JP2010087666A - フィールド通信テストデバイスとこれを用いたフィールド通信テストシステム - Google Patents

Abstract

【課題】多種類の通信テストを容易に行い、および、テスト対象機器の品質向上を行うことを可能とするフィールド通信テストデバイスとこれを用いたフィールド通信テストシステムを実現すること。
【解決手段】複数のフィールド機器が接続しているフィールドバス上に複数設置されるとともに、デバッグ用ネットワークにも接続され、前記各フィールド機器の通信テストを行うフィールド通信テストデバイスであって、前記デバッグ用ネットワークを介して互いに連携して通信テストを行うための連携データを送受信し、前記連携データに基づいて前記フィールドバスを介して通信テスト用のテストデータを前記各フィールド機器に送信することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フィールドバスに接続される各フィールド機器の通信テストを行うフィールド通信テストデバイスとこれを用いたフィールド通信テストシステムに関し、特に、各種テストを容易に行えることに関する。

近年のプラント制御システムでは、差圧計、流量計、温度計、アクチュエータ、コントローラなどの各種フィールド機器（以下、フィールド機器という）をプラントに敷設されたFoundation Fieldbus FF-H1（登録商標）、PROFIBUS-PA（登録商標）などの２線式バス給電型のフィールドバスに接続し、これらのフィールド機器がフィールドバスを介して互いにデータ通信を行うように構成されることが多い。

このようなフィールドバスに接続されるフィールド機器の通信テストを行うテストシステムに関する先行技術文献としては、下記の特許文献１がある。この特許文献１には、ループバックテストでフィールドバス上の異常を検出し、各フィールド機器を含む伝送路全体の信頼性を高める技術が記載されている。

特開平５−２６０５６８号公報

図６は従来のフィールド通信テストシステムの一例を示す構成図であり、テスト対象機器の通信テストを行うテスト装置１、フィールドバス３を流れるデータをモニタリングするバスモニタ装置２、フィールドバス３、テスト対象であるフィールド機器４とから構成されている。

図６において、テスト装置１、バスモニタ装置２、フィールド機器４は、共通のフィールドバス３に接続されていて、これらの各機器はフィールドバス３を介して互いに通信できる。

テスト装置１は、あらかじめ定められたフィールドバス用のプロトコルにのっとりフィールド機器４とデータ通信を行い通信テストを実施する。具体的には、テスト装置１は、フィールドバス３に接続されている他の機器と通信を行うためのフィールドバス用のプロトコル情報を有し、このプロトコル情報に基づきテストデータをフィールドバス用のデータに変換して通信テストを行う。

また、テスト装置１は、フィールドバス３を介してフィールド機器４とデータ通信を行うフィールドバスインターフェースなどの通信部、プロトコルの仕様に則してデータを送信して通信テストを行うなどの各機能の動作を制御する演算制御部、通信テスト用のテストケースまたはテストデータおよびアプリケーション、フィールドバス用のプロトコル情報などを記憶する記憶部などから構成される。（なお、本願でいうテストケースとは、システムや機器、そのソフトウェアなどの動作を検証するためのテストツールである。テストケースは、たとえばシステム環境などの前提条件・テスト対象に対する操作・それによって起こる結果を記載したテスト用の設定情報やソフトウェアテスト用のプログラム・スクリプトなどであって、それによりテスト対象であるフィールド機器４（のプログラム）が正しく動いているかどうかの検証に使用する。）

バスモニタ装置２は、テスト対象であるフィールド機器４とテスト装置１との通信の内容を取得し、フィールドバス３を流れるデータをモニタリングするための機器である。具体的には、バスモニタ装置２は、フィールドバス３を介してデータ通信を行うフィールドバスインターフェースである通信部と、フィールドバス３から取得したデータを表示用のデータに変換して表示するなどの各機能の動作を制御する演算制御部と、フィールドバス３から取得したデータを表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示部などから構成される。

フィールド機器４は、フィールドバス３を介してテスト装置１とデータ通信を行う。またフィールド機器４は、差圧計、流量計、温度計などのセンサを有し、測定データをフィールドバス３に接続されている図示しない他のフィールド機器に送信する機能を備えている。なお、フィールド機器４および図示しないフィールド機器は、これらセンサを持つものの他に、アクチュエータ、コントローラなども含むものとする。

このように構成された従来のフィールド通信テストシステムの動作を説明する。テスト装置１は、記憶部に格納されているテストケースを実行し、フィールド機器４とデータ通信を行う（テスト開始）。このとき、テスト装置１は、フィールドバス用のプロトコルにのっとりテストデータをフィールドバス用のデータに変換して通信テストを行う。

