自动化测试系统（共12篇）
自动化测试系统 篇1
目前，我国中、低精度的光纤陀螺研究已经达到国际领先水平并进入批量生产阶段，在军事和民用方面的应用越来越广泛，研究人员正在努力攻克高精度光纤陀螺的相关技术[1]。光纤陀螺的性能优劣取决于其性能指标是否符合要求，为了准确评价每个光纤陀螺的性能，确保其精度和稳定性，完善的测试方法和高精度的测试系统是必不可少的。光纤陀螺的自动化测试系统是指由工控机控制若干设备，通过专用的数据采集设备完成数据的自动化采集及处理，并给出测试结果[2,3,4,5]。
因此，本文提出一种基于虚拟仪器架构的光纤陀螺性能参数自动化试测试系统设计方案，通过专用的控制采集测试仪实现四路光纤陀螺信号采集并通过以太网发送给上位机进行显示、存储及处理，通过工控机对转台温箱进行实时控制，通过电压电流表测试产品电流，自动进行数据处理并生成相关报表。
1 光纤陀螺自动化测试系统方案
光纤陀螺自动化测试系统适用于对3种不同类型的三轴光纤陀螺进行标定、验证及性能测试，确定其性能参数是否符合产品技术指标的要求。其主要功能要求:(1)可同时进行四路三轴光纤陀螺的测试，支持3种不同协议类型的产品性能测试。(2)可对高速数据进行保存。(3)提供三轴光纤陀螺测试所需的电压信号，并且实现产品通电的自动通断。(4)实现三轴转台的远程控制。上位机能与三轴转台进行通信，可以按照测试规范加载不同的转速，控制转台按照既定转速转动、停止。(5)实现温箱的远程控制。上位机能与ACS温箱进行通信，以进行远程控制，可以设定温箱温度，启动温箱升/降温，停止温箱，读取温箱温度等。(6)实现测试系统的参数设置。可以通过上位机测试界面自由切换产品类型，选择测试项目，设置通信协议、产品名、温度因子、脉冲宽度等。能够实时采集四路光纤陀螺的RS422信号、脉冲信号，并能实时显示X轴、Y轴和Z轴的曲线图。(7)数据自动处理。按照测试规范要求，实现对各路采集数据的自动化处理，并显示处理结果，生成相应的报表，计算参数包括:零偏、零偏稳定性、零偏重复性、刻度因数、刻度因数非线性度、刻度因数重复性以及不正交角等[9]。(8)测试过程中记录测试日志，方便工作人员查看测试流程。
2 系统硬件设计
光纤陀螺自动化测试系统中，系统硬件主要包括计算机、温箱转台、电压电流表以及控制采集测试仪等，其中计算机、温箱转台和电压电流表都采用成熟的模块。控制采集测试仪作为整个系统的核心，主要完成光纤陀螺的数据采集和供电控制，是系统研发的重点和难点，因此本章主要介绍控制采集测试仪的硬件设计。控制采集测试仪的主要构成部分包括:存储模块、以太网模块、信号处理模块、FPGA模块、电源模块以及基于SOPC的嵌入式系统设计等6个部分，如图2所示。
内存在系统运行中起到了重要的作用，它提供了操作系统的运行环境，缓存应用程序代码。本系统选用两片Micron公司生产的MT47H16M16芯片，一片用作数据总线高16位，一片用作数据总线的低16位，构建了数据总线为32位，大小为64 MB的内存系统。
设计中的以太网模块主要完成光纤陀螺数据的高速实时传输，其接口电路通常由MAC控制器和物理层接口电路这两大部分组成。文中选用Marvell88E1111实现以太网物理层，FPGA内部集成的三态以太网媒体访问控制器实现外部物理层芯片的控制，构建基于以太网的数据高速传输模块。DP83865的工作状况可由配置信息决定，可通过MDIO接口访问其内部寄存器。
该系统应用于温湿度及电磁环境复杂的工业测试中，在系统设计中，光纤陀螺的输出信号连接电缆应采用屏蔽双绞线，这样不仅可以抵御外界的电磁干扰，同时也可以降低自身信号的对外干扰;同时为保证系统工作的可靠性，光纤陀螺RS422信号的地线与芯片地线需要通过屏蔽层连接起来。
系统需要提供6种不同的电压，分别是27 V、3.3 V、2.5 V、1.8 V、1.0 V以及0.9 V。其中光纤陀螺供电所需的27 V电压直接从外部电压源提供，不需要单独设计;FPGA需要I/O电压3.3 V，电压稳定在3.3 V±10%即可正常工作，内核电压采用1.0 V，同时还需要2.5 V的供电电压;DDR2 SDRAM采用了SSTL＿18的电平标准，需要1.8 V的I/O电压和核电压VDDQ，同时SSTL＿18电平标准需要高精度的0.9 V电平作为参考电压VREF以及0.9 V的终结电压VTT。根据以上分析，最终确定的电源模块设计方案为:外部提供27 V和5 V的直流电压，将5 V直流电源输入转换为满足系统要求的3.3 V、2.5 V、1.8 V、1.0 V和0.9 V电压。
系统选用Xilinx公司Virtex-5系列的XC5VFX30T作为控制采集测试仪的核心处理芯片它内部嵌入了Power PC440硬核处理器，4个10/100/1 000 Mbit·s-1以太网MAC模块，能够快速方便的解决数据的高速传输问题。同时它支持360个可配置I/O端口，2 448 k B的BRAM，能够实现各种外部设备的并行控制和数据的采集、存储及处理。XC5VFX30T采用3.3 V供电，内核供电电压仅为1.0 V，具有超低功耗[8]。
Xilinx公司各系列的FPGA支持功能强大的EDK(Embedded Development Kit)嵌入式开发平台，将微处理器(PowerPC、Microblaze)与各种外设控制器通过系统总线进行互联，从而构建基于SOPC的嵌入式系统硬件平台[6]，如图3所示。
系统中，通过Xilinx公司的嵌入式系统开发平台EDK建立满足要求的嵌入式系统，组件面板如图4所示。
3 系统软件设计
Xilinx公司开发的SDK软件能够与XPS形成的硬件系统紧密联合，操作简单，能够方便地进行嵌入式系统软件开发[7]。在系统相关的参数设置完毕后，将自动生成工程所需的库文件和板级支持包，此时就可以编写下位机数据采集及高速传输的应用程序。该应用程序的主要功能是从FIFO中读取1 s的光纤陀螺数据并通过以太网传输给上位机，其具体流程图如图5所示。
在搭建的SOPC系统为设计提供了硬件基础，实现了MAC层以下的网络功能，但是系统的运行、设备的控制以及以太网的TCP/IP协议的实现需要由软件来实现。本文使用EDK下集成的软件编译环境SDK，用于实现LWIP TCP/IP协议，其中应用程序部分要求实现整个TCP/IP协议栈的内容，在设置好系统的软件平台后，需要编写各种关于网络传输控制的应用程序。本文使用LWIP协议库的功能并采取RAW模式实现方式。系统使用Marvell88E1111实现以太网物理层，而SOPC系统中XPS＿LL＿TEMAC核实现网络协议中的数据链路测MAC功能，为实现以太网与上层的网络层、传输层进行通信，需要为LWIP的接口编写驱动程序，Xilinx公司为用户提供了丰富的API函数，lwip＿init()函数实现了LWIP协议栈的初始化，xemac＿add()函数完成了MAC地址IP地址和网关信息的设置，tcp＿new()创建了一个新的TCP连接，tcp＿bind()函数绑定这个tcp服务的端口，tcp＿listen()函数对远程连接进行监听，tcp＿accept()函数正式接受连接，用户可以在tcp＿recv()函数和tcp＿sent()函数中设置相应的回调函数，当发送和接收完数据和命令后执行相应的操作。
由图可知，下位机首先完成以太网的连接，然后等待上位机命令，根据上位机命令类型，执行相关操作，这些操作包括产品断电、产品上电以及数据采集等。进行光纤陀螺数据采集前，上位机需先发送产品上电命令，检测产品电流是否正常，若不正常则产品断电，并提醒工作人员查看，否则根据数据采集命令，设置产品通信协议、允许中断，各个FIFO清零等。此时，FPGA开始采集陀螺数据，等待1 s定时到，从FIFO中读取各路光纤陀螺的1 s和数据并发送给上位机处理。
由于LabWindows/CVI提供了丰富的函数库和强大的接口功能，因此用户可以根据不同的需求方便的在平台上开发应用软件程序，光纤陀螺自动化测试系统的上位机软件设计主要包括温箱转台的控制、数据采集与处理、显示这两大部分组成，全部在LabWindows/CVI软件平台上实现。
测试系统软件采用模块化结构，软件功能主要包括文件、参数设置、数据处理、外围设备自动化控制及产品性能参数测试项目等5个部分。其整体功能框图如图6所示。
本着界面简洁、操作简单的设计理念设计了光纤陀螺性能参数自动化测试软件。根据测试规范要求，不同型号和工作状态的光纤陀螺，其输出也不同，因此设计了主界面，用户对光纤陀螺的型号和工作状态进行选择。主界面如图7和图8所示。
光纤陀螺的数据采集主要包括光纤陀螺的电流数据采集、光纤陀螺的温度数据采集、光纤陀螺的零偏数据采集和光纤陀螺的标度因数数据采集。
在这4种数据采集中，电流数据时先通过电流传感器转换为相应的电压，然后通过电流表进行采集;温度数据是FPGA采集光纤陀螺输出的RS422数据得到的;零偏测试时，首先通过转台时陀螺的X轴指地，采集角速度为零时陀螺的输出;标度因数是光纤陀螺输出值与输入值之间的比值，输入角速度在一定范围内变化时同时采集输出值，然后通过最小二乘拟合求得标度因数。系统总的测试流程如图9所示。
为准确评价光纤陀螺的性能，需要在多个温度点下进行产品性能测试，每个温度点的测试流程一致，如图10所示。
如图10所示，在每个温度点的测试前，需要设置温箱温度并保温，温箱保温结束后开始数据采集，此时能够正确反映产品在该温度下的性能。转台开始转动，产品上电，发送开始采集命令，完成静态采集，计算产品的零偏及零偏稳定性;静态测试完毕，设置转台速率，完成X轴速率测试，计算X轴的刻度因数及刻度因数非线性度;X轴速率测试完毕，依次完成Y轴和Z轴速率测试。三轴速率测试完毕后，产品断电，发送停止采集命令，计算产品的不正交角。此时，已完成了该温度下的产品性能评估。
4 系统功能测试与分析
在脉冲测试前，需要用标准信号发生器对测试系统进行标定，确定自动化测试系统的性能指标。测试信号选用方波，测试频率与测试结果如表1所示。
从表1可以看出，系统设计的指标完全可以满足脉冲测试的要求。实际功能测试时，选择工作在验收状态的光纤陀螺，此时其输出为脉冲信号。打开测试软件，主界面选择验收，4个通道全部选中，设定工作路径，分别测试常温、-40°、+65°下的光纤陀螺性能。
将光纤陀螺固定在转台夹具后，选择工作在标定状态的光纤陀螺，此时，其输出为RS422信号。
打开测试软件，主界面选择标定，4个通道全部选择，设定工作路径，分别测试常温、-45°、-15°、+15°、+40°、+65°下光纤陀螺性能。图13显示为+65°静态测试显示界面，图14显示为+65°X轴速率测试显示界面。
从图中可以看到，界面实时显示了X轴、Y轴和Z轴的数据波形和当前的输出值，功能指示灯显示当前的测试温度，可查看光纤陀螺的编号，测试时间、存盘路径、已测点数、当前测试温度以及状态信息等。所有温度点测试完毕后，系统将自动生成报表，计算光纤陀螺的各种参数，包括零偏，零偏稳定性、零偏重复性、刻度因数、刻度因数非线性度等。
5 结束语
应用虚拟仪器技术建立了一套完备、准确的评价光纤陀螺性能的自动化测试系统，该系统经过实际运行测试表现出了良好的稳定性，完成了所有的测试功能，用户界面操作简单，测试结果准确。
摘要：采用虚拟仪器技术,设计了一种光纤陀螺自动化测试系统,以判断其性能指标是否达到标准。阐述了测试系统的硬件单元设计和系统软件设计。其硬件单元包括信号隔离电路、存储电路、以太网模块、电源模块等,系统软件设计主要包括基于SOPC的嵌入式系统软件设计和Lab Windows/CVI的上位机软件设计。该测试系统经实际运行测试,表现出良好的稳定性,完成了所有的测试功能,用户界面操作简单,测试结果准确,能够满足光纤陀螺科研生产的需求。
关键词：光纤陀螺,虚拟仪器,以太网,数据采集
参考文献
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[10]张诚.基于千兆以太网接口的高速固态存储器设计[M].西安:西安电子科技大学,2011.
