CN113886265A - 一种分布式测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的分布式测试系统由数据服务器、测试终端和数据交互设备构成，所述数据服务器用于实现每次测试过程的测试数据的存储；所述测试终端通过所述数据交互设备与被测设备连接，所述测试终端加载有用于对所述被测设备进行测试的预设测试策略，当所述测试终端被触发时，用于向所述被测设备发送与所述测试用例相适配的测试指令。此种配置方式能够实现测试对象的大规模部署，能够实现被测设备复杂功能的测试，仅需一套测试系统就能实现被测设备完整的功能测试。

Description

一种分布式测试系统

技术领域

本发明涉及自动化测试技术领域，具体涉及一种用于核电DCS的分布式测试系统。

背景技术

测试是DCS(Distributed Control System)系统全生命周期中的一个重要阶段，是验证和确认DCS系统功能和性能的关键环节，是保证系统质量的重要手段。

用于核电领域的DCS系统，规模庞大。通常涉及近300台机柜、100多个现场控制站、数万个IO点。为了保证用于核电站的DCS系统质量，需要在制造厂内进行完整的测试。为此，需要配套一系列测试工具，以满足测试的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种分布式测试系统，以实现DCS系统的自动测试。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种分布式测试系统，包括：

数据服务器、测试终端和数据交互设备；

所述数据服务器用于实现测试系统配置数据存储，以及每次测试过程的测试数据的存储；

所述测试终端通过所述数据交互设备与被测设备连接，所述测试终端加载有用于对所述被测设备进行测试的预设测试策略，当所述测试终端被触发时，用于向所述被测设备发送与所述测试用例相适配的测试指令。

可选的，上述分布式测试系统中，所述数据交互设备包括：

通讯服务器和/或测试信号站。

可选的，上述分布式测试系统中，当所述数据交互设备包括测试信号站时，所述分布式测试系统还包括：

测试管理服务器，所述测试管理服务器用于配置所述测试信号站与被测设备以及测试终端的关联关系。

可选的，上述分布式测试系统中，所述测试管理服务器还用于：管理并向所述测试终端提供测试用例。

可选的，上述分布式测试系统中，所述数据交互设备、所述测试终端、所述数据服务器和所述测试管理服务器部署于同一工控计算机中。

可选的，上述分布式测试系统中，还包括：

与N个所述测试终端相连的主控终端，所述主控终端用于控制所述N个所述测试终端输出控制指令，所述N为不小于2的正整数。

可选的，上述分布式测试系统中，还包括：

现场设备仿真模型，用于模拟被测试设备的运行工况，生成测试用例并存储于所述测试管理服务器中。

可选的，上述分布式测试系统中，所述测试信号站为RT系统或者是支持程控的标准仪表或测试设备。

可选的，上述分布式测试系统中，所述通讯服务器为工控计算机、普通计算机或服务器、

可选的，上述分布式测试系统中，所述测试终端为计算机、笔记本电脑或平板电脑。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案中，分布式测试系统由数据服务器、测试终端和数据交互设备构成，所述数据服务器用于实现每次测试过程的测试数据的存储；所述测试终端通过所述数据交互设备与所述被测设备连接，所述测试终端加载有用于对所述被测设备进行测试的预设测试策略，当所述测试终端被触发时，用于向所述被测设备发送与所述测试用例相适配的测试指令。此种配置方式能够实现测试对象的大规模部署，能够实现被测设备复杂功能的测试，仅需一套测试系统就能实现被测设备完整的功能测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的分布式测试系统的结构示意图；

图2为本申请另一实施例公开的分布式测试系统的结构示意图；

图3为现有技术中DCS系统的测试方案的布局示意图；

图4为本申请一实施例公开测试系统的布局示意图；

图5为本申请另一实施例公开的测试系统的布局示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了提供一种能够适合于大规模部署的核电DCS系统测试工具，本申请采用了一整套的分布式系统对核电DCS系统进行测试，分布式系统的硬件资源通过IO服务器(测试管理服务器)管理资源共用，网络通讯通过通讯服务器(通讯站)管理资源共用，通道测试、响应时间测试、逻辑功能测试等部署在测试员站(测试终端)，通过IO服务器和通讯服务器实现与被测设备(核电DCS系统)硬接线或网络的互连，完成在不同的测试阶段多种功能测试，节省人力和时间；可以利用IO服务器和通讯服务器的管理，实现被测设备的分配管理，避免并行测试时被测设备被抢占，造成的测试失效；由于采用分布式，将不同功能分布在不同的设备上，硬接线IO容量可通过增加测试信号站的方式，将硬接线IO将由原来的单套几百至一千点扩大至数万点，网络上通过增加通讯站也可以扩充到同时连接几十个DCS控制站，对于过去需要多套测试装置配合半自动完成的测试项，完全可以自动实现，提高测试效率。由于IO容量可扩展至数万点，可覆盖至大型DCS的IO数量，因此可实现DCS的整体测试。

