以测试为基础的认证是确保网络正常工作的方法之一,这些方法现在正发生着变化,一些新的认证手段正在兴起。
当今世界没有人能完全孤立存在,控制设备亦然。从前自主运行的仪器如今通过网络联结到了一块,其控制更加灵活、数据的双向流动也加强了。
为了获得以上这些益处,就必须保证网络的正常运行。理论上很简单,虽然不会对这个设备、所在网络以及其他网络上的设备造成什么影响,但在已有的网络结构中增加一个设备确实仍须遵守网络相关规则。
“开放标准的真正益处在于它能保证用户购买的产品实现无缝协作”, 负责Modbus标准的Modbus-IDA执行总裁Lenore Tracey说道: “遗憾的是不管这些标准撰写的如何详细,偶尔总会有歪曲原意和误解的现象发生。”
一种用来避免这种误解的方法是对设备进行测试确保它们遵循相关网络细则的要求,主管部门相应得出可见的批准,如“认证”或“注册”等,这种方式能保证预期网络功能的实现。
这些测试由Modbus-IDA公司和密歇根州安亚伯市的odva(开放设备供货商协会)执行,它们遵循通用工业协议(CIP)网络技术的标准,包括德克萨斯州奥斯汀市专门负责HART技术的
HART通信基金会技术项目主任Ed Ladd, Jr.指出,终端用户在此次测试过程中有很多想法。他们可以记录产品需求,而供应商将会做出回应。莱德已经看到了测试需求的增长某种程度上受着网络变化的影响:“由于无线网络技术的发展和系统集成的提升,认证将会变得越来越重要。”
看一些大型工业自动化网络的认证策略和实例,就会了解认证技术和实践的发展方向了。
谁来对测试者进行测试?
一般说来对自动化网络提供支持的团队,在遇到认证细则的时候都需要经历同样的步骤。这些细则都是经过锤炼而得到的,由起初的提案草稿最终演化成实施细则。试验就按照细则来实行,只有通过了所有测试的产品才能得到认可。
但是细则之间可以相互兼容,试验则未必。所以现场使用的产品既有可能通过测试,也有可能通不过。
卖方支付认证的费用,他们通常不需要成为商业组织中的成员,但作为成员就会分摊成本和专利使用权转让协定。
如果设备在试验中由于某种原因发生故障,供应商也可以通过其他机制取得认证。还有论坛和其他反馈方法为终端用户提供反馈的方式,虽然这种方式可能要通过供应商来间接完成。
各组织之间的最大不同是由谁负责测试与测试项目。例如,HART通信基金会就负责进行全部评估,虽然这在将来可能会发生变化。Modbus-IDA提供了两种途径:由第三方实验室提供测试或由其成员公司进行自我测试程序。ODVA总部设有实验室,同时也负责认定第三方检测机构的资质。
世界上有10个可提供Profibus和Profinet测试的实验室。北美Profibus/Profinet 组织成员PTO的副主任Carl Henning指出,作为两项标准中较早的Profibus其认证是可选的。当2001年Profinet出现后,认证就变成标准的要求了。
这些实验室每年要接受一次审核以确保它们符合并有能力完成测试要求。然而Henning说这些测试仅对装置的网络功能进行评估。
“如果我们对具有Profinet接口的温度控制器进行测试,我们是不对其温度控制能力进行测试的,而是要看其变量参数是否按照标准要求进行传送。”
对于大多数认证试验来说都是这样的,参数检查涉及到OSI模型的七个层,从连接网络的物理层到实施应用的应用层。
FF基金会的做法则略有不同。独立实验室和内部测试实验室共存,供应商还可以进行信息咨询,在正式提交送审之前确保产品性能。通信协议栈的测试是由位于德国卡尔斯鲁厄负责系统和创新研究的Fraunhofer研究所完成。在标准OSI模型上也要完成一些测试,包括检查的功能模块以确保他们的互操作性,以及系统主机的验证。
新的要求
除目前测试所做的一致性要求外,新的要求正在酝酿之中。举例来说FF基金会就计划在近期推出两个新的注册标志。其中将涉及电缆及通信信号中干扰,也就是非预期变更。如果干扰足够大便可导致设备曲解通信数据包。其结果是数据丢失并产生网络问题,例如由于数据重发所导致的数据传输速率的降低。
FF基金会的产品经理Stephen Mitschke表示:新的注册标志和相关测试将有可能帮助终端用户解决潜在的矛盾。“他们可以将测试要求应用于现有的电缆中,从而对质量有所了解。任何一个供应商,只要其产品符合要求,便可进入注册流程。”
第二个即将迎来的变化与耦合器有关,包括对设备正确动 作的检查。如果通以过大的电流,耦合器能否断开连接?
在odva,即将实行的一致性测试同样考虑了更为深远的问题。该组织的执行理事Katherine Voss指出,ODVA现行的细则与性能的关系不大。众所周知,参数如等待时间、传输质量和数据吞吐量等都会影响具有实时或确定性要求的自动化应用。现在还不完全明朗的是网络标准应如何影响并保证其性能,另一项尚未解决的问题是建立何种测试方法以保证与标准的一致性。
现在亟需解决的是如何扩展细则和测试方法,使其将性能也包含进来。ODVA对此扩展已经有了计划。Voss补充说道:“将来进行EtherNet/IP设备的项目时,我们会把它包含进来。”这项工作将会在年底结束。
ODVA、美国自动化研究委员会(USCAR)与美国国家标准和技术协会(NIST)在性能指标的确定上达成了一致。NIST负责开发试验条目、方法并上报标准,并帮助建立性能测试设备和认证。USCAR则致力于标准在自动装配领域内的推行。
鉴于自动化应用正逐步增加的互连特性,以及网络的持续变化,标准其他领域的扩展很有可能即将来临。在这样的背景下,认证和测试也必须同步发展。
翻译:石磊
获取
www.fieldbus.org
www.us.profibus.com
www.hartcomm.org
www.modbus-ida.com
www.odva.org
设备供应商解决测试认证问题
网络组织通常使用独立的测试实验室来保证设备能和他们的网络共同工作。测量控制与自动化协会(MCAA)代表了制造和销售过程控制设备、现场测量设备和分析设备的公司。根据协会主席Cynthia Esher的看法,“MCAA领导层注意到为工业服务的国家认可测试实验室(NRTLs)与设备公司和其客户的测试认证需要之间的差异越拉越大。”为了解决问题,5月20号MCAA在凤凰城举办了一场产品审批首脑会议,7个测试实验室代表和MCAA成员一起讨论了产品测试和认证过程如何提高,以兼顾每一个人的需要。
Esher说:“如对所关注的问题进行排名,众多MCAA成员提出的及时性问题排名第一,其次是内部流程(沟通和会计包含在内)和成本。MCAA成员告诉协会,时间的延误和价格的上升,使他们在世界各地的竞争处于劣势。”
Esher表示一个重要的问题是实验室缺乏有经验的工程技术人员,直接影响了认证的时间。这会影响整个项目的时间和成本,因为认证要求由一名资深工程师对整个项目进行审查。
另一个问题是实验室评估的完成时间和成本,再加上认证过程所需的额外测试。这拖延了认证并且会增加成本。“大家经常建议NRTLs简化其内部流程,并提高与寻求认证的客户之间的沟通”, Esher说道。
NTRLs的专家小组的结论将给每一个实验室测试和认证的能力带来颇有价值的帮助。受邀专家小组成员包括来自CSA-International、FM Approvals LLC、Intertek测试服务公司、MET实验室、SGS美国测试有限公司、北美TUV莱茵公司和UL一致性评估有限公司。
www.measure.org