CN108829051A - Dcs雪崩工况的模拟方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工业自动化控制的技术领域，提供了一种应用于核电站DCS雪崩工况的模拟方法和装置，所述方法包括：S1、从DCS中导出工程数据库，所述工程数据库中的I/O变量数据点，在DCS中可人工强制改变其输入/输出信号的数值，并且所述每个数据点含有多个数据点项；S2、对所述工程数据库中的数据点进行筛选，获取模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项；S3、将所述模拟雪崩工况的雪崩试验数据点按照设计的格式进行存储；S4、将按照设计格式存储的雪崩试验数据点项结合定时器，通过DCS接口设备，定期传入DCS***内部，强制改变雪崩试验数据点的取值，实现雪崩工况的自动模拟；因此，在雪崩工况模拟过程中，取消了单独的模拟底层设备信号产生装置，降低了测试成本。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化控制的技术领域，尤其涉及一种应用于核电站DCS中的雪崩工况的模拟方法和装置。
背景技术
在核电站DCS(Digital control system，数字控制***)的技术领域中，雪崩指的是当核电站发生重大事故时，现场信号大量迅速的变化，给DCS带来的影响；我们称这种工况为雪崩工况，它会对DCS造成巨大的负载冲击，严重时可能会使部分DCS设备发生故障而无法工作。因而，DCS在正式投入使用之前，需要进行雪崩试验，即在模拟雪崩工况的条件下，验证DCS的功能和性能是否满足设计要求。这种验证是核电站DCS一项重要的测试内容，无论是控制核岛的安全级DCS，还是控制常规岛的非安全级DCS，都要求做雪崩测试。核电站DCS雪崩测试的实质是验证核电站DCS在极限工况下，是否还依然保持有效的数据传输及数据处理能力，使核电站依旧处于DCS的控制范围之内，从而为核电站的安全稳定运行保驾护航。
如图1所示，在中国专利申请号为CN201110092105.0的专利中公开了一种用于核电站数字化仪控***的测试装置，该测试装置是一台微机电脑设备，该电脑设备可以运行控制开关量和模拟量物理点变化的脚本程序，并能够通过相关设备将控制信号输出到现场控制站(Field Control Station，以下简称FCS站)控制柜的端子模块或卡件上。
发明人在实现本发明的过程中发现，上述现有技术至少存在以下不足：
1、一台测试装置能够模拟的信号数量有限。为了模拟大量物理点的变化，只能靠增加测试装置的数量来解决，这样增加了测试成本。例如，目前非安全级DCS的垂直雪崩测试要同时使用四台测试装置来模拟雪崩工况，测试成本比较高。
2、测试装置中运行的脚本程序需要随着雪崩试验数据点的选择而不断进行修改，增加了测试的工作时间。例如，一台测试装置在连接10号FCS站做雪崩测试后，若想连接到11号FCS站再次做雪崩测试，就需要修改脚本程序所使用的相应数据点。
3、由于测试装置和FCS站控制柜的条件限制，一台测试装置往往只能连接一台FCS站控制柜，这样，雪崩工况数据的选择范围就比较狭窄，无法做到全面随机覆盖雪崩工况所有的数据点。
发明内容
为了解决现有技术中模拟雪崩工况条件受限于核电站数字化仪控***的测试装置自身不足所带来的技术问题，本发明提供一种能够低成本、高效率的进行DCS雪崩工况模拟的方法和装置。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案包括：
一方面，提供一种DCS雪崩工况的模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、从DCS导出工程数据库，所述工程数据库中的I/O变量数据点，在DCS中可人工强制改变其输入/输出信号的数值，并且所述每个数据点含有多个数据点项；
S2、对所述工程数据库中的数据点进行筛选，获取模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项；
S3、将所述模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项按照设计的格式进行存储；
S4、将按照设计格式存储的雪崩试验数据点项结合定时器，通过DCS接口设备，定期传入DCS***内部，强制改变雪崩试验数据点的取值，实现雪崩工况的自动模拟。
优选地，步骤S2中对数据点项的筛选包括以下步骤：1)、对所述工程数据库中的数据点按照“端子模块位置”点项进行自动筛选，使得工程数据库中包含“端子模块位置”点项的I/O数据点全被筛选出来；2)、对步骤1)中筛选出来的I/O数据点再按照模块类型筛选DI(数字量输入)数据点和AI(模拟量输入)数据点；3)、人工决定每个FCS站所使用的雪崩试验数据点数量，并据此对步骤2)筛选出来的DI和AI数据再次进行自动随机筛选；使得满足数据量的模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项被筛选出来。
优选地，步骤S3中设计的存储格式是指与雪崩时间相对应的自定义结构体数组，并且所述自定义结构体数组中模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项取值应是根据对应的雪崩时间区间需要人工强制改变其数值的取值。