図７は図６のテスト装置１の動作説明図である。従来のテスト装置１は、階層構造のプロトコルスタックを通して通信を行っている。すなわち、フィールドバスインターフェースなどの物理層で受信したデータは、図７に示すようにフィールドバス用プロトコルスタックを通してテストケースへ渡される（データが挿入される）。

具体的には、テスト装置１はフィールドバス用のプロトコル情報に基づいて、フィールドバス３を介して受信したデータをテストデータに変換する、または、テストデータをフィールドバス３用のデータに変換してテスト対象に送信する。

テスト装置１が実施する通信テストには、正常通信テストおよび異常通信テストなどがある。正常通信テストは、あらかじめプロトコルで規定されたデータ仕様のデータを、決められたシーケンスに従って送受信する通信のテストをすることである。

正常通信テストを行う場合、テスト装置１は、プロトコルで規定されたデータをテスト用データとしてフィールド機器４に送信する。フィールド機器４はフィールドバス３を介して受信したテスト用データに基づき、プロトコルにのっとったデータをテスト装置１に送信する。

テスト装置１は、フィールド機器４からのテストデータに対する応答データがプロトコルにのっとったデータであるか否かを判断し、フィールド機器４の通信動作が正常または異常であることを判定する。

異常通信テストは、プロトコルで規定された仕様から外れた通信をテストすることを指す。一般的には機器の実装ミスやノイズの印加によるデータ化けなどにより発生する異常データを受信した際のフィールド機器４の動作をテストする。

異常通信テストを行う場合、異常データの発生にはフィールドバス３の信号線に対して手動でノイズを乗せる作業を行う必要がある。従来のテスト装置１は他機器と正常通信を行うことを前提とした構造になっており、正常通信以外のデータ通信は考慮されていないからである。

具体的には、オペレータが、バスモニタ装置２に表示されるフィールドバス３を流れるデータを把握しながら、タイミングを見計らってデータ線を切断するなどの作業を行って異常通信テストを行う。

フィールド機器４は、フィールドバス３を介して受信した異常データに基づいて、あらかじめ定められた異常データを受信した際に送信すべきデータを、フィールドバス３を介してテスト装置１に送信する。

そしてテスト装置１は、フィールド機器４からの異常データに対する応答データがあらかじめ定められた応答データであるか否かを判断し、フィールド機器４の通信動作が正常または異常であることを判定する。

バスモニタ装置２は、フィールドバス３を介してテスト装置１とフィールド機器４間の通信データを取得してフィールドバス３を流れる通信データの状態を表示する。またバスモニタ装置２は、フィールドバス３を介して通信データを取得し、フィールド機器４が正しい動作をしなかった場合のデバッグデータとして記憶部に格納する。

このように、従来のフィールド通信テストシステムは、フィールドバス３に接続されるフィールド機器４の通信テストを行うことができる。

しかしながら、従来のフィールド通信テストシステムは、テスト装置１が他機器と正常通信を行うことを前提とした構成であるので、異常通信テスト用のデータを作り出す場合には、手動でデータ線にノイズを乗せる作業を行う必要があり、不便で非効率的であるという問題点があった。

具体的には、従来のテスト装置１は図７のように、フィールド機器用のプロトコルに従った通信しか発生できず、異常通信を発生させるために、物理層とやり取りする生データに変更を加えることはできないので、手動でデータ線にノイズを乗せる作業を行う必要があり、たとえば異常通信テストとしてノイズで壊れたデータを再現したい場合は、タイミングを見計らって手動でバスにノイズを乗せるなどの作業を行わなくてはならず、不便で非効率的であるという問題点があった。

また、従来のフィールド通信テストシステムは、複数機器間の通信を想定する通信テストが実行できないという問題点があった。フィールド制御システムでは、複数機器間の通信などによる、特定のシーケンスまたはタイミングでのみ起こりうる不具合がありうる。従来のフィールド通信テストシステムのテスト装置１では、複数のテストデータをシーケンシャルに送信できないので、複数機器間の通信を想定した通信テストの実施は困難であるという問題点があった。

