CN110907342A - 基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，包括供电单元，用于为受试样品供电；高低温循环老化箱，用于为受试样品提供试验应力筛选环境；控制单元，与供电单元相连，用于实时监测供电单元的电压或/和电流状态；与老化箱相连，用于监测老化箱实时温度状态以及老化周期；与受试样品相连，用于监测受试样品状态。本发明还公开了一种诊断方法，包括以下步骤：S01、配置各个受试样品的IP，并配置老化参数；S02、开启高低温循环老化箱，计时，并实时监测高低温循环老化箱、供电单元、受试样品的状态数据，S03、对步骤S02中的状态数据进行运算处理，得到老化报告。本发明的系统及方法均具有操作简便、通用性强等优点。

Description

基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统及方法

技术领域

本发明主要涉及温度测试设备技术领域，特指一种基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统及方法。

背景技术

环境应力筛选(ESS)技术在轨道交通行业生产过程中得到了广泛深入的应用，这对剔除产品早期故障起到了良好的作用。根据一个时期对无线传输装置进行温度循环应力筛选试验结果发现，在过程中试件暴露出的问题多为低温偶发问题，由于前期的各种监测手段不够完善，使其走了很多弯路，导致产品停滞周期长，交付后维修成本大幅增加。同时业界未有一套成型的环境应力筛选实时监测应用系统与方法。因此，急需对常规试验设备环境应力筛选建立一套完善的监测方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、操作简便的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，包括供电单元、高低温循环老化箱和控制单元；

所述供电单元，用于为受试样品供电；

所述高低温循环老化箱，用于为受试样品提供试验应力筛选环境；

所述控制单元，与所述供电单元相连，用于实时监测供电单元的电压或/和电流状态；与所述高低温循环老化箱相连，用于监测高低温循环老化箱实时温度状态以及老化周期；与所述受试样品相连，用于监测受试样品状态。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述控制单元包括基础层、处理层和表示层；所述基础层用于实现基础配置；所述处理层用于处理数据信息；所述表示层用于实时显示、记录供电单元、高低温循环老化箱和受试样品的状态信息。

所述基础层包括设备IP配置模块，用来同时配置受试样品的IP，用以在试验过程中能区别每台受试样品，并且在试验结束后一键还原IP。

所述基础层包括老化试验参数配置模块，用以根据具体不同试验要求配置受试样品的温度曲线以及容错参数，当监测到的数据超出或即将超出配置参数时，发出报警或预警信息。

所述基础层包括单板程序更新模块，用来一键更新受试样品的软件。

所述基础层包括定时器模块，用来根据试验曲线与周期，计算试验阶段。

所述处理层包括以太网数据收发模块，用以与受试样品通信以收集数据，并在未收到数据时做相应的一些诊断并记录到老化日志中。

所述处理层包括老化区间温度计算模块，用以根据预设的温度曲线与老化开始时间计算每个时间点的温度，再与收到的高低温循环老化箱状态信息进行对比，进行运算；并在发现高低温循环老化箱状态与预设值不一致的情况下进行报警。

所述处理层包括电源监测模块，用以与供电单元进行通信，实时监测供电单元，并将信息记录到老化日志中。

所述表示层包括EXCEL报表生成模块，用以汇总处理层的数据，将各个受试样品和供电单元根据老化周期绘制状态曲线。

所述表示层包括老化日志记录模块，以预定的间隔时间实时记录受试样品状态、老化箱状态和供电单元状态。

所述表示层包括设备状态显示模块，实时显示各受试样品状态、供电单元状态、高低温循环老化箱状态以及试验的进程。

所述表示层包括老化报告生成模块，用于根据汇总的数据以及与容错机制进行组合逻辑运算得出最终的老化报告。

所述高低温循环老化箱通过一USB IO工装与所述控制单元相连，所述USB IO工装用于接收高低温循环老化箱干节点信号，通过USB通信送往控制单元，用于以与高低温循环老化箱同步辅助计算老化周期。

所述供电单元通过USB、CAN、以太网和GBIP总线中的任意一种方式与控制单元进行通信。

所述控制单元通过一交换机与所述供电单元和受试样品相连。

所述控制单元与高低温循环老化箱之间通过串口通信。

本发明公开了一种基于如上所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统的诊断方法，包括以下步骤：

S01、配置各个受试样品的IP，并配置老化参数；

S02、开启高低温循环老化箱，计时，并实时监测高低温循环老化箱、供电单元、受试样品的状态数据，

S03、对步骤S02中的状态数据进行运算处理，得到老化报告。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤S03中，根据老化报告绘制状态曲线并生成EXCEL报表。

