CN116500366A - 一种电力二次设备的自动测试***及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力二次设备的自动测试***及其测试方法，包括上位机、测试仪和待测设备，上位机包括交互显示屏，上位机内置测试软件，测试软件包括逻辑绘图模块、测试序列生成模块和测试序列执行模块，逻辑绘图模块用于辅助测试人员将研发设计图转换成保护测试逻辑图，测试序列生成模块用于根据保护测试逻辑图自动生成测试命令序列，测试序列执行模块的输出端与测试仪的信号输入端和待测设备的信号输入端分别相连接，测试命令序列生成后通过测试序列执行模块输入测试仪和待测设备；测试仪的测试端与待测设备相连接。本发明的目的是提供一种能够使用于多种保护逻辑、功能覆盖全、用例生成效率高的电力二次设备的测试***及其测试方法。
Description
技术领域
本发明涉及电力二次设备生产领域，尤其涉及一种电力二次设备的自动测试***及其测试方法。
背景技术
电力二次设备是指对电力***一次设备进行监视、测量、控制、调节和保护的关键设备，其对保障电网稳定运行和快速切除故障发挥十分重要的作用。因此，电力二次设备的质量是重中之重，电力二次设备的质量事关整个电网的稳定运行。为了提高电力二次设备的质量，对电力二次设备进行测试就显得尤为重要。
现有电力二次设备的自动测试***主要是面向测试仪器驱动接口设计的，测试方案编辑界面与电力二次设备保护控制逻辑相差较大，在测试前测试工程师需要花费大量时间来理解研发部门设计的保护逻辑，再根据保护逻辑手动编写测试命令序列和设置命令参数。在实际测试活动中，需要测试的动作非常多，仅靠人工手动编写难以保障保护控制逻辑分支覆盖度，可能会出现遗漏的情况，且手动编写测试用例效率较低，测试周期比较长，无法满足快速测试新产品和非标准化产品的需求，降低了企业研发和生产效率。
申请号为CN201510011984.8的专利提供了一种基于逻辑图的继电保护测试***及方法，根据研发设计图生成标准化逻辑测试状态序列，最后利用测试***执行状态序列完成测试。该专利通过标准化保护逻辑图构建测试模型，实现测试用例图形化设计和执行序列自动生成，测试过程清晰直观。但是，该专利依赖标准逻辑图，当出现非标准化保护逻辑和新保护逻辑时，需要重新开发图元库，且图元库需人工设定测试输入，这依然给测试工作带来了额外的工作量。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够使用于多种保护逻辑、功能覆盖全、用例生成效率高的电力二次设备的测试***及其测试方法。
技术方案：本发明所述的一种电力二次设备的自动测试***，包括上位机、测试仪和待测设备，所述上位机包括交互显示屏，上位机内置测试软件，所述测试软件包括逻辑绘图模块、测试序列生成模块和测试序列执行模块，所述逻辑绘图模块用于辅助测试人员将研发设计图转换成保护测试逻辑图，所述测试序列生成模块用于根据保护测试逻辑图自动生成测试命令序列，所述测试序列执行模块的输出端与测试仪的信号输入端和待测设备的信号输入端分别相连接，所述测试命令序列生成后通过测试序列执行模块输入测试仪和待测设备；所述测试仪的测试端与待测设备相连接。所述测试序列执行模块用于驱动测试仪和待测设备依次执行测试命令序列、生成测试报告、完成测试。
进一步地，所述测试软件还包括设备信息库，所述设备信息库内存储若干个测试仪的信息和待测设备的信息。
进一步地，所述保护测试逻辑图包括有限状态机主图和条件逻辑分图，所述有限状态机主图用于反映待测设备各个动作之间的逻辑状态转换路径及条件，所述条件逻辑分图用于反映待测设备每个动作的实现条件逻辑。
进一步地，所述有限状态机主图包括若干个可编辑的节点子模型，每个作为节点的所述节点子模型对应待测设备在测试中不同的状态，相邻两个节点子模型通过连接线连接，所述连接线对应待测设备在两个不同状态转换时要满足的条件。
进一步地，还包括交换机，所述交换机的一端通过信号传输线与上位机双向连接，交换机的另一端通过信号传输线分别与所述测试仪、待测设备双向连接。
一种电力二次设备的自动测试***的测试方法，步骤如下：
第一步：在测试软件中创建测试工程，调用设备信息库内测试仪和待测设备的信息，创建测试仪通道信息对象、待测设备的报文及定值信息对象；
