核电厂全范围模拟机调试和测试进度安排优化

核电厂全范围模拟机调试和测试进度安排优化

高宁洁，王青

海南核电有限公司，海南省昌江黎族自治县  572700

摘要：当前，全面仿真设备的设计和开发涉及核电厂工艺系统模型的仿真技术、分布式控制系统的仿真技术以及计算机仿真支持软件技术等多个领域，且为一项软硬件高度集成的系统工程。过程中，测试工作是全面仿真设备项目开发中非常重要的一环，是确保设备质量的有效手段，科学高效的测试管理方法和工具有助于提高测试效率的同时保障测试质量。基于此，文章就核电厂全范围模拟机调试和测试进度安排优化展开了相关研究。

关键词：核电厂；全范围模拟机；调试和测试；进度优化

引言：

在现代工业过程中，全范围模拟机作为一种高级仿真技术，特别是在核电行业，全范围模拟机能够模拟实际操作环境，提供操纵人员训练的平台，进行系统性的功能测试，从而确保核电站在设计、建造及运营过程中的安全可靠。

一、核电厂全范围模拟机调试和测试

核电厂全范围模拟机的调试和测试是一个复杂而详尽的过程，确保每一部分的软硬件组件都能精确地模拟实际的核电站操作环境。测试从堆芯性能评估到整个工艺系统的过程模型检验，从机组的启停操作到更为动态的瞬态和场景测试，以及DCS系统的功能和性能测试，是为了发现潜在的设计和实施阶段的程序错误，验证模拟机的整体功能和性能是否符合技术规范以及操纵人员培训的标准要求。调试和测试包括硬件台的性能和功能检验，涉及模拟机应用软件的全面测试，确保整个系统的性能和软件质量达到预定标准。

调试和测试过程被细分为六个主要阶段，每个阶段针对不同的测试目标和功能要求。如图1所示。在单元测试阶段，模拟机的各个单元和组件进行独立测试，如DCS仿真系统的控制逻辑验证和功能性能测试，以及工艺模型的部件测试和参数验证，阶段的重点是确认各单元能够按照设计规范独立运行。集成测试关注于如何将单元整合在一起，确保系统间的接口完整无误，集成的模拟机能够在稳定的工况下运行，为进一步的测试奠定基础。

接下来的工厂测试阶段，模拟机在接近实际操作的环境中进行一系列的性能测试，包括正常操作的变工况测试、各类故障情况的模拟以及对瞬态操作的响应测试，目的是验证整体系统的响应速度和准确性。出厂验收测试则是由用户方或第三方参与的，根据出厂前的技术标准和验收测试规程来确认模拟机是否完全满足出厂要求。

模拟机设备经过严格测试通过出厂验收后，被运送至实际的使用地点进行现场安装和调试。现场验收测试确保设备在安装后能够无缝地与现场的其他系统集成，进行最终的操作测试，确保模拟机在真实环境中的表现与预期一致，以便正式用于操纵人员的使用。

图1：测试阶段与测试内容

二、核电厂全范围模拟机调试和测试进度安排优化

1.测试需求管理

在核电厂全范围模拟机的调试和测试进程中，测试需求管理可以确保测试活动的目标和步骤明确、高效，以及与模拟机的技术规范和功能要求严格对应。通过对合同技术附件、行业标准和软件需求规格书的深入分析，测试团队将全范围模拟机的功能要求逐一细化，分解成独立的、可操作的测试项，建立起详尽的测试需求与上游需求文件之间的追踪关系。过程中，测试类别的确定包括但不限于分系统测试、综合启停测试、故障测试及第三方软件测试等，每一类测试都在全范围模拟机测试大纲中被具体描述，对应相应的测试规程分册。随后，每个测试分册都会进行详细的需求分析，形成精确的测试条目文件，文件详细列出了每项测试的具体要求和标准，确保整个测试过程的完整性，从而有效地支持整个模拟机的功能验证和性能评估。