所述老化参数包括温度上限值、下限值、温变率、老化周期、容错参数中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，结构简单，便于现场安装调试及使用，对操作员要求低，而且通用性强，标准化程度高，易于联网和扩张，实现与信息化平台对接；另外通过此检测诊断系统对受试样品进行动态监测，能够获得宝贵的故障信息资源，综合应用故障信息可以获得良好的效益，具体如下：

1)用于直接排除产品的缺陷，这是环境应力筛选的首要目标；

2)用于检查和排除同型号同批次尚未进行环境应力筛选产品的缺陷，有可能实现简化筛选，从而节省资源和时间；

3)用于修改设计，有可能到达可靠性增长的效果；环境应力筛选暴露的故障，除了来自工艺缺陷、元器件缺陷之外，还可能有来自设计的缺陷，前者按照环境应力筛选的程序加以排除，后者必须对其进行分析、判断，确认属于设计缺陷导致的故障后，反馈给设计部门，可以通过修改设计的方法消除，从而到达可靠性增长的效果；

4)用于为以后产品的性能设计、工艺设计、可靠性设计积累经验，提供依据，提高整体水平；

5)日志存入到产品端，以便后续客户随时查阅、售后检修都有所用处。

本发明的诊断方法，同样具有如上系统所述的优点。

附图说明

图1为本发明的系统方框结构示意图。

图2为本发明的控制单元的方框结构图。

图3为本发明的方法流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1和图2所示，本实施例的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，包括供电单元、高低温循环老化箱和控制单元；

供电单元，用于为受试样品(无线传输装置)供电；

高低温循环老化箱，用于为受试样品提供试验应力筛选环境；

控制单元，与供电单元相连，用于实时监测供电单元的电压或/和电流状态；与高低温循环老化箱相连，用于监测高低温循环老化箱实时温度状态以及老化周期；与受试样品相连，用于监测受试样品状态。

本发明的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，结构简单，便于现场安装调试及使用，对操作员要求低，而且通用性强，标准化程度高，易于联网和扩张，实现与信息化平台对接；另外通过此检测诊断系统对受试样品进行动态监测，能够获得宝贵的故障信息资源，综合应用故障信息可以获得良好的效益，具体如下：

1)用于直接排除产品的缺陷，这是环境应力筛选的首要目标；

2)用于检查和排除同型号同批次尚未进行环境应力筛选产品的缺陷，有可能实现简化筛选，从而节省资源和时间；

3)用于修改设计，有可能到达可靠性增长的效果。环境应力筛选暴露的故障，除了来自工艺缺陷、元器件缺陷之外，还可能有来自设计的缺陷，前者按照环境应力筛选的程序加以排除，后者必须对其进行分析、判断，确认属于设计缺陷导致的故障后，反馈给设计部门，可以通过修改设计的方法消除，从而到达可靠性增长的效果；

4)用于为以后产品的性能设计、工艺设计、可靠性设计积累经验，提供依据，提高整体水平；

5)日志存入到产品端，以便后续客户随时查阅、售后检修都有所用处。

本实施例中，供电单元为110V供电电源；高低温循环老化箱属于常规的结构，如德国富奇VTS7200系列。

本实施例中，诊断系统的软件架构主要包含PC端上位机，用以配置老化曲线参数、配置容错参数、配置设备IP、故障诊断以及汇总以太网收到的信息生成日志与报表；产品端的下位机用以监测产品各个模块状态以及模块间出现异常自诊断与互诊断。具体地，上位机(控制单元)包括基础层、处理层和表示层；基础层用于实现基础配置；处理层用于处理数据信息；表示层用于实时显示、记录供电单元、高低温循环老化箱和受试样品的状态信息。

本实施例中，基础层包括设备IP配置模块、单板程序更新模块、定时器模块和老化试验参数配置模块；其中设备IP配置模块，用来同时配置受试样品的IP，用以在试验过程中能区别每台受试样品，并且在试验结束后一键还原IP。老化试验参数配置模块，用以根据具体不同试验要求配置受试样品的温度曲线以及容错参数，当监测到的数据超出或即将超出配置参数时，发出报警或预警信息。单板程序更新模块，用来一键更新受试样品的软件。定时器模块，用来根据试验曲线与周期，计算试验阶段。

