[發(fā)明專(zhuān)利]計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210034624.6
• 申請(qǐng)日: 2012-02-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102541052A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁衛(wèi)東;郎澄宇;孟祥榮;于慶彬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東電力研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G05B23/02
• 分類(lèi)號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性測(cè)試方法。

背景技術(shù)

目前，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制幾乎全部采用了分散控制系統(tǒng)(DCS)，就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)看，DCS的種類(lèi)有MAX800，WDPF，XDPS-400，HS2000，EDPF，LN2000，F(xiàn)OX?I/A，INFI-90，SIMENS?T/XP，OVATION等。就火力發(fā)電機(jī)組而言，600MW以上機(jī)組幾乎全部為國(guó)外品牌。DCS已成為與生產(chǎn)設(shè)備主機(jī)同等重要的核心設(shè)備。在對(duì)DCS的驗(yàn)收和評(píng)價(jià)中，既有功能指標(biāo)，也有性能指標(biāo)，而作為關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的系統(tǒng)實(shí)時(shí)性測(cè)試一直是一個(gè)難點(diǎn)，由于目前還無(wú)法直接測(cè)量，因此也就沒(méi)有實(shí)時(shí)性指標(biāo)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。取而代之的則是采用間接指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判，如CPU負(fù)荷率、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率等。與此相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有：

1.火力發(fā)電廠(chǎng)分散控制系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程(DL/T?659-2006)

2.火力發(fā)電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程(DL/T?774-2004)

3.火力發(fā)電廠(chǎng)分散控制系統(tǒng)技術(shù)條件(DL/T?1083-2008)

4.基于以太網(wǎng)技術(shù)的局域網(wǎng)系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)評(píng)規(guī)范(GB/T?21671-2008)

上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，DPU(分散控制單元)的CPU負(fù)荷率最大不得超過(guò)60％，平均負(fù)荷率不得超過(guò)40％的指標(biāo)。這個(gè)指標(biāo)規(guī)定了DPU的處理能力下限，CPU負(fù)荷率越高，說(shuō)明CPU任務(wù)繁重，該DPU反應(yīng)就越慢，因此該指標(biāo)越低越好。但該指標(biāo)的測(cè)試方法一般均由DCS制造商提供，而且要在DPU操作系統(tǒng)支持下才能實(shí)現(xiàn)，如果沒(méi)有DCS供應(yīng)商的配合幾乎無(wú)法測(cè)試。因此，該項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試既難以實(shí)施，也不客觀(guān)。

由于DCS普遍采用了以太網(wǎng)作為系統(tǒng)高速公路，因此，網(wǎng)絡(luò)速率是影響系統(tǒng)整體指標(biāo)的關(guān)鍵因素之一，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率越低，系統(tǒng)傳輸沖突越少，系統(tǒng)反應(yīng)也就越快。由于以太網(wǎng)的工作機(jī)理為沖突檢測(cè)多主訪(fǎng)問(wèn)(CDMA/CD)，當(dāng)以太網(wǎng)的負(fù)荷率達(dá)到15％時(shí)，沖突概率急劇上升。因此，目前標(biāo)準(zhǔn)中，將以太網(wǎng)負(fù)荷率20％作為上限。由于不同型號(hào)的網(wǎng)絡(luò)速率可能不同(10Mbps/100Mbps/1000Mbps)、系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)規(guī)模不同，因此網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率指標(biāo)反映的僅僅是一個(gè)相對(duì)值，沒(méi)能反映出系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間這一核心問(wèn)題。因此，雖然CPU負(fù)荷率、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率大體可以反映出一個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，但依然無(wú)法準(zhǔn)確描述系統(tǒng)實(shí)時(shí)性這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，而對(duì)任何一個(gè)裝置或一個(gè)系統(tǒng)，整體實(shí)時(shí)性是一個(gè)最為關(guān)鍵的指標(biāo)。負(fù)荷率指標(biāo)反映的仍是DCS的內(nèi)部、間接指標(biāo)，而不是一個(gè)外部、直接指標(biāo)。因此現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷：

1.無(wú)法進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)時(shí)性直接測(cè)量；

2.無(wú)法準(zhǔn)確地描述系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)負(fù)荷率不能直接、準(zhǔn)確描述系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的問(wèn)題；提供了一種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的測(cè)試方法；測(cè)試過(guò)程簡(jiǎn)單，直接、準(zhǔn)確測(cè)試系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性測(cè)試方法，包括AI(模擬輸入)信號(hào)實(shí)時(shí)性測(cè)試過(guò)程：將測(cè)試模擬信號(hào)一邊接至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的AI通道，一邊接至數(shù)字錄波裝置的電壓輸入通道，顯示器前監(jiān)視人員的觀(guān)察確認(rèn)信號(hào)接至數(shù)字錄波裝置的開(kāi)關(guān)量輸入通道，錄波裝置持續(xù)錄波，當(dāng)檢測(cè)到監(jiān)視員的確認(rèn)信號(hào)后即停止錄波，通過(guò)錄波儀記錄的波形時(shí)間標(biāo)簽即可測(cè)定出電壓突變與確認(rèn)按鍵兩個(gè)事件之間的時(shí)間差。

所述AI信號(hào)實(shí)時(shí)性測(cè)試過(guò)程包括以下步驟：

1)將AI信號(hào)分別與被測(cè)系統(tǒng)DPU的AI測(cè)量通道和數(shù)字錄波裝置連接，將確認(rèn)按鍵PB與數(shù)字錄波裝置的DI通道連接；

2)設(shè)置數(shù)字錄波裝置參數(shù)，使數(shù)字錄波裝置工作于連續(xù)錄波方式，且當(dāng)PB按鍵輸入時(shí)結(jié)束錄波；

3)錄波儀啟動(dòng)AI錄波，突然增大模擬信號(hào)，發(fā)現(xiàn)顯示器上相應(yīng)信號(hào)突變時(shí)立即按下確認(rèn)按鍵PB；

4)調(diào)取帶有精確時(shí)間標(biāo)簽的錄波曲線(xiàn)圖，計(jì)算從AI信號(hào)上升沿開(kāi)始到PB突變時(shí)的時(shí)間差。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性測(cè)試方法，包括DI(開(kāi)關(guān)量輸入)信號(hào)實(shí)時(shí)性測(cè)試過(guò)程：將模擬DI接點(diǎn)狀態(tài)變化的外部模擬開(kāi)關(guān)K信號(hào)同時(shí)接至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的DI通道與數(shù)字錄波裝置的DI通道，顯示器前監(jiān)視員的觀(guān)察確認(rèn)信號(hào)也接至數(shù)字錄波裝置的DI通道，錄波儀持續(xù)對(duì)上兩個(gè)信號(hào)錄波，當(dāng)它檢測(cè)到監(jiān)視員的確認(rèn)信號(hào)時(shí)即停止錄波，通過(guò)波形時(shí)間標(biāo)簽即可測(cè)定出兩個(gè)事件的時(shí)間差。

所述DI信號(hào)實(shí)時(shí)性測(cè)試過(guò)程包括如下步驟：

1)將DI信號(hào)分別與被測(cè)系統(tǒng)的DI測(cè)量通道和數(shù)字錄波裝置連接，將確認(rèn)按鍵PB與數(shù)字錄波裝置的DI通道連接；