第二步：基于研发设计图，测试人员利用逻辑绘图模块绘制保护测试逻辑图；
第三步：设置所述保护测试逻辑图中的各个参数的范围覆盖值及测试动作的测试方式（单项动作逐项遍历；或者以正交组合方式，即若干个项动作组合在一起遍历以测试组合时是否存在bug）；
第四步：生成测试命令序列，并将测试命令序列投射到交互显示屏上以供测试人员确认；
第五步：将测试命令序列传输至测试仪，对待测设备进行测试；
第六步：完成测试并生成测试报告。
进一步地，所述保护测试逻辑图包括有限状态机主图和条件逻辑分图，所述有限状态机主图用于反映待测设备各个动作之间的逻辑状态转换路径及条件，所述条件逻辑分图用于反映待测设备每个动作的实现条件逻辑。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、检测人员利用图论算法将待测设备的研发设计图转换成成熟的有限状态机主图和条件逻辑分图，将复杂的研发逻辑转换成清晰的测试逻辑，检测人员能够简单、清晰地了解逻辑状态转换路径及条件，同时检测人员能够清楚地检查测试中的该动作方式的逻辑状态转换路径是否有遗漏；2、有限状态机主图中的节点子模型是可编辑的，因此本发明能够适用于非标的待测设备，只需要在使用时候对节点子模型进行编辑即可，操作方便；3、由于一个测试工程中需要测试3-8个甚至更多的动作方式，因此其逻辑比较复杂，人工手动编写测试命令序列和设置命令参数非常容易遗漏，多个动作方式之间可能会要联动也会使得测试命令序列更为复杂，本发明测试人员在转换成保护测试逻辑图后，自动生成测试命令序列，测试人员在交互显示屏上确认自动显示的测试命令序列，即使有问题也能够及时修改，不但提高了编写测试命令序列的生成效率，而且功能覆盖全，能够避免遗漏逻辑条件，使得测试工作高效、完整。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明实施例的研发设计图。
图3为实施例中检测人员在逻辑绘图模块中根据研发设计图转换的有限状态机主图的示意图。
图4为实施例中检测人员在逻辑绘图模块中根据研发设计图转换的充电条件逻辑分图。
图5为实施例中检测人员在逻辑绘图模块中根据研发设计图转换的立即放电条件逻辑分图。
图6为实施例中检测人员在逻辑绘图模块中根据研发设计图转换的母线非有压放电条件分图。
图7为实施例中检测人员在逻辑绘图模块中根据研发设计图转换的跳1DL条件分图。
图8为实施例中交互显示屏的显示界面。
其中：1、上位机；101、设备信息库；102、逻辑绘图模块；103、测试序列生成模块；104、测试序列执行模块；2、交换机；3、待测设备；4、测试仪。
实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
参见附图1，本发明所示的一种电力二次设备的自动测试***，包括上位机1、测试仪4、待测设备3和交换机2。
上位机1包括交互显示屏，上位机1内置测试软件，测试软件包括设备信息库101、逻辑绘图模块102、测试序列生成模块103和测试序列执行模块104，设备信息库101内存储若干个测试仪4的信息和待测设备3的信息，逻辑绘图模块102用于辅助测试人员将研发设计图转换成保护测试逻辑图，测试序列生成模块103用于根据保护测试逻辑图自动生成测试命令序列，测试序列执行模块104的输出端与交换机2的信号输入端相连接，测试命令序列生成后通过测试序列执行模块104输入交换机2。
保护测试逻辑图包括有限状态机主图和条件逻辑分图，有限状态机主图用于反映待测设备3各个动作之间的逻辑状态转换路径及条件，条件逻辑分图用于反映待测设备3每个动作的实现条件逻辑。
有限状态机主图包括若干个可编辑的节点子模型，每个作为节点的节点子模型对应待测设备3在测试中不同的状态，相邻两个节点子模型通过连接线连接，连接线对应待测设备3在两个不同状态转换时要满足的条件。
交换机2的一端通过信号传输线与上位机1双向连接，交换机2的另一端通过信号传输线分别与测试仪4、待测设备3双向连接；测试仪4的测试端与待测设备3相连接。测试序列执行模块104将测试命令序列经过交换机2分别发送至测试仪4和待测设备3，以驱动测试仪4和待测设备3依次执行测试命令序列、生成测试报告、完成测试。
一种电力二次设备的自动测试***的测试方法，步骤如下：
