FDT以互操作性为本

　　简介

　　FDT技术(Field Device Technology现场设备技术)标准化了现场设备与工业系统间的通讯和配置的软件接口。FDT通过这个标准接口，能够配置、操作、维护任何现场设备，无论是哪家制造商，什么设备类型以及哪种通讯协议。FDT技术最初于2000年提出。目前市场上的主流版本是FDT 1.2.1。2013年4月，最新的FDT 2.0规范正式发布。因此，在接下来的一段时间内，FDT 1.x和FDT 2.0规范是共存的，并且新的FDT 2.0规范向后兼容FDT 1.x。

　　FDT规范定义了两个重要概念：框架应用程序(即系统)和DTM(设备类型管理器，即现场设备)。用户使用符合FDT规范的系统，通过加载DTM软件模块，对相应的现场设备进行各种配置和管理。

　　测试认证的目的和原则

　　FDT技术旨在标准化现场设备和工业系统间的通讯和配置接口，这就需要保证不同制造商提供的DTM能在共同的系统平台上(框架应用程序)互相协作来完成用户的工作任务。因此这些DTM 的互操作性就成为了FDT技术赖以生存和发展的基本前提。

　　为此，FDT组织制定了一套完善的质量保证体系，其核心就是DTM和框架应用程序的测试和认证。测试认证的主要目的是验证FDT/DTM的软件组件严格符合FDT规范，最大程度的保证框架应用程序和DTM之间，以及DTM与DTM之间的兼容性和互操作性。这个测试必须由FDT组织认可的第三方独立测试实验室来执行，并出具官方的测试报告。

　　测试的范围和类型

　　FDT测试认证主要针对DTM、框架应用程序与FDT规范的一致性，比如，DTM是否正确实现了规范定义的各种必须和可选的接口，发布的数据是否严格遵循规范所指定的格式，等等。不同制造商的DTM和框架应用程序的业务功能千差万别，比如，一个HART温度传感器和一个Profibus的执行机构有着完全不同的功能。FDT测试认证不可能对所有这些现场设备做功能性的测试，因此功能测试需要制造商自己来完成。

　　FDT的官方测试包含多个测试用例，通常可以分成以下三类：1)验证是否正确实现了FDT规范;2)验证是否合理的处理了FDT规范中指定的各种错误情况;3)FDT规范未明确定义的健壮性测试(特殊/错误参数，压力测试等等)。

　　此外，FDT规范也发布了DTM的风格指导，来统一各个制造商开发的DTM拥有一致的界面风格和用户体验。因此，DTM风格指导的测试也是官方测试的一部分。对于FDT 1.x，风格指导测试是可选的。对于FDT 2.0，风格指导测试是必选的。风格指导测试的结果会被记录在官方测试报告中，但其结果(无论是否通过)不影响DTM获得认证证书。

　　DTM测试认证的最新趋势

　　DTM的测试认证越来越广泛的被广大制造商和用户所接受，仅2013年，FDT认证办公室就发出了59张认证证书，涵盖了1825个现场设备类型。(注：一张DTM认证证书可涵盖多个设备类型)这些证书是由17家不同的制造商提出申请的。

　　从2005年正式确立FDT测试认证官方流程至今，一共有63家不同的设备制造商获得了DTM认证证书。图1展示了自2005年到2013年底，所有颁发的DTM证书的增长趋势。图2展示了同期DTM证书涵盖的设备类型数量。

　　图1：历年颁发的DTM认证证书数量(按年累积)

　　图2：历年DTM证书支持的现场设备数量(按年累积)