具体的，本申请公开了一种分布式测试系统，参见图1，该系统可以包括：

数据服务器100、测试终端200200和数据交互设备300；

所述数据服务器100用于实现测试系统配置数据存储，以及每次测试过程的测试数据的存储，该测试数据可以包括测试对象标识、测试时间、测试用例以及测试结果等等；

所述测试终端200用于通过数据交互设备300与所述被测设备连接；在本方案中，所述测试终端200可以通过数据交互设备300与被测设备连接，所述测试终端200加载有预设测试策略，所述预设的测试用例为用于对被测设备进行测试的预设测试用例，在对所述被测设备进行测试时，基于该预设测试策略触发所述测试用例，通过所述测试用例生成测试指令对被测设备进行测试，在测试终端向测试对象发送测试指令时，所述测试指令中可以加载有对应的测试用例的数据，所述被测设备获取到测试指令后，会执行相应的动作，可以将动作结果存储于数据服务器中。

参见图2，在本申请实施例公开的技术方案中，所述分布式测试系统中的数据交互设备300的类型可以基于被测设备的不同而不同，只要能够使得所述测试终端与被测设备进行可靠通讯即可，例如，在本方案中，所述数据交互设备可以包括通讯服务器301和/或测试信号站302，即在本方案中，所述数据交互设备可以仅包括通讯服务器或测试信号站，也可以同时包括通讯服务器和测试信号站。通过通讯服务器和测试信号站用于实现测试终端以及被测设备之间的数据交互，其中，测试信号站用于提供被测设备的IO信号接口，通过测试信号站扩展测试对象的连接接口。

在现有方案中，核电DCS集成后，在DCS生产商处需要经过应用软件确认测试、单体测试、集成测试和系统测试几个阶段，测试项多达三十几项，每种测试项都有不同的测试工具，因此在整个测试阶段需要不断地拆接线；对于复杂功能测试项，由于单套测试系统IO容量和网络性能的限制，例如安全专设功能测试，现有的单台测试装置IO点约700点，网络上最多可连接8个控制站，测试现场需要部署7套这样的测试装置，才可覆盖安全专设功能的测试，但由于每台装置是独立的，且相互之间没有关联，复杂功能需要拆解到单台测试装置可完成，或者两套测试装置配合，两个执行测试的人员加载完测试用例后，将自动测试切换到手动单步模式，通过对讲机沟通何时开始测试，何时点击下一步继续测试，直至完成；通常在测试执行过程中，多种测试项是在并行执行的，由于各测试工具相互独立，没有联系，因此只能通过人员管理，分配测试对象，一旦在分配测试对象过程中，测试对象的分配结果出现纰漏会导致多个测试任务同时对应一个测试对象，造成测试无效。另外由于现有测试工具的容量限制，是无法进行DCS整体测试的。针对于此，参见图2，当所述述数据交互设备可以包括测试信号站时，上述方案中，还可以包括述测试管理服务器400，所述测试管理服务器400为IO服务器，此时，测试终端通过所述测试管理服务器400获取IO数据，基于所述IO数据配置所述测试用例对应的测试对象，从而通过所述测试管理服务器400配置所述测试信号站与被测设备以及测试终端的关联关系，将由所述测试终端获取到的测试指令发送至对应的测试终端对应的测试信号站，通过该测试信号站将测试指令转发给对应的被测设备，实现所述测试终端对应的被测设备的测试。

在本申请另一实施例公开的技术方案中，所述测试终端所加载的测试用例可以由本地获取，也可以由测试管理服务器获取，当由所述测试管理服务器获取测试用例时，所述测试管理服务器还用于存储现场设备的测试用例，所谓的测试用例指的是控制现场设备进入一些工况的控制指令，可以包括控制现场设备正常运行的控制指令，也可以包括控制现场设备异常工作的控制指令，在本方案中，所述测试管理服务器200中，存储有多个测试用例，在对DCS系统进行测试时，可以基于测试需求选择和配置这些测试用例，在实际使用时，根据测试需求配置测试用例，并将配置得到的测试用例部署到所述测试终端，测试终端再向被测设备下发测试用例对应的控制指令；在本方案中，可以通过测试管理服务器的管理，实现被测设备的分配管理，避免并行测试时被测设备被抢占，造成的测试失效，在此时，本申请中，可以将配置的每个测试终端和/或测试终端加载的测试用例对应一个或多个被测设备，通过配置的测试终端和/或测试终端的测试用例与被测设备之间的对应关系实现系统的硬件管理，通过该对应关系实现被测设备的分配和管理，从而避免并行测试时被测设备被抢占，造成的测试失效。