本発明は上述の問題点を解決するものであり、その目的は、多種類の通信テストを容易に行うことができ、テスト対象機器の品質を高めることができるフィールド通信テストデバイスとこれを用いたフィールド通信テストシステムを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
複数のフィールド機器が接続しているフィールドバス上に複数設置されるとともに、デバッグ用ネットワークにも接続され、前記各フィールド機器の通信テストを行うフィールド通信テストデバイスであって、
前記デバッグ用ネットワークを介して互いに連携して通信テストを行うための連携データを送受信し、前記連携データに基づいて前記フィールドバスを介して通信テスト用のテストデータを前記各フィールド機器に送信することを特徴とするフィールド通信テストデバイスである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のフィールド通信テストデバイスにおいて、
前記フィールド通信テストデバイスは、
前記デバッグ用ネットワークを介して他のフィールド通信テストデバイスとデータ通信する第１の通信部と、
前記フィールドバスを介して前記各フィールド機器と通信テストのためのデータ通信を行う第２の通信部と、
正常に動作するフィールド機器として動作して通信テスト用のテストデータを送信する正常通信テスト、複数のフィールド機器間の通信によるシーケンスあるいは一定のタイミングで通信テスト用のテストデータを送信する特定シーケンス／タイミングテスト、前記各フィールド機器のプロトコルで規定された仕様から外れた動作をするフィールド機器として動作し通信テスト用のテストデータを送信する異常通信テストの少なくともいずれかを実行するためのテストケースを記憶する記憶部と、
前記各テストケースに従い、前記第１の通信部を制御して他のフィールド通信テストデバイスと連携するためのデータを送受信し、前記第２の通信部を制御して通信テストのためのデータをテスト対象である前記各フィールド機器に送信する演算制御部と、
から構成されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のフィールド通信テストデバイスにおいて、
前記演算制御部は、
他のフィールド通信テストデバイスと連携して前記特定シーケンス／タイミングテストを行うために、時間差情報、テストデータの送信順が定められたシーケンス情報、同期情報の少なくともいずれかを前記第１の通信部を制御して送受信し、
前記デバッグ用ネットワークを介して受信した前記時間差情報に基づき他のフィールド通信テストデバイスと連携して時間をあけてテストデータを送信する、および／または、前記デバッグ用ネットワークを介して受信した前記シーケンス情報に基づき、他のフィールド通信テストデバイスと連携してテストデータを送信する、および／または、前記デバッグ用ネットワークを介して、他のフィールド通信テストデバイスから受信した前記同期情報に基づき、他のフィールド通信テストデバイスと連携してテストデータを同じタイミングで送信することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載のフィールド通信テストシステムにおいて、
フィールドバスに接続される各フィールド機器の通信テストを行うフィールド通信テストシステムにおいて、
請求項１〜３いずれかに記載のフィールド通信テストデバイスを備えることを特徴とするフィールド通信テストシステムである。

請求項５記載の発明は、請求項４記載のフィールド通信テストシステムにおいて、
前記通信テストのテストケースを複数設定し、これらテストケースを含むデータを前記デバッグ用ネットワークを介して前記各フィールド通信テストデバイスに送信するテスト指示装置を備えることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載のフィールド通信テストシステムにおいて、
前記各フィールド通信テストデバイスは、
前記フィールドバスを介してテスト対象である前記各フィールド機器から前記通信テストの応答データを受信すると、この応答データを前記デバッグ用ネットワークを介して前記テスト指示装置に送信し、
前記テスト指示装置は、
前記各フィールド通信テストデバイスおよび前記デバッグ用ネットワークを介してテスト対象である前記各フィールド機器から取得した前記応答データに基づき、あらかじめ設定されるテスト判断情報に基づきテスト対象である前記フィールド機器の通信テスト結果の良悪を判別することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項４〜請求項６いずれかに記載のフィールド通信テストシステムにおいて、
前記テスト指示装置は、前記各テスト用デバイスに前記通信テストを実行させるための制御コマンドを送信し、
前記各フィールド通信テストデバイスは、前記デバッグ用ネットワークを介して受信した前記制御コマンドに基づき、前記通信テストを開始することを特徴とする。

本発明に係るフィールド通信テストデバイスとこれを用いたフィールド通信テストシステムによれば、テスト指示装置により設定された各テストケースに基づいて複数のテスト用デバイスがデバッグ用ネットワークを介して連携し、フィールドバスに接続されている各フィールド機器に通信テストを実行することにより、多種類の通信テストを容易に行うことができ、テスト対象機器の品質を高めることができる。

