核安全级DCS控制算法组态符号执行方法研究
发布时间：2021-11-28 11:13
核电厂安全级DCS是保障核反应堆正常运行的核心控制系统,DCS系统软件的可靠性至关重要。安全级DCS软件系统由组态算法模块搭建而成,组态算法模块的每一条控制路径应符合期望值,对路径的高效测试成为需要研究的问题。符号执行技术在单元路径测试方面较为成功,而安全级DCS组态算法模块由较多的基础算法组态搭建而成,DCS控制组态算法模块的符号执行面临挑战。本文在研究符号执行和安全级DCS组态的基础上,提出了安全级DCS的符号执行方法:1)在对安全级DCS控制信号类型的研究基础上,提出了类型标准化方法解决内存建模问题,避免了复杂的指针和别名分析,保证了符号执行的精确度。2)在对安全级DCS基础算法块的耦合性研究基础上,结合最小切割思想和权值分析,给出了多耦合变量长路径约束公式的优化方法。3)在研究安全级DCS组态算法模块的工作模式基础上,给出了预置变量常量化方法约减共参复杂长路径约束公式的方法。4)在对安全级DCS符号执行的路径规模的研究基础上,结合安全级DCS实际生产环境,给出了DCS符号执行实际规模的参考。5)给出了完整的安全级DCS自动化测试框架,并设计了自动化执行工具。使用自动化执行工具对...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DCS组态设计流程
南华大学硕士学位论文10图2.3路径结构2)循环少：循环少是因为除了一些高阶算子会翻译成循环的迭代访问外，其他代码结构很少包含循环，高阶算子的模型和代码如图2.4所示。图2.4高阶算子C代码3)外部系统调用少：DCS软件控制算法处理的是信号的运算，在计算阶段很少与外部进行交互，所有的交互在计算完成之后进行。4)复杂数据类型多:如DCS信号封装为结构体，这是由DCS系统特性所设定的。因为DCS的处理信号常常包含状态和数据，通常将状态和数据使用一个结构体进行封装。如输入信号I在代码中表示为structI{boolstatus,boolvalue}。2.2核电V&V软件验证和确认（verificationandvalidation，V&V）是一种过程方法[33]，因其流程规范，被广泛使用在高安全系统的质量保障上。在规范的实施V&V所规定的各项要求后，软件的质量能保持较高的可信度。在核电的V&V中，目前主要分为两大标准。一种是美国主导美标[34]，另一种是国际原子能机构（InternationalAtomicEnergyAgency，IAEA）主导的欧标[35]。美标和欧标在流程和具体实施细则上存在一些差异，但各有其优缺点。核电的V&V是一个世界难题，在我国的核电V&V体系的建设中，实际上是参考了两种标准体系开始建立的。但在实际的操作层面，我国也在不断探索和完善。在核电V&V中，
南华大学硕士学位论文10图2.3路径结构2)循环少：循环少是因为除了一些高阶算子会翻译成循环的迭代访问外，其他代码结构很少包含循环，高阶算子的模型和代码如图2.4所示。图2.4高阶算子C代码3)外部系统调用少：DCS软件控制算法处理的是信号的运算，在计算阶段很少与外部进行交互，所有的交互在计算完成之后进行。4)复杂数据类型多:如DCS信号封装为结构体，这是由DCS系统特性所设定的。因为DCS的处理信号常常包含状态和数据，通常将状态和数据使用一个结构体进行封装。如输入信号I在代码中表示为structI{boolstatus,boolvalue}。2.2核电V&V软件验证和确认（verificationandvalidation，V&V）是一种过程方法[33]，因其流程规范，被广泛使用在高安全系统的质量保障上。在规范的实施V&V所规定的各项要求后，软件的质量能保持较高的可信度。在核电的V&V中，目前主要分为两大标准。一种是美国主导美标[34]，另一种是国际原子能机构（InternationalAtomicEnergyAgency，IAEA）主导的欧标[35]。美标和欧标在流程和具体实施细则上存在一些差异，但各有其优缺点。核电的V&V是一个世界难题，在我国的核电V&V体系的建设中，实际上是参考了两种标准体系开始建立的。但在实际的操作层面，我国也在不断探索和完善。在核电V&V中，
【参考文献】：
期刊论文
[1]核电项目DCS工厂测试用例自动化生成工具[J]. 刘剑,杜文艳,刘飞. 数字技术与应用. 2019(04)
[2]一种基于改进遗传算法的路径测试用例生成方法[J]. 包晓安,熊子健,张唯,吴彪,张娜. 计算机科学. 2018(08)
[3]基于蚁群算法的猜测符号执行的路径搜索[J]. 李航,臧洌,甘露. 计算机科学. 2018(06)
[4]基于FPGA的算法组态技术在安全级数字化I&C中的应用[J]. 刘志凯,王嵚峰,王冬,张柯. 仪器仪表用户. 2017(11)
[5]反应堆保护系统应用软件集成测试方法[J]. 康礼鸿,郭小星,廖一波. 核电子学与探测技术. 2017(07)
[6]质量流量计与DCS通讯难点详解[J]. 邹凯开,陈亮. 自动化与仪器仪表. 2017(S1)