自动化测试系统 篇2
自动化测试系统在环境减灾-1A、1B卫星中的应用
在环境减灾-1A、1B(HJ-1A、1B)卫星的研制中,双星并行电性能综合测试是一个非常复杂和细致的过程,为此应用了卫星自动化测试系统,实现了测试信息的集中管理、测试数据的`综合利用和测试流程的自动化,提高了测试工作的效率和质量.文章介绍HJ-1A、1B双星并行自动化综合测试系统,主要阐述测试实时数据库、自动化测试控制台、参数自动化监视软件等.
作 者：葛建云 王建军 GE Jianyun WANG Jianjun 作者单位：航天东方红卫星有限公司,北京,100094刊 名：航天器工程 ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENGINEERING年，卷(期)：201019(2)分类号：V416.8关键词：环境减灾-1A、1B 卫星 自动化测试
自动化测试系统 篇3
摘要：论述了变电站综合自动化系统及监控自动化系统设计问题、发展趋势和存在问题。
关键词：变电站自动化系统工程设计
0 引言
变电站综合自动化系统是一项比较成熟的技术，是在微机技术和网络通信技术的基础上发展起来的。变电站综合自动化技术使变电站的设计和建设成本降低。近年来，我国所有220kV变电站采用了远方终端装置加上当地装置(当地功能)再配上测控单元、通信装置、UPS等屏柜组成监控自动化系统，国内综合自动化技术已经相当成熟。
1 设计原则
依照大型枢纽变电站综合自动化相关的设计规程。在变电站初步设计审定原则的基础上，考虑运行部门的实际需要，将变电站内当地监控功能、数据采集和处理(SCADA)、远动功能及数字保护信息结合为一个统一的整体，使二次回路简单明了，即可有人值守，亦可实现无人值守。目前，220kV变电站基本实现无人职守。
2 某220kV变电站综合自动化系统的设计举例
2.1 系统构成
2.1.1 系统选择及配置 ①设计推荐采用局部分散分布式产品，实现变电站的所有监视、控制操作功能、RTU 功能及与远方的各种通信功能。②采用双机系统，35kV 测控单元下放到开关柜，总线技术先进且有成熟的运行经验，并具有可扩性。操作可靠、简单、灵活、方便，系统运行稳定。③变电站内继电保护及安全自动化装置均独立设置，微机保护装置数字信息通过串行通信口和监控系统进行通信，其它保护及安全自动化装置的信号通过开关量采集进入监控系统，监控系统能够将继电保护及安全自动化装置的信息传输到调度端。
2.2 监控系统的主要功能及技术要求
2.2.1 数据采集 对变电站的运行状态和参数自动实时或定时进行采集，并作必要的预处理。数据应同时满足调度和变电站内监控主站实时画面显示、制表、打印等功能要求。①状态量：包括所有断路器、隔离开关、接地刀、变压器分接头、主控制室空调等开关位置接点，继电保护及自动装置的开关量，断路器的各种故障及事故信号量。输入采用无源接点方式。输入回路应有光电隔离，光电隔离电压不小于2000V。②模拟量：包括各电压等级线路有功功率P，无功功率Q， 电流I，母线电压U，220kV母线频率Hz，主变压器高压侧的功率因数COSφ，主变压器油温，主控制室室温，直流系统的电压U、 电流I。交流采样，额定电流5A或1A。
2.2.2 电度计量 采用RS485串行口，能分时计费，按峰、平、谷要求实现电量累计，累计量应能超过1个月。
2.2.3 控制操作 包括所有电压等级断路器的跳、合操作和主变压器有载调压分接头升、降手动控制。控制操作在执行前，必须进行校核，确认后才能执行。装置故障应闭锁出口。控制输出继电器线径不小于0.09mm。控制输出采用无源接点方式，接点容量为DC220V，5A。正常控制输出在计算机上实现。同时在监控柜上设置就地/远方操作转换总开关，每台断路器设置紧急手动控制开关，可直接跳、合断路器，而不受计算机系统故障的影响。对操作员进行控制操作权限限制，操作人员应事先登录，并有密码及防止误操作措施。本系统能进行220kV母联断路器的同期操作。隔离开关操作应具备“五防”功能，“五防”与监控系统应能进行双向通讯。
2.4 隔离开关“五防”设备 能实现强制运行人员按照既定的安全操作程序，对电气设备进行操作，避免电气设备的误操作，执行部颁的规范“五防”要求。①防止误拉合开关；②防止带负荷拉合隔离开关；③防止误入带电间隔；④防止带电挂地线(接地刀闸)；⑤防止带地线(接地刀闸)合闸。
设计要求能鉴别各个刀闸合、分位置和网门开、闭位置的性能，并在操作中不需逐一倒换钥匙，只需一把电脑钥匙，按照指定的程序，能在一个回路中完成多项操作。
2.5计算功能数据库中应有按现场要求的二次计算量：主变压器高压侧负荷率及日平均负荷、最高负荷(年、月、日、时)、最低负荷。220kV及110kV各线路所采集模拟量的平均值、最高值、最低值。(年、月、日)各母线电压最高、最低值(年、月、日、时、分)，月波动率及特定日期的电压合格率。电度量累计，失电时有保护措施，不丢失累计。(年、月、日)母线电压不合格累积时间及由此计算的电压合格率。电容器投切次数及可调率，变电所功率因数的合格率。有载调压装置调节次数累计和日最高调节次数记录及停运时间记录。实时数据可在线进行上下限值测点投退的修改，二次计算量的参数可由用户增加和修改。
2.6历史数据的记录与处理日志报表数据库存一年半历史。可方便的形成各种历史数据点，并可方便的实现历史数据的报表打印和显示修改功能。
2.7安全监视通过CRT对全所主设备、辅助设备的运行进行监视，并对各运行参数进行实时显示。系统定周期对模拟量检测，越限报警，并可记录和查阅。系统定周期对开关量状态进行检测。事件顺序纪录(SOE)点有变化立即报警。有报警信息可在CRT上以汉字显示，并在打印机上以汉字打印。事故音响报警功能。事故和预告报警音响应有区别，并有语音报警。系统具有定时、随机打印的功能。事件记录(数据修改、操作设备)存盘及打印。
2.8事件处理当发生事故、故障、状态变化、越限等事件时，综合自动化系统应自动作一系列处理，如推出简报、登录一览表、发出音响、推出画面、自动事故追忆、画面变色闪烁、数据变色等，预告信号应按登记区别处理。
2.9画面显示画面种类包括监控系统配置图、主接线图、棒状图、曲线图、操作显示、组态显示、报警及各种表格显示。①运行人员可方便的调出画面。②程序员可在CRT上修改和编辑画面。③趋势图可由用户在线定义所要显示模拟量、测点起始时间、采样周期。
2.10自诊断功能系统本身具有对软硬件的自诊断功能。发生局部故障时CRT上以汉字显示及在打印机上以汉字
打印。自恢复功能。
2.11运行人员操作记录系统记录运行人员所进行的操作项目和每次操作的精确时间。
2.12操作票功能根据实时状态信息来编制操作票，满足各种操作要求，并可人工修改。
2.13通信功能与省调及市调、县调的通讯要求如下：①与省中调调度自动化系统通讯采用制式、规约应统一。②与市调。县调调度自动化系统通讯采用部颁规约。③系统应能方便地开发出其它通信规约。④系统应具有将来实现数据网络通信(广域联网)的接口。⑤由市级调度应能实现远方遥控。
要求与用电部门的通讯接口，与变电所内微机保护装置、直流系统、小电流接地装置及全电子电度表采用串口通讯。微机保护、直流设备及接地选线装置的规约符合运行部门要求。
2.14 对时 采用GPS卫星对时，能与变电站内所有微机装置实现软件对时。
2.15 电源 监控系统应配备UPS不间断电源系统或者交直流切换器，站用电消失后保证供电时间不应小于1小时。
3 监控系统的主要技术指标
3.1 软件配置 系统软件应提供开放式多任务的操作系统，多窗口的人机界面，友好的支持软件，数据库管理软件，有丰富运行经验的应用软件。
4 硬件配置
硬件配置应满足系统功能和技术要求，留有适当备用，设备选用标准化的成熟产品，并便于配套、扩充、运行维护以及方便与其它自动化系统交换信息。
5 结束语
目前，国内变电站的综合自动化技术已经相当成熟，随着计算机监控技术的不断发展，变电站综合自动化系统的稳定性、可靠性、科技性不断提高，为了适应科技的发展潮流，为了更好的实现变电站的自动化及数字化水平，数字化变电站是基于综合自动化变电站基础上的一个发展方向。
参考文献：
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冗余伺服机构自动化测试系统 篇4
伺服机构是航天运载火箭控制系统推力矢量控制执行机构, 属于控制系统重要单机, 接收箭载计算机位置指令信号, 然后通过电液功率转换实时推摆发动机喷管, 实现火箭飞行姿态控制。
伺服机构自动化测试系统 (以下简称测试系统) 借助于计算机、通信和电子电路技术, 对用于不同型号火箭的各类伺服机构进行自动化性能测试, 并将实时测试参数实施监测和存储, 对测试性能参数进行自动判读, 提高性能测试质量, 确保被测伺服机构产品工作可靠性[1]。
1 测试系统分析设计
测试系统由三部分组成, 测试电缆、测试设备、测试软件。其中, 测试电缆采用机箱内部、机箱与机箱之间采用的测试电缆为锦纶套管电缆, 该电缆比较轻便;测试系统与伺服机构连接的电缆为耐磨、耐腐蚀的塑料套管电缆。测试设备由启动机箱、测控机箱、打印机、显示器及鼠标键盘组成。测试软件采用Lab VIEW软件平台设计, 软件框架采用动态调用子面板技术。各个测试模块采用软件平台自带的生产者消费者框架技术[2]。
1.1 测试系统硬件设计
为了保证整套系统的协调性和美观性, 测试系统启动机箱与测控机箱的尺寸、颜色完全一致。启动机箱控制给产品供电的DC电源和中频电源的通断。机箱内使用数字电压表头检测电压, 利用测控机箱内的电源信号调理模块和多功能数据采集卡的AD进行数据采样存储。同时机箱还对供电电源的过压和过流进行监测和保护控制。
测控机箱通过遥测电缆对伺服机构I、II、双向 (I、II冗余) 的相应信号进行监测、处理并通过控制电缆完成对伺服机构的控制驱动。内部含有四个功率放大模块、两个信号转换模块、电源处理模块、三块多功能数据采集卡 (含有AD/DA DIO功能, 型号分别为6 2 3 2、6 2 3 0、6232) , 此外还安装了PXI零槽控制器。测控机箱组成框图如图1所示。
测试系统不仅满足非冗余伺服机构在空载、大泵负载、负载状态下的测试需求, 而且还要满足冗余伺服机构在空载、大泵负载、负载状态下的测试需求。在冗余伺服机构测试状态下, 产品需进行一冗余、二冗余的故障测试及三冗余的性能测试, 冗余控制框图如图2所示。四块功率放大输出卡为多功能卡6232的DO输出调理电路, 通过对继电器开合控制, 从而对伺服机构余度状态下的性能进行检测, 实现模拟故障状态下测试功能:
功率放大输出卡:主要用于伺服机构反馈电位器的电源供电及伺服阀线圈的电流供电, 并拥有闭环和开环两种功能。由于负载为感性负载, 功放电路具有较大余量的电压和电流, 并增加相应的过载保护:
电源信号调理卡:主要用于对供电DC电源和中频电源的电流进行信号转换, 并进行过压、欠压、过流保护, 由于DC电源和中频电源在启动机箱中已经经过霍尔传感器的转换, 信号已经为电压信号, 故该卡主要完成电压信号放大。
信号调理卡1:主要用于为伺服机构充气压力传感器、油面电位器、入口压力传感器遥控电压提供精准的参考电压源。电压源电压可调且有一定功率, 该板卡中采用电源管理芯片完成信号调理。
信号调理卡2:主要用于为充气压力传感器、油面电位器、入口压力传感器的遥测电压信号进行调理, 以满足多功能卡6232 1 AD采样电路接口的要求。同时完成对各级伺服机构控制信号、采集信号的切换。
1.2 测试系统软件设计
软件安装的驱动及插件模块有:DAQmx 9.4、Report generation toolkit、Database connectivity toolkit。