図１は本発明に係るフィールド通信テストシステムの一実施例を示す構成図であり、図６と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。図１と図６との相違点は、図１では従来のテスト装置１・バスモニタ装置２ではなくテスト指示装置５、デバッグ用ネットワーク１０、フィールド通信テストデバイス１１〜１３（以下、テスト用デバイスという）からなるテスト制御部２０が通信テストを実行すること、テスト指示装置５がデバッグ用ネットワーク１０と接続されること、テスト指示装置５がデバッグ用ネットワーク１０に並列に接続される複数のテスト用デバイス１１〜１３を制御してフィールドバス３にテストデータを送信することなどである。

図１において、フィールド通信テストシステムは、テスト指示装置５、イーサネット（登録商標）などの有線ネットワークであるデバッグ用ネットワーク１０、テスト用デバイス１１〜１３からなるテスト制御部２０と、フィールドバス３と、テスト対象であるフィールド機器４などから構成されている。

テスト指示装置５、テスト用デバイス１１〜１３は共通のデバッグ用ネットワーク１０に接続されていて、これらの各機器はデバッグ用ネットワーク１０を介して互いに通信できる。なおテスト指示装置５、テスト用デバイス１１〜１３がデバッグ用ネットワーク１０を介して行うデータ通信は、フィールド機器用のプロトコルに従ったデータを用いて通信するものでもよいし、その他のプロトコルに沿ったデータ通信（たとえば、ＴＣＰ／ＩＰなどの汎用プロトコルを用いたデータ通信）であってもよい。

またテスト用デバイス１１〜１３は、フィールドバス３を介してテスト対象であるフィールド機器４に接続されていて、これらの機器はフィールドバス３を介して互いに通信できる。なお図１ではフィールド通信テストシステムはテスト用デバイス１１〜１３の３個が示されているが特にこれに限定するものではなく、１個以上のテスト用デバイスがデバッグ用ネットワーク１０とフィールドバス３とに接続されているものでもよい。

テスト指示装置５は、デバッグ用ネットワーク１０を介してテスト用デバイス１１〜１３とデータ通信を行うネットワークインターフェースなどの通信部、テスト用デバイス１１〜１３へのテストデータの送信やテストケースの実行指示などの制御コマンド、テスト用デバイス１１〜１３から受信したデータの解析など各機能の動作を制御するＣＰＵなどの演算制御部、通信テスト用のテストケースまたはテストデータ、フィールド機器４からの応答データおよびテスト指示装置５として動作するためのプログラムやアプリケーションなどを記憶する記憶部、テストケースまたはテストデータを設定するための設定情報を入力するマウス・キーボードなどの入力部、テスト対象であるフィールド機器４の応答データ・テストデータ・通信テスト結果などを表示するＬＣＤなどの表示部などから構成される。

テスト指示装置５が保持するテストケースは、前提条件・操作・それによって起こる結果を記載したテスト用の設定情報やソフトウェアテスト用のプログラムなどであって、それによりテスト対象であるフィールド機器４（のプログラム）が正しく動いているかどうかの検証に使用するものである。テストケースには、たとえば以下のものがある。
（Ａ）テスト用デバイス１１〜１３を正常に動作するフィールド機器として動作させテスト対象（フィールド機器４）の通信テスト（正常通信テスト）を実行させるもの、
（Ｂ）複数のフィールド機器間の通信などによる、特定のシーケンスまたはタイミングでテストデータをテスト対象に送信して通信テスト（以下、特定シーケンス／タイミングテストという）を実行させるもの
（Ｃ）プロトコルで規定された仕様から外れた動作を行うフィールド機器として動作させてテスト対象の通信テスト（異常通信テスト）を実行させるもの
なお異常通信テストは、一般的にデータ送信元の機器の実装ミスやノイズの印加によるデータ化けなどによって発生する異常データを受信した際のテスト対象の動作をテストするものである。
また、通信テストには、異常なシーケンスによるテスト（通信内容は正しいが本来あり得ないシーケンス／順序でデータ通信を行うテスト）も含まれる。

図２はテスト用デバイス１１の具体例を示す構成図であり、テスト用デバイス１１はデバッグ用ネットワーク１０を介してテスト指示装置５とデータ通信を行うネットワークインターフェースなどである第１の通信部１１Ａ、テストケースの実行やテスト対象であるフィールド機器４へのテストデータの送信やフィールド機器４から受信したデータの転送などの各機能の動作を制御するＣＰＵなどの演算制御部１１Ｂなどから構成される。