第一步：在测试软件中创建测试工程，调用设备信息库101内测试仪4和待测设备3的信息，创建测试仪通道信息对象、待测设备的报文及定值信息对象；
第二步：基于研发设计图，测试人员利用逻辑绘图模块102绘制保护测试逻辑图，保护测试逻辑图包括有限状态机主图和条件逻辑分图，有限状态机主图用于反映待测设备3各个动作之间的逻辑状态转换路径及条件，条件逻辑分图用于反映待测设备3每个动作的实现条件逻辑；
第三步：设置保护测试逻辑图中的各个参数的范围覆盖值及测试动作的测试方式（单项动作逐项遍历；或者以正交组合方式，即若干个项动作组合在一起遍历以测试组合时是否存在bug）；
第四步：生成测试命令序列，并将测试命令序列投射到交互显示屏上以供测试人员确认；
第五步：将测试命令序列传输至测试仪4，对待测设备3进行测试；
第六步：完成测试并生成测试报告。
实施例
以常见非标准化设备10kV备自投逻辑为例，对一种电力二次设备的自动测试***的测试方法进行详细说明，在该测试工程中，待测设备3需要测试8个备自投方式，为了简化说明，仅仅举例备自投方式3的转化及测试过程。备自投是是备用电源自动投入使用装置的简称，当供电***主电源故障时，备自投装置控制一次设备主触头，先断开故障供电线路断路器，再合上与备用电源之间的电路以接通备用电源，保障电力设施正常运行。
附图2所示的是该待测设备3的备自投方式3的研发设计图，附图2上可以看出，备自投方式3有四个动作，即充电、放电、跳1DL和合3DL，同时可以看出研发设计图中隐藏的三个隐藏状态（初始状态、备投失败和结束）。电压极值（UYYset）包括两个极值，即有压极值（UYYset）和无压极值（UWYset），附图2上可以看出有两个隐藏充电条件，Ⅰ母有压即代表Ⅰ号母线有压，其需要Ⅰ号母线的电压与电压极值（（UYYset）进行比较，Ⅰ号母线的电压大于有压极值（UYYset）则说明Ⅰ号母线有压，同理，Ⅱ母有压即代表Ⅱ号母线有压，即Ⅱ号母线的电压大于有压极值（UYYset）；同样有两个隐藏放电条件，Ⅰ母非有压即Ⅰ号母线的电压小于有压极值（UYYset），Ⅱ母非有压即Ⅱ号母线的电压小于有压极值（UYYset）；方式3动作中Ⅰ母无压即Ⅰ号母线的电压小于无压极值（UWYset），Ⅱ母无压即Ⅱ号母线的电压无压极值（UWYset）；电源1无流是指1号线的电流（I1）小于无流极值（IWLset）。
一种电力二次设备的自动测试***的测试方法，步骤如下：
第一步：在测试软件中创建测试工程，调用设备信息库101内测试仪4和待测设备3的信息，创建测试仪通道信息对象、待测设备的报文及定值信息对象，测试仪通道信息对象如下表一：
表一
| 序号 | 类型 | 描述 | 标识符 | 数据类型 | 备注 |
| 1 | 交流通道 | UI母电压 | Ua | STRUCT | [57.74,0,50.000] |
| 2 | 交流通道 | UII母电压 | Ub | STRUCT | [57.74,0,50.000] |
| 3 | 交流通道 | I1DL电流 | Ia | STRUCT | [1.000,0,50.000] |
| 4 | 交流通道 | I2DL电流 | Ib | STRUCT | [1.000,0,50.000] |
| 5 | 开出通道 | 1DL跳位 | BOut1 | BOOL | [0,1] |
| 6 | 开出通道 | 1DL合后 | BOut2 | BOOL | [0,1] |
| 7 | 开出通道 | 2DL跳位 | BOut3 | BOOL | [0,1] |
| 8 | 开出通道 | 2DL合后 | BOut4 | BOOL | [0,1] |
| 9 | 开出通道 | 3DL跳位 | BOut5 | BOOL | [0,1] |
| 10 | 开出通道 | 闭锁开入 | BOut6 | BOOL | [0,1] |
| 11 | 开出通道 | #1保护开入 | BOut7 | BOOL | [0,1] |
| 12 | 开出通道 | #2保护开入 | BOut8 | BOOL | [0,1] |
| 13 | 开出通道 | 1DL跳位 | BOut9 | BOOL | [0,1] |
| 14 | 开入通道 | 1DL跳闸出口 | BIn1 | BOOL | [0,1] |
