Skalierbares Testsystem für die Produkteinführung

Eichen und Prüfen mit der Hessware GmbH

Die Erfahrungen, die unsere Mitarbeiter bei der Eichung der CONEXA Familie sammeln durften, haben direkt in der Entwicklung des Testsystems Einzug gehalten. Während der Umsetzung der Eichung bei der Prüfstelle EA-50 der SWU Energie GmbH wurde schnell klar, dass ein Massentest von Smart Meter Gateways nur durch eine passenden Skalisierung der Prüfwände realisierbar ist.

Das Testsystem, welches wir entwickelt haben, ist nicht auf Smart Meter Gatways beschränkt, sondern kann ganz allgemein für jeden Produkttypen verwendet werden. Allerdings ist das erste Einsatzfeld, in dem das System eingesetzt wird, der Ernergiesektor.

Unterstützte Smart Meter Gateways

Die Interoperabilität unseres Testsystems konnten wir bereits mit mehreren SMGW Herstellern verifizieren, dazu gehören die devolo AG und die Theben AG. Weitere Gateways können dank der direkten Umsetzung der DKE Definitionen schnell und einfach angebunden werden.

Eine breite Palette unterstützter Hardware für die Ansteuerung der Gatewayfunktionen ist im Testsystem bereits integriert. So schalten KNX Aktoren die SMGW auf den Prüfplätzen spannungsfrei und Binäreingänge lesen den Status der LEDs am Gerät. Alternativ lassen sich diese Funktionen mit dem CLS-Modul der iGrids realisieren.

Zählersimulatoren für HDLC- und OMS-Funk erlauben die Prüfung der Tarifierungsfunktionen und die Fehlerbehandlungen des SMGW. Der Test, ob eine CLS Kommunikation über das SMGW möglich ist, rundet das Testsystem ab. Hierbei wird auf die Control Client Technologie aus unserem Hause zurückgegriffen.

Interoperabilitätstests TR-03109

Mit dem Testfallkatalog gibt das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) zentrale Anforderungen an die Funktionen des SMGW vor. Jeder Hersteller ist dadurch verpflichtet, diese Tests durchzuführen.

Das Testsystem ist flexibel genug, um Erweiterungen des Katalogs einfach aufzunehmen. Die Modellierung der Testfälle geschieht im BPMN (Business Process Model and Notation) Standard, für den weitreichende Dokumentation und Tools verfügbar sind. Variable Elemente innerhalb der Testfälle erlauben beispielsweise XML-Profile bei der Generierung automatisch an den Testplatz, das einzelne SMGW oder den verwendeten Zählersimulator anzupassen. Alle für die Interoperabilitätstests notwendigen Schnittstellen können aus dem Testsytem heraus angesteuert werden.

Testsystemaufbau

Skalierbarkeit der Tests

Ein grundlegendes element der Softwarearchitektur des Testsystems basiert auf dem Wissen um die Testsysteme für die Theben CONEXA 1.0/2.0, welche Hr. Dr. Kahmann (PTB) schon häufig als Basis für die SMGW Tests benannt hat. Dieses Ziel heißt maximale Parallelität und Skalierbarkeit.

Die Software erlaubt die Definition von Testplätzen inkl. der dort eingesetzten Hardware und nutzt diese, um die generischen Testprozesse auf alle Testplätze anwenden zu können. Dies wirkt sich auch dann positiv aus, wenn das Testsystem als Wareneingangskontrolle verwendet wird.

Aktuell bildet das Testsystem die notwendigen Funktionen für die Zeitsynchronisation (NTP), die TLS-Kanalbehandlung sowie die Kanäle ADMIN-SERVICE, MANAGEMENT und INFO-REPORT ab. Gateways können per Wake-Up Call für den Test aktiviert oder mit fehlerhaften Wake-Up Paketen auf Konformität geprüft werden.

Die HAN Schnittstelle kann für die Umschaltung der Tarifregister im Tarifanwendungsfall „ereignisbasierte Tarifierung“ und für die CLS Kommunikation genutzt werden. Die LEDs des SMGW können ausgewertet werden, um zu prüfen, ob ein Zähler erkannt wurde oder die Blinkmuster der FNN Spezifikation entsprechen.

Die webbasierte Oberfläche des Testsystems ist mehrbenutzerfähig und in allen modernen Webbrowsern nutzbar.

Zählersimulator

CLS Modul der iGrids

Die Smart Meter Gateways besitzen neben den Netzwerkschnittstellen, welche im Test geprüft werden, auch zwei Zählerschnittstellen. Dabei stehen die drahtgebundene HDLC Schnittstelle und der OMS Funk zur Verfügung. Ziel der Simulation ist, die Smart Meter Gateways hinsichtlich ihrer korrekten Tarifierung auch während eines Software- oder Konfigurationsupdates zu prüfen. Dabei können einzelne Parameter wie Startzählerstand, Vorschub je Zeit und Dauer der Dosierung frei gewählt werden.

Auf der HDLC Seite werden die einzelnen Stufen des TLS-Verbindungsaufbaus, der Schlüsselaustausch und die Übertragung von Messwerten unterstützt. Im Rahmen der TLS-gesicherten Kommunikation können fehlerhafte Daten eingestreut oder Timingvorgaben verletzt werden, um die Fehlererkennung und -behandlung des SMGW zu prüfen.

Die Funkstrecke kann verschiedene Zähler simulieren und damit auch spartenübergreifend für Tests verwendet werden. Dabei kann jeder OMS-Simulator bis zu zehn Zähler simulieren. Die Umsetzung der Simulatoren erfolgt in enger Zusammenarbeit und Abstimmung mit der Prüfstelle EA-50 der SWU Energie.