電力系統(tǒng)智能裝置自動化測試系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用

譚寧　王維平

（1.陜西省地方電力（集團(tuán)）有限公司咸陽供電分公司　陜西　咸陽　712000　2.陜西省地方電力（集團(tuán)）有限公司三原縣供電分公司　陜西　三原　713800）

電力系統(tǒng)智能裝置自動化測試系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用

譚寧1王維平2

（1.陜西省地方電力（集團(tuán)）有限公司咸陽供電分公司陜西咸陽7120002.陜西省地方電力（集團(tuán)）有限公司三原縣供電分公司陜西三原713800）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的智能化越來越明顯，為了確保智能化裝置的工作性能，本文分析電力系統(tǒng)智能裝置自動化測試系統(tǒng)，以期為電力系統(tǒng)提高優(yōu)質(zhì)的測試技術(shù)，進(jìn)而推動我國電力智能化裝置的應(yīng)用。

電力系統(tǒng)；智能裝置；測試系統(tǒng)

引言

近年來，隨著社會科學(xué)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的自動化水平明顯提高，而且在很多發(fā)電廠和配電站中都引入了智能化嵌入式裝置，全面提升了我國電網(wǎng)運行的自動化水平。不過，隨著電力系統(tǒng)智能化裝置測試系統(tǒng)的的推廣應(yīng)用，我們在此過程中發(fā)現(xiàn)了不少問題，常見的有內(nèi)存受限問題、測試功能欠缺問題以及投資成本大問題等，這些缺陷嚴(yán)重阻礙了系統(tǒng)的發(fā)展，所以，本文將研究電力系統(tǒng)智能化裝置自動化測試系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，以期能夠推動我國電力行業(yè)自動化的發(fā)展。

1　自動化測試概述

嵌入式軟件是基于計算機(jī)技術(shù)開發(fā)出來的一種應(yīng)用技術(shù)，它主要是在一些要求較高的計算機(jī)系統(tǒng)中推廣使用。嵌入式系統(tǒng)的軟件和硬件都可通過裁剪來滿足操作系統(tǒng)的要求，而且其硬件決定著軟件的設(shè)計方向。嵌入式系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和高專用型，為了確保這些性能需要在準(zhǔn)備使用時測試比較系統(tǒng)。現(xiàn)階段，不管是國內(nèi)還是國外普遍利用搭建實時仿真系統(tǒng)來對嵌入式軟件進(jìn)行實時測試，其中最為有效的方法是利用自動化工具實時自動化測試。自動化測試可以進(jìn)行多次檢測，測試裝置重復(fù)性非常好，尤其是能夠?qū)嵤┖芏嗳斯o法測試的項目，同時自動化測試還具有較強(qiáng)的擴(kuò)展功能，進(jìn)而促使測試軟件在完成測試工作內(nèi)容的同時不斷完善自身，另外測試系統(tǒng)可以避免人工藝術(shù)的干擾，減少很多不要的測試誤差，使得測試結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。

2　電力系統(tǒng)智能裝置自動化測試系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計

2.1系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)設(shè)計

現(xiàn)階段仿真測試系統(tǒng)主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，即為單片機(jī)測試平臺和分布式測試平臺。單片機(jī)測試平臺功能簡單，設(shè)計較容易。分布式測試平臺的功能全面，適用于復(fù)雜的實時仿真測試項目，分布式系統(tǒng)把測試任務(wù)分配給具有不同功能的主機(jī)，使得系統(tǒng)的實時處理能力大幅提升，而其有利于擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。

本文建立的智能裝置自動化測試系統(tǒng)（TestCenter）的結(jié)構(gòu)就為分布式結(jié)構(gòu)，模式采用“一主多從”式。主機(jī)控制模塊的主要功能有：生成測試腳本、管理測試腳步以及執(zhí)行測試腳本以及生成測試報告的等。從機(jī)控制模塊的主要功能有：對測試環(huán)境加以模擬，進(jìn)而完成某個測試項目。從機(jī)模塊利用與之對應(yīng)的主機(jī)接口，也就是所說的動態(tài)鏈接庫（DLL）文件，為應(yīng)用程序接口（API）函數(shù)庫提供相應(yīng)的功能函數(shù)，以供主機(jī)調(diào)用函數(shù)庫，進(jìn)而來執(zhí)行測試腳步。主機(jī)模塊的DDL庫文件與從機(jī)模塊之間的可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，進(jìn)而達(dá)到下達(dá)操作命令以及接受回傳數(shù)據(jù)的額目的。如圖1中所示為電力系統(tǒng)智能裝置自動化測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