软件主要实现了对各种伺服机构在空载、负载、大泵空载状态下的自动化测试, 测试项目包括:建压时间、极性测试、零漂、开环速度、位置回环、动态、磨合寿命、反馈电压、监测、笔录仪、连续测试等测试项目[3]。测试完成后, 软件自动生成Word报表和Excel报表, 设置软件文件保护密码。报表名字和保存路径由操作人员指定。测试报告完整保存测试数据和计算参数, 报表保存过程中, 自动完成对相应测试数据的自动判读, 并把超差数据自动标红。软件在测试过程中实时存储了测试数据, 数据文件的格式为TDMS格式, 操作人员可在笔录仪模块中回放历史数据, 查看产品的性能表现情况。软件设计框图如图3所示。
软件采用动态加载模块的方式设计, 模块是构成软件的一部分, 是具有独立功能, 具有一致的输入、输出接口的单元。模块化的软件设计结构可以提高软件质量、缩短开发周期。大量重用已有的经过试验、生产和市场验证的模块, 可以降低设计风险, 提高软件的可靠性。模块实现软件功能的分离和隔离, 使问题的发现和设计的改进变得容易, 模块实现功能的抽象和实现分离, 使设计人员容易掌握软件全局, 同时设计人员可以屏蔽掉与本领域无关的细节, 从而关注更高层次的设计逻辑。模块功能的独立性和接口的一致性, 使模块研究更加专业化和深入, 可以不断通过升级模块自身性能来提高软件的整体性能和可靠性, 而不影响到软件中的其他模块[4]。
软件各个模块设计完成后, 各个测试项目独立调用多功能板卡DO输出、多功能板卡AD采样、多功能板卡AO输出模块 (以上三个模块简称硬件模块) , 各个测试项目之间没有任何耦合性, 硬件模块之间也没有耦合性。多功能板卡DO输出模块通过队列方式接收指令, 可接收产品类型+测试状态+开环/闭环的指令, 然后按照指令进行相应的硬件操作。输出完成后, 该模块发送完成消息给Caller。多功能板卡AO输出模块通过队列方式接收指令, 可接收电流值+直流、电流值+交流+频率+信号类型、电流值+交流+频率+信号类型+载波电流值+交流+频率的指令, 输出完成后, 该模块发送完成消息给Caller。多功能板卡AD模块通过队列方式接收指令, 可接收原始数据的指令。输出完成后, 该模块发送完成消息给Caller。硬件模块的功能可根据需求增加, 测试项目与硬件模块之间的测试消息也可根据需求不断变化。模块的扩展不受限制。
软件读入配置文件, 初始化硬件后, 多功能板卡DO输出、多功能板卡AD采样、多功能板卡AO输出模块自行启动, 其中多功能板卡AD采样实时采样测试数据, 其他两个模块等待接收测试项目的命令。
自检项目在其他测试项目测试之前运行, 保证测试系统的硬件运行正常。自检项目对各个硬件模块通道作性能检查, 并通过硬件模块的状态反馈值来判断硬件模块通道是否合格。发生错误时, 则停止对整个模块的自检, 进行硬件调整。待系统自检正常后, 才进行其他项目的测试。
在连续测试项目中, 软件按建压时间测试、开环速度测试、动态测试、位置回环测试的流程自动执行, 测试完成后, 自动生成Word、Excel报表, 判读测试数据。报表自动设置密码保护, 保证测试数据的安全性和可信性。
各个测试项目测试流程基本参照伺服机构试验要求和方法进行。连续测试项目为伺服机构的性能测试, 其他测试项目为伺服机构的老练测试。软件中的笔录仪模块在软件开始测试时自行记录测试过程中的所有数据。测试数据实时保存在用户指定的文件名和路径中。
2 测试系统实现
2.1 测试系统硬件实物
测试系统硬件实物如图4所示。最下方为启动机箱, 中间为测控机箱, 上方为打印机, 右侧为显示器和鼠标键盘。测试系统中的显示器及鼠标键盘均可用触摸式液晶屏代替, 液晶屏嵌于测控机箱中, 但考虑到系统使用环境多变, 使用现场情况复杂, 本系统使用外接鼠标键盘及显示器的方式, 方便系统维护和使用。增强系统的可靠性。
2.2 测试系统软件界面
测试系统软件界面如图5所示。软件界面中间为子面板, 用户点击不同的测试项目时, 相应的测试界面便在中间显示。界面上方为伺服机构测试过程中需要实时查看的测试数据。此软件下方分别显示了软件操作过程、伺服机构测试状态和通电时间。
2.3 笔录仪回放界面
软件测试完成后, 可在笔录仪测试界面下回放历史数据, 回放界面如图6所示。回放界面的左半部分为测试数据保存的名称, 右半部分曲线根据左半部分的选择来显示。显示曲线可放大缩小, 也可自行导出。
3 结论
本文基于PXI总线设计的伺服机构自动化测试系统, 主要完成了硬件平台的搭建、信号调理设计、功率放大设计和电源调理设计, 同时开发测试系统软件。系统满足一级、二级、双向冗余伺服机构和一级、二级、双向非冗余伺服机构产品在空载、负载、大泵空载测试条件下的测试需求。系统运行稳定、安全、可靠, 为伺服机构产品测试和事后数据分析、数据追溯提供依据和保障。
参考文献
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自动化测试系统 篇5
问题汇总
问题1、逐渐告警，问题出现时，第一时候通知XX人，多长时间没解决，通知XXX人
问题2、问题主机出现告警时，想要获取其他相关监控值的情况，如load、cpu等，同时也可能会需要获取到其他会受影响主机的情况。
解决方法
问题1
很多开源的监控产品里都有escalations功能，如常见的zabbix 、nagios (这个确实是没关注到过的知识点)
zabbix根据问题持续的时间发送给不同的人 来处理的配置方法：
例如：
代码如下复制代码
1 – 5 minmail to user_a
6 – 10 min mail to user_b
11 -15 sms to phone_a
16 -20 sms to phone_b
查了一些zabbix的资料发现escalations 能够实现此功能，配置如下：
zabbix web page — configuration — actions
设置 Period (seconds)
开启 Enable escalations
在Action operations 设置step
利用from和to的值以及Period控制报警的周期, Send message to 选择收件人, Send only to 选择发送的类型，最后save保存。
具体可以参看官方文档，在zabbix 1.8的版本里就已经有该功能。
nagios下同样有类似功能
定义主机的逐次通知
代码如下复制代码# vim ${NAGIOS_HOME}/etc/servers/host-escalation.cfg
-------------------------------------------------------------------
define hostescalation{
hostgroup_namelinux-servers
first_notification2
last_notification3
notification_interval1440
contact_groups361way1
}
define hostescalation{
hostgroup_namelinux-servers
first_notification4
last_notification0
notification_interval0
contact_groupsadmins
}
定义服务的逐次通知
代码如下复制代码# vi ${NAGIOS_HOME}/etc/servers/service-escalation.cfg
-------------------------------------------------------------------
define serviceescalation{
servicegroup_namehost-basic,host-info,host-perf,oracle-basic,oracle-self,mysql-basic
first_notification3;自第3条消息起，发送给本组员
last_notification5;0表示无限制通知，5表示只发送到第5条,此后的消息仍发送给前一组员，
notification_interval480;配置每条通知的时间间隔是480分钟，配置为0的话不表示不通知
contact_groupsadmins
}
define serviceescalation{
servicegroup_namehost-basic,host-info,host-perf,oracle-basic,oracle-self,mysql-basic
first_notification6
last_notification7
notification_interval1440
contact_groupsadmins
}
define serviceescalation{
servicegroup_namehost-basic,host-info,host-perf,oracle-basic,oracle-self,mysql-basic
first_notification8
last_notification0
notification_interval0
contact_groupsadmins
escalation_optionsc;紧急的消息，其他消息仍发送给上一组员
}
具体也可以参看官方文档给出的web页面配置的文件法。
问题2
该问题，我最早想到的方法是通过通过告警的时候将相关信息也一并发送给通知人，显然这种方法即不合理又傻瓜，甚至还有sms bomb的感觉 。后来在回来的公车上想到之前在运维趋势上看到过的taobao的作法是robot机器人训练。原理大致是将很多即时查询性的东西做成API和监控系统进行整合，同时再和xmpp(甚至是目前的微信)进行整合 。需要获取当前资源信息状况时，通过spark、skype、weixin等client post一个数据请求过去 ，监控平台向主机搜集完数据后再返回给client 。
电脑上没有安装好的绘图工具，用word画了个简图如下：
关于类似的实现在github上有一个skype的sevabot的项目 ，不过没有和监控平台进行结合 。关于和client的交互有三种设想：
1、像zabbix、nagios都提供了jabber协基client的通知，这个做过二次开发后可以实现上面的post请求，而国内基于jabber协议实现的client应用有陌陌和 ，显然这两个都不大适合 ;
2、sms的方式，需要实现短信接口，实现想对也较麻烦 ;
3、和weixin的结合，由于winxin官方提供了相应的开发API ，而且网上相对应的开发教程也较多，所认这个实现起来应该是最好的。
自动化测试系统 篇6
关键词：系统量测平衡率同业对标遥测精度
0引言
国网湖北省电力公司2014年下发了《2014版地市供电企业对标指标体系》（鄂电司企管[2014]2号）文件，在运行管理对标指标中明确定义了“系统量测平衡率”，并占运行管理对标指标8%的权重。本文以国网黄石供电公司（以下简称黄石公司）为例，研究调度自动化系统“系统量测平衡率”。
1“系统量测平衡率”的定义
《2014版地市供电企业对标指标体系》将“系统量测平衡率”指标的考核定义为：（有功平衡母线节点数+无功平衡母线节点数+有功平衡线路总数）/（参与计算母线节点数*2+参与计算线路总数），其中220kV母线节点有功不平衡偏差不大于10MW，无功不平衡偏差不大于20MVar判定为合格；线路两侧有功不平衡偏差不大于15MW判定为合格。目前，国网湖北省电力公司调度控制中心（以下称为省调）只考核到220kV母线和线路量测平衡，今后向110kV母线和线路延伸。