2.测试流程优化

2.1采用自动化测试工具

在核电厂全范围模拟机的调试和测试进度安排中，引入自动化测试工具极大地提高了测试的精确性。自动化测试使得测试人员可以根据功能需求或接口功能编写自动化脚本，从而实现测试步骤的自动执行，并将测试结果与预期输出进行比对。同时，自动化测试还能有效地监控和管理整个测试执行过程。因此，测试人员可以将更多的精力集中在测试用例的设计上，而不是繁琐的执行和管理，既提升了工作效率，也确保了测试结果的可靠性。

在全范围模拟机的测试工作中，所有测试都适合自动化，但有几个领域特别适合引入自动化测试工具。稳态运行数据精度测试有一项要求，即模拟机需要在完整的参考机组数据下在三个不同的功率水平上准确地模拟参考机组的稳态响应。测试过程必须经历多个阶段，包括内部测试阶段、出厂验收阶段、现场验收阶段以及数据更新阶段，测试具有很高的重复性且数据记录工作量很大。因此，专门为此类测试开发了名为checkdata的自动化工具。使用这个工具，测试人员只需要输入初始条件、选择检查时间和基准参数配置文件，工具就能自动记录测试数据，进行自动数据比对，生成详细的测试结果报告，提高测试效率。

此外，自动化场景测试工具也在全范围模拟机测试中发挥了重要作用。在进行正常变工况测试、故障工况测试和瞬态工况测试等能力测试时，测试通常涉及一系列固定的测试步骤，自动化场景测试可以通过记录并保存第一次人工测试的详细操作步骤，在后续的测试中可以自动重复，提高测试的重复性。

2.2严格的版本控制手段

在核电厂全范围模拟机的调试和测试进度中，当模拟机进入集成测试阶段，测试的进度优化尤为重要，于是利用多平台进行测试和修改成为常态。所有平台均包括工艺过程仿真软件、安全级和非安全级DCS软件，以及对应的平台软件和工程数据，测试版本需要在复杂的软件环境下运行，因此必须有清晰的标识和详细的说明，同时配备高效的控制手段。确定测试基线版本对整个流程非常重要，每个测试版本都应有唯一的标识编号，如V1.0.0，由专人负责维护其配置信息，确保每次测试都可以被追踪，并且符合统一的执行标准。同时，明确备份内容和周期也是版本控制的重要环节，必须精确定义哪些软件内容需要备份以及备份的具体位置，备份周期可以是定时或按需（如每次升级前后和测试阶段完成后）进行，确保在任何时刻数据的完整性和测试的连续性都得到保障。此外，规范更新流程，限制登录权限，确保只有授权人员可以进行软件更新，通过增量更新的方式，先通过对比脚本识别出测试版本与即将更新内容之间的差异，然后仅更新差异部分，既保证了更新的精确性也提高了整体的安全性，确保每一步测试都能在严格控制的环境下进行，从而优化整个测试流程，提高模拟机的性能表现。

结语：

随着对安全性能要求的提升，模拟机的调试和测试工作日益复杂化，推动了测试流程和版本控制手段的不断优化。通过实施自动化测试工具，可以有效提升测试效率，增强了测试结果的准确性，对于保证核电站的高效安全运营具有重大意义。通过持续的技术迭代和流程优化，反映出核电行业对于安全和效率双重要求的不懈追求，同时展示了现代核电技术与信息技术融合的深度和广度。

参考文献：

[1]雷静.核电厂全范围模拟机数据升级与测试关键技术[J].计算机仿真, 2019, 36(12):4.

[2]许文朝,姜夏岚,秦治国.全范围模拟机对核电站控制优化前的验证与预演[J].系统仿真技术, 2020, 16(2):5.

[3]吴帆,邹沫元,单业余,等.核电厂全范围模拟机测试管理方法及其应用[J].计算机仿真, 2012, 29(8):4.