验证核安全级仪控平台安全失效率的统计测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种验证核安全级仪控平台安全失效率的统计测试装置，包括统计测试单元、驱动单元、信息采集单元和存储单元，所述信息采集单元通过驱动单元与统计测试单元相连，所述统计测试单元与所述存储单元交互数据。一种基于上述统计测试装置的统计测试方法，在平台研发阶段开展系统级安全失效率测试，提前发现实际运行中可能引起拒动、误动的缺陷，降低维护成本，避免安全风险，同时提供平台能否满足核电站安全级仪控系统安全失效率指标的实测证明，可以提高用户信心。采用信号值随机输入的方法测试拒动率，打破固定的输入组合方式，最大限度提高缺陷探测率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉核安全
，尤其涉及核电行业安全级仪控平台安全失效率验证的统计测试装置及方法。
技术介绍
安全失效率包括系统拒动概率及误动概率，目前国内外仪控系统厂商针对安全失效率相关的验证主要包括以下两种方法：1)评估分析法，基于仪控系统各个部件的基础失效率数据，通过可靠性建模、故障树分析的方法进行分析计算给出理论评估值，并最终给出可靠性分析报告，以此证明核电站安全级仪控系统安全失效率能够满足安全标准及合同的指标要求。2)针对实际供货系统的安全功能测试及稳定性运行测试。安全功能测试是使用自动化测试装置，按照预先设计好的固定脚本，触发并采集被测系统输出，判定被测系统的安全功能逻辑的正确性，会多次开展重复测试，重复测试次数一般少于10次。稳定性运行测试，是在被测系统完成调试及基础测试后，在正常运行环境下连续运行，确定系统在连续运行时是否会出现异常，一般连续运行时间小于1000小时。安全功能测试及稳定性运行测试可以探测出部分会引起安全失效的系统缺陷。评估分析法能够给出定量的评估值，但不是实际测试方法，不能提供实测证明数据，评估结果受基础数据影响大，验证置信度低。针对实际供货系统的安全功能测试及稳定性运行测试提供了实测的结果，也能够探测出部分会引起安全失效的系统缺陷，但存在以下不足：a)测试次数及测试时间受限于实际工程进度、被测系统的触点输出的寿命、测试装置性能，测试结果达不到足够的置信度，不能作为安全失效率的直接证明；b)测试执行阶段靠后，在完成实际系统集成调试及基础测试后才可开始相关测试，在这个阶段发现问题后修改成本高；c)测试方法和测试装置只能按照预先设计的固定的脚本进行测试，可验证的逻辑组合少，缺陷探测率低。
技术实现思路
为了解决上述问题，按照实际的应用系统架构设计典型的测试系统，降低冗余度，使用概率计算及可靠性网络模型的方式计算分解典型测试系统失效率指标，能够反映应用系统真实的失效率指标同时降低测试工作量至可执行的程度，本专利技术提供了一种验证核安全级仪控平台安全失效率的统计测试装置及方法。为了实现上述目的，本专利技术提供的技术方案包括：一种验证核安全级仪控平台安全失效率的统计测试装置，包括统计测试单元、驱动单元、信息采集单元和存储单元，所述信息采集单元通过驱动单元与统计测试单元相连，所述统计测试单元与所述存储单元交互数据，其中，统计测试单元包括主界面模块、测试信号初始化模块、拒动率测试模块、误动率测试模块、统计及评估模块，测试信号初始化模块、拒动率测试模块、误动率测试模块、统计及评估模块通过主界面模块调用或启动；所述测试信号初始化模块直接通过所述信息采集单元向所述仪控平台的被测系统输入点赋值，使所有测试信号恢复到预设好的初始化值；所述拒动率测试模块采用随机函数，通过所述信息采集单元向被测系统输入点发送量程范围内的随机值，实现安全功能逻辑运算，计算各随机值输入情况下输出判定值；通过所述信息采集单元采集被测系统输出点的输出值，与判定值对比，判定测试结果；将测试结果记录到所述存储单元的本地文件；所述误动率测试模块用于设置计时器，记录连续运行时间，并在测试结束时将连续运行时间记录到所述存储单元的本地文件，当连续运行期间采集到信号扰动，暂停计时，并将扰动状态记录到所述存储单元的本地文件；所述测试结果统计及评估模块，用于访问拒动率测试模块和误动率测试模块存储到所述存储单元的本地文件，读取累计测试次数、测试时间、拒动次数、误动次数，按照公式计算测试置信度，并在主界面模块上显示。