进一步优选地，每个所述模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项存储方式至少包括相互关联的自定义结构体数组名称、数据点项取值、雪崩时间区间。
更进一步优选地，步骤S4中，雪崩测试计时开始后，通过所述定时器的运行，到达某一时刻就触发调用相应的自定义结构体数组，并通过DCS的接口设备传入DCS内部对相应参数的取值进行强制转换；来实现自动模拟雪崩工况的发生。
另一方面，本发明还提供一种DCS雪崩工况的模拟装置，其特征在于，所述装置包括：
数据接收单元，用于从DCS导出工程数据库，所述工程数据库中的I/O变量数据点，在DCS中可人工强制改变其输入/输出信号的数值，并且所述每个数据点含有多个数据点项；
数据筛选单元，用于对所述工程数据库中的数据点进行筛选，获取模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项；
数据存储单元，用于将所述模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项按照设计的格式进行存储；
数据运行单元，所述数据运行单元设置有定时器，并且所述数据运行单元用于将按照设计格式存储的雪崩试验数据点项结合定时器，通过DCS接口设备，定期传入DCS***内部，强制改变雪崩试验数据点的取值，实现雪崩工况的自动模拟。
优选地，所述数据筛选单元对数据点项的筛选包括以下步骤：1)、对所述工程数据库中的数据点按照“端子模块位置”点项进行自动筛选，使得工程数据库中包含“端子模块位置”点项的I/O数据点全被筛选出来；2)、对步骤1)中筛选出来的I/O数据点再按照模块类型筛选DI(数字量输入)数据点和AI(模拟量输入)数据点；3)、人工决定每个FCS站所使用的雪崩试验数据点数量，并据此对步骤2)筛选出来的DI和AI数据再次进行自动随机筛选；使得满足数据量的模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项被筛选出来。
优选地，所述数据存储单元中设计的存储格式是指与雪崩时间相对应的自定义结构体数组，并且所述自定义结构体数组中模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项取值应是根据相对应的雪崩时间区间需要人工强制改变其数值的取值。
进一步优选地，每个所述模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项存储方式至少包括相互关联的自定义结构体数组名称、数据点项取值、雪崩时间区间。
更进一步优选地，所述数据运行单元，在雪崩测试计时开始后，通过所述定时器的运行，到达某一时刻就触发调用相应的自定义结构体数组，并通过DCS的接口设备传入DCS内部对相应参数的取值进行强制转换；来实现自动模拟雪崩工况的发生。
采用本发明提供的上述技术方案，至少可以获得以下有益效果中的一种：
1、基于核电站DCS的I/O变量数据点可人工强制改变其输入/输出信号的数值这一属性，直接对DCS内的I/O数据点取值进行强制改变，模拟出雪崩工况的发生条件；取消了单独的模拟底层设备信号产生装置，降低了测试成本；而且也避免了由于单独的模拟底层设备信号产生装置自身信号数量比较少和接线带来的诸多不便。
2、采用上述雪崩试验数据筛选方法，可以快速、准确找到需要模拟的雪崩试验数据点项，取消了DCS雪崩工况模拟装置所需设计的运行脚本，提高了测试的效率。
3、将按照设计格式存储的雪崩试验数据点项存储在计算机内存之中，便于和定时器一起运行，能够快速、自动完成雪崩工况的模拟发生。
发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。
附图说明
图1为现有技术中一种用于核电站数字化仪控***的测试装置的连接结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种DCS雪崩工况的模拟方法的流程图；
图3为本发明实施例一提供的一种DCS雪崩工况的模拟方法中数据筛选的流程图；
图4为本发明实施例二提供的一种垂直雪崩测试所要求的物理点变化的示意图；
图5为本发明实施例二提供的一种DCS雪崩工况的模拟方法中数据筛选的流程图；
图6为本发明实施例二提供的一种DCS雪崩工况的模拟方法中设计的结构体数组的示意图；
图7为本发明实施例二提供的一种DCS雪崩工况的模拟方法中雪崩测试自动处理流程示意图；
图8为本发明实施例三提供的一种DCS雪崩工况的模拟装置的结构框图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本发明，而非对本发明的限定性解释；并且只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组控制器可执行指令的控制***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
下面通过附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述：