“系统量测平衡率”指标考核方式：直接由省调电网调度技术支持系统（OPEN3000）对地区所辖220kV及以上变电站进行自动统计计算。
2“系统量测平衡率”总体情况及原因分析
2014年一季度，黄石公司“系统量测平衡率”指标99.73%，位于全省倒数第二，得分0分。鉴于此，公司组织各专业部门对变电运维中存在的问题进行了专题分析：
2.1断路器（开关）、隔离开关（刀闸）遥信位置异常，影响指标降低
目前黄石地区220kV下陆变、铁山变、石板路变为半综自站，全站隔离开关（刀闸）信号都是由站内五防机上送，由于五防机和变电站的后台监控系统接口程序不稳定，隔离开关（刀闸）位置的异常变位难以控制。另外，对于隔离开关（刀闸）操作之后，变电运维人员要从操作现场到主控室内五防机，对操作的隔离开关（刀闸）位置进行回传，隔离开关（刀闸）位置变位的实时性不能保证，现场操作后会直接影响“系统量测平衡率”指标。
2.2由于检修工作流程不规范，影响指标降低
按照《湖北电网调度自动化系统（设备）检修管理规定（试行）》（电司调[2012]147号）文件要求，检修前两个工作日，应在OMS系统向省调填报检修票，检修前1小时省调审批检修票，并要求执行单位及时汇报工作完成情况。但是在地市公司往往不执行汇报程序，也因此影响“系统量测平衡率”指标。
2.3二次回路存在精度误差或大用户冲击负荷，影响指标降低
除了人为因素，220kV下陆变、桃园变两个站是典型存在精度误差和冲击负荷影响“系统量测平衡率”。
220kV下陆变是典型的半综合自动化变电站，2008年经过半综自改造，测量回路串接指示仪表后接入综自的测控装置，之后指示仪表退出运行，未定期校验精度，使其遥测精度明显下降。220kV桃园变所带全部负荷都是大用户的冲击负荷，主变的负荷刷新频率比其他线路负荷快很多，而且波动大，经观察在秒级内可以达到10MW波动，导致全站量测平衡不合格，需要在上传方式上试验一些办法来处理冲击负荷带来的影响。
3解决方案
3.1黄石公司调控中心自动化专业人员做好指标分析和日常监视工作，加强指标巡视力度。关注每天停电计划及方式变更，每天核对站内量测数据平衡情况。目前调控中心已建立“系统量测平衡率”指标实时监控手段，实现了24小时监控，对发现影响“系统量测平衡率”指标的情况及时督导解决，事后积极分析原因，明确责任，根据省调考核通报情况，考核到各相关单位。
3.2运维检修部（检修分公司）变电检修室加强二次回路检修工作管控，严格执行上级检修相关规定，涉及到影响自动化数据正确性、准确性的检修工作，提前通知自动化专业人员，开、完工履行相关许可手续，及时报告自动化专业人员。结合一次设备检修按要求做好相应测控装置的遥测精度测试工作，并做遥信和遥控的联动试验，对发现不合格的测控装置要上报大修技改项目进行整改。
3.3运维检修部（检修分公司）变电运维室，要确保220kV站内五防系统的正常运行，涉及五防工作，提前通知自动化专业人员，开、完工履行相关许可手续。在变电站开关停送电时，严格执行站字票的各项操作流程，在停（送）电操作完成后应与调控人员核对断路器（开关）、隔离开关（刀闸）等位置信号和遥测数据，发现异常及时通知相关部门处理。
3.4营销部（客户服务中心）计量室、信通分公司等如遇到有可能影响自动化信息准确性的工作，也要按照检修管理流程，提前通知自动化专业人员，开、完工履行相关许可手续，及时报告自动化专业人员。
3.5对于遥测精度、冲击负荷等因素影响指标的情况，经过现场的不断调试和测试，将综合自动化变电站的测控装置的门槛值设置在2/1000和5/1000之间，提高遥测数据的实时性，可以有效解决“系统量测平衡率”的问题。
4结束语
通过解决“系统量测平衡率”存在的问题，不仅仅达到了提高指标的目的，更重要的是规范了现场检修流程，统一了测控装置门槛值设置的标准，为全省提高遥测数据准确性奠定了良好的基础，有效确保了调度自动化系统的稳定运行。
参考文献：
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作者简介：
自动化测试系统 篇7
随着变电站、厂站自动化程度的提高,大量嵌入式智能装置(微机继电保护和自动化测量监控装置)在变电站、厂站中得到了广泛应用。这些智能装置的应用,实现了变电站无人值守或少人值守,但同时也对其性能提出了更高的要求。然而由于嵌入式系统自身的一些特点,如实时性及内存受限、I/O通道少、测试工具昂贵、与硬件紧密相连等,使得这些智能装置的开发、测试都很困难。目前电力系统智能装置测试主要以手工为主,即使开展了自动化测试,也仅仅用于生产环节的硬件检查,测试功能比较简单固定,且只能用于某特定装置或系统[1,2,3]。
本文针对智能装置测试的现状,重点对测试技术进行了深入的研究与探讨,并在此基础上提出了通用化、实用化的智能装置测试方案。
1 嵌入式系统仿真测试环境概述
嵌入式系统是以计算机技术为基础,以应用为中心,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。继电保护及自动化等智能装置均属于典型的嵌入式系统。由于嵌入式系统的专用程度较高,为了保证系统的稳定性,避免因其可能出现的失效而导致的灾难性后果,要求对嵌入式系统包括嵌入式软件进行严格的测试。嵌入式软件测试是一项非常复杂、耗时的工作,因为嵌入式软件测试既要考虑软件本身,还要考虑软件与硬件平台及操作系统的集成,同时还有条件苛刻的时间约束和实时要求,以及其他与性能相关的要求。利用嵌入式软件仿真测试环境(ESSTE),组建实时仿真系统,对实时嵌入式系统软件进行自动化、实时、非侵入式的系统测试是目前国内外测试实时嵌入式软件公认和行之有效的方法[4]。
在测试过程中引入自动化工具进行自动化测试是一种非常实用高效的方法。自动化测试能使测试用例多次运行,具有可重复性; 而且能完成手工测试由于时间或运行环境而无法进行的测试,保证了测试的完整性;此外,自动测试还能保证当测试软件的功能扩展时测试用例也随之扩展,具有可扩展性。它可以降低人为因素对测试过程的干扰,排除测试的随机性和盲目性,降低冗余,减少遗漏,可提高测试效率和保证测试的可靠性[5]。
本文针对智能装置设计了一套自动化测试系统TestCenter,它利用分布式计算机系统组成智能装置的实时仿真环境,利用主控计算机解释执行测试脚本,测试脚本控制分布式计算机执行具体仿真测试任务并收集数据,测试脚本根据收集到的数据完成测试结果的判断,从而实现自动化测试。
2 系统设计
2.1 总体架构设计
目前仿真测试系统的体系结构大体上分为2类:单机平台和分布式平台。 单机平台系统设计简单,功能单一。在实时仿真测试领域中,由于系统功能要求十分复杂,大多采用分布式的仿真系统。分布式结构将测试系统的任务、功能根据不同的实时性要求分配在不同主机上,提高了系统的处理能力并便于系统功能的扩展[6]。
本测试系统TestCenter采用分布式平台架构及“一主多从”模式。宿主机模块主要实现控制部分:测试脚本的生成、管理、执行及测试报告生成等。从机模块具体模拟测试环境,实现某项具体测试任务。从机模块通过对应的主机接口——动态链接库(DLL)文件提供功能函数形成应用程序接口(API)函数库,供主机测试脚本执行时调用。从机模块与其主机接口DLL库文件之间通过网络实现命令下发、数据回传。
系统具有可扩展性。系统若要添加某种测试功能,只需编写从机模块及对应主机接口DLL库文件形成接口API函数,测试脚本调用其相关API函数实现对应功能模块测试。目前已实现的从机模块有:网络IEC 60870-5-103(以下简称103协议)客户端模块、博电PW30测试仪模块、南瑞继保HELP2000测试仪模块、网络103协议虚拟装置模块等,即将增加的模块有IEC 61850客户端模块、通用面向对象的变电站事件(GOOSE)模拟器模块。
系统结构如图1所示。
2.2 系统组成
2.2.1 宿主机主控模块(TCHost)
TCHost作为主控模块,其结构如图2所示。
TCHost主要任务是:用户命令接口,系统配置,测试用例及测试方案生成,测试脚本编写,测试过程监控,从机模块管理,测试结果分析和处理,测试报告文档生成。TCHost为方便用户使用,采用Windows操作系统,提供友好的人机界面。TCHost还负责测试脚本的管理和测试环境的配置部署。同时监控测试执行的状态信息、收集测试结果并对整个测试的流程和通信进行统一管理。
2.2.2 从机执行模块(TCAgent)
作为测试执行器,TCAgent负责与被测目标机进行交互。主控节点不与目标机直接交互信息,所有的信息都必须经过TCAgent转发。TCAgent的任务主要包括:目标系统配置;解释测试脚本,对数据进行仿真处理;生成激励信号,驱动被测软件运行;接收被测软件输出数据,上送至宿主机主控程序,供实时比较使用。例如本系统设计的网络103协议模块,它负责收集被测装置的网络103协议的主动上送数据(遥测等),将其返还给主控程序;同时负责执行主控程序下发的网络命令,如定值下装、遥控操作、对时、通用数据读取等。
2.3 测试流程
本系统提供了一套完整的测试流程框架,包括测试开发流程和测试执行流程。测试开发流程主要工作为:编写测试用例、提交测试用例、录入测试用例库。测试执行人员的主要步骤包括:①配置部署测试环境并测试模块初始化;②定制测试任务,选择测试脚本;③执行测试脚本;④测试模块结束,恢复被测前状态,生成测试报告;⑤将测试结果及报告通知相关人员。
测试流程如图3所示。
3 关键技术实现
3.1 脚本语言
测试脚本是实现测试自动化的重要部分,脚本的优劣直接影响到自动化测试软件的效率和开销。测试脚本化可以减少测试人员的工作量,提高软件测试的可维护性。同时,脚本语言可移植性好,可提高脚本代码的可重用性及测试的可重复性[7]。
本测试系统采用Python作为测试脚本语言。Python是一种面向对象的解释性通用计算机程序设计语言。Python糅合了简单的语法和强大的功能,特别适合用于快速原形设计和混合语言编程开发,以及各种语言模块之间的集成与粘合[8]。
在测试系统中充分利用C++与Python的各自优势。使用脚本语言实现测试用例,充分发挥脚本语言简单而又强大的控制功能,使开发测试脚本的效率大大提高。用C++开发系统程序TCHost、TCAgent及复杂灵活的人机界面,可实现复杂的逻辑运算,整个系统运行速度快、效率高。为此,本系统中TCHost主控程序内嵌了一个Python脚本解析器,用于解析执行测试脚本。在测试脚本执行时,Python程序通过其ctypes库调用从机模块接口DLL(C++语言开发)。这样充分利用了脚本语言和系统编程语言的优点,达到提高开发效率、增强程序的灵活性和交互性的目的,实现Python 与 C++的完美融合。
3.2 通信方式
嵌入式软件测试系统作为实时分布式系统,其通信性能必须满足一定要求。经过分析,自动化测试系统按层次可以分为2层:控制层及测试层。控制层主要为TCHost与TCAgent之间的通信,包括系统的配置部署、接口模块与从机模块间的通信,以及对主控模块及从机模块的监控。测试层主要是仿真环境与被测系统之间的通信。根据测试系统对通信实时性要求的高低,分成以下3个等级:
1)高等级。
例如测试层通信,也就是装置与其仿真环境间的数据交互,实时性、可靠性要求高,必须严格按照现场的通信方式进行模拟,例如网络103协议客户端模块、串口103协议模块。本系统直接应用南京南瑞继保电气有限公司变电站厂站后台监控软件的通信协议接口,可最大可能地逼近现场运行环境。
2)一般等级。
例如主机脚本执行时与从机模块间的交互通信,实际为PC机之间的点对点通信。其要求是可靠性高,实时性可低一些。为此,本系统采用Windows 命名管道通行方式,可以屏蔽底层可能出现的网络端口冲突问题,且易于编程。