| 15 | 开入通道 | 2DL跳闸出口 | BIn2 | BOOL | [0,1] |
| 16 | 开入通道 | 3DL跳闸出口 | BIn3 | BOOL | [0,1] |
；
待测设备的报文及定值信息对象如下表二：
表二
| 序号 | 类型 | 描述 | 标识符 | 数据类型 | 取值范围 |
| 1 | 定值 | 合后控制字 | PROT/PTOC1.ENA1.SET | BOOL | [0,1] |
| 2 | 定值 | 方式3控制字 | PROT/PTOC1.ENA2.SET | BOOL | [0,1] |
| 3 | 定值 | 方式3软压板 | PROT/PTOC1.ENA3.SET | BOOL | [0,1] |
| 4 | 定值 | UYYset | PROT/PTOC1.PVH.SET | FLOAT | [30,50,30] |
| 5 | 定值 | UWYset | PROT/PTOC1.PVL.SET | FLOAT | [5,20,10] |
| 6 | 定值 | IYLset | PROT/PTOC1.AYL.SET | FLOAT | [0.1,1.00,0.5] |
| 7 | 定值 | IWLset | PROT/PTOC1.AWL.SET | FLOAT | [0.05,0.01,0.08] |
| 8 | 定值 | TU1 | PROT/PTOC1.OPDLM1.SET | FLOAT | [0.1,10,0.1] |
| 9 | 定值 | TU5 | PROT/PTOC1.OPDLM2.SET | FLOAT | [0.1,10,0.1] |
| 10 | 报文 | 充电完成 | PROT/GGIO1.IND1 | BOOL | [0,1] |
| 11 | 报文 | 放电 | PROT/GGIO1.IND2 | BOOL | [0,1] |
| 12 | 报文 | 备投成功 | PROT/GGIO1.IND3 | BOOL | [0,1] |
| 13 | 报文 | 备投失败 | PROT/GGIO1.IND4 | BOOL | [0,1] |
| 14 | 报文 | 跳1DL | PROT/GGIO1.IND5 | BOOL | [0,1] |
| 15 | 报文 | 跳2DL | PROT/GGIO1.IND6 | BOOL | [0,1] |
| 16 | 报文 | 合3DL | PROT/GGIO1.IND7 | BOOL | [0,1] |
；
第二步：基于研发设计图，测试人员利用逻辑绘图模块102绘制有限状态机主图和条件逻辑分图，测试人员将图2的研发设计图中的动作和隐藏状态作为有限状态机主图的节点，将七个节点子模型拖入有限状态机主图并给其相对应的命名，七个节点分别为初始状态、充电完成、放电、跳1DL、合3DL、备投失败和结束，相邻两个节点子模型通过连接线连接，连接线对应待测设备3在两个不同状态转换时要满足的条件，图中条件=1代表满足该条件，图中条件=0代表不满足该条件，条件逻辑分图将附图2中隐藏的条件展开，通过与或非的逻辑门连接形成，获得的有限状态机主图如附图3所示，获得的充电条件逻辑分图、立即放电条件逻辑分图、母线非有压放电条件分图和跳1DL条件分图分别如图4～图7所示；
第三步：在交互显示屏的界面内设置保护测试逻辑图中的各个参数的范围覆盖值，以及选择测试方式为正交组合方式，正交组合方式即若干个项动作组合在一起遍历以测试组合时是否存在bug；
第四步：生成测试命令序列，并将测试命令序列投射到交互显示屏上以供测试人员确认，遍历有限状态机主图条件如下表三所示：
表三
，
动作以合3DL为例，其测试命令及参数在交互显示屏上如下表四所示：
表四
| 命令序号 | 命令名称 | 命令参数1 | 命令参数2 | 命令参数3 |
| 1 | 设置定值 | 合后位置接入=1；UYYset=50；方式3软压板=1；方式3控制字=1；IYLset=0.1；UWYset=20；IWLset=0.01；TU1=5；TU5=3； | ||