实施例一
如图2所示，本实施例提供的一种DCS雪崩工况的模拟方法，该方法包括：
S100、从DCS导出工程数据库，该工程数据库中的I/O变量数据点，在DCS中可人工强制改变其输入/输出信号的数值，并且每个数据点含有多个数据点项。
S102、对上述工程数据库中的数据点进行筛选，获取模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项。更具体地，如图3所示，本实施例提供的数据点项的筛选具体过程包括：
S1020、对工程数据库中的数据点按照“端子模块位置”点项进行自动筛选，使得工程数据库中包含“端子模块位置”点项的I/O数据点全被筛选出来；
S1022、对S1020中筛选出来的I/O数据点再按照模块类型筛选DI(数字量输入)数据点和AI(模拟量输入)数据点；
S1024、人工决定每个FCS站所使用的雪崩试验数据点数量，并据此对S1022筛选出来的DI和AI数据再次进行自动随机筛选；使得满足数据量的模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项被筛选出来。
S104、将模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项按照设计的格式进行存储。优选地，设计的存储格式是指与雪崩时间相对应的自定义结构体数组，并且在自定义结构体数组中，模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项取值应是根据相对应的雪崩时间区间需要人工强制改变其数值的取值。进一步优选地，每个模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项存储方式至少包括相互关联的自定义结构体数组名称、数据点项取值、雪崩时间区间。
S106、将按照设计格式存储的雪崩试验数据点项结合定时器，通过DCS接口设备，定期传入DCS***内部，强制改变雪崩试验数据点的取值，实现雪崩工况的自动模拟。由于模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项存储方式对应雪崩时间区间，所以定时器计时到不同时间区间时，不同时间区间对应的雪崩试验数据点项就自动被选择作为雪崩工况模拟需要的参数；即雪崩测试计时开始后，通过定时器的运行，到达某一时刻就触发调用相应的自定义结构体数组，并通过DCS的接口设备传入DCS内部对相应参数的取值进行强制转换；来实现自动模拟雪崩工况的发生。
采用本实施例提供的上述技术方案，至少可以获得以下有益效果中的一种：
1、基于核电站DCS的I/O变量数据点，在DCS中可人工强制改变其输入/输出信号的数值这一属性，直接对DCS内的数据点取值进行强制改变，模拟出雪崩工况的发生条件；取消了单独的模拟底层设备信号产生装置，降低了测试成本；而且也避免了由于单独的模拟底层设备信号产生装置自身信号数量比较少和接线带来的诸多不便。
2、采用上述雪崩试验数据筛选方法，可以快速、准确找到需要模拟的雪崩试验数据点项，取消了DCS雪崩工况模拟装置所需设计的运行脚本，提高了测试的效率。
3、将按照设计格式存储的雪崩试验数据点项存储在计算机内存之中，便于和定时器一起运行，能够快速、自动完成雪崩工况的模拟发生。
实施例二
常规的雪崩测试依据模拟雪崩工况的信号种类不同通常可分为垂直雪崩、水平雪崩和***雪崩三种形式，其定义分别如下：
1、垂直雪崩是指由核电站DCS的Level1层设备和Level2层设备之间传送大量数据所引起的雪崩；
2、水平雪崩是指在同一仪控岛内的自动控制单元之间和不同仪控岛内的自动控制单元之间传送大量数据所引起的雪崩；
3、***雪崩是指由于部分DCS机柜故障或复位所引起的雪崩。
控制常规岛的非安全级DCS和控制核岛的安全级DCS，在做雪崩测试时，关注的重点稍微有所不同，非安全级DCS关注的重点是服务器及现场控制站(Field ControlStation，以下简称FCS站)的负荷及通讯能力；而安全级DCS，除了关注负荷及通讯能力之外，更多关注在雪崩工况下的各种响应时间指标是否满足设计要求，这也是与安全级DCS对核岛的控制要求相一致的。
为了更加清楚解释本发明的具体实施方式，本实施例在实施例一的基础上以非安全级DCS的垂直雪崩测试为例来对现行雪崩测试方法和本实施例所提出的模拟方法进行介绍，其他形式的雪崩测试，由于原理基本相同，测试方法也相一致，故就不一一做详细介绍了。在下文中提到的雪崩，若无特殊说明，均指非安全级DCS的垂直雪崩，并且在本文中，雪崩试验与雪崩测试术语含义相同。
如图4所示，为某核电站DCS项目中非安全级DCS垂直雪崩测试所要求的物理点变化示意图。从图4中，可以看出，要求从DCS中任意选择1200个开关量点(DI点)和200个模拟量点(AI点)，从计时开始，雪崩工况持续340秒，最高峰时刻开关量每秒产生1200个事件，即开关量0、1变位；模拟量每秒产生200个事件，即模拟量0～100％量程变化。具体变化如下表1。
| 序号 | 时间 | 开关量点变位个数 | 模拟量点变化个数 |
| 0 | 0～10秒 | 0 | 0 |
| 1 | 11秒 | 240 | 0 |