[7]非安全级DCS软件典型问题分析[J]. 刘钟,宋明亮,吴佳洁. 核动力工程. 2017(03)
[8]基于模型代数的基本路径集的自动生成[J]. 赵会群,卢飞. 计算机科学. 2017(04)
[9]DCS软件界面自动化测试技术研究与应用[J]. 刘红刚,黄太新,宋立新,孟广国. 自动化博览. 2017(04)
[10]核电厂DCS安全级应用软件的集成测试方法[J]. 徐展,夏丹阳. 自动化博览. 2015(06)
本文编号：3524321
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DCS组态设计流程
南华大学硕士学位论文10图2.3路径结构2)循环少：循环少是因为除了一些高阶算子会翻译成循环的迭代访问外，其他代码结构很少包含循环，高阶算子的模型和代码如图2.4所示。图2.4高阶算子C代码3)外部系统调用少：DCS软件控制算法处理的是信号的运算，在计算阶段很少与外部进行交互，所有的交互在计算完成之后进行。4)复杂数据类型多:如DCS信号封装为结构体，这是由DCS系统特性所设定的。因为DCS的处理信号常常包含状态和数据，通常将状态和数据使用一个结构体进行封装。如输入信号I在代码中表示为structI{boolstatus,boolvalue}。2.2核电V&V软件验证和确认（verificationandvalidation，V&V）是一种过程方法[33]，因其流程规范，被广泛使用在高安全系统的质量保障上。在规范的实施V&V所规定的各项要求后，软件的质量能保持较高的可信度。在核电的V&V中，目前主要分为两大标准。一种是美国主导美标[34]，另一种是国际原子能机构（InternationalAtomicEnergyAgency，IAEA）主导的欧标[35]。美标和欧标在流程和具体实施细则上存在一些差异，但各有其优缺点。核电的V&V是一个世界难题，在我国的核电V&V体系的建设中，实际上是参考了两种标准体系开始建立的。但在实际的操作层面，我国也在不断探索和完善。在核电V&V中，
南华大学硕士学位论文10图2.3路径结构2)循环少：循环少是因为除了一些高阶算子会翻译成循环的迭代访问外，其他代码结构很少包含循环，高阶算子的模型和代码如图2.4所示。图2.4高阶算子C代码3)外部系统调用少：DCS软件控制算法处理的是信号的运算，在计算阶段很少与外部进行交互，所有的交互在计算完成之后进行。4)复杂数据类型多:如DCS信号封装为结构体，这是由DCS系统特性所设定的。因为DCS的处理信号常常包含状态和数据，通常将状态和数据使用一个结构体进行封装。如输入信号I在代码中表示为structI{boolstatus,boolvalue}。2.2核电V&V软件验证和确认（verificationandvalidation，V&V）是一种过程方法[33]，因其流程规范，被广泛使用在高安全系统的质量保障上。在规范的实施V&V所规定的各项要求后，软件的质量能保持较高的可信度。在核电的V&V中，目前主要分为两大标准。一种是美国主导美标[34]，另一种是国际原子能机构（InternationalAtomicEnergyAgency，IAEA）主导的欧标[35]。美标和欧标在流程和具体实施细则上存在一些差异，但各有其优缺点。核电的V&V是一个世界难题，在我国的核电V&V体系的建设中，实际上是参考了两种标准体系开始建立的。但在实际的操作层面，我国也在不断探索和完善。在核电V&V中，
【参考文献】：
期刊论文
[1]核电项目DCS工厂测试用例自动化生成工具[J]. 刘剑,杜文艳,刘飞. 数字技术与应用. 2019(04)
[2]一种基于改进遗传算法的路径测试用例生成方法[J]. 包晓安,熊子健,张唯,吴彪,张娜. 计算机科学. 2018(08)
[3]基于蚁群算法的猜测符号执行的路径搜索[J]. 李航,臧洌,甘露. 计算机科学. 2018(06)
[4]基于FPGA的算法组态技术在安全级数字化I&C中的应用[J]. 刘志凯,王嵚峰,王冬,张柯. 仪器仪表用户. 2017(11)
[5]反应堆保护系统应用软件集成测试方法[J]. 康礼鸿,郭小星,廖一波. 核电子学与探测技术. 2017(07)
[6]质量流量计与DCS通讯难点详解[J]. 邹凯开,陈亮. 自动化与仪器仪表. 2017(S1)
[7]非安全级DCS软件典型问题分析[J]. 刘钟,宋明亮,吴佳洁. 核动力工程. 2017(03)
[8]基于模型代数的基本路径集的自动生成[J]. 赵会群,卢飞. 计算机科学. 2017(04)
[9]DCS软件界面自动化测试技术研究与应用[J]. 刘红刚,黄太新,宋立新,孟广国. 自动化博览. 2017(04)
[10]核电厂DCS安全级应用软件的集成测试方法[J]. 徐展,夏丹阳. 自动化博览. 2015(06)
本文编号：3524321
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