一种基于云平台的配网多工作站自动测试系统_喻连喜.pdf

一种基于云平台的配网多工作站自动测试系统喻连喜，燕刚，朱献周，惠敬一（河南源网荷储电气研究院有限公司，河南 许昌 ；许继电气股份有限公司，河南 许昌 ）摘要：配电自动化主站系统中工作站主要通过与配电自动化主站服务端的通信实现配网业务功能的展现和人机系统的交互。根据配网业务场景应用，对工作站的数目提出了更多的要求。在测试过程中，如何快速有效地搭建多工作站测试场景以及多工作站同时在线交互测试成为测试中的难点。利用云平台技术及自动测试手段能快速实现多工作站的搭建和自动测试，解决目前需要搭建实际工作站测试导致的工作量大、效率低的问题。关键词：配电主站；多工作站；快速搭建；自动测试中图分类号：，（，；，）：，：；收稿日期：作者简介：喻连喜（），高级工程师，从事变配电自动化系统测试技术应用研究工作；燕刚（），高级工程师，从事变配电自动化系统测试技术应用研究工作；朱献周（），高级工程师，从事继电保护及自动化产品测试技术应用研究工作；惠敬一（），从事继电保护及自动化产品测试技术应用研究工作。引言配电自动化主站系统中工作站主要通过与配电自动化主站服务端的通信实现配网业务功能的展现和人机系统的交互。国家电网公司组织制定了 配电自动化系统主站功能规范，明确要求了工作站不少于 个，通过工作站与主站系统的交互考核主站系统的功能和性能。在测试过程中，如何快速有效地搭建多工作站测试场景以及多工作站同时在线交互测试，成为测试中需要解决的问题。本文利用云平台技术搭建多个工作站，对搭建的各工作站的操作系统、环境变量及应用程序进行自动配置，大大节省了多工作站测试环境搭建的时间；在云平台工作站端的每个工作站通过加载自动测试的测试用例，对界面操作及性能进行自动测试。测试系统的设计 测试系统的硬件架构该测试系统硬件架构如图所示，其中云平台工作站端采用云平台服务器集群，包括若干个云服务器（根据服务器的硬件配置，本文采用台即能满足要求），云平台配置管理端采用云平台管理服务器，云平台工作站测试端采用云平台测试服务器，待测主站采用台 服务器集群，各服务器间采用千兆网络连接。图硬件架构电力自动化电工技术 测试系统的软件架构配网多工作站自动测试系统包括云平台配置管理端、云平台工作站端和云平台工作站测试端，其采用的软件架构如图所示。图软件架构（）云平台工作站端包括云平台服务器集群，用于为云平台配置管理端进行工作站模拟提供硬件支撑，并与待测主站通信连接。（）云平台配置管理端用于在云平台工作站端进行虚拟工作站的搭建，并通过搭建的虚拟工作站涉及的操作系统、环境变量及应用程序对各工作站进行自动配置。（）云平台工作站测试端用于根据界面操作和或性能自动测试要求生成测试用例，并将测试用例加载到云平台工作站端搭建的虚拟工作站，接收工作站的测试结果。测试系统的自动配置及测试流程配网多工作站自动测试系统的自动配置及测试流程如图所示。图配置及测试流程主要工作原理 具体的实现过程云平台配置管理端运行有 （）管理端工具，根据配网自动化系统测试要求，使用 管理工具在云平台工作站端新建虚拟工作站。新建完虚拟工作站后安装凝思操作系统，在该系统中安装测试所需的配网系统工作站程序，同时按照新建的操作系统模板，使用 自动录屏工具在 管理端进行操作系统与应用程序的复制，按照 配电自动化系统主站功能规范要求，自动搭建 个云平台配网工作站，此时该虚拟工作站作为操作系统模板进行复制与扩展。对本文而言，使用 自动录屏工具和编译好的脚本文件进行环境变量的自动配置（事先准备好 个工作站各自所需的配置文件、环境变量文件及对应的脚本文件，用 分别运行对应的脚本文件即可）。云平台配置管理端使用编制好的 脚本启动云平台工作站，基于测试系统的显示效果考虑，每个云平台管理端启动 个云平台工作站，但是每台云平台管理端只显示台云平台虚拟机，其余连通的工作站作为背景流量进行数据模拟。云平台工作站测试端主要用于根据界面操作及性能自动测试的要求，自动生成测试用例，加载测试用例并执行判别测试用例结果。具体的界面操作测试用例包括工作站登录操作、查看曲线、报表浏览、查看告警、遥控操作等，性能测试用例包括不同页面切换的响应时间、遥控操作的响应时间等。界面操作自动测试过程界面操作以遥控执行过程为例。（）开关位置遥信图模文件设定。