| 2 | 12秒 | 480 | 0 |
| 3 | 13秒 | 720 | 0 |
| 4 | 14秒 | 960 | 0 |
| 5 | 15秒 | 1200 | 0 |
| 6 | 16秒 | 960 | 0 |
| 7 | 17秒 | 720 | 0 |
| 8 | 18秒 | 480 | 0 |
| 9 | 19秒 | 240 | 0 |
| 10 | 20～70秒 | 0 | 200 |
| 11 | 71秒 | 60 | 200 |
| 12 | 72秒 | 120 | 200 |
| 13 | 73秒 | 180 | 200 |
| 14 | 74秒 | 240 | 200 |
| 15 | 75秒 | 300 | 200 |
| 16 | 76秒 | 240 | 200 |
| 17 | 77秒 | 180 | 200 |
| 18 | 78秒 | 120 | 200 |
| 19 | 79秒 | 60 | 200 |
| 20 | 80～320秒 | 0 | 200 |
| 21 | 32l～340秒 | 0 | 0 |
表1.垂直雪崩工况点数统计
由于雪崩试验需要1400个DI和AI物理点，所以如果按照背景技术中提供的测试装置，进行模拟雪崩工况，仅人工接线工作往往要花费一个人几天的时间来完成。
本实施例摒弃了现有技术中使用硬件在DCS***外部施加变化的数据信号来模拟雪崩工况的方法，采取在DCS***内部强制相关I/O变量点按照雪崩相应要求进行变化的方法来模拟雪崩工况。该方法基于核电站DCS***的I/O变量数据点可人工强制改变其输入/输出信号的数值这一属性。核电站DCS***的I/O数据点通常都有可人为干预其输入/输出信号值的属性，即可人工强制改变其数值的属性，简称为可强制属性。I/O数据点可强制属性的设置有利于操作员在某些情况下可人为干预和控制I/O数据点的输入/输出情况。可强制这一属性的另一个广泛应用是在DCS测试及现场调试的过程中，利用这一属性可以模拟Level0层设备的状态，在不具备Level0层设备的情况下，或出于保护使用Level0层设备时，都可以通过强制功能来模拟Level0层设备的状态。
本实施例是在DCS***内部对所选择的数据进行强制变化的方法来模拟雪崩工况，不会受到相关硬件的影响和制约。DCS***内众多的FCS站由于都受DCS的控制，所以雪崩试验数据的选择可在FCS站的I/O数据任意范围内进行。
如图5所示，本实施例提供的DCS雪崩工况的模拟方法中数据筛选的流程包括：
S200、从DCS中导出工程数据库。
工程数据库是核电站DCS的基本组成部分，在核电站DCS领域，核电站设备的相关信息在DCS中是以数据点的形式进行采集、显示、逻辑计算和控制信息向外输出等操作，也正因为数据点的功能众多，所以每个数据点都含有众多属性(以下称作点项)。工程数据库就是这些数据点及其点项的集合，在形式上它是一个包含多个SHEET页的EXCEL表，每个SHEET页代表一种数据类型，即相同类型的数据点存储在同一个SHEET页中。
在工程数据库的每一个SHEET页中，数据点按行排列，其各种点项则按列分布。一个常规核电站的非安全级DCS***约有50000个数据点，平均每个数据点的点项约为30项，故仅非安全级DCS***的数据量就达到150万之多。在5万多个数据点中，用于DCS信号采集及信号输出的I/O数据点约有2～3万，其余则是用于信号传输及参与逻辑计算使用的中间数据点等。
S202、打开工程数据库。即打开步骤S200中的工程数据库。
S204、根据“端子排编号”点项查找提取全部I/O数据点项。
由于雪崩测试所使用的数据点为I/O数据点，而且只能是输入数据点(InputData)，所以首先需要将全部I/O数据点从数据库中查找并提取出来，但由于数据点的点项众多，许多点项在雪崩测试时并不使用，所以本实施例提供的技术方案中在查找提取I/O数据点时仅需要查找提取一些与雪崩测试相关的点项值，为此，本实施例构造了一个雪崩试验数据查找模板，在模板中，所选择的雪崩试验数据点的点项及具体含义如下表2所示。
表2.雪崩试验数据点的点项及具体含义
然后，通过程序自动完成雪崩试验数据点的查找并提取到雪崩试验数据查找模板之中。但是由于工程数据库的数据量非常庞大，若逐一查找，即使应用程序自动化查询，速度也比较慢，效率也比较低。针对I/O数据点的特点，在查询中，本实施例提供的技术方案中以“端子模块位置(TNUM)”这一点项为查询条件，因为DCS中仅有I/O数据点是通过端子模块进行采集或输出的，即仅有I/O数据点有“端子模块位置(TNUM)”这一点项，所以按照“端子模块位置(TNUM)”点项来查询，则查询到的数据将都是I/O数据点。按照“端子模块位置(TNUM)”点项和『雪崩试验数据查找模板』从上述工程数据库中筛选出I/O数据，这是雪崩试验数据的第一次筛选。
S206、对查找到的I/O数据按照站号、模块号和通道号进行排序。
对从DCS工程数据库中查找并提取的全体I/O数据按照FCS站的编号(站号)、模块在FCS站中的编号(模块号)和相关通道在模块中的编号(通道号)进行排序。排序的目的是为了方便进一步提取模拟雪崩工况所使用的数据点。
S208、按照模块类型筛选DI和AI数据点项。
