摘 要

DCS系统在工业生产中起着至关重要的作用，保障其可靠运行是测试人员首要的工作，测试人员根据编制好的规程按步骤进行测试来排查故障，这整个过程是手工进行的。论文基于核电DCS系统，旨在设计与工程应用契合度更高的DCS自动测试软件，使用自动测试来代替手工测试，从而提高DCS测试自动化程度，简化仪控人员的操作程序。

论文详细地描述了基于Qt框架的DCS规程自动测试软件设计。首先对DCS规程自动测试软件进行了功能需求与环境需求分析，并进行了方案论证，对开发环境、通讯协议与数据库进行比较，确定了DCS规程自动测试软件的总体架构，规划了系统的各功能模块。然后完成了软件各功能模块的设计，具体设计了交互界面模块、以太网通讯模块、数据库模块。交互界面模块包括用户管理、环境配置、规程操作、测试管理；以太网模块包括发送前数据的封包、数据发送、发送后数据的解析，选用TCP/IP协议；数据库模块包括用户信息、测试信息的存储，选用的是Mysql数据库。最终进行了系统调试，包括模块调试、测试功能的调试、强制功能的调试。规程操作中涉及到word表格的识别及其在Qt中的实现；规程的解析采用正则表达式来实现；整个软件使用了多线程技术提升性能。

设计完成的DCS规程自动测试软件能进行任意word表格测试规程的导入、修改、导出、新建。可以很好的进行用户管理，用户信息可修改。可以解析规程指令从而进行基于规程的自动测试，包括单步、连续与停止，连续测试中可以实现暂停与继续。测试完成后可以进行测试管理，测试信息可查。

关键词 自动测试；TCP/IP；Mysql数据库；word表格操作；QT软件设计

Abstract

DCS system plays an important role in industrial production, ensuring its reliable operation is the primary work of the testers, the testers according to the preparation of good procedures to test the steps to troubleshoot the fault, the whole process is carried out manually. Based on the nuclear power DCS system, the DCS is designed to design the DCS automatic test software with higher engineering application, and the automatic test is used instead of the manual test to improve the automation degree of the DCS test and simplify the operation procedure of the instrument.

This paper describes in detail the design of DCS automatic test software based on Qt framework. Firstly, the functional requirements and environmental requirements analysis of DCS automatic test software are carried out, and the scheme is demonstrated. The development environment, communication protocol and database are compared to determine the overall structure of DCS automatic test software, and the functions of the system are planned Module. And then completed the design of the software function modules, the specific design of the interactive interface module, Ethernet communication module, the database module. The interface module includes user management, environment configuration, procedure operation and test management. The Ethernet module includes the packet of data before sending, data transmission and data analysis after transmission. The TCP / IP protocol is selected. The database module includes user information, test information Storage, use the Mysql database. Finally, the system debugging, including module debugging, test function debugging, forced debugging function. The procedures involved in the identification of the word form and its implementation in the Qt; protocol analysis using regular expressions to achieve; the entire software using multi-threaded technology to enhance performance.

Design of the completion of the DCS procedures Automatic test software can carry out any word form test procedures import, modify, export, new. Can be a very good user management, user information can be modified. The procedures can be parsed to carry out routine-based automated tests, including single-step, continuous and stop, and can be paused and continued in continuous testing. Test can be completed after the test management, test information can be checked.

Keywords: automation test;TCP/IP;Mysql database;word table operation;QT software design

目 录

第1章 绪论 1

1.1 背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 课题研究内容与预期目标 3

1.4 论文章节安排 4

第2章 DCS规程自动测试软件总体方案论述 5

2.1 系统需求分析 5

2.1.1 系统功能需求 5

2.1.2 系统环境需求 5

2.2 方案比较与选择 6

2.2.1 开发环境选择 6

2.2.2 通讯协议选择 6

2.2.3 数据库选择 7

2.3 DCS规程自动测试软件架构设计 7

2.4 DCS规程自动测试软件功能模块 8

2.5 本章小结 8

第3章 DCS规程自动测试软件各模块设计与实现 9

3.1 DCS规程自动测试软件整体介绍 9

3.2 用户管理 10

3.2.1 用户权限 10

3.2.2 用户登录 10

3.2.3 用户添加与删除 11

3.2.4 用户信息修改 12

3.2.5 用户身份验证 13

3.2.6 MD5对用户密码加密的实现 17

3.2.7 密码与邮箱的格式验证 20

3.3 测试规程操作 20

3.3.1 控件的使用 20

3.3.2 Qt中ActiveX技术的应用 21

3.3.3 测试规程导入 22

3.3.4 测试规程导出 27

3.3.5 规程指令解析 29

3.4 以太网通讯 31

3.4.1 传输层TCP协议 31

3.4.2 封包处理 33

3.4.3 粘包与拆包处理 34

3.4.4 测试功能的实现 36

3.5 测试环境配置 39

3.6 数据库使用 40

3.6.1 数据库表格设计 40

3.6.2 SQL指令运用及其Qt接口 42

3.7 测试管理 44

3.8 软件中多线程运用 47

3.9 本章小结 48

第4章 系统调试 49

4.1 模块调试 49

4.2 测试功能调试 49

4.3 强制功能调试 52

4.4 本章小结 53

第5章 总结与展望 54

5.1 工作总结 54

5.2 展望 54

参考文献 55

致谢 56

第1章 绪论

1.1 背景及意义

论文主要介绍针对核电DCS系统的自动测试软件。至今为止，全球核电系统取得了非常大的进步，从20世纪50-70年代期间出现的第一代反应堆到现在的第四代核电站堆系统，不论是安全性还是热效率上都越来越好。现在世界上运行的核电系统400余个，年发电量占到百分之十几，是电能非常重要的一个来源。而在我国，核电的发展也很显著，其在国家能源品类的排序中，角色一直很稳定。中国大陆运行的核电机组30台左右，总装机容量约2800万千瓦，在建20多台，在建机组数与总机组数都排世界前列，年发电量占总发电量约百分之三。DCS系统作为核电系统中的重中之重，系统的稳定运行离不开测试，目前，传统的手工测试仍然居多，这需要测试人员按照测试规程在控制柜的端子排上施加信号，然后采集读取相应的反馈信号值，并作记录。这样就涉及到大量的拆线、接线、看图纸的工作，并需要仔细的人工记载、人工判读。这样时间长、效率低，怎样实现自动测试就成了一个很重要的发展方向[^[1]]。

随着信息时代的到来，计算机技术、通信技术、自动控制技术不仅日臻成熟，三者协同作用，发挥了越来越大的威力。在硬件高速发展的大形势下，为软件的发展也提供了条件，硬软件相结合，智能化水平越来越高，传统的人工测试方法有望得到改变。计算机性能越来越好，以网络通讯为基础，结合多任务处理功能的GUI界面很快被应用到测试系统中。由计算机形成的系统效率越来越高，智能化越来越好，以此为基础可以实现很实用的自动测试系统，计算机技术在测试领域的运用势必成为一种趋势。