| 2 | 状态序列 | 名称：充电完成翻转方式：时间翻转；时间：16秒；交流量：UI母电压=57.00；UII母电压=57.00；I1DL电流=1.000；I2DL电流=1.000；开出：1DL跳位=0；2DL跳位=0；1DL合后=1；2DL合后=1；3DL跳位=1；开入：无 | 名称：备投动作翻转方式：开入+时间；时间：TU1+1秒；UI母电压=19.00；UII母电压=57.00；I1DL电流=0.090；I2DL电流=1.000；开出：1DL跳位=0；2DL跳位=0；1DL合后=1；2DL合后=1；3DL跳位=1；开入：1DL跳闸出口==1； | 名称：合3DL翻转方式：开入+时间；时间：TU5+1秒；UI母电压=19.00；UII母电压=57.00；I1DL电流=0.090；I2DL电流=1.000；开出：1DL跳位=1；2DL跳位=0；1DL合后=1；2DL合后=1；3DL跳位=1；开入：3DL合闸出口==1 |
| 3 | 报文比对 | 充电完成==1；跳1DL==1；备投成功==1；放电==1；合3DL==1； |
；
第五步：将测试命令序列以json格式的字符串的形式通过交换机2传输至测试仪4及待测设备3，对待测设备3进行测试，定值命令参数首先发送至待测设备3，测试执行结束后将状态序列命令参数发送至测试仪4，执行结束后下发报文比对命令参数，根据状态序列命令3DL合闸出口数据和报文比对数据判断本条件分支测试结果；
第六步：完成检测并生成检测报告。
Claims (7)
1.一种电力二次设备的自动测试***，包括上位机（1）、测试仪（4）和待测设备（3），所述上位机（1）包括交互显示屏，上位机（1）内置测试软件，所述测试软件包括逻辑绘图模块（102）、测试序列生成模块（103）和测试序列执行模块（104），所述逻辑绘图模块（102）用于辅助测试人员将研发设计图转换成保护测试逻辑图，所述测试序列生成模块（103）用于根据保护测试逻辑图自动生成测试命令序列，所述测试序列执行模块（104）的输出端与测试仪（4）的信号输入端和待测设备（3）的信号输入端分别相连接，所述测试命令序列生成后通过测试序列执行模块（104）输入测试仪（4）和待测设备（3）；所述测试仪（4）的测试端与待测设备（3）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种电力二次设备的自动测试***，其特征在于：所述测试软件还包括设备信息库（101），所述设备信息库（101）内存储若干个测试仪（4）的信息和待测设备（3）的信息。
3.根据权利要求1所述的一种电力二次设备的自动测试***，其特征在于：所述保护测试逻辑图包括有限状态机主图和条件逻辑分图，所述有限状态机主图用于反映待测设备（3）各个动作之间的逻辑状态转换路径及条件，所述条件逻辑分图用于反映待测设备（3）每个动作的实现条件逻辑。
4.根据权利要求3所述的一种电力二次设备的自动测试***，其特征在于：所述有限状态机主图包括若干个可编辑的节点子模型，每个作为节点的所述节点子模型对应待测设备（3）在测试中不同的状态，相邻两个节点子模型通过连接线连接，所述连接线对应待测设备（3）在两个不同状态转换时要满足的条件。
5.根据权利要求1所述的一种电力二次设备的自动测试***，其特征在于：还包括交换机（2），所述交换机（2）的一端通过信号传输线与上位机（1）双向连接，交换机（2）的另一端通过信号传输线分别与所述测试仪（4）、待测设备（3）双向连接。
6.一种电力二次设备的自动测试***的测试方法，步骤如下：
第一步：在测试软件中创建测试工程，调用设备信息库（101）内测试仪（4）和待测设备（3）的信息，创建测试仪（4）通道信息对象、待测设备（3）的报文及定值信息对象；
第二步：基于研发设计图，测试人员利用逻辑绘图模块（102）绘制保护测试逻辑图；
第三步：设置所述保护测试逻辑图中的各个参数的范围覆盖值及测试动作的测试方式；
第四步：生成测试命令序列，并将测试命令序列投射到交互显示屏上以供测试人员确认；
第五步：将测试命令序列传输至测试仪（4），对待测设备（3）进行测试；
第六步：完成测试并生成测试报告。
7.根据权利要求6所述的一种电力二次设备的自动测试***的测试方法，其特征在于：所述保护测试逻辑图包括有限状态机主图和条件逻辑分图，所述有限状态机主图用于反映待测设备（3）各个动作之间的逻辑状态转换路径及条件，所述条件逻辑分图用于反映待测设备（3）每个动作的实现条件逻辑。
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