3)低等级。
例如系统监视、部署。这里要用到广播通信,且实时性和可靠性要求均不高,采用Windows 邮槽通信方式,也可屏蔽底层可能出现的网络端口冲突问题。
以上通信分类使测试平台的软件体系结构变得层次清晰,功能分工更加合理,满足了测试系统对数据传输可靠性的不同要求。
3.3 开放式接口
作为通用化的测试系统,为了尽可能扩大测试范围,适应不同类型的被测装置和装置不同的功能模块,TestCenter采用开放式体系结构与接口设计。TestCenter没有规定各TCAgent的内部具体实现方法,仅仅定义了TCAgent接口必须具备的2个输出API函数,即初始化函数Init()、终止函数Exit(),用于此模块的初始化及模块终止后清除并恢复现场环境的工作。其他输出API函数没有特殊要求。
例如对于IEC 61850模块,设计IEC 61850接口程序并完成初始化函数Init()、终止函数Exit(),其他功能(如定值下装、SOE读取、遥控等)按需要设计对应的输出API函数即可。系统甚至可设计2套可互换的从机模块,它们之间完全独立,只要接口一致,在测试用例中两者就可替代使用,例如本系统先期开发的南瑞继保HELP2000测试仪接口、博电PW30测试仪接口,它们在本系统某些测试用例中可替换使用。
4 典型应用及效果
本系统的典型应用及效果有以下几点:
1)发现人工测试无法发现的软件错误。
例如该测控装置的遥信分辨率,说明书规定为2 ms,因人工测试受条件所限无法验证,通过脚本控制HELP2000模块开出,改变遥信变化的间隔时间,发现实际遥信分辨率在3 ms以上。
2)测试效率提高。
以前一种型号装置人工执行完整的系统测试需要1星期,现在使用工具可缩短到1 d左右,且不会遗漏测试用例。针对国内装置程序版本较多的情况,该系统节省了时间,提高了质量。
通过案例应用可以看出,该系统可对保护测控装置各模块进行闭环仿真测试,有效发现系统及功能模块存在的缺陷,提高了测试效率,解决了保护自动化装置的系统测试难题。
5 结语
本文对智能装置自动化测试进行了分析,并在此基础上开发了一套通用的自动化测试工具。实际应用表明,该自动测试工具的应用能将测试人员从单调、繁琐的机械操作中解放出来,充分发挥了测试人员的创造性,提高了测试质量与效率。
摘要：微机保护、测控等智能装置是电力系统的重要组成部分。介绍了自动化测试及仿真测试环境的概念和基于此基础上的智能装置通用自动化测试系统。该系统采用分布式体系结构,模拟装置运行环境;采用脚本技术,可实现自动化的回归测试;采用开放式结构,方便系统扩展。实际应用表明,该系统可提高电力系统智能装置的测试质量及效率。
关键词：智能装置,自动化测试,仿真测试环境,测试脚本,分布式系统
参考文献
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调度自动化测试分析系统 篇8
为了从一开始就规范它的实施,广东电网公司调度中心和国电南瑞科技股份有限公司联合研制了IEC系列规约模拟测试分析系统,确保进入广东电网的调度自动化、配调自动化设备通信协议必须符合IEC的规定。系统还可以对运行系统进行在线体检,作为第三方,评估系统的处理能力和运行情况。
1 系统配置方案
模拟测试分析系统配置见图1。可以根据被测对象的不同,选择其中的部分设备,根据不同用途给出下述不同的配置方案。
1)当只检测分析IEC60870-5-101协议时,仅需一台带串口的便携机。
2)当只检测分析IEC60870-5-104协议时,仅需一台带网口的便携机。
3)作为模拟系统时,根据待测厂站规模配置串口扩展设备和一台交换机。
2 系统功能特点
模拟测试分析系统功能有以下特点。
1) IEC60870-5系列协议都是以问答(Polling)方式工作,要测试通信报文发送和应答的对错。
2)要测试通信错误恢复处理机制。
3)要重点测试传送信息的实时性以及优先级的合理运用。
4)既可扮演主站端(启动方)又可扮演厂站端(从动方)的角色,分别测试厂站端和主站端系统的协议执行情况和突变数据处理能力。
5)可以作为第三方设备,对运行中的调度自动化系统,同时侦听并记录主站的下行报文和厂站的上行报文、跟踪分析,提供双方系统对于规约通信范畴和通信机制方面的分析报告。
这就可以从入网测试把关,将不规范的设备堵在系统之外,又能够对运行系统进行动态实况体检,及时掌握调度自动化系统每个通信环节的实际运行情况,以加强对自动化通信的规范管理。
2.1 作为主站系统角色
由于国内大部分厂站都使用点对点通道进行通信,从提高通信效率和便于控制角度考虑,IEC60870-5-101一般选用非平衡方式通信,主站作为启动站,厂站作为从动站,主站负责发起链路连接[2]。而IEC60870-5-104一般选用平衡方式通信,主站作为客户端,厂站作为服务器端,总是由主站发起链路连接[3]。主站端(或控制站)是主导通信的有序进行,启动链路建立、查询链路、召唤数据、下发控制命令、时钟同步、信息的完整性和安全性检查等,目的就是要通过这些过程的报文发送,测试厂站端应答情况。
测试方法有手动逐条报文测试和自动测试两种。这两种测试方法对系统测试都必不可少。手动测试的主要目的是测试报文的正确性;自动测试主要是测试通信机制的完善性。往往先针对有问题的报文或过程采用手动单步测试,所有单个问题解决后,再经过自动测试来验证通信机制方面的问题是一种比较高效的测试方法。
该系统可用来验收厂站端设备或对厂站端设备体检。在新建了一个厂站而又不具备与主站的通信通道的情况下,可以通过该系统在厂站端现场进行验收测试,该系统不仅可以查询实时信息,还可以模拟发出遥控、遥调命令以检验控制环节的正确性,解决厂站验收和通信测试不同步的问题;或者利用它对厂站端系统进行运行体检,从而评估厂站端系统的工作稳定性。
2.2 作为厂站系统角色
该系统扮演厂站端系统角色时,它能够模拟各种变化数据回答主站的询问,还能够模拟各种错误信息或应答机制错误来检验主站系统的所有通信报文或过程的处理情况,也可以作为模拟RTU来对主站系统进行体检。具体讲,作为站端的模拟测试分析系统具备的功能有以下几个方面。
1)可以根据各种典型情况建立、编辑、修改、保存、查询各种典型测试方案,形成多套的模拟测试典型方案。
2)按照IEC60870-5-101或IEC60870-5-104远动通信规约分别以RS232串口和10 M/100 M以太网口的通信接口方式与调度自动化系统的前置机进行连接,并且具备主备通道同时通信和切换功能。
3)模拟产生厂站典型的实时信息,并可同时模拟多个厂站实时数据,各厂站默认信息1 280个遥测量、4 096个遥信量、128个遥控量、128个遥调量,还可根据实际需要修改配置参数。
4)模拟典型电网事故的实际过程,如开关事故跳闸、保护动作、冲击负荷跳变压器、潮流分布变化等。
5)模拟自动化装置异常而出现的一些现象,以检验主站系统的容错能力。例如因接点抖动或采集单元故障引起的误遥信,主站是否能够识别并且过滤;给某些遥测增加不同的品质描述词以表示其被封锁、取代、不刷新、无效等来检查遥测处理机制是否完整。
6)响应主站的遥控、遥调命令,给出返回和确认报文,并且将被控点信号作为突变数据上送,方便主站控制过程的完整性检验。
7)对各种通信报文进行显示和全过程记录,并作为测试附件或记录输出并保存。
8)模拟“雪崩”数据,按照设定的厂站规模、信息容量、变化频率、持续时间等参数,模拟巨量的变化数据,以检验主站系统的极限处理能力。
9)模拟报文应答错误。模拟回答格式错误、机制错误、死循环的报文,检验主站对错误报文的处理和恢复能力。
2.3 作为第三方角色
作为第三方角色具有在线评估功能,可以对在实际运行中的调度自动化系统做体检。这样的检查才更有实际意义。系统的联机在线检查不影响主站与子站的正常运行和通信,通过实时监测双方交换的通信报文,对每个通信过程做出跟踪分析并进行监测评估;对报文发送机制、发送频率、发送内容、应答机制、应答内容、错误重发、报文间隔、实时性等方面会给出明确的分析报告,并且全程自动记录双方通信报文。
3 软件模块设计
模拟测试分析系统的软件模块配置如图2所示。
3.1 人机界面模块
人机界面模块主要实现4方面功能。
1)配置功能。可以对通信参数、系统参数、测试参数进行配置,包括测试项目、测试项目的权值、测试模式的参数配置。
2)查询功能。查询历史的事件包括遥信变位、事件顺序记录、遥测跳变压器、遥控操作、遥调操作、历史测试评估的结果、历史测试分项明细、查询测试过程保存的报文。
3)在线监视功能。可以在线监视上下行报文、通信原码、实时数据、告警信息。
4)错误模拟。IEC60870-5-101规约共设计模拟了22种错误类型,IEC60870-5-104规约设计模拟了12种错误,这些错误模拟基本涵盖了规约的各个层面。
3.2 通信模块
针对IEC60870-5-101和IEC60870-5-104分别采用不同的物理层和链路层的要求,设计了与之相配套的串口通信和网络通信处理模块,特别是作为模拟监视系统使用时就需要更多的接口,利用终端服务器的串口扩展功能,可以实现与多路串口通道通信。网络通信采用TCP/IP方式,根据系统扮演的不同角色分别作为TCP的客户端、服务端或客户服务兼而有之。通信模块只负责将通信报文安全接收到或发送到对方。
3.3 规约处理模块
规约处理模块主要负责规约解释和数据处理,统一转换成标准格式的数据进入实时数据库。与常规规约处理不同的是,它要对解释和处理的过程进行全记录,还包含标志处理和机制判断方面的内容。该系统设计了一个规约库,可以根据需要增加对其他通信规约的处理而不至于对系统架构做修改。
3.4 分析统计模块
分析统计模块能够实时动态显示遥测、遥信、遥脉等实时数据信息,显示遥控操作、遥调操作等事件信息。能自动统计厂站通道的状态、误码,对每个通道的始测进行控制,并能看到测试状态。
3.5 记录输出模块
记录输出模块有实时告警窗,能对遥信变位、事件顺序记录、遥测跳变压器、遥控操作、遥调操作及其他系统事件进行告警,能看分类或全部告警;能提供简明的测试结果,也能将测试过程得到的明细作为附件输出。
4 结语
规约模拟测试分析系统有广泛的应用范围。科研和生产厂家可以将该系统应用于主站、厂站系统的调试阶段,为规约的规范化应用提供了可靠的技术保证,调试效率大幅度提高;行业管理机构可用该系统对入网产品的通信协议作检测和评估;调度自动化系统可用该系统对运行系统进行在线常规应用检查和试验,及时发现系统中存在的隐患。
目前该检测技术已在广东全省范围内得到广泛的应用,不仅检测国内的产品,同时对准备进入南方电网的法国ALSTOM产品进行了规约的检测,证明效果很好。该项目已经通过广东电网组织的专家组验收。验收结论为:项目达到预期目标,具有很高的实用价值,项目的整体水平处于国内领先水平。
规约模拟测试分析系统的成功应用,促进了规约规范化、标准化工作的发展,既能够提高通信规约和实时数据的应用水平,又可定期对运行系统展开在线测试和评估,有利于调度自动化系统的安全稳定运行。
摘要：调度自动化系统的安全稳定运行关系到当前电网的安全稳定。介绍了新研制的IEC系列规约模拟测试分析系统,可为调度自动化系统的安全稳定运行提供保障。具体介绍了该系统的配置方案,以及进行规约入网测试对运行系统在线体检、通信机制评估的功能实现,软件模块设计。该系统已通过广东电网组织的验收。
关键词：调度自动化,通信协议,模拟测试,在线评估
参考文献
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[2]王首顶,卢建刚,段新辉,等.广东电网DL/T 634. 5101—2002实施细则[S].广东电网公司,2002.