またテスト用デバイス１１には、通信テスト用のテストケースまたはテストデータ、テスト用デバイス１１を識別する識別情報（たとえばネットワークアドレス）、およびテスト用デバイス１１として動作するためのプログラムやアプリケーションなどを記憶するＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部１１Ｃ、フィールドバス３を介してフィールド機器４とデータ通信を行うフィールドバスI/Oコントローラなどの専用通信コントローラおよびＭＡＵ(Media Attachment Unit)、図示しないＦＢモデムなどからなる第２の通信部１１Ｄなども設けられている。

またテスト用デバイス１１の第２の通信部１１Ｄは、たとえば、通信コントローラがテストデータの衝突の監視などを行い、ＭＡＵがデジタル信号とアナログ信号の相互変換を行い、ＦＢモデムが信号をフィールドバスに出力する形式に変換し、フィールドバス上の信号を逆変換する。テスト用デバイス１２、１３もテスト用デバイス１１と同様の構成である。

図３は図１〜２に示したフィールド通信テストシステムの動作の説明図である。ステップＳＰ１０１において、テスト指示装置５は、デバッグ用ネットワーク１０を介してテスト用デバイス１１〜１３にテストケースを含むデータを送信する。なおテスト指示装置５が送信するテストケースは、テスト用デバイス１１〜１３ごとに異なるものでも良いし、同一のものでもよい。

ステップＳＰ１０２において、テスト用デバイス１１は、第１の通信部１１Ａを介して受信したテストケースを含むデータを記憶部１１Ｄに記憶する（具体的にはテストケース用バッファなどに書き込まれる）。テスト用デバイス１２、１３もテスト用デバイス１１と同様の動作をする。

ステップＳＰ１０３において、テスト指示装置５は、デバッグ用ネットワーク１０を介してテストケースの実行を指示する制御コマンドをテスト用デバイス１１〜１３に送信する。

ステップＳＰ１０４において、テスト用デバイス１１の演算制御部１１Ｂは、第１の通信部１１Ａを介し受信した制御コマンドに基づいて、記憶部１１Ｄに記憶されたテストケースを実行する。テスト用デバイス１２、１３もテスト用デバイス１１と同様の動作をする。

ステップＳＰ１０５において、テスト用デバイス１１の演算制御部１１Ｂは、第２の通信部１１Ｄを制御して、テストケースに基づきテストデータをフィールドバス３を介してテスト対象であるフィールド機器４に送信する。テスト用デバイス１２、１３もテスト用デバイス１１と同様の動作をする。

なお、テスト用デバイス１１は、第２の通信部１１Ｄに備えられたＭＡＵ、通信コントローラなどを通してフィールドバス３との通信を行う。

また、テスト用デバイス１１〜１３の記憶部に記憶されているテストケースによっては、テスト用デバイス１１〜１３間でデータ通信を行う。たとえば複数のフィールド機器がシーケンシャルにデータを送信する場合の通信テストを実施する場合は、テスト用デバイス１１、１２、１３間で同期を取って、データ通信を行う。

ステップＳＰ１０６において、テスト対象であるフィールド機器４は、フィールドバス３を介して受信したテストデータに基づき、正常通信のテストデータを受信した場合にはフィールド機器４にあらかじめ記憶されているフィールド機器用のプロトコルにのっとったデータを、異常通信テストデータを受信した場合には異常データを受信した際に送信すべきデータをテスト用デバイス１１〜１３に送信する。

ステップＳＰ１０７において、テスト用デバイス１１〜１３は、フィールド機器４からのテストデータに対する応答データを、デバッグ用ネットワーク１０を介してテスト指示装置５に送信する。なお、この応答データはテスト用デバイス１１〜１３によりデバッグ用ネットワーク１０を介してテスト指示装置５へ随時送信するものであってもよい。

ステップＳＰ１０８において、テスト指示装置５は、デバッグ用ネットワーク１０を介して受信したフィールド機器４からのテストデータに対する応答データを記憶部に記憶し、応答データがプロトコルにのっとったデータであるか否かまたはあらかじめ定められた応答データであるか否かを判断し、フィールド機器４の通信動作が正常または異常であることを判定する。

なお、テスト指示装置５は、各テスト用デバイス１１〜１３およびデバッグ用ネットワーク１０を介してテスト対象であるフィールド機器４からの通信テストの応答データを取得し記憶部に記憶するものでもよい。またテスト指示装置５は、この取得したデータを表示用データに変換して表示部に表示するものでもよく、たとえばテスト対象であるフィールド機器４の応答データとそれに対応するテストデータおよび通信テスト結果（正常・・異常・その他）とを関連付けて表示部に表示するものでもよい。

