。
圖3測試用例編寫原則參考文獻:
(1)首先根據(jù)具體的邏輯分為兩大類:時間相關的邏輯和時【高超,胡立生核級軟件的驗證與確認技術研究微型電腦應用
間無關的邏輯。對于時間無關的邏輯,只需要進行編寫靜態(tài)測試】 IAEA TRS N3: Verification and Validation Related toNuclear Power
用例:對于時間相關的邏輯,還需要編寫額外的動態(tài)測試用例。
 Plant Instrument and Control[s).
(2)根據(jù)輸入個數(shù)來決定時間無關邏輯的復雜程度。當輸 IEEE Std120: EE Standard for Software Verification and
入的個數(shù)小于或等于8,這種情況屬于簡單邏輯:當輸入的個數(shù)大
 Validation [S].
于8,這種情況屬于復雜邏輯,需要把輸入分成幾組來測試,當測
試其中的一組時,其他組的輸入可根據(jù)邏輯情況設置適當?shù)妮斎?
作者簡介
值,只要不影響到其測試結果即可
(3)代碼結構還需根據(jù)輸入數(shù)據(jù)類型和記憶類型進一步分
徐展(1984-),男,滿族,遼寧丹東人,工程師,碩士研究
生,現(xiàn)主要從事核電驗證和確認的工作。
類,當對無記憶二進制類型的簡單邏輯進行測試時,利用2N個測
夏丹陽(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制組合情況進行測試,N為輸入的個數(shù)。
要從事核電驗證和確認的工作。
 2015.6 AUTOMATION PANORAMA 105

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