本申请实施例公开的分布式测试系统面向DCS工厂测试和产品系统测试，适用于安全级和非安全级系统。该系统支持灵活配置、功能扩展、接口定制等。该系统部署灵活，对于小型测试而言，测试信号站、通讯服务器、测试终端、数据服务器和测试管理服务器可以部署在一台工控计算机上；如果测试中不需要网络通讯，通讯站(通讯服务器)可以不做部署，仅部署测试信号站；如果测试中不需要IO信号，测试信号站可以不做部署，仅部署通讯服务器，因此，在本方案中，所述通讯服务器和测试信号站均属于优选设备，还可以依据设计需求采用其他类型的通讯设备作为所述数据交互设备300。在硬件、通道、网络配置后可直接使用，也可以在该系统基础上进行功能扩展、接口定制以满足特定需求。

以国内自主化堆型核电厂机组的反应堆保护系统，停堆功能出厂前的工厂测试为实施例，使用现有测试技术时，测试元件之间的连接关系如图3所示，RPC CHI、RPC CHII、RPC CHIII、RPC CHIV、ESFACA、ESFACB、SLC A1、SLC A2、SLC A3、SLC B1、SLC B2、SLC B3代表被测DCS各功能组成，RPC测试装置通过硬接线和网络接线与被测DCS连接，对于停堆功能测试需要至少两台RPC测试装置，两个测试人员配合，半自动完成停堆功能测试。

基于图3，现有测试步骤为：

测试员1、测试员2分别根据实际硬接线和网络连接对RPC测试装置1和RPC测试装置2进行配置；

测试员1和测试员2分别操作测试装置，连接相应的DCS控制站，所述DCS控制站作为被测设备；

测试员1和测试员2通过对讲机沟通各自加载相匹配的测试用例，将测试模式设置为手动；

测试员1和测试员2通过对讲机沟通同时点击“开始”，启动测试；

完成一步测试后，测试员1和测试员2通过对讲机沟通同时点击“下一步”，开始下一步的测试；

重复步骤(5)，直至测试完成。

当采用本申请实施例公开的分布式测试系统对上述系统进行测试时，不需要使用专用测试装置，两台通用测试装置构成分布式测试系统，该通用测试装置可以为加载有测试用例的测试终端，该测试终端可以复用图3所示的接线，一个测试人员对配置好所述测试装置的测试用例后，即可单独全自动完成停堆功能测试，如下图4所示。

采用本申请实施例公开的技术方案对DCS进行测试的步骤为：

测试员根据实际硬接线和网络连接对分布式测试系统与被测设备之间的连接关系进行配置；

测试员操作测试系统，连接相应的DCS控制站；

测试员在测试终端加载测试用例；

测试员触发测试终端中的“开始”按钮，启动测试；

测试系统自动完成加载全部用例的测试，并自动记录测试结果。

以国内核电厂非安全级DCS数字化改造项目，全闭环仿真测试为实施例。该DCS总共有69台机柜，要接入全闭环仿真测试的硬接线IO点数接近8000点，现场设备仿真模型为Modbus接口的软设备，现有测试装置由于IO容量限制、性能限制和不具备扩展功能无法接入现场设备仿真模型，无法实现全闭环仿真测试。

该发明采用分布式系统，IO点数可多达上万点，同时接口扩展灵活。针对现场设备仿真模型的Modbus接口可提供定制开发，实现现场设备仿真模型搭载在自动测试系统TCP网络上，实现对被测DCS的全闭环仿真测试。如图5所示，在图5中服务器柜集成有数据服务器、测试管理服务器和通讯服务器。

其实施步骤为：

连接自动测试系统和被测DCS以及现场设备仿真模型；

根据实际硬接线和网络连接对测量系统进行配置；

配置现场设备仿真模型要模拟的工况并启动仿真模型；

在自动化测量系统的测试终端加载所述仿真模型模拟的工况的测试用例；

测试员触发自动化测量系统的测试终端的“开始”控件，启动测试；

测量系统自动完成该工况下的测试，并对测试结果进行记录。

参见图4，在本申请另一实施例公开的技术方案中，在对DCS系统进行测试过程中需要N个测试终端进行相互配合，在本方案中，可以通过主控终端与测试终端相连，测试员可以通过所述主控终端向所述测试终端下发控制指令的方式，控制所述N个测试终端中的测试用例。