次に図１〜２のフィールド通信テストシステムの動作について、上述で説明した特定シーケンシャル／タイミングテスト（テストケースＢ）を実行する場合について説明する。

図４は図１のフィールド通信テストシステムが特定シーケンシャル／タイミングテスト（テストケースＢ）を実行する場合についての動作説明図であり、（Ａ）は、複数のテストデータを一定時間おいて送信する時間制約付き送信テスト、（Ｂ）は複数のテストデータを同時に送信するテスト、（Ｃ）は複数のフィールド機器からシーケンシャルにデータが送信される場合を想定したシーケンシャル送信テストについての動作説明図である。なお図４において、破線はデバッグ用ネットワーク１０を通して通信し、実線はフィールドバス３を通して通信することを示している。

なお図４ではテスト対象がフィールド機器４、テスト用デバイスが２台(テスト用デバイス１１、１２)からなるシステム構成で、テスト用デバイス１２→テスト用デバイス１１の順でフィールド機器４へテストデータを送信することを想定して説明している。また、このような通信テストのシーケンス（各テスト用デバイスのテストデータ送信の順番）は、テスト指示装置５によりテストケースを設定可能である。

図４（Ａ）の時間制約付きテストを行う場合では、シーケンスＳＱ１１１においてテスト用デバイス１２は、フィールドバス３を介してフィールド機器４にテストデータを送信するとともに、デバッグ用ネットワーク１０を介して時間差情報Δｔを含むデータをテスト用デバイス１１へ送信する。

シーケンスＳＱ１１２において、テスト用デバイス１１は、受信した時間差情報（Δｔ）および記憶部に格納されているテストケースに基づいて、テストデータをテスト対象であるフィールド機器４へ送信する。つまりテスト用デバイス１１は、テスト用デバイス１２からΔtだけ時間をあけてテストデータを送信することになる。

このように、テスト用デバイス１１はテスト用デバイス１２から受信した時間差情報Δtに基づいてΔｔだけあけてテストデータをフィールド機器４に送信することにより、複数のテストデータを一定時間おいて送信する時間制約付き送信テストが実行できる。

なお、この時間差情報に含まれる時間情報（Δｔ）は、あらかじめテスト指示装置５により設定されるものでもよい。

図４（Ｂ）の複数のテストデータを同時に送信するテストを行う場合では、シーケンスＳＱ１２１においてテスト用デバイス１２は、同期を取るために、あらかじめ時間Δｔ’後にデータを送信する旨を規定している同期情報をデバッグ用ネットワーク１０を介してテスト用デバイス１１に送信する。

シーケンスＳＱ１２２、１２３において、テスト用デバイス１１およびテスト用デバイス１２は、その同期情報およびテストケースに基づいて、たとえばΔｔ’後に同時にテストデータを送信することによりテスト用デバイス１１、１２と互いに同期をとり、テストデータをフィールドネットワーク３を介してテスト対象であるフィールド機器４に同時に送信する。

このように、テスト用デバイス１１、１２は、同期情報に基づいてほぼ同時にテスト対象であるフィールド機器４へデータを送信する同時送信テストを実行することができる。

なお、この同期情報に含まれる時間情報（Δｔ’）は、あらかじめテスト指示装置５により設定されるものでもよい。

図４（Ｃ）のシーケンシャルテストを行う場合では、シーケンスＳＱ１３１において、テスト用デバイス１２は、フィールドネットワーク３を介してフィールド機器４にテストデータを送信するとともに、シーケンス情報（たとえば、テスト用デバイス１２→テスト用デバイス１１の順にテストデータを送信する旨指定されている情報）を含むデータをデバッグ用ネットワーク１０を介してテスト用デバイス１１へ送信する。

シーケンスＳＱ１３２において、テスト用デバイス１１は、受信したシーケンス情報および記憶部に格納されているテストケースに基づいて、テストデータをテスト対象であるフィールド機器４へ送信する。

このように、テスト用デバイス１１、１２は、シーケンス情報に基づいて定められた順番通りにテストデータを送信することにより、テスト用デバイス１２→テスト用デバイス１１の順にテストデータを送信するようなシーケンシャルテストができる。

なお、このシーケンス情報の通信テストのテストデータを送信する順番は、あらかじめテスト指示装置５により設定される。

なお図４（Ａ）〜（Ｃ）では、テスト用デバイス１１〜１３は、テストケースに基づき通信テストを実行している最中にデバッグ用ネットワーク１０を介してテスト指示装置５とデータ通信を行ってもよい。

