ICS25.040 CCS N 19
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T41271—2022
生产过程质量控制 通信一致性测试方法
Production process quality controlCommunication conformance test
2022-03-09发布
2022-10-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T41271—2022
目 次
前言
I
范围规范性引用文件术语和定义缩略语通用要求 5.1 设备类型 5.2 一般要求 5.3 应用层数据互联互通的一致性要求
2
3
N
5
6测试要素与系统结构
6.1 致性测试选项 6.2 自动测试与手动测试 6.3 正向测试与反向测试 6.4 测试要素 6.5 通信一致性测试系统结构测试过程测试判定方法 8.1 公开发行的有一致性测试规范的通信协议 8.2 未定义明确一致性测试规范的通信协议附录A（规范性）基于OPCUA的传感器通信一致性测试
7
8 GB/T 41271—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 厂第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任，本文件由中国机械工业联合会提出。 本文件由全国工业测量控制和自动化技术委员会（SAC/TC124)归口。 本文件起草单位：辽宁大学、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、中国科学院沈阳自动化研究
所、东风设计研究院有限公司、重庆川仪自动化股份有限公司、华中科技大学、东北大学、广州大学、无锡职业技术学院、山东省计算中心（国家超级计算济南中心）、沈阳菲尔德物联科技有限公司、中信戴卡股份有限公司。
本文件主要起草人：宋岩、王成城、刘阳、游和平、田英明、周纯杰、王兴伟、李栋、邹涛、郭琼、王春喜、 赵华、王挺、李刚、黄敏、万明、魏剑鬼、黄亮。
II GB/T41271—2022
生产过程质量控制： 通信一致性测试方法
1范围
本文件规定了生产过程质量控制通信一致性测试的通用要求、测试要素与系统架构、测试过程、测试判定方法等。
本文件适用于从生产过程质量控制角度对传感器、设备、应用软件的通信一致性进行的测试方法。
规范性引用文件
2
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T17178.2一2010信息技术开放系统互连 一致性测试方法和框架第2部分：抽象测试套规范
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
一致性测试 conformancetesting 测试中被测实现的一致性实现所达到的程度
3.2
可执行测试集 executabletestsuite 由可执行测试例组成的测试集。
3.3
测试实现附加信息 implementationextrainformationfortesting 由被测实现的提供者或实现者所做的陈述。 注：包含或引用了与IUT及其测试环境有关的全部信息，该陈述使测试实验室能够对IUT运行适当的测试集。
份IXIT可以有以下诸表：协议IXIT、轮廊IXIT、轮廊特定IXIT和信息客体IXIT、TMP实现声明。
3.4
被测实现 implementationundertest 具有相邻用户/提供者关系的一个或多个协议的一种实现。 注：这种实现将作为开放实系统的一部分通过测试进行研究。
3.5
下测试器 lowertester 测试期间，通过下层服务提供者间接对被测实现的下层服务界面进行控制和观察的手段
3.6
协议实现一致性声明 protocolimplementationconformancestatement 声称与给定协议规范一致的实现或系统的提供者所做的声明。
1 GB/T41271—2022
3.7
测试用例 testcase 抽象或可执行的测试对象。
3.8
测试实验室 testlaboratory 执行一致性测试的机构。 注：可以是第三方，用户组织，主管部门，或公认的私人运行机构，或者是提供者组织的经认可部门。
3.9
测试目的 testpurpose 良好定义的测试目标的非形式化描述，它集中于诸如在适当的规范中所规定的单个一致性要求或
一套相关的一致性要求。
4缩略语
下列缩略语适用于本文件。 ATS：抽象测试集（AbstractTestSet) EDDL：电子设备描述语言（ElectronicDeviceDescriptionLanguage） ETS：可执行测试集（ExecutableTestSets) FDT：现场设备工具(FieldDeviceTools) IUT：被测实现（ImplantationUnderTesting) IXIT：测试实现的附加信息（ImplementationeXtraInformationforTesting） LT：下测试器（LowerTester） PICS：协议实现一致性声明（ProtocolImplementationConformanceStatement) PIXIT：协议测试实现附加信息（ProtocolImplementationeXtraInformationforTesting） UT：上测试器（UpperTester） UTA：上层测试代理(UpperTestAgent)
5通用要求
5.1 设备类型
全部与生产过程质量控制直接和间接相关的传感器、设备、系统和软件，只要这些对象使用了通信协议栈，则有关通信部分需要被测试。通信协议包括但不限于：