一种基于所述的验证核安全级仪控平台安全失效率的统计测试装置的统计测试方法，包括以下步骤：步骤1：抽取核安全级仪控平台的一个独立通道，设计搭建被测系统，选取被测系统需实现的保护功能，计算单通道系统保护功能拒动率、误动率指标；步骤2：将所述信息采集单元的输入输出端子与被测系统输入点/输出点连接；步骤3：根据选取的保护功能设计初始化信号列表，按照固定表格格式列明测试装置所有输出信号的初始值；步骤4：对所有选取的保护功能分别设计拒动率测试脚本，按照固定表格格式列明各保护功能对应的所述统计测试装置输出信号、输出信号量程、输入信号、输出信号及输入信号间逻辑表达式、测试步数；步骤5：启动所述统计测试装置，由主界面模块启动测试信号初始化模块，导入步骤3中初始化信号列表，所述统计测试装置向被测系统的各输入点赋值，使所有测试信号恢复到预设好的初始化值；步骤6：由主界面模块启动拒动率测试模块，导入步骤4中拒动率测试脚本，拒动率测试模块根据拒动率测试脚本向被测系统的输入点发送量程范围内的随机值，根据预先导入运算逻辑，实现仿真逻辑运算功能，并以随机值作为仿真逻辑运算的输入，计算判定值，然后采集被测系统输出值，与计算的判定值进行对比，判定测试结果，最后将测试过程及结果自动记录到测试记录并存储到存储单元中；步骤7：由主界面启动误动率测试模块，误动率测试模块保持步骤5被测系统的输入信号在初始化状态，采集所有被测系统输出信号，同时显示连续测试时间；步骤8：统计及评估模块读取步骤6和步骤7中拒动率测试模块和误动率测试模块的拒动率、误动率的测试记录进行统计汇总，并计算测试置信度。3、如权利要求2所述的验证核安全级仪控平台安全失效率的统计测试方法，其特征在于，所述步骤7，若任一被测系统输出信号产生误动，则生成误动记录日志，记录误动时间、误动的安全功能，并在主界面模块上报警提示。】本专利技术的有益效果如下：1.在平台研发阶段开展系统级安全失效率测试，提前发现实际运行中可能引起拒动、误动的缺陷，降低维护成本，避免安全风险，同时提供平台能否满足核电站安全级仪控系统安全失效率指标的实测证明，可以提高用户信心。2.采用信号值随机输入的方法测试拒动率，打破固定的输入组合方式，最大限度提高缺陷探测率。3.分析测试原理，将分布应用到误动率测试时间计算中，定量评估运行时间与可靠性指标的关系。4.统计测试装置，能够自动实现大数据量统计测试、无人值守测试、信号值随机输入、统计累次测试结果并计算测试置信度，实现针对平台的系统级安全失效率测试。附图说明图1为本专利技术测试装置的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术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。本专利技术已在核安全级数字化仪控平台FirmSys系统测试中应用，用于验证FirmSys平台是否能实现ACPR1000安全级仪控系统安全失效率指标。测试装置硬件平台采用NI的虚拟仪器加工控机，软件平台采用LabVIEW组态工具。ACPR1000安全级仪控系统架构包括4个冗余的RPC通道及2个冗余的ESF列，分别用于实现安全停堆功能及专设安全设施驱动功能。ACPR1000安全失效率指标要求如下：停堆和专设系统拒动率＜10-7/指令误停堆率＜0.02次/堆年FirmSys平台安全失效率测试中，抽取RPC-III通道及ESF-A列搭建典型测试系统。