この結果、本発明に係るフィールド通信テストシステムは、テスト指示装置５により設定された各テストケースに基づいて複数のテスト用デバイス１１〜１３がデバッグ用ネットワークを介して連携し、フィールドバスに接続されている各フィールド機器に通信テストを実行することにより、多種類の通信テストを容易に行うことができ、テスト対象機器の品質を高めることができる。

また、本発明に係るフィールド通信テストシステムは、テスト用デバイスの動作を、テスト指示装置５によりテストケースで指定できるため、再現が困難な状態も容易に再現させることができる。このため、従来のようにタイミングを見計らって手動でフィールドバスにノイズを乗せ、通信データを壊すことによって異常通信を発生させる作業が必要なくなる。

また、テスト用デバイスが異常通信を発生させることにより、フィールドバスで異常な通信が発生した場合の、テスト対象の振る舞いを効率的にテストすることができる。

また、複数のテスト用デバイス間でデバッグ用ネットワークを介してデータ通信が可能なため、特定のシーケンシャル／タイミングにおける通信テストなどの複雑な状況下でのテストが実行可能となる。このため、複数機器が関係するような複雑な現象を再現可能であり、特定のタイミングでしか発生しない不具合や、特定のシーケンスでしか発生しない不具合をテストすることができる。

なお、上述の実施例では、テスト用デバイス１１〜１３は、テストケースによりフィールド機器として動作すると説明しているが、フィールドバス３を流れるデータを取得・収集・表示するようなモニタリング用デバイスとして動作するものでもよい。テスト用デバイスの動作は、全てテストケースを作成することにより指定可能である。

また、本発明に係るフィールド通信テストシステムは、上述の実施例で得られた通信テスト結果を利用してデバッグを行うデバッグ装置を備えるものであってもよい。図５はデバッグ装置を備えたフィールド通信テストシステムの構成図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。

図５において、テスト対象であるフィールド機器の内部変数を参照可能なＩＣＥなどのデバッグ装置５０は、テスト対象であるフィールド機器４とデバッグ用ネットワーク３とそれぞれ接続されている。

デバッグ装置５０は、テスト対象であるフィールド機器４の内部データを取得し、フィールド機器４の内部変数のテストを行う。またデバッグ装置５０は、テスト用デバイス１１〜１３と通信してテスト対象であるフィールド機器４の内部状態に対応したテストデータおよびテストケースを生成・設定する。

テスト用デバイス１１〜１３は、デバッグ装置５０により設定されたテストケースに基づきフィールド機器４に通信テストを実行する。デバッグ装置５０は、フィールド機器４から得られる各種通信テストの結果に基づいてデバッグを行う。

このようにデバッグ装置５０は、内部変数や状態に対応したテストデータおよびテストケースに基づき実行された通信テスト結果に基づいてデバッグを行うことにより、デバッグ効率を改善できる。

また、本システムはフィールドバスを想定しているが、他の一般的なネットワークに対しても適用可能である。ただし、他のネットワークへ適用する場合は、テスト用デバイスを含め、システムが適用するネットワークに対応する必要がある。

また、本発明のテスト用デバイス１１の演算制御部１１Ｂは、記憶部１１Ｃに格納されているＯＳなどを起動して、このＯＳ上で格納されたプログラムを読み出して実行することによりテスト用デバイス１１全体を制御し、テスト指示装置５により設定されたテストケースに基づき他のテスト用デバイスなどと連携して通信テストを行う、などの固有の動作を行うものでもよい。

このとき記憶部１１Ｃは、演算制御部１１Ａによって実行されるプログラムやアプリケーションをプログラム格納エリアに展開し、入力されたデータや、プログラムやアプリケーションの実行時に生じる処理結果などのデータをワークエリアに一時的に記憶する。

以上説明したように、本発明に係るフィールド通信テストデバイスとこれを用いたフィールド通信テストシステムは、テスト指示装置５により設定された各テストケースに基づいて複数のテスト用デバイス１１〜１３が連携して通信テストを実行することにより、多種類の通信テストを容易に行うことができ、テスト対象機器の品質向上に貢献することができる。

本発明に係るフィールド通信テストシステムの一実施例を示す構成図である。 図１のテスト用デバイス１１の構成図である。 図１〜２のフィールド通信テストシステムの動作の説明図である。 図４は図１のフィールド通信テストシステムが特定シーケンシャル／タイミングテスト（テストケースＢ）を実行する場合についての動作説明図である。 デバッグ装置を備えたフィールド通信テストシステムの構成図である。 従来のフィールド通信テストシステムの一例を示す構成図である。 図６のテスト装置１の動作の説明図である。