选取典型开关位置的分、合遥信图标定义为标准图形，用 工具进行图形定义。进行遥控操作并使用 进行操作录制，利用 的屏幕比较功能对已定义的标准图形与遥控执行令下达后的遥信图形进行比对。（）具体约定状态如下。常态：开关位置为分位，遥控执行下达合位信号，开关遥信位置由分变合、颜色由绿变红；开关位置为合位，遥控执行下达分位信号，开关遥信位置由合变分、颜色由红变绿。故障态：开关位置为分位，遥控执行下达合位信号，图形未能产生相应变化或变化时间超时；开关位置为合位，遥控执行下达分位信号，图形未能产生相应变化或变化时间超时。（）结果判别部分：将设定的标准模板与下达遥控指令后产生的变换进行对比，生成测试结果。性能测试自动测试过程性能测试以页面切换时间为例，选取典型测试页面与页面，在每张页面上选取个典型标识区域作为标准电工技术电力自动化区域；在背景测试流量下进行页面切换操作。使用 进行上述操作的录制，利用 的屏幕比较功能对切换后页面的个标识区域与标准区域进行对比，完全一致则停止时间记录，作为页面切换的时间，与 配电自动化系统主站功能规范要求的进行对比，最终给出测试结论。测试系统实际运行效果结合该自动测试系统在新型配电主站系统中的测试应用，从自动配置和自动测试两方面来考察运行效果。自动配置过程实际运行效果在该自动测试系统出现前，搭建 个工作站需要实际的工作站机器安装操作系统、配置环境变量、安装和配置应用软件。传统的搭建和配置过程在资源充足的情况下需要个工作日左右的时间才能完成，而且需要的硬件资源庞大。利用该自动测试系统只需要配置好单个典型的云工作站，通过脚本自动更改不同的配置，在半个工作日就可以完成搭建，根据硬件配置只需要台服务器。自动测试过程实际运行效果在该自动测试系统出现前，搭建完成 个工作站后，只能依次点击界面进行测试，无法测试多业务场景或单一业务场景下多次访问情况下服务器的功能和性能。利用该自动测试系统，可以按照编制好的测试用例开展不同业务场景及同一业务场景多次测试，从而更好地考核服务器端的功能和性能。使用自动测试系统测试期间，被测的配电主站服务端出现了系统资源指标不满足要求及同一业务场景下同时测试服务端异常等情况。利用该自动测试系统，测试效率得到显著提高，被测产品质量得到了显著提升。结语本文利用云平台技术搭建多个工作站，对搭建的各工作站的操作系统、环境变量及应用程序进行自动配置，大大节省了多工作站测试环境搭建的时间；在云平台工作站端的每个工作站通过加载自动测试的测试用例，对界面操作及性能进行自动测试。通过上述手段，解决了目前配电自动化主站系统测试环境搭建复杂、缺乏自动测试手段和执行效率较低的问题。随着电力系统大型主站系统业务的需求扩充，工作站的数目要求越来越多，本文介绍的方法已在电力系统的集控站及调控站大型系统中得到应用，也为别的领域的多工作站测试提供了思路。参考文献 配电自动化主站系统功能规范 冯庆东，毛为民配电网自动化技术与工程实例分析北京：中国电力出版社，陈堂，赵祖康，陈星莺，等配电系统及其自动化技术北京：中国电力出版社，费思源大数据技术在配电网中的应用综述中国电机工程学报，（）：陈明恩，战峰一种配电主站系统集成测试架构及方法东北电力技术，（）：（上接第 页）结语本文使用 软件绘制机器人工具三维模型并导入 中，再结合 自身的建模功能建立实际生产环境的仿真模型，同时使用博图软件编写程序下载至虚拟 中，最后两者通过虚拟以太网通信建立连接，进一步还原生产控制方式。通过仿真直观地检查编程结果，并进行人工修正。虚拟仿真生成的工业机器人数据与 程序可以直接 传 输 给 现 场 设 备，便 于 现 场调试。本文设计方案脱离实际设备，可以为企业涉及的工业机器人与 项目的开发提供理论依据和实验平台，为工作人员进行机器人编程和调试提供安全、灵活的环境，利于缩短项目周期。同时，该方法可以应用到实际教学中，弥补教学设备的不足，使每位学生都能进行编程调试。参考文献 郝建豹，许焕彬，林炯南基于 的机器人码垛工作站虚拟仿真设计自动化与信息工程，（）：任丰兰 基于 的自动砌墙系统设计及其仿真电工技术，（）：谢国强，张宝进，任雷 基于 的工业机器人自动上下料控制系统设计电工技术，（）：孙少鹏 工业机器人跨平台仿真系统研究开发 上海：东华大学，吕健安基于 的工业机器人仿真设计研究制造业自动化，（）：电力自动化电工技术