根据模块类型从全体I/O数据中筛选DI和AI数据点，它们是DCS信号采集使用的物理点，而DO和AO等其他数据点是DCS信号输出使用的物理点，在雪崩测试时无法使用。从数据库中筛选DI数据和AI数据后，这些数据是雪崩测试可以使用的数据，雪崩试验数据的选择应该从这些数据点中选出，至此完成了第二次雪崩试验数据筛选。
由于在本实施例中，核电站DCS的Level1层采用的是和利时公司的HOLLiAS-N操作***，所以在此选择HOLLiAS-N***中经常使用的也是数量最多的NM622A(DI数据点，使用的端子模块型号为NM3610)模块和NM480(AI数据点，使用的端子模块型号为NM3480)模块的数据点作为雪崩试验用数据点，1200个DI信号和200个AI信号将从这里选择。
S210、统计每个FCS站所含的DI和AI点数量。
由于雪崩测试只使用1200个DI点和200个AI点，而我们筛选出来的NM622A(DI)数据点和NM480(AI)数据点的数量约有9000多个，远远多于雪崩试验所要求的数量，所以还要进行第三次雪崩试验数据点的选择。第三次雪崩试验数据选择采用人工方式指定每个FCS站所使用的DI数据点和AI数据点的数量，所以需要对各个FCS站所含有的DI数据点和AI数据点的数量进行统计。
S212、人工选择各个FCS站的雪崩测试所使用的DI点和AI点数量。
可以根据程序统计出的各个FCS站所含有的NM622A和NM480数据点的数量，来自由设定每个FCS站所采用的具体数量。
S214、按照人工选择的DI和AI点数量，进行雪崩试验数据点项的随机筛选。
为了体现所选数据的随机性，通过计算机程序在这一步将按照人工选定的各个FCS站的DI点和AI点数量使用随机函数进行随机抽选；这是雪崩实验数据的第三次筛选。
S216、将选出的雪崩试验数据点项存储到计算机内存中的自定义结构体数组中，准备雪崩测试。具体的存储过程，下文会详细介绍。
之所以要将选择出来的雪崩试验数据点存储到计算机内存之中，是因为雪崩工况的模拟要求每秒钟几百个数据点进行变化，如果在雪崩工况模拟过程中还涉及到数据的读取，会增加程序处理雪崩工况的时间，雪崩信号所要求的变化就无法保证，而将雪崩试验数据先行存储到计算机内存之中，程序处理内存中的数据速度是最快的。但是，对数据在计算机内存中的存储方式是有要求的，要满足雪崩工况的变化要求。为此，本实施例设计了一种数据结构来存储这些雪崩试验数据：自定义结构体数组具体如图6和表3所示：
表1中只有22个时间段，而表3中却有24个时间段，这是因为第10项20～70秒模拟量从0％到100％量程反复变化，本实施例使用了Avalanche的两个元素来模拟，即Avalanche(10)和Avalanche(11)，同理，第20项80～320秒，使用Avalanche(21)和Avalanche(22)来模拟，如表3所示。
而表3中24个元素中的任一元素Avalanche(X)都是由1400个元素构成的，即Avalanche(X).TagArr(0)～Avalanche(X).TagArr(1399)，分别对应着1200个DI数据点和200个AI数据点；进而，这1400个元素中的任一元素又都是由两个元素构成，即：
Avalanche(X).TagArr(Y).BSTagName和Avalanche(X).TagArr(Y).BSValue，分别用于存储雪崩试验数据点的点名和某一时刻该数据点的取值。
本实施例所提供的结构体数组中取值情况应该与雪崩工况的具体变化要求相一致，在该例子中，要求雪崩工况的模拟依照图2垂直雪崩工况示意图(或表1垂直雪崩工况点数统计)的要求进行变化，所以结构体数组中的取值应该采用如下表4所示的设计，这样在不同时刻调用自定义结构体数组，完成雪崩试验数据的强制变位时，才满足模拟雪崩工况变化的要求。
| 序号 | 雪崩数组 | 代表时刻 |
| 0 | Avalanche(0) | 第0秒 |
| 1 | Avalanche(1) | 第11秒 |
| 2 | Avalanche(2) | 第12秒 |
| 3 | Avalanche(3) | 第13秒 |
| 4 | Avalanche(4) | 第14秒 |
| 5 | Avalanche(5) | 第15秒 |
| 6 | Avalanche(6)- | 第16秒 |
| 7 | Avalanche(7) | 第17秒 |
| 8 | Avalanche(8) | 第18秒 |
| 9 | Avalanche(9) | 第19秒 |
| 10 | Avalanche(10) | 第20、22、24、…、70秒(偶数) |
| 11 | Avalanche(11) | 第21、23、25、…、69秒(奇数) |
| 12 | Avalanche(12) | 第71秒 |
| 13 | Avalanche(13) | 第72秒 |
| 14 | Avalanche(14) | 第73秒 |
| 15 | Avalanche(15) | 第74秒 |
| 16 | Avalanche(16) | 第75秒 |
| 17 | Avalanche(17) | 第76秒 |
| 18 | Avalanche(18) | 第77秒 |
| 19 | Avalanche(19) | 第78秒 |
| 20 | Avalanche(20 | 第79秒 |