自动化测试系统 篇9
在线计费 (Online Charging System, OCS) 是以在线计费消息作为计费依据并进行实时欠费风险控制的计费模式[1-3]。近几年国内外大部分电信运营商都在从离线计费转向在线计费, OCS将逐步成为新一代的电信业计费方式[4,5]。
OCS在线计费系统一般分为接口层、核心功能层、数据层和应用层[6]。在线计费接口是指核心网与业务支撑网间Gy接口, 该接口涉及的厂家设备多, 接口消息差异大, 导致了不同网元间的接口成功率受影响, 在跨省漫游时问题尤为突出, 影响了用户的业务使用[7,8,9]。
2 在线计费接口测试特点
在线计费接口测试具有消息量大、消息结构复杂人工易出错、测试工作重复性强等特点。以中国某运营商某省的流量业务在线计费接口消息量为例, 平均每天产生的消息文件为TB级别, 消息量为亿级别;接口消息按DCC协议组织, 层次多, 字段多, 字段间关系嵌套、关联、互斥关系复杂, 且不同省份的接口测试内容具有90%以上的重复性[10]。目前业界由于缺乏专门的检测工具, 在线计费接口测试仍采用人工检测为主[11]。但是由于接口消息量大, 人工筛选无法筛选出低频使用的消息类型, 导致测试覆盖不全;接口结构复杂, 现有测试只能借助一些简单的消息查看工具测试消息的内部细节, 结果很容易导致人为错误;不同省间的相同消息人工重复测试, 效率极低。
本文提供了一种在线计费接口消息自动检测系统, 解决了上述问题。该系统已在国内某运营商的生产上线测试中实际使用, 具有较强的实用性。
3在线计费接口测试系统设计
3.1系统平台设计
针对在线计费接口消息结构复杂、接口变化快、测试人员开发技能要求低等特点本系统采用基于MVC4+Easu UI技术的Web开发框架, 视图层使用JQuery Easy UI组件进行布局展示, 控制层主要是业务逻辑的处理, 数据层使用文件和My SQL数据库进行数据存储。下面给出了该系统的框架设计图:
视图层 (View) 通过界面配置测试任务和测试用例, 通过多层可伸缩扩展的结构树, 使各种场景所需测试用例的配置全界面化;
控制层 (Controller) 为测试执行模块, 根据测试任务, 通过调用各个系统程序子模块和相应组件, 自动执行测试过程, 输出测试结果;此过程利用基于数据驱动的自动化分析技术, 自动识别测试任务中的测试用例、自动查找相应的输入数据, 再进行比对, 整个测试过程全自动化, 提升测试效率。
数据层 (Model) 存放测试输入输出数据。一次性执行的输入数据、过程数据, 以文件形式存放同, 一次写多次读的数据, 例如控制层输出的详细结果记录、统计结果等数据保存到数据库中, 用于存档和输出测试报告。
本系统的MVC三层设计实现了将测试用例的配置与后台测试执行逻辑层分离, 测试用例的变更不会影响到底层系统代码, 实现了用例配置的场景通用性、架构与业务的松耦合性、以及功能组件的易扩展性, 并解决了其它自动化测试工具存在对测试人员的代码编写或脚本编写能力有依赖的问题[12]。
3.2 功能框架设计
本设计将在线计费接口自动化测试的核心功能主要分为四大模块。分别为消息分割模块、消息筛选模块, 测试用例配置模块和测试执行模块。
消息的分割与筛选模块主要完成接口文件上传和拆分, 消息码筛选条件的界面设置和保存、以及自动筛选过功能。
标准用例管理模块主要完配置测试用例的功能。在多层结构树界面中, 实现用例的可携带性、字段层次、字段格式等内容的配置, 并进行增、删、改、查等操作管理。
消息自动比对功能模块完成测试自动化执行功能。根据前台配置好的测试用例、标准结果, 自动匹配输入数据进行全量比对, 并将测试结果保存在基于XML的树形数据库中。
测试结果统计模块完成结果管理功能。将比对完的测试结果保存在数据库中, 通过XML形式详细记录结果和问题类型, 自动生成测试统计结果、测试报告。
3.3 业务处理流程
基于上述平台框架的设计思路和实现的主要功能逻辑, 本测试流程在实际的在线计费接口自动化测试的应用中的关键流程步骤, 如图2所示。
(1) 对从生产系统服务器端口获取到的CAP等格式的在线计费接口消息文件, 利用文件分割技术进行分割, 从报文文件中剥离出所有独立的十六进制DCC消息原始码, 并以文件形式存放。
(2) 基于系统设置的筛选规则和自动筛选技术, 从海量的DCC消息原始码文件中自动筛选出符合要求的消息包。
1) 配置筛选规则。各类消息配置对应的筛选规则, 包括消息类型、AVP字段的取值、是否包含、筛选消息条数属性等;
2) 解析DCC消息原始码文件, 用多层次的树形结构XML文件来保存解析后的DCC消息;
3) 逐条过滤, 判断解析后的DCC消息是否符合配置筛选规则。
(3) 根据前台配置的各类消息测试用例、标准结果和后台比对规则, 对每一个输入的消息包的格式及其包含的所有AVP字段进行层次化的全量对比。
1) 配置各类消息的测试用例。包括消息结构、层次、可携带性、必选字段和可选字段的取值、数据取值区间、数据值、数据格式等;
2) 自动地将各类消息的测试用例和相应输入的消息进行匹配;
3) 解析消息包, 将消息包按照后台AVP字段配置进行解析, 封装成XML格式, 保存到数据库;
4) 逐层逐个字段检测与标准结果进行比较:包括携带关系、字段间关联关系、互斥关系、嵌套关系、数据格式和取值等。
(4) 将自动化测试执行产生的结果统计和入库。
1) 对检测出问题的AVP字段按照分类用不同的标记进行标识, 并将问题描述分类保存起来;
2) 将对比后的消息包和详细描述封装成XML, 并保存到数据库中;
3) 自动生成问题统计结果和测试报告。
4在线计费接口测试系统实现
本测试系统在本地接口和漫游接口测试工作中已取得了显著应用效果。本章介绍该系统关键模块的技术实现。
4.1文件分割模块
主要是使用基于CAP的文件分割技术, 将从在线计费业务服务器IP端口中获取的CAP文件根据CAP、TCP、ETHERNET等协议来寻找分割点, 去除消息包中的各类报文头, 并进行自动分析和分割, 从CAP文件包中剥离出独立的DCC消息, 每个CAP文件处理后输出大量的DCC消息原始码, 并以文本形式存放。本模块功能为后续的筛选、测试分析简化了数据形式, 大大提升自动化测试执行速度。具体实现如下:
第一步:从IP端口获取cap文件, 保存到file中, 并获取file文件的输入文件流is;
第二步:根据以太网帧格式, 将is分割成多个以太网帧。然后对每一个以太网帧做如下处理:去掉以太网帧、IP数据报、TCP报文的头部 (即去掉开始的64个字节) , 将TCP报文的内容保存到hex Str中;
第三步:将hex Str保存到指定目录, 文件名按照cap文件名称+时间戳+计数器;
4.2 消息筛选模块
筛选模块的要求是准确和效率。本系统主要采用多线程并行分析技术、多进程批量对不同原始码文件进行处理解决效率问题。通过设置的筛选规则和自动筛选技术, 从拆分好的海量十六进制DCC消息中筛选出各类场景所使用的不同接口消息并组装成包含属性标记、有层次、与平台无关的XML格式DCC消息, 从而使得筛选过程简单、快速化, 使消息获取过程自动化, 自动获取符合要求的输入消息。筛选过程具体的主要代码实现如下:
4.3 标准用例配置模块
前面设计中提到, 接口变更带来的测试用例变更, 应与系统底层逻辑代码无关, 所以接口的字段、格式及结构关系等不能固化在后台, 需通过前台进行灵活配置, 并通过按照一定的规则传递给后台。按照3GPP国际标准, 在线接口消息非常复杂, 例如:字段间至少4层嵌套关系;同一个字段, 在同一消息中可能出现多次;可选字段在有些消息中为必选等。所以配置界面中这些逻辑的配置和传递是实现的难点, 本系统通过特殊字符映射规则和可伸缩的树形结构解决了该难点。特殊字符映射规则是指通过消息字段中不可能用到的特殊符号映射结构关系和关联关系。可伸缩的树形结构如图3 所示, 对同一个AVP字段需要出现多次的情况, 在配置界面, 点击字段后面的“+”号, 将会在下面增加一行。
具体实现为调用JS脚本中相应的增加函数addrows () , 见下面实现:
4.4 测试执行模块
测试执行模块是整个自动化系统的核心模块, 通过本过程判断出输入的接口消息是否符合标准要求。由于消息结构层次丰富, 字段繁多, 字段间关系错综复杂, 所以比对的执行过程是系统的难点, 需要精确的自动匹配和严谨的逻辑处理。本系统自动测试执行的实现代码如下:
5 结束语
本论文针对在线计费数据流量业务中各电信运营商系统中出现的严重的接口互通问题, 介绍了一种自主开发的在线计费接口自动化检测系统, 并对该系统的功能、设计流程、实现技术做了说明, 该测试系统提供了一种新的在线计费接口消息检测技术, 解决了现阶段人工测试存在的即耗费人力和时间成本, 结果又不全面不准确的问题, 大大提升测试准确性、全面性和测试效率, 具有很强的实用性。
摘要：为了解决目前电信运营商在数据流量业务方面基于DCC协议的在线计费接口测试存在的工作量大、测试用例复杂易出错、测试重复性强等问题, 本文提出了一种在线计费接口消息自动化测试系统。该系统将接口抓取的文件基于CAP等协议分割, 同时自动筛选出全面的消息类型、并利用测试与工具开发解耦的自动化测试执行模块, 实现了测试执行过程的全自动化, 同时满足了测试效率、测试准确性和测试全面性要求, 在生产运营中具有很强的可用性, 目前已在国内运营商进行了推广使用。
关键词：数据流量业务,在线计费,DCC协议,计费系统,自动化测试
参考文献
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自动化测试系统 篇10
随着Internet和Intranet/Extranet的快速增长, Web已经对商业、工业、银行、财政、教育、政府和娱乐及我们的工作和生活产生了深远的影响。许多传统的信息和数据库系统正在被移植到互联网上, 电子商务迅速增长, 早已超过了国界。范围广泛的、复杂的分布式应用正在Web环境中出现。Web的流行和无所不在, 是因为它能提供支持所有类型内容连接的信息发布, 容易为最终用户存取。
在基于Web的系统开发中, 如果缺乏严格的过程, 我们在开发、发布、实施和维护Web的过程中, 可能就会碰到一些严重的问题, 失败的可能性很大。而且, 随着基于Web的系统变得越来越复杂, 一个项目的失败将可能导致很多问题。当这种情况发生时, 我们对Web和Internet的信心可能会无法挽救地动摇, 从而引起Web危机。并且, Web危机可能会比软件开发人员所面对的软件危机更加严重、更加广泛。
在Web工程过程中, 基于Web系统的测试、确认和验收是一项重要而富有挑战性的工作。基于Web的测试与传统的软件测试不同, 它不但需要检查和验证是否按照设计的要求运行, 而且还要测试系统在不同用户的浏览器端的显示是否合适。重要的是, 还要从最终用户的角度进行安全性和可用性测试。然而, Internet和Web媒体的不可预见性使测试基于Web的系统变得困难。因此, 我们必须为测试和评估复杂的基于Web的系统研究新的方法和技术。
而自动化测试就是希望能通过自动化测试工具或其他手段, 按照测试工程师的预定计划进行自动的测试, 目的是减轻手工测试的劳动量, 从而达到提高软件质量的目的。自动化测试的目的在于发现老缺陷。而手工测试的目的在于发现新缺陷。自动化测试涉及到测试流程、测试体系、自动化编译、持续集成、自动发布测试系统以及自动化测试等方面的整合。也就是说让测试能够自动花, 不仅是技术、工具的问题, 也是一个公司和组织的文化问题。首先公司要在资金、管理上支持, 其次要有专门的测试团队去建立适合自动化测试的测试流程、测试体系;其次就是要把源代码从受控库中取出、编译、集成、发布可运行系统、进行自动化的单元测试和自动化的功能测试的过程。