本实施例中，处理层包括以太网数据收发模块、老化区间温度计算模块和电源检测模块。其中以太网数据收发模块，用以与受试样品通信以收集数据，并在未收到数据时做相应的一些诊断并记录到老化日志中。老化区间温度计算模块，用以根据预设的温度曲线与老化开始时间计算每个时间点的温度，再与收到的高低温循环老化箱状态信息进行对比，进行运算；并在发现高低温循环老化箱状态与预设值不一致的情况下进行报警。电源监测模块，用以与供电单元进行通信，实时监测供电单元，并将信息记录到老化日志中。

本实施例中，表示层包括EXCEL报表生成模块、老化日志记录模块、设备状态显示模块和老化报告生成模块。其中EXCEL报表生成模块，用以汇总处理层的数据，将各个受试样品和供电单元根据老化周期绘制状态曲线。老化日志记录模块，以预定的间隔时间(如5S)实时记录受试样品状态、老化箱状态和供电电源状态。设备状态显示模块，实时显示各受试样品状态、供电单元状态、高低温循环老化箱状态以及试验的进程。老化报告生成模块，用于根据汇总的数据以及与容错机制进行组合逻辑运算得出最终的老化报告。

本实施例中，高低温循环老化箱通过一USB IO工装与控制单元相连，USB IO工装用于接收高低温循环老化箱干节点信号，通过USB通信送往控制单元，用于以与高低温循环老化箱同步辅助计算老化周期。本实施例中，供电单元通过USB、CAN、以太网和GBIP总线中的任意一种方式与控制单元进行通信，优选采用以太网。具体地，控制单元通过一交换机与供电单元和受试样品相连。控制单元与高低温循环老化箱之间通过串口通信。

本发明的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，下位机直接基于产品端WINXPE与LINUX系统开发，上位机使用VC编制，便于大量数据的交互与采集，同时用于管理易于建库，使用操作简单，系统界面友好，操作简单、方便、便于操作人员操作。软件的自排故、受试样品相互诊断的软件设计，使得在分析故障过程中更为高效快捷。同时分别以温度区间及时间秒级的维度对设备故障进行记录并生成EXCEL报表，便于试验结束后对设备老化结果进行分析。

如图3所示，本发明还相应公开了一种基于如上所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统的诊断方法，包括以下步骤：

S01、配置各个受试样品的IP，并配置老化参数；

S02、开启高低温循环老化箱，计时，并实时监测高低温循环老化箱、供电单元、受试样品的状态数据，

S03、对步骤S02中的状态数据进行运算处理，得到老化报告。

具体地，下面结合一具体实施例对本发明的方法做进一步说明：

a)试验准备工作：

1、按照上位机软件进行配置；

2、一键配置设备IP；

3、一键刷写下位机软件；

4、连接试验线缆；

b)老化前状态确认：

1、手动闭合USB IO端口；

2、在电源非程控状态下，给产品上电，确认产品无明显异常现象；

3、开启上位机，在调试状态下确认每台产品状态正常；

4、断开电源，老化箱与连接电源程控线、USBIO工装；

c)老化程序运行

1、关闭老化箱舱门，确保老化箱密封，开启老化程序；

2、配置上位机软件温度曲线高低值、与温变、周期；

3、选择老化状态、配置USBIO口；

4、点击开始测试，生成日志文件；

d)试验结束：

1、点击结束测试，生成测试总报告，以及提示是否需将老化日志、老化报告上传到产品端；

2、根据报告提示，可具体分析每台产品的具体日志。

如图3所示，为其具体的方法流程图，其中各代号的含义如下：

1、开始：启动软件；

2、配置设备IP：逐一配置分配IP(避免IP冲突无法记录数据)，并录入产品序列号(产品序列号命名测试报告，便于追溯)；

3、刷写单板试验程序：刷写下位机；

4、配置老化参数：根据具有老化曲线配置温度上限值、下限值、温变率、老化周期、容错参数；

5、开启定时器：开始定时器，启动以太网接收线程；

6、实时监测老化箱、电源状态：实时接收老化箱、供电电源状态数据显示；

7、实时显示产品插件、模块状态：实时接收下位机发来的数据显示；

8、实时接收、处理各设备状态信息：实时接收下位机、老化箱、供电电源发来的数据进行运算处理；

9、计算当期的老化区段、温度：将步骤5接收到数据进行运算计算当期的老化区间，并与收到的老化箱数据进行对比；

10、记录老化试验日志：记录步骤7运算处理后的数据；

11、老化周期结束，生成EXCEL报表、老化报告：根据整个试验过程将产品各个插件、各个模块，根据老化周期绘制状态曲线生成EXCEL报表，并根据预设的容错参数运算得出最终的老化报告；