| 21 | Avalanche(21) | 第80、82、84、…、320秒(偶数) |
| 22 | Avalanche(22) | 第81、83、85、…、319秒(奇数) |
| 23 | Avalanche(23) | 第321～340秒 |
表3.结构体数组与雪崩时间的对应关系
表4.结构体数组的取值设计(局部)
表4中内容具体的解释：
第0秒时刻强制开始，这时所有的DI数据点和AI数据点的取值都为0，通过强制Avalanche(0)结构体数组中的数据来实现。
第11秒时刻，对比Avalanche(1)和Avalanche(0),只有前240个DI点的取值不同，其余数据点相同。这样就实现了强制Avalanche(1)时对比Avalanche(0)，只有前240个DI点发生了变化。
第12秒时刻，对比Avalanche(2)和Avalanche(1)，前480个DI点的取值不一样，其余数据点相同。这样就实现了强制Avalanche(2)时对比Avalanche(1)，只有前480个DI点发生了变化。
第13秒时刻，对比Avalanche(3)和Avalanche(2)，前720个DI点的取值不一样，其余数据点相同。这样就实现了强制Avalanche(3)时对比Avalanche(2)，只有前720个DI点发生了变化。
第14秒时刻，对比Avalanche(4)和Avalanche(3)，前960个DI点的取值不一样，其余数据点相同。这样就实现了强制Avalanche(4)时对比Avalanche(3)，前960个DI点发生了变化。
第15秒时刻，对比Avalanche(5)和Avalanche(4)，前1200个DI点的取值不一样，其余数据点相同。这样就实现了强制Avalanche(5)时对比Avalanche(4)，1200个DI点都发生了变化。
以后时刻，以此类推。
模拟量的变化处理方式采用相同的方法(表4中仅对结构体数组中的DI数据点取值设计进行了演示，AI数据点取值设计方法一样)。
本实施例设计Avalanche这种自定义结构体数组存储雪崩试验数据点的原因就是为了满足雪崩工况的设计要求。
如图7所示，本实施例提供的一种DCS雪崩工况的模拟方法中雪崩测试自动处理流程图，在将相关雪崩试验数据读取到计算机内存的Avalanche结构体数组中后，本实施例设计一种定时器程序，雪崩试验计时开始后，到达某一时刻就触发调用相应的Avalanche数组，并通过DCS的接口***传入DCS***内部进行强制，具体地，该动态模拟雪崩工况的方法包括：
S300、雪崩测试开始，计时开始。
S302、调用Avalanche(0)，强制转换DCS中数据参数开始。
S304、当计时到第11秒时，调用Avalanche(1)，强制转换DCS中数据参数开始。
S306、当计时到第12秒时，调用Avalanche(1)，强制转换DCS中数据参数开始。
采用表3和图6对应的关系，依次调用Avalanche数组：
S308、当计时到第321秒时，调用Avalanche(23)，强制转换DCS中数据参数开始。
S310、当计时到第341秒时，雪崩测试结束。
采用本实施例提供的上述方法编制出的垂直雪崩工况的模拟软件工具，经多次试验与测试，效果良好，新方法大幅度提高了垂直雪崩测试的效率，减少了测试时间，但试验结果与使用测试装置的结果保持一致。并且由于雪崩试验整体耗时控制在10分钟以内，方便了雪崩试验的多次进行，因而可以在雪崩试验点项的选取上更加自由，可以使所选数据点覆盖全部DCS所使用的I/O数据，因而模拟的雪崩工况更加接近实际的极限工况，测试效果良好。
实施例三
本实施例提供一种DCS雪崩工况的模拟装置，该装置能够完成实施例一和/或实施例二对应的模拟方法，具体地，该装置包括：
数据接收单元402，用于从DCS导出工程数据库，工程数据库中的I/O变量数据点，在DCS中可人工强制改变其输入/输出信号的数值，并且每个数据点含有多个数据点项；
数据筛选单元404，用于对工程数据库中的数据点进行筛选，获取模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项；
数据存储单元406，用于将模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项按照设计的格式进行存储；
数据运行单元408，数据运行单元设置有定时器，并且数据运行单元用于将按照设计格式储的雪崩试验数据点项结合定时器，通过DCS接口设备，定期传入DCS***内部，强制改变雪崩试验数据点的取值，实现雪崩工况的自动模拟。
优选地，数据筛选单元402对数据点项的筛选包括以下步骤：1)、对工程数据库中的数据点按照“端子模块位置”点项进行自动筛选，使得工程数据库中包含“端子模块位置”点项的I/O数据点全被筛选出来；2)、对步骤1)中筛选出来的I/O数据点再按照模块类型筛选DI(数字量输入)数据点和AI(模拟量输入)数据点；3)、人工决定每个FCS站所使用的雪崩试验数据点数量，并据此对步骤2)筛选出来的DI和AI数据再次进行自动随机筛选；使得满足数据量的模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项被筛选出来。