自动化测试可以减少或消除一些手工测试中的重复和烦琐, 节约测试所必需的时间和提高测试的一致性和可重复性。自动化测试可以提高产品质量并尽可能在软件生命周期的早期发现缺陷。
并非任何测试自动化都可以起到预期效果, 只有好的自动化测试体系才能扬长避短, 达到建立自动化测试体系的初衷, 在质量保障方面有所作为。否则测试自动化可能会由于其建立和维护等方面的负担造成延误工期、成本浪费, 甚至最终被完全放弃。
2. Web自动化检测系统的设计原理
如何解决自动化测试过程中遇到存在的问题呢?本文主要通过提出基于关键字驱动的检测方法, 这是通过相应的关键词、关键字进行数据检测的方法:
2.1 界面元素名与测试工具定义对象名的分离
可以在被测程序和生成的测试脚本之间增加一个模型层, 它可以将界面上的所有元素映射成对应的逻辑对象, 测试针对这些逻辑对象进行, 界面元素的改变只会影响映射表, 而不会影响测试。
2.2 执行动作与具体实现细节的分离
把测试执行的动作和测试具体实现细节分离开来, 用关键字描述测试执行动作, 只说明该步测试执行什么动作而不管测试工具具体怎样执行。这样做是因为测试的实现细节通常和特定的测试执行工具有着密切的联系, 比如QTP和RTF。这种分离使得关键字对于实现细节不敏感, 有利于测试在不同工具间的移植。
2.3 测试脚本与测试数据的分离
最后, 可以把测试执行过程中所需的测试数据从脚本中提取出来, 在运行时由测试控制模块从数据库中读取预先定制好的数据, 这样测试脚本和测
试数据可以独立维护。
采用上述关键字驱动自动化测试的思想, 使执行动作、测试对象和测试数据相互独立, 最大程度的减少相互之间的影响, 彻底解决了使用GUI自动化测试工具产生的问题
3. 软件自动化测试框架
该测试框架从逻辑上自底向上分为4层, 如图1所示, 分别是:由测试对象和识别脚本构成的模型层, 由标签库和测试数据库构成的数据层, 由控制文件构成的控制层以及由用例描述原语 (ASL) 构成的应用层。本文以自动化测试工具QTP为例, 搭建具体的测试框架。
3.1 模型层
在框架最底部测试的方法, 主要是通过对于模型层测试工具所识别的GUI控件对象以及对象的识别脚本构成, 模型层负责将GUI控件对象和识别脚本分别组织并以友好的方式提供给数据层的标签库模块使用。
(1) 对象识别脚本
在使用QTP录制时, QTP自动记录GUI对象并生成测试脚本。该测试脚本包含了对GUI对象的识别、执行动作和测试数据, 使得测试脚本难以重用和维护。本文在测试框架模型层中只保留对GUI对象的识别脚本, 而把测试数据放到数据层、执行动作放到控制层管理, 从而实现了相互之间的分离。
(2) GUI控件对象
在测试框架模型层中, 通过对界面元素的分析 (UI分析) 并和QTP对象识别机制相映射来组织GUI控件对象。UI分析是从被测系统界面入手, 记录页面层次并把该页面中的GUI对象以要素的形式记录到数据库中, 以达到结构化、层次化管理对象的目的。
3.2 数据层
数据层由标签库和测试数据库构成, 标签库保存要素名和识别脚本的映射关系, 测试数据库保存具体的测试数据。
标签库是针对某一个应用建立的, 它可以通过学习而扩展, 其中包含了图形用户界面交互的完整细节, 包括GUI界面和对象。本文通过打标的方式来对具体交互细节进行封装:首先利用QTP录制待测系统的执行过程, 获取各测试对象的脚本;然后对录制脚本进行打标, 实现要素名和测试对象的对应;最后对打标后的脚本进行分解并提取识别脚本和标签, 生成标签库。
3.3 控制层
控制层为自动化测试框架提供了一个控制入口, 测试工程师利用控制层实现具体的测试意图:测试工程师可以对测试的执行顺序根据需要进行调整, 使得测试不必按录制顺序回放;可以通过关键字设置GUI对象的执行动作, 实现各种操作;可以通过要素名匹配测试数据。
3.4 应用层
应用层通过用例描述原语 (ASL) 具体实现测试的执行:ASL首先获取测试案例的某一控制文件, 得到该测试逻辑并解析出测试数据标志和标签;然后通过要素标签在标签库中查找相应脚本, 匹配测试数据库中测试数据, 组合生成测试工具QTP可以执行的脚本;最后调用测试工具QTP实施自动化测试。
4. Web产品检测技术的框架实现
本文主要通过Web产品检测技术的实现过程, 来分析如何能够在关键字驱动下进行自动化的检测。例如:在某银行开户流程的测试中, 要求对所有对象进行验证, 以保证软件质量。假设每个测试对象仅需要测试1个正例和1个反例, n个对象的测试组合就是2n次。
而利用本测试框架, 只在测试开始时建立框架体系, 对控件对象识别、打标并生成标签库, 对测试规则分析设计出测试用例。通过这种方式使测试逻辑、测试脚本和测试数据相互脱离, 在回归测试中仅通过对控制文件的修改就可以对相同功能、不同数据的用例进行测试, 同时, 测试脚本不关心测试用例, 测试的数据和业务逻辑都集成在测试数据表格之中, 测试的设计就简化为测试数据表格的设计。
由上述测试实例可以看出, 应用关键字驱动技术进行自动化测试, 可以把测试工程师从繁琐的重复性劳动中解放出来, 也为软件产品提供更为高效的、更为精准的测试, 提高产品的竞争力。
参考文献
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自动化测试系统 篇11
关键词：楼宇自动化系统DDC排水系统
0引言
智能建筑的概念，在20世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国康涅狄州哈特福德(Hartford)市建成。这座大厦不仅提供舒适、安全、方便的办公环境，而且还具有极高的灵活性和经济性。它的特点很快引起各国的重视，智能建筑由此兴起。我国于90年代才起步，但迅猛发展势头令世人瞩目。
1楼宇自动化系统简介
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(BuiIding Automa-tion System简称BAS)，是智能建筑的主要系统，也是智能建筑的重要标志。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统，将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上，通过网络对其进行综合控制，这些设备包括空调，照明设备、电梯等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境，同时实现节能的要求。
楼宇自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯等子系统。
2楼宇自动化系统的优越性
2.1高度集成化将建筑设备、子系统、功能、信息通过计算机网络集成为一个相互关联的统一协调的系统，实现信息、资源、任务的重组和共享。
2.2节省设备运行维护和人工费用采用楼宇自动化系统的智能化管理功能，可降低机电设备的维护成本，同时由于系统的高度集成，系统的操作和管理也高度集中，人员安排更合理，使得人工成本降到最低。
2.3安全、舒适和便捷的环境楼宇自动化系统有强大的自动监测与控制系统，具备对灾害和突发事件的快速反应能力。这样大大提高建筑物使用人员的工作效率与生活得舒适感，安全感和便利感，使建造者与使用者都获得很高的经济效益。
3楼宇自动化系统在排水系统中的应用
一般大楼的排水系统。传统的做法是纳入强电专业统一控制，由污水池中的液位计根据水位情况发出信号，由相关配电盘对污水泵进行启停控制。楼宇自动化系统应用于污水监控系统后，可以对建筑内污水泵的运行状态和参数进行实时监视，对于水泵等机电驱动设备，监控系统可以通过监测断路器和热继电器的辅助触点来判断电机是否发生短路和过载故障，同样监控系统还可以通过液位传感器对污水池液位监测来判断排水监控设备运行正常与否。当这些机电设备发生故障时，监控系统可以及时报告故障发生的部位，原因及类型，排除故障后，恢复设备正常运行。
3.1排水系统的设备本文以污水泵2台(一用一备)、污水池1个为基本单元进行论述。
3.2排水系统具有下列基本功能①监测污水泵的运行状态，手／自动状态和故障信号，故障时报警；②实现就地控制和远程控制：③污水泵启停控制i④根据污水池液位，启停污水泵，并对超限水位进行报警，防止溢流；⑤与其它系统通信；⑥监控界面彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，及其历史数据等。
3.3排水系统的软件部分和硬件部分本系统采用集散控制系统，通过通信网络转送各种信息协调地工作，各个分散的DDC(直接数字控制器)在统一集中操作管理和协调下各自分散工作，对被控设备的实时监测、保护与控制任务，以完成控制系统的总体功能和优化处理。楼宇控制室计算机监控软件具有很强的数字通信，装有丰富监控软件功能的管理计算机，完成集中操作，显示报警，优化控制功能，避免了常规仪表控制分散后人机联系困难与无法统一管理的缺点，充分体现了集中操作管理、分散控制的思想，实现了实用而便捷的人机会话系统。
楼宇控制室内计算机的监控软件软件对现场被控设备进行运程协调控制，经网络传送到DDC(直接数字控制器)，由DDC负责执行各种操作命令，并采集命令执行期间的操作信息返回给监控软件。它们之间的数据传递由通信网络完成。
3.3.1监控软件监控软件操作界面它能显示手自动开关状态、启停状态、启停控制、污水泵是否处在故障停泵状态，以及污水池高液位报警等。
监控软件提供了用户对楼宇自动化系统的三大功能：①監视能力：用户可能通过图形界面，对污水泵的运行状态、控制手，自动开关状态进行实时和历史的监视。②控制功能：用户可通过监控页面控制命令、程序控制等应用程序控制污水泵的启停。③管理功能：用户帐户管理、系统设备管理、程序上下载管理，还能通过系统活动记录、报表等应用程序了解排水监控系统自身的状态。④报警功能：有故障时，监控界面自动弹出报警条，显示故障报警时间、故障所处的位置等。
3.3.2 DDC控制器DDC控制器是用于监视和控制有关现场机电设备的控制器，它是一个完整的控制器，它包含软硬件，能完成独立运行，不受到网络或其他控制器故障的影响。DDC具有可靠性高、控制能力强、可编写程序等优点，智能大楼中各类设备均已普遍使用。
DDC控制器的输入输出信号，根据物理性质通常分为四类：模拟输入量(A1)、模拟输出量(AO)、数字输入量(DI)、数字输出量(DO)
①排水系统的DDC接线图如下，
②图中各DDC控制器的作用DDCI控制器是以微处理器为基础，由安装在一起的端子部分和电子部分组成，通过I／O模块与多种前端传感器和被控装置连接，该控制器本身无任何输入与输出点，需和I／O模块配合使用，通常可作为10个I／O模块的控制器。多个控制器可组成一个本地局域网及相互交换数据，它可直接连接到监控软件。
DDC2为数字输入模块，它作为DDCI控制器的扩充模块，通过网络与DDCI控制器连接，具有10路数字输入。
DDC3为数字输入，输出模块，它也作为DDCI控制器的扩充模块，通过网络与DDC1控制器连接，具有4组数字输入和5路数字输出。
③排水系统的监测点、传感器监测点污水泵的运行状态为DI，污水泵动力柜主继电器辅助触点通过DDC箱输出泵的运行状态信号。
监测点污水泵的故障状态为DI，污水泵动力柜主电路热继电器辅助触点输出泵的故障状态信号，当泵运行过热时，热继电器动作，常开触点闭合，泵故障信号传送到监控软件。
监测点污水泵手、自动为DI，污水泵动力柜继电器辅助触点输出手自动状态，通过DDC箱送入监控软件。
监测点污水泵运行控制为DO，当系统处在自动状态时，由楼宇系统发出启停泵信号，通过远程控制按钮达到启停泵要求。