2.2主機(jī)控制模塊（TCHost）

如圖2中所示為TCHost的結(jié)構(gòu)框圖。

分析圖2可知，TCHost主控模塊主要功能有：給用戶提供使用接口、配置系統(tǒng)運行參數(shù)、生成測試用例、建立測試方案、編制測試腳本程序、監(jiān)控測試、監(jiān)管從機(jī)控制模塊、處理分析測試結(jié)果、輸出測試文本報告等等。TCHost主控模塊采用的操作系統(tǒng)為我們計算機(jī)常用的Windows系統(tǒng)，且設(shè)計的人機(jī)界面非常方便客戶使用。此外，TCHost主控模塊還得管理測試腳本以及配置測試環(huán)境，在測試管理過程中需要監(jiān)測測試的實時信息并最終得到測試結(jié)果，進(jìn)而實現(xiàn)對整個測試過程以及網(wǎng)絡(luò)通信的通協(xié)監(jiān)管。

2.3從機(jī)控制模塊（TCAgent）

TCAgent控制模塊是系統(tǒng)的測試執(zhí)行裝置，它的主要任務(wù)是與被測對象進(jìn)行交互。主控模塊接口并不與被測對象直接進(jìn)行信息交互，而是都經(jīng)由TCAgent轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)過來。TCAgent控制模塊的主要功能有：給被測對象配置系統(tǒng)信息；對測試腳本進(jìn)行說明，以便仿真處理數(shù)據(jù)；產(chǎn)生驅(qū)動信號，觸發(fā)被測軟件工作；收集被測軟件回傳的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)給主控模塊，為后續(xù)的實時比較做好準(zhǔn)備。

圖1　電力系統(tǒng)智能裝置自動化測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖

圖2　主控模塊結(jié)構(gòu)框圖

2.4測試流程

本文設(shè)計的TestCenter系統(tǒng)具有一套完整的測試流程，如圖3中所示。系統(tǒng)測試流程主要有兩個方面，即為：測試開發(fā)流程和測試執(zhí)行流程。系統(tǒng)測試開發(fā)流程的主要過程包含：由測試開發(fā)人員編制測試用例，然后提交編寫好的用例，進(jìn)而把用例錄入庫中。測試執(zhí)行流程的主要過程包含：由測試執(zhí)行人員配置測試環(huán)境，并對測試模塊進(jìn)行初始化；定制測試目任務(wù)，進(jìn)而以此選用合適的測試腳本；從用例庫中實測用例，進(jìn)而執(zhí)行測試用例；當(dāng)測試結(jié)束后，系統(tǒng)被恢復(fù)到測試前狀態(tài)，且會產(chǎn)生測試報告；執(zhí)行人員把測試結(jié)果告知開發(fā)人員。

圖3　測試流程圖

3　測試系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1腳本語言

腳本程序是電力系統(tǒng)智能裝置自動化測試系統(tǒng)的主要部分之一，腳本的好壞直接關(guān)系著測試系統(tǒng)的投資成本和工作效率。優(yōu)質(zhì)的測試腳本不僅可以降低工人工作量，而且可以增加測試系統(tǒng)的可維護(hù)性。同時，腳本程序具有良好的可移植特點，能夠增加腳本的重復(fù)使用次數(shù)，進(jìn)而提高測試系統(tǒng)的可重復(fù)性。

本文設(shè)計的TestCenter系統(tǒng)的腳本程序采用Python語言來編寫。Python語言是一種通用性計算機(jī)語言，它可以面向?qū)ο蠡瘜崿F(xiàn)編程。Python語言的語法功能強(qiáng)大，有利于快速設(shè)計原形以及開發(fā)混合語言編程，并且實現(xiàn)各種編程語言模塊之間的融合。