优选地，数据存储单元406中设计的存储格式是指与雪崩时间相对应的自定义结构体数组，并且自定义结构体数组中模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项取值应是根据相对应的雪崩时间区间需要人工强制改变其数值的取值。
进一步优选地，每个模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项存储方式至少包括相互关联的自定义结构体数组名称、数据点项取值、雪崩时间区间。
更进一步优选地，数据运行单元408，在雪崩测试计时开始后，通过定时器的运行，到达某一时刻就触发调用相应的自定义结构体数组，并通过DCS的接口设备传入DCS内部，对相应参数的取值进行强制转换；来实现自动模拟雪崩工况的发生。
采用本实施例中的模拟装置执行雪崩工况模拟时，能够同样取到实施例一和/或实施例二中提及的技术效果。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后需要说明的是，上述说明仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，都可利用上述揭示的做法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和简单的替换等，这些都属于本发明技术方案保护的范围。
Claims (10)
1.一种DCS雪崩工况的模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、从DCS导出工程数据库，所述工程数据库中的I/O变量数据点,在DCS中可人工强制改变其输入/输出信号的数值，并且所述每个数据点含有多个数据点项；
S2、对所述工程数据库中的数据点进行筛选，获取模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项；
S3、将所述模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项按照设计的格式进行存储；
S4、将按照设计格式存储的雪崩试验数据点项结合定时器，通过DCS接口设备，定期传入DCS***内部，强制改变雪崩试验数据点的取值，实现雪崩工况的自动模拟。
2.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，步骤S2中对数据点的筛选包括以下步骤：1)、对所述工程数据库中的数据点按照“端子模块位置”点项进行自动筛选，使得工程数据库中包含“端子模块位置”点项的I/O数据点全被筛选出来；2)、对步骤1)中筛选出来的I/O数据点再按照模块类型筛选DI(数字量输入)数据点和AI(模拟量输入)数据点；3)、人工决定每个FCS站所使用的雪崩试验数据点数量，并据此对步骤2)筛选出来的DI和AI数据再次进行自动随机筛选；使得满足数据量的模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项被筛选出来。
3.根据权利要求1或者2所述的模拟方法，其特征在于，步骤S3中设计的存储格式是指与雪崩时间相对应的自定义结构体数组，并且所述自定义结构体数组中模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项取值应为根据相对应的雪崩时间区间需要人工强制改变其数值的值。
4.根据权利要求3所述的模拟方法，其特征在于，每个所述模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项存储方式至少包括相互关联的自定义结构体数组名称、数据点项取值、雪崩时间区间。
5.根据权利要求4所述的模拟方法，其特征在于，步骤S4中，雪崩测试计时开始后，通过所述定时器的运行，到达某一时刻就触发调用相应的自定义结构体数组，并通过DCS的接口设备传入DCS内部，对相应参数的取值进行强制转换；来实现自动模拟雪崩工况的发生。
6.一种DCS雪崩工况的模拟装置，其特征在于，所述装置包括：
数据接收单元，用于从DCS中导出工程数据库，所述工程数据库中的I/O变量数据点，在DCS中可人工强制改变其输入/输出信号的数值，并且所述每个数据点含有多个数据点项；
数据筛选单元，用于对所述工程数据库中的数据点进行筛选，获取模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项；
数据存储单元，用于将所述模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项按照设计的格式进行存储；
数据运行单元，所述数据运行单元设置有定时器，并且所述数据运行单元用于将按照设计格式存储的雪崩试验数据点项结合定时器，通过DCS接口设备，定期传入DCS***内部，强制改变雪崩试验数据点的取值，实现雪崩工况的自动模拟。