符号の説明

１ テスト装置
２ バスモニタ装置
３ フィールドバス
４ フィールド機器
５ テスト指示装置
１０ デバッグ用ネットワーク
１１、１２、１３ テスト用デバイス
１１Ａ 第１の通信部
１１Ｂ 演算制御部
１１Ｃ 記憶部
１１Ｄ 第２の通信部
２０ テスト制御部
５０ デバッグ装置

Claims (7)

1. 複数のフィールド機器が接続されているフィールドバス上に複数設置されるとともに、デバッグ用ネットワークにも接続され、前記各フィールド機器の通信テストを行うフィールド通信テストデバイスであって、
   前記デバッグ用ネットワークを介して互いに連携して通信テストを行うための連携データを送受信し、前記連携データに基づいて前記フィールドバスを介して通信テスト用のテストデータを前記各フィールド機器に送信することを特徴とするフィールド通信テストデバイス。
2. 前記フィールド通信テストデバイスは、
   前記デバッグ用ネットワークを介して他のフィールド通信テストデバイスとデータ通信する第１の通信部と、
   前記フィールドバスを介して前記各フィールド機器と通信テストのためのデータ通信を行う第２の通信部と、
   正常に動作するフィールド機器として動作して通信テスト用のテストデータを送信する正常通信テスト、複数のフィールド機器間の通信によるシーケンスあるいは一定のタイミングで通信テスト用のテストデータを送信する特定シーケンス／タイミングテスト、前記各フィールド機器のプロトコルであらかじめ規定された仕様から外れた動作をするフィールド機器として動作し通信テスト用のテストデータを送信する異常通信テストの少なくともいずれかを実行するためのテストケースを記憶する記憶部と、
   前記各テストケースに従い、前記第１の通信部を制御して前記連携データを送受信し、前記連携データに基づき前記第２の通信部を制御して前記通信テスト用のデータをテスト対象である前記各フィールド機器に送信する演算制御部と、
   から構成されることを特徴とする
   請求項１記載のフィールド通信テストデバイス。
3. 前記演算制御部は、
   他のフィールド通信テストデバイスと連携して前記特定シーケンス／タイミングテストを行うために、時間差情報、テストデータの送信順が定められたシーケンス情報、同期情報の少なくともいずれかを含む連携データを前記第１の通信部を制御して送受信し、
   前記デバッグ用ネットワークを介して受信した前記時間差情報に基づき他のフィールド通信テストデバイスと連携して時間をあけてテストデータを送信する、および／または、前記デバッグ用ネットワークを介して受信した前記シーケンス情報に基づき、他のフィールド通信テストデバイスと連携してテストデータを送信する、および／または、前記デバッグ用ネットワークを介して、他のフィールド通信テストデバイスから受信した前記同期情報に基づき、他のフィールド通信テストデバイスと連携してテストデータを同じタイミングで送信することを特徴とする
   請求項１または請求項２記載のフィールド通信テストデバイス。
4. フィールドバスに接続される各フィールド機器の通信テストを行うフィールド通信テストシステムにおいて、
   請求項１〜請求項３いずれかに記載のフィールド通信テストデバイスを備えることを特徴とするフィールド通信テストシステム。
5. 前記通信テストのテストケースを複数設定し、これらテストケースを含むデータを前記デバッグ用ネットワークを介して前記各フィールド通信テストデバイスに送信するテスト指示装置を備えることを特徴とする
   請求項４記載のフィールド通信テストシステム。
6. 前記各フィールド通信テストデバイスは、
   前記フィールドバスを介してテスト対象である前記各フィールド機器から前記通信テストの応答データを受信すると、この応答データを前記デバッグ用ネットワークを介して前記テスト指示装置に送信し、
   前記テスト指示装置は、
   前記各フィールド通信テストデバイスおよび前記デバッグ用ネットワークを介してテスト対象である前記各フィールド機器から取得した前記応答データに基づき、あらかじめ設定されるテスト判断情報に基づきテスト対象である前記フィールド機器の動作が正常または異常であることを判別することを特徴とする
   請求項５記載のフィールド通信テストシステム。
7. 前記テスト指示装置は、前記各テスト用デバイスに前記通信テストを実行させるための制御コマンドを送信し、
   前記各フィールド通信テストデバイスは、前記デバッグ用ネットワークを介して受信した前記制御コマンドに基づき、前記通信テストを開始することを特徴とする
   請求項４〜請求項６いずれかに記載のフィールド通信テストシステム。

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