工业以太网，如PROFINet、Ethercat、Powerlink、Modbus/TCP、Ethernet/IP等；现场总线，如PROFIbusDP、ModbusRTU、DeviceNet等；跨平台数据采集和交换：如经典OPC协议、OPCUA协议：其他类型的通信协议，如CANOpen、基于CAN的自定义协议。
覆盖的装置设备包括但不限于，与生产过程质量控制有关的：
传感器；可编程控制器；执行器；
一
软件；网络核心设备和边缘设备等
2 GB/T41271—2022
5.2一般要求
对于与生产过程质量控制直接或间接相关的传感器、可编程逻辑控制器、执行器、软件接口和工具等，涵盖通信部分则需要进行一致性测试。符合通用协议标准的，要求提供一致性测试报告，对于自定义的协议，需要提供协议定义、协议一致性测试计划、测试架构、测试方法和测试流程证据及测试报告。 通信一致性测试要求包括但不限于：
一对应协议标准的版本号；
通过有资质的机构所展开的测试；通信一致性测试报告所针对软件的版本；通信一致性测试报告所针对硬件的版本；通信一致性测试的环境配置；通信一致性测试工具的版本号；通信一致性测试的一般步骤、报告格式；通信一致性测试的自动部分测试案例；通信一致性测试的手动部分测试案例； - 报告的有效期，
5.3应用层数据互联互通的一致性要求
定义传感器数据通信和OPCUA类应用层数据互联互通的一致性要求（不包含数据互认、FDT、
EDDL等内容，主要是OPC类）与质量控制直接或间接的传感器：
如果带有总线类通信协议，则参考总线类通信一致性测试要求；如果带有OPC协议，需要完成OPC的有关测试；如果带有OPCUA协议，需要完成OPCUA的一致性测试；如果既带有总线类协议，也支持OPC或OPCUA协议，则需要完成总线类一致性测试和 OPC或OPCUA的一致性测试
测试要素与系统结构
b
6.1一致性测试选项
应区别对待以下一致性测试选项要求：
必备要求选项：在所有情况下应遵守的要求，是一致性测试的基本测试内容；可选要求选项：由设备制造商自行选择是否支持，如果支持则应执行对应的测试条款，如果不支持则可不进行相应条款的测试。
6.2自动测试与手动测试
一致性测试按照测试过程执行的方式可分为：
自动测试：测试程序自动读取测试案例、执行测试过程、得出结论，自动生成测试报告，该种方式在一致性测试中得到广泛的应用；手动测试：部分特殊的测试案例需要手动进行一些配置和操作，并且进行手动执行，例如，测试
一
过程中要求： ·断开网络连接； ·上线新设备； ·改变通信速率；
3 GB/T41271—2022
·改变设备角色；改变设备通信负载率等。
6.3正向测试与反向测试
一致性测试从测试的逻辑上可分为：
正向测试；反向测试
6.4测试要素
通信一致性测试要素包含以下几方面。
抽象测试集ATS：抽象测试集是由抽象测试组所组成的，抽象测试组由抽象测试用例所组成。 抽象测试用例是为获得特定测试目的所需行动的一种完整和独立的规范，即未经参数化的测试用例。 协议一致性声明PICS：PICS是由实现或系统的提供者所作的声明，陈述已实现了哪些能力。 - 协议测试实现附加信息PIXIT：由IUT制造商陈述，包括或引用了与IUT及其测试环境有关
的全部信息（PICS给出的信息除外），该陈述时测试实验室能对IUT运行适当的测试集 -可执行测试集ETS：可执行测试集是根据PICS、PIXIT等信息从抽象测试集导出的，是抽象测试用例的一种具体实现。 被测实现IUT：是一种基于所声称通信协议的具体实现，能够完成所声称的通信能力，并符合一致性测试有关要求。在通信一致性测试系统中作为被测对象。 下测试器LT：下测试器是在测试执行期间，通过下层服务提供者间接对IUT的下层服务边界进行控制和观察的手段。依据测试方法不同，下测试器可处于不同的位置，例如，下测试器可以内置于一致性测试工具。
一上测试器代理UTA。 UTA一般由测试方提供，它可以是一组程序或是库，UTA可作为IUT被测协议栈的用户之一，依
据测试工具需要完成对协议栈的操控和配置。它通过接收相应的命令与上位机测试软件配合对IUT 进行测试。其作用是：
一作为IUT的控制器，接收上位机测试软件传送给UTA的控制报文，触发IUT主动发出应用访问实体类的各请求报文；
-
一存储上位机测试软件传送给UTA的报文信息；
生成特定的测试通道，用来传递测试命令；一作为用户层，对接收与传送的用户数据进行简要处理，产生用户数据。 通信一致性测试要素应符合GB/T17178.2一2010的要求。
6.5通信一致性测试系统结构
在一般情况下，通信的一致性测试需要使用自动化的测试工具，在被测设备中添加上测试器代理，形成特定的协议测试通道。在个别情况下，也可以不使用UTA。
如果自动测试无法覆盖全部必要的特性，也可以添加一部分手动测试。一致性测试中还需要包含
若干正向测试、反向测试案例，充分考虑到被测对象在各类正常和异常情况及其组合下的反应
定义一致性测试系统结构：整个系统可分为被测系统和测试系统测试工具主要包含下测试器，即运行于测试PC上的一致性测试软件。该软件中包含了诸多元素，
有抽象测试集、静态文档、可执行测试集等。
例如，一种通信一致性测试结构如图1所示，被测对象包括被测实现和上测试器代理两部分。
4 GB/T41271—2022
一致性测试工具
测试命令通道
下测试器LT
被测对象上测试器代理 UTA
测试用例
抽象测试集
通信通道
被测实现 IUT
判定规则
图1 通信一致性测试结构示例
测试过程一致性测试一般过程应按照图2所示进行
A
制定一致性测试
计划
构建测试平台
测试配置PICS、
PIXIT
回归测试
执行测试
修改和调整
否
测试通过？
是形成测试报告
确定测试结论
图2 一致性测试的一般步骤示例
5