7.根据权利要求6所述的模拟装置，其特征在于，所述数据筛选单元对数据点项的筛选包括以下步骤：1)、对所述工程数据库中的数据点按照“端子模块位置”点项进行自动筛选，使得工程数据库中包含“端子模块位置”点项的I/O数据点全被筛选出来；2)、对步骤1)中筛选出来的I/O数据点再按照模块类型筛选DI(数字量输入)数据点和AI(模拟量输入)数据点；3)、人工决定每个FCS站所使用的雪崩试验数据点数量，并据此对步骤2)筛选出来的DI和AI数据再次进行自动随机筛选；使得满足数据量的模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项被筛选出来。
8.根据权利要求6或者7所述的模拟装置，其特征在于，所述数据存储单元中设计的存储格式是指与雪崩时间相对应的自定义结构体数组，并且所述自定义结构体数组中模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项取值应是根据相对应的雪崩时间区间需要人工强制改变其数值的取值。
9.根据权利要求8所述的模拟装置，其特征在于，每个所述模拟雪崩工况的雪崩试验数据点项存储方式至少包括相互关联的自定义结构体数组名称、数据点项取值、雪崩时间区间。
10.根据权利要求9所述的模拟装置，其特征在于，所述数据运行单元，在雪崩测试计时开始后，通过所述定时器的运行，到达某一时刻就触发调用相应的自定义结构体数组，并通过DCS的接口设备传入DCS内部对相应参数的取值进行强制转换；来实现自动模拟雪崩工况的发生。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109949956A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-28 | 北京广利核***工程有限公司 | 一种核电站控制***高负荷工况模拟方法及*** |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007066034A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Yukio Yazaki | 災害報知システム |
| CN102184749A (zh) * | 2011-04-11 | 2011-09-14 | 北京广利核***工程有限公司 | 一种dcs控制柜的自动测试方法 |
| CN104898633A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 中广核工程有限公司 | 一种核电厂非安全级dcs组态测试方法及*** |
| CN106257367A (zh) * | 2015-06-18 | 2016-12-28 | 中核控制***工程有限公司 | 一种基于仿真***的核电dcs平台测试装置及测试方法 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007066034A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Yukio Yazaki | 災害報知システム |
| CN102184749A (zh) * | 2011-04-11 | 2011-09-14 | 北京广利核***工程有限公司 | 一种dcs控制柜的自动测试方法 |
| CN104898633A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 中广核工程有限公司 | 一种核电厂非安全级dcs组态测试方法及*** |
| CN106257367A (zh) * | 2015-06-18 | 2016-12-28 | 中核控制***工程有限公司 | 一种基于仿真***的核电dcs平台测试装置及测试方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 孙学慧等: "核电厂DCS高负荷响应时间分析及测试", 《核科学与工程》 * |
| 王晋等: "核电厂非安全级DCS验证***KSN子***测试", 《核电子学与探测技术》 * |
| 赵潮涌等: "核电站I/O变量信息快速检查方法的研究", 《自动化博览》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109949956A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-28 | 北京广利核***工程有限公司 | 一种核电站控制***高负荷工况模拟方法及*** |
| CN111444056A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-24 | 江苏核电有限公司 | 一种核电站安全级dcs***的模拟测试***及测试方法 |
| CN112462710A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 杭州和利时自动化有限公司 | 一种变量处理方法、***、设备及计算机可读存储介质 |
| CN112462710B (zh) * | 2020-11-23 | 2022-04-05 | 杭州和利时自动化有限公司 | 一种变量处理方法、***、设备及计算机可读存储介质 |
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