　　测试认证流程

　　官方测试认证流程分为三个步骤，见图3。

　　1. 制造商开发DTM或框架应用程序，并做详尽的内部测试，然后提交第三方测试实验室做官方测试。

　　2. 测试实验室执行测试，并提供正式测试报告给制造商。如果对于测试结果有分歧，测试实验室会与制造商讨论细节。如果分歧无法解决，制造商可以申请由FDT组织仲裁。

　　3. 制造商提交成功的测试报告给FDT认证办公室，并获得证书。通过认证的产品会被列入FDT官方网站上的产品目录中。

　　图3：FDT测试认证流程

　　第三方测试实验室需获得FDT组织的验收和认可，但是作为独立的商业机构运作。因此，制造商需要和第三方测试实验室关于认证测试签署商业合同，并支付相关测试费用，具体费用由第三方测试实验室自行决定。制造商向FDT认证办公室申请认证是也需支付认证费用(目前为€1,000)。如果是FDT组织会员，可以豁免此认证费用。

　　截至到2014年4月，全球共有9家测试实验室(国内1家)：

　　● Bilfinger Maintenance Süd GmbH (德国)

　　● Endress+Hauser Process Solutions AG (瑞士)

　　● Ifak System GmbH (德国)

　　● M&M Software GmbH (德国)

　　● M&M Software (Suzhou) GmbH (中国，苏州，美名软件)

　　● Schneider Electric Automation GmbH (德国)

　　● Sensor Integration and Technology Testing Center (美国)

　　● Utthunga Technologies Pvt Ltd (印度)

　　● Yokogawa Engineering Asia Pte Ltd (新加坡)

　　官方测试工具及授权方式

　　针对FDT 1.x规范，FDT组织对于DTM和框架应用程序分别指定了相应的官方测试工具：dtmINSPECTOR v3 和frameINSPECTOR。这两款测试工具采用了自动化测试的引擎和一系列的测试用例来验证相应的FDT组件。这些测试用例是FDT测试和认证工作组根据FDT 1.x规范制定的。美名软件为FDT组织开发了这两款官方测试工具，所有权属于美名软件，因此制造商和各个测试实验室需要向美名软件购买这两款测试工具的授权。

　　对于FDT 2.0规范，FDT组织委托美名软件开发了DTM的官方测试工具：dtmINSPECTOR v4。FDT组织免费向其成员公司提供该工具的授权。非会员的授权费用将于2014年6月宣布。对于FDT 2.0框架的测试，目前还在制定相关的测试工具及流程细节。FDT组织为FDT 2.0推出了针对DTM和框架应用程序开发的通用组件，并在这两个通用组件之间进行了完整的互操作性测试。FDT组织建议各制造商基于这两个通用组件来开发DTM和框架应用程序产品，能够很大程度的减少不同制造商的产品间的互操作性问题。dtmINSPECTOR v4仅面向基于DTM通用组件开发的DTM，在两个通用组件之间进行过的互操作性测试不需要重复测试了。对于未使用DTM通用组件的DTM，则额外需要通过人工测试的方式来验证这些部分，具体的测试细节尚未宣布。

　　除了用于官方测试，这些测试工具对于制造商的开发人员做内部测试也很有帮助。首先，它们可以协助开发人员及时发现实现中的错误和对规范的错误理解。其次，这些工具强大的日志和报告功能也能引导开发人员尽快找到错误的源头。最后，开发人员可以基于自动化测试引擎来扩展私有的测试用例，通过(半)自动化的方式对DTM进行功能性测试，提高效率。

　　成为FDT中国会员!

　　FDT中国是FDT国际组织于2010年在中国成立的官方分会，负责FDT技术在中国的推广和应用。FDT中国会员享有FDT国际会员同等的权益。普通会员每年的会费为2000人民币。作为会员，可以第一时间获得最新的FDT技术规范，并参与标准的制定;可以在市场推广中使用FDT的名称和徽标;也可以免费向FDT认证办公室申请认证证书;获得FDT开发测试的各种工具(如dtmINSPECTOR4)。

　　如需进一步了解加入FDT中国会员的相关事宜，请联系FDT中国秘书处的李薇瑾(@)。

　　作者简介

　　张皆乐，就职于美名软件(苏州)研发部。自2006年起，他的工作重点是FDT/DTM解决方案的开发工作。目前，他也是FDT中国技术工作组的组长。