12、结束：软件运行结束。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，包括供电单元、高低温循环老化箱和控制单元；

所述供电单元，用于为受试样品供电；

所述高低温循环老化箱，用于为受试样品提供试验应力筛选环境；

所述控制单元，与所述供电单元相连，用于实时监测供电单元的电压或/和电流状态；与所述高低温循环老化箱相连，用于监测高低温循环老化箱实时温度状态以及老化周期；与所述受试样品相连，用于监测受试样品状态。

2.根据权利要求1所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述控制单元包括基础层、处理层和表示层；所述基础层用于实现基础配置；所述处理层用于处理数据信息；所述表示层用于实时显示、记录供电单元、高低温循环老化箱和受试样品的状态信息。

3.根据权利要求2所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述基础层包括设备IP配置模块，用来同时配置受试样品的IP，用以在试验过程中能区别每台受试样品，并且在试验结束后一键还原IP。

4.根据权利要求2所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述基础层包括老化试验参数配置模块，用以根据具体不同试验要求配置受试样品的温度曲线以及容错参数，当监测到的数据超出或即将超出配置参数时，发出报警或预警信息。

5.根据权利要求2所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述基础层包括单板程序更新模块，用来一键更新受试样品的软件。

6.根据权利要求2所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述基础层包括定时器模块，用来根据试验曲线与周期，计算试验阶段。

7.根据权利要求2至6中任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述处理层包括以太网数据收发模块，用以与受试样品通信以收集数据，并在未收到数据时做相应的一些诊断并记录到老化日志中。

8.根据权利要求2至6中任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述处理层包括老化区间温度计算模块，用以根据预设的温度曲线与老化开始时间计算每个时间点的温度，再与收到的高低温循环老化箱状态信息进行对比，进行运算；并在发现高低温循环老化箱状态与预设值不一致的情况下进行报警。

9.根据权利要求2至6中任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述处理层包括电源监测模块，用以与供电单元进行通信，实时监测供电单元，并将信息记录到老化日志中。

10.根据权利要求2至6任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述表示层包括EXCEL报表生成模块，用以汇总处理层的数据，将各个受试样品和供电单元根据老化周期绘制状态曲线。

11.根据权利要求2至6中任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述表示层包括老化日志记录模块，以预定的间隔时间实时记录受试样品状态、老化箱状态和供电单元状态。

12.根据权利要求2至6中任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述表示层包括设备状态显示模块，实时显示各受试样品状态、供电单元状态、高低温循环老化箱状态以及试验的进程。

13.根据权利要求2至6中任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述表示层包括老化报告生成模块，用于根据汇总的数据以及与容错机制进行组合逻辑运算得出最终的老化报告。

14.根据权利要求1至6中任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述高低温循环老化箱通过一USB IO工装与所述控制单元相连，所述USB IO工装用于接收高低温循环老化箱干节点信号，通过USB通信送往控制单元，用于以与高低温循环老化箱同步辅助计算老化周期。

15.根据权利要求1至6中任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述供电单元通过USB、CAN、以太网和GBIP总线中的任意一种方式与控制单元进行通信。

16.根据权利要求1至6中任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述控制单元通过一交换机与所述供电单元和受试样品相连。

17.根据权利要求1至6中任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统，其特征在于，所述控制单元与高低温循环老化箱之间通过串口通信。

18.一种基于权利要求1至17中任意一项所述的基于环境应力筛选试验的无线传输装置诊断系统的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01、配置各个受试样品的IP，并配置老化参数；

S02、开启高低温循环老化箱，计时，并实时监测高低温循环老化箱、供电单元、受试样品的状态数据，

S03、对步骤S02中的状态数据进行运算处理，得到老化报告。

19.根据权利要求18所述的诊断方法，其特征在于，在步骤S03中，根据老化报告绘制状态曲线并生成EXCEL报表。

20.根据权利要求18或19所述的诊断方法，其特征在于，所述老化参数包括温度上限值、下限值、温变率、老化周期、容错参数中的一种或多种。

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