采用可靠性网络模型及概率计算方法，分解出单通道/单列的安全功能失效率指标如下：安全失效率指标值单通道停堆拒动率＜10-3/指令单通道停堆误动率＜1.91次/年单通道/单列的专设拒动率＜10-4/指令单通道/单列的专设误动率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种验证核安全级仪控平台安全失效率的统计测试装置，其特征在于，包括统计测试单元、驱动单元、信息采集单元和存储单元，所述信息采集单元通过驱动单元与统计测试单元相连，所述统计测试单元与所述存储单元交互数据，其中，统计测试单元包括主界面模块、测试信号初始化模块、拒动率测试模块、误动率测试模块、统计及评估模块，测试信号初始化模块、拒动率测试模块、误动率测试模块、统计及评估模块通过主界面模块调用或启动；所述测试信号初始化模块直接通过所述信息采集单元向所述仪控平台的被测系统输入点赋值，使所有测试信号恢复到预设好的初始化值；所述拒动率测试模块采用随机函数，通过所述信息采集单元向被测系统输入点发送量程范围内的随机值，实现安全功能逻辑运算，计算各随机值输入情况下输出判定值；通过所述信息采集单元采集被测系统输出点的输出值，与判定值对比，判定测试结果；将测试结果记录到所述存储单元的本地文件；所述误动率测试模块用于设置计时器，记录连续运行时间，并在测试结束时将连续运行时间记录到所述存储单元的本地文件，当连续运行期间采集到信号扰动，暂停计时，并将扰动状态记录到所述存储单元的本地文件；所述测试结果统计及评估模块，用于访问拒动率测试模块和误动率测试模块存储到所述存储单元的本地文件，读取累计测试次数、测试时间、拒动次数、误动次数，按照公式计算测试置信度，并在主界面模块上显示。...

【技术特征摘要】
1.一种验证核安全级仪控平台安全失效率的统计测试装置，其特征在于，包括统计测试单元、驱动单元、信息采集单元和存储单元，所述信息采集单元通过驱动单元与统计测试单元相连，所述统计测试单元与所述存储单元交互数据，其中，统计测试单元包括主界面模块、测试信号初始化模块、拒动率测试模块、误动率测试模块、统计及评估模块，测试信号初始化模块、拒动率测试模块、误动率测试模块、统计及评估模块通过主界面模块调用或启动；所述测试信号初始化模块直接通过所述信息采集单元向所述仪控平台的被测系统输入点赋值，使所有测试信号恢复到预设好的初始化值；所述拒动率测试模块采用随机函数，通过所述信息采集单元向被测系统输入点发送量程范围内的随机值，实现安全功能逻辑运算，计算各随机值输入情况下输出判定值；通过所述信息采集单元采集被测系统输出点的输出值，与判定值对比，判定测试结果；将测试结果记录到所述存储单元的本地文件；所述误动率测试模块用于设置计时器，记录连续运行时间，并在测试结束时将连续运行时间记录到所述存储单元的本地文件，当连续运行期间采集到信号扰动，暂停计时，并将扰动状态记录到所述存储单元的本地文件；所述测试结果统计及评估模块，用于访问拒动率测试模块和误动率测试模块存储到所述存储单元的本地文件，读取累计测试次数、测试时间、拒动次数、误动次数，按照公式计算测试置信度，并在主界面模块上显示。2.一种基于权利要求1所述的验证核安全级仪控平台安全失效率的统计测试装置的统计测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：抽取核安全级仪控平台的一个独立通道，设计搭建被测系统，选取被测系统需实现的保护功能，计算单...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱剑，龙威，孟广国，汪波，江国进，白涛，吕秀红，
申请(专利权)人：北京广利核系统工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11