污水池水位监测点为Dl，水位开关，有高位、超高位、低位报警三个液位开关，传感器采用浮球开关作为开关量的传感器，对液位上限或下限进行监测，若需要对液位实时连续监测可改成压力液位传感器。
这些输入输出状态都是通过DDC控制器传送给计算机，用户通过监控软件监控软件进行监控，实现人机对话。
3.3.3污水泵一用一备控制原理图
3.3.4污水泵的控制工作原理污水泵控制有三种情况，即转换开关SAC打到左边自动(1#泵用2#泵备)，转换开关SAC打到右边自动(2#泵用1#泵备)，转换开关SAC打到中间为手动。
转换开关SAC打到中间为手动。转换开关5、6接通和7、8接通，实现1#、2#污水泵手动控制。同时继电器6KA得电，6KA的常开触点闭合，传送手动状态信号到DDC箱再由DDC箱传送到监控软件。转换开关SAC打到左边或右边，实现泵一用一备的自动控制。同时继电器6KA都不得电，6KA的常开触点没闭合，传送自动状态信号到DDC箱再由DDC箱传送到监控软件。这样通过继電器6KA的常开触点作为开关量传送手自动状态信号。
转换开关SAC打到左边时，转换开关11、12接通和9、10接通，实现1#泵用2#泵备的自动控制。控制工作原理是当高液位时，液位计常开触点吸合，中间继电器3KA线圈得电，3KA常开触点闭合，使1KM线圈得电，1#污水泵投入工作，进行排水。同时1KA线圈得电，1KA常开触点闭合，1#污水泵的启动信号通过DDC箱传送到监控软件：当水位达到低水位时，液位计常闭触点断开，使3KA线圈失电，3KA常开触点断开，1KM线圈失电，1#泵停止工作，同样污水泵的停止信号通过1KA常开触点断开传到DDC，再由DDC送入监控软件，工作人员不用到现场就能通过监控界面看到污水泵的运行状态。另外如果1 KM线圈没吸合，1#污水泵不能正常工作，热继电器1KH线圈失电，1KH的常开触点断开，DDC收到由1KH常开触点传送1#污水泵的故障信号，再送入监控软件，监控界面自动弹出报警条，提醒工作人员及时处理。同时1 KM常开触点闭合使2KT线圈得电，延时一段时间后，2KT常开触点吸合，使2#泵的2KM线圈得电，2#泵启动，并使2KA线圈得电通过2KA常开触点传送2#泵的启动信号达到监控软件，这样完成污水泵～用一备及信号传送的功能。污水泵一用一备的详细控制过程见图3。
4结束语
自动化测试系统 篇12
作为3GPP长期演进的LTE, 与3G相比, 具有更高速率, 更低延时, 无线接口等方面的具大优势, 为了确保在未来更长时间具有较高的市场竞争能力, 各大运营商都在大力发展LTE网络的研究与建设工作。Ir接口是TD-LTE网络分布式基站BBU (基带单元) 和RRU (射频远端单元) 之间的接口单元, 如图1所示, RRU通过Ir接口与基带单元设备BBU相连, BBU通过S1接口和EPC (核心网) 连接[1]。
但是在LTE系统测试中, Ir接口协议的手动测试过程非常繁锁与复杂, 整个测试周期相对较长, 为了提高测试效率, 简化复杂繁琐的测试流程[2], 对于Ir接口协议自动化测试的研究具有相当重要的现实意义。本文将着重介绍如何设计和实现一个基于Windows平台下的Ir接口协议自动化测试系统, 支持对协议功能, 性能等测试指标的自动提取与呈现。
1 Ir接口测试介绍
在国内TD-LTE网络中, BBU和RRU遵循的是用中国通信行业标准的Ir协议来传递信令和数据信息, Ir接口目前支持多种光速率传输, 主要有2.5Gb/s, 5Gb/s, 10Gb/s, 支持多种组网方式包括单点连接, 星型连接, 链型连接, 所有BBU和RRU间的消息通讯必然会经过Ir接口协议的处理, 同时IR接口协议定义了BBU和RRU的互操作流程, 可以让BBU对RRU进行相应的参数查询以及配置, 这些互操作流程测试项目的实现是保障网络稳定运行的重要前提。根据协议规定可以把测试功能划分为以下几大类:
(1) 查询功能:主要进行状态查询, 参数查询, 告警查询等对RRU设备内各参数的查询操作, 获取相应功能的参数信息。
(2) 配置功能:主要进行参数配置, 小区配置, 等对RRU设备内各参数的配置操作, 使相关功能参数设置为特定值。
(3) 级联操作功能:主要在RRU级联情况下对级连RRU设备进行一些操作使级联RRU受到BBU的控制。
原有测试方案是通过串口线进行调测, 但是不能满足测试项目的需求, 新的系统必须改为网线调测, 整机测试原理图如图2所示:电脑终端发出测试命令给BBU模拟盘, BBU模拟盘将命令转发给RRU设备进行相关操作, RRU将结果上传至BBU模拟盘, 电脑端获取数据, 其中衰减器和负载是用来衰耗信号, 频谱仪是用来给BBU模拟盘提供10MHz参考信号。
2 软件体系的设计
本设计作为基于Ir接口协议的自动化测试应用软件, 主要支持Ir接口协议的各项测试功能的实现, 基于Windows平台环境的系统开发比较实用和快捷, 开发工具用Visual Studio软件进行系统开发。Visual C++因其拥有方便易用的AppWizard、ClassWizard和丰富的可视化资源编辑工具, 成为人机对话界面设计中使用最广泛的平台之一, 并且拥有强大的集成开发环境, 在此环境中测试人员可以方便的进行工程管理、编写C++源程序、编译、修改, 更重要的是, Visual C++还提供了MFC (Microsoft Foundation Classes) 的程序类库, 为实现界面设计提供支持, 本测试软件设计是基于模块化的设计方法[3], 同时采用MFC进行界面设计, 软件的整体框架结构如图3所示。
一个完整的软件测试流程是从测试人员配置Ir协议参数开始, 测试软件读取测试人员配置参数的情况, 将各参数赋与Ir协议消息构造模块, 经过通信模块建立PC端与BBU模拟盘的连接, 根据自定义的网络通信协议加上相应的包头, 将数据包通过连接链路发送出去, BBU模拟盘收到消息后开始解析数据包, 解包后进行合法性的判断并将有用数据转发给RRU, RRU接收到消息后作出相应回应, 再将结果传至模拟BBU回传通信模块, 通信模块将数据提交给测试结果处理模块进行检验和储存。
3 关键模块的设计
3.1 协议消息构造模块
Ir接口协议定义每个控制功能的实现, 必须要按协议规定的格式和结构去构造消息实体, 消息组装比较灵活, 当测试消息配置好以后, 通过自定义的通信链路通过发送特定消息, 否则发出的消息不会收到回应, Ir协议的消息结构如图4所示。
消息由消息头、消息体组成。消息头的长度为15个字节, 它由消息编号、消息长度、RRU序列号、流水号组成, 其中消息编号代表了此消息属于什么功能的消息, RRU序列号是逻辑上RRU, BBU的序列识别号, 流水号都是即时统计得出, 消息头内各参数值不能随意填写, 必须是当前真实硬件环境下的参数值, 否则消息不能被RRU识别。消息体是由各个具体IE组成的。
在此模块的实现是采用C++语言进行消息类的构造, 消息类成员变量包括消息头和消息体, 消息头又是一个单独的类, 它再包含RRU序列号, 流水号等成员变量, 消息体则由自定义各IE的类的实体对象构成, 并且各个IE可以灵活排列, 这充分体现了协议消息配置的灵活性与可扩展性, 通过软件实现消息的配置可以满足测试项目对定向化与多重化的需求。
3.2 通信处理模块
PC端要把消息发往模拟BBU端就必须要建立一条可以信任的通信链路, 本项目中PC端与模拟BBU端的关系就类似于服务器与客户端的模式, 即PC机的测试系统发出连接请求, BBU模拟盘接收到请求后再建立好通信链路, 本实验方案会选择网络通信协议来建立连接, 由于RRU内部有很多不同类型的程序代码在执行, 串口会打印大量的BSP信息及其它不相关消息, 这些无用的数据会对Ir协议测试结果的反馈造成严重的干扰, 非常不利于测试数据的剥离, 所以必须使用网络通信协议。
基于Socket套接字的网络通信, 通常会采用TCP或者UDP的套接字连接。相对于TCP的三次握手过程, 在实际测试中, 需要更快的反应速度与更有效率的数据传输[4], 所以本模块采用UDP接连方案, 保证测试能够及时快速地进行单元和联合测试。在进行连接以后, 通信模块要获取BBU模拟盘与RRU的一些参数配置情况, 这都需要在通信处理模块添加相应的接口程序来完成。同时, 此模块会将Ir消息包进行第二次封装, 加上与BBU模拟盘端自定义的标志位信息, 保证消息在发出后能够被BBU模拟盘识别是IR协议的消息与其它网络消息区别开来。整个通信模块的运行流程如图5所示。
3.3 测试数据管理模块
测试数据管理模块分为两大部分, 结果处理部分以及数据存储部分[5]。测试结果处理部分:当BBU模拟盘上传的测试结果被通信模块收到以后, 这些数据是有复杂的数据结构的, 要把其中每个IE的参数都要单独剥离出来, 这里就必须要用到指针, 根据消息类的数据结构进行指针的偏移, 从而定位到每个单独的参数, 处理流程如图6所示。
本系统的数据存储部分划分为两大类, 测试结果报表选用和配置文件管理。系统对各个测试项都会制作相应的报表模板以便测试结果的导入, 测试报表应选用尽可能简单快捷的报表解决方案, 通常会采用EXCEL, WORD或第三方控件进行测试结果的报表导入, 本系统选用第三方控件FLEXCELL, 相对于EXCEL, WORD等报表, 它的灵活性及快捷性, 能很大程度上方便测试代码的编写, 只需要添加相应支持的接口函数就可以直接对报表进行操作, 当测试数据经过数据处理模块后可以很方便的将各个参数导入报表完成数据的存储。
配置文件是用来存储测试结果各参数的门限值, 将测试结果数据的门限值存放在特定的文件里面, 当测试数据获取以后直接根据配置文件内的门限范围进行比对, 本系统利用Win32 API提供的相关函数从Win.ini文件直接读取各个参数值的值域并对测试结果进行判断, 这样可以大大减轻测试人员测试代码的编写, 并且在调整门限范围时不用修改源代码, 只需要在配置文件内进行修改即可, 让相关代码的修改和扩展得到很大的简化。
4 实验结果及分析
为了验证本软件的实用性, 对其中一个测试项进行实验测量, 在WIRESHARK中对所获取的有效信息进行抓包, 得到如图7所示结果, 经过测试软件的数据处理得到如图8所示的部分最终实验结果, 由此可知, 本次实验获得了预期的目标。
5 结论
本文对基于Ir接口协议的自动化测试技术进行了研究, 通过对IR协议理解分析, 设计了在Windows平台下的IR接口自动化测试软件的设计方案, 重点介绍了消息构造, 端口连接设计, 测试结果处理等几个重要模块的实现方法, 在真实平台环境下进行调测以后, 结果表明可以获得理想的实验的目标, 证明了本设计方案的实用性和可行性, 能够极大的降低测试人员的工作量, 保证LTE研发工作更加有效率地进行。
摘要：针对Ir接口协议的工程应用, 提出了一种基于Windows平台的Ir协议自动化测试软件设计方案, 在此基础上详细讨论了协议消息的构造, 通信模块的建立, 数据处理在内的核心功能的实现方法。测试结果表明, 该软件在真实硬件平台上运行稳定, 功能执行正确, 其代码具有较好的健壮性, 稳定性, 可扩展性。
关键词：Ir接口协议,自动化,消息构造,数据管理
参考文献
[1]中华人民共和国工业与信息化部.TD-LTE蜂窝移动通信网分布式基站Ir接口技术要求[S].2011.
[2]杨柳, 王晓斌.基于SSLVPN自动化测试工具设计与实现[J].成都信息工程学院学报, 2009, 24 (4) :361-365.
[3]韩振斌, 苗克坚.一种分布式软件自动化测试工具的设计与实现[J].科学技术与工程, 2007, 7 (8) :1774-1777.
[4]李凌著.Winsock2网络编程实用教程[M].北京:清华大学出版社, 2003.