在本申请另一实施例公开的技术方案中，为了对所述DCS系统的各项功能进行精准测试，本方案中，还可以包括现场设备仿真模型，用于模拟被测试设备的运行工况，将该模拟被测试设备的运行工况，作为测试用例保存在所述数据服务器或资源管理器中，通过所述模拟被测试设备的运行工况可以模拟本申请测试过程中所需的任意的测试用例。

由上述描述可见，本申请公开的上述方案具有以下特点：

(1)由本申请上述实施例公开的技术方案中，系统IO扩展配置上，采用配置管理与执行分离的设计方法，配置管理在测试管理服务器上进行，配置完成后部署到测试信号站上，执行在测试信号站上，实现IO的灵活配置功能；网络扩展上，采用适配器的模式设计通讯服务，一端(与测试控制监测——测试员站连接端)采用标准协议，一端(与被测设备连接端)匹配自定义协议，实现灵活扩展。通过IO、网络扩展功能以及灵活的配置功能，即可满足小型专用测试需求，也可以满足大型DCS的整体测试需求。

(2)采用分布式，通过灵活配置兼具各专用测试项工具功能，可一次完成所有测试项的测试，同时各测试项并行开展过程中，利用被测DCS现场控制站的维护网的独占性(可被抢占)，通过通讯站实现谁先连谁先用的原则，自动管理被测设备的分配，节省人力成本，提高测试可靠性。

(3)IO设备接口和网络提供标准的驱动接口，可通过定制化开发，将第三方仿真模型、测试设备、标准仪表等接入测试系统，形成更广泛的全范围闭环仿真测试。

由上述方案，本申请公开的上述方案具有下述优点：

(1)部署灵活，对于小型测试，测试信号站、通讯站、测试员站、数据服务器和测试管理服务器可以部署在一台工控计算机上；对于测试中不需要网络通讯的，通讯站可以不做部署；对于测试中不需要IO信号的，测试信号站可以不做部署。

(2)采用分布式系统的架构，IO、网络容量扩展灵活，可以满足大型DCS工厂测试需求；同时对于大型测试应用不同功能部署在系统不同的站上，可降低对单站计算机的性能要求。

(3)多功能测试并行开展过程中，由于采用分布式，IO资源由测试管理服务器统一管理，网络通讯资源由通讯服务(通讯站统一管理)，不需要测试管理人员统一分配被测DCS，测试系统自动管理被测设备的分配，避免多人同时抢占被测设备，造成测试无效。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种分布式测试系统，其特征在于，包括：

数据服务器、测试终端和数据交互设备；

所述数据服务器用于实现测试系统配置数据存储，以及每次测试过程的测试数据的存储；

所述测试终端通过所述数据交互设备与被测设备连接，所述测试终端加载有用于对所述被测设备进行测试的预设测试策略，当所述测试终端被触发时，用于向所述被测设备发送与所述测试用例相适配的测试指令。

2.根据权利要求1所述的分布式测试系统，其特征在于，所述数据交互设备包括：

通讯服务器和/或测试信号站。

3.根据权利要求2所述的分布式测试系统，其特征在于，当所述数据交互设备包括测试信号站时，所述分布式测试系统还包括：

测试管理服务器，所述测试管理服务器用于配置所述测试信号站与被测设备以及测试终端的关联关系。

4.根据权利要求3所述的分布式测试系统，其特征在于，

所述测试管理服务器还用于：管理并向所述测试终端提供测试用例。

5.根据权利要求4所述的分布式测试系统，其特征在于，所述数据交互设备、所述测试终端、所述数据服务器和所述测试管理服务器部署于同一工控计算机中。

6.根据权利要求4所述的分布式测试系统，其特征在于，还包括：

与N个所述测试终端相连的主控终端，所述主控终端用于控制所述N个所述测试终端输出控制指令，所述N为不小于2的正整数。

7.根据权利要求4所述的分布式测试系统，其特征在于，还包括：

现场设备仿真模型，用于模拟被测试设备的运行工况，生成测试用例并存储于所述测试管理服务器中。

8.根据权利要求4所述的分布式测试系统，其特征在于，所述测试信号站为RT系统或者是支持程控的标准仪表或测试设备。

9.根据权利要求2所述的分布式测试系统，其特征在于，所述通讯服务器为工控计算机、普通计算机或服务器。

10.根据权利要求1所述的分布式测试系统，其特征在于，所述测试终端为计算机、笔记本电脑或平板电脑。

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