在TestCenter系統(tǒng)中利用C++語言和Python語言各自的優(yōu)點。腳本Python語言以其使用簡單、功能強(qiáng)大、開發(fā)效率高的優(yōu)點，被用來編制測試用例。C++語言能夠進(jìn)行復(fù)雜的邏輯運算，所以被用來進(jìn)行TCHost主控模塊、TCAgent從控模塊和人機(jī)界面的開發(fā)，進(jìn)而可以提高系統(tǒng)的工作效率。

3.2通信模式

TestCenter系統(tǒng)采用的是分布式架構(gòu)，這就要求系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信要符合使用條件。分析得出，TestCenter系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次主要有控制層和測試層?？刂茖拥木W(wǎng)絡(luò)通信主要指的是TCHost與TCAgent之間通信，主要實現(xiàn)的功能有配置參數(shù)信息、主控接口與從機(jī)模塊的通信、主控和從控模塊的監(jiān)控等。測試層的網(wǎng)絡(luò)通信主要指的是仿真模塊與被測對象之間的通信。TestCenter系統(tǒng)的通信具有實時性，就此可以分為三個等級：高級、一般級以及低級。高級通信應(yīng)用在實時性和可靠性要求較高的地方，例如測試層的通信；一般級應(yīng)用在實時性不太高，但是可靠性要求高的地方，例如主控執(zhí)行腳本時與從控模塊間的通信；低級通信應(yīng)用在實時性和可靠性要求都較低的地方，例如TestCenter系統(tǒng)的監(jiān)視通信。

3.3開放式接口

TestCenter系統(tǒng)是一種較為通用的測試系統(tǒng)，為了能夠應(yīng)用到更多的被測對象中，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與接口都實行開放式設(shè)計。TestCenter系統(tǒng)對主控模塊TCAgent沒有限制其功能實現(xiàn)方式，只是把TCAgent控制模塊的接口進(jìn)行了定義，約束了TCAgent必須要具備初始化和終止化函數(shù)，對于其他函數(shù)沒有作出要求。

4　TestCenter系統(tǒng)的應(yīng)用效果

TestCenter系統(tǒng)應(yīng)用效果如下：

4.1發(fā)現(xiàn)人工測試忽視的差錯

如果測試裝置要求系統(tǒng)遙信誤差在2ms內(nèi)，然而使用人工測試時是無法驗證的，TestCenter系統(tǒng)則可以利用腳本程序來控制HELP2000模塊，使得遙信變化時間改變，進(jìn)而得出測試裝置的遙信誤差大于3ms。

4.2TestCenter系統(tǒng)測試效率高

傳統(tǒng)的測試裝置人工操作測試時間差不多在一周左右，使用TestCenter系統(tǒng)測試可以縮短1d的測試時間，而且不會出現(xiàn)漏測用例現(xiàn)象，在節(jié)約時間的同時又確保了測試質(zhì)量。在實際應(yīng)用案例中，TestCenter系統(tǒng)能夠?qū)χ悄苎b置實施閉環(huán)仿真測試，進(jìn)而挖掘裝置運行過程中存在的問題，測試效率高，且測試效果準(zhǔn)確，為我國電力系統(tǒng)智能裝置的測試解決了很多難題。

5　結(jié)語

綜上可知，文中在分析智能裝置自動化測試要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計了電力系統(tǒng)智能裝置自動化測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)在實際的運行過程中，降低了勞動量，把測試人員從單調(diào)乏味的測試操作中解脫了出來，而且節(jié)約了測試時間，調(diào)高了測試質(zhì)量，大大促進(jìn)了我國智能裝置自動化測試的發(fā)展。

[1]溫東旭，楊輝，王旭寧，鄭運召，應(yīng)站煌.電力保護(hù)裝置保障性自動測試方案研究與實踐[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，10：135～138.

[2]劉錦細(xì).電力系統(tǒng)智能裝置自動化測試系統(tǒng)的設(shè)計分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2013，03：116～117.

[3]栗樹森，王洪才.電力系統(tǒng)智能裝置測試分析研究[J].黑龍江科技信息，2014，16：97.

TM61

A

1673-0038（2015）32-0283-02

2015-7-8

譚寧（1972-），女，工程師，大專，主要從事高壓實驗工作。

王維平（1979-），女，工程師，大專，主要從事工程預(yù)決算工作。