CN113179201B - 多区域多设备远程联合调试与测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多区域多设备远程联合调试与测试系统及方法，该系统包括主站设备和至少一个的从站设备，各从站设备设置于不同区域，主站设备与各区域的从站设备进行5G通讯；主站设备用于通过5G通讯与对应区域的从站设备进行数据收发，从站设备用于对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试，实现多地联合测试，减少因无法集中组装带来的检测、测试无法完成的问题，有效提高了测试便利性。

Description

多区域多设备远程联合调试与测试系统及方法

技术领域

本申请涉及设备测试技术领域，特别是涉及一种多区域多设备远程联合调试与测试系统及方法。

背景技术

在工业领域中，产品、设备的出厂都需要经历一段调试或测试过程，符合预期性能和出厂要求后才能投入实际应用。在现代的工业设备中，越来越多的大型设备，如风力发电机设备、盾构机设备等，由于设备本体庞大，常常需要拆分成多个大型零型部件在不同地方进行生产，最终再分批运到安装地点进行组装。

传统的设备调试方法是在不同地区的生产工厂生产零部件集中运输到施工现场后，再进行部件组装和总装工序，在总装完成后对每个大型部件电气控制系统进行逐步调试和测试，最后再进行机械部件的调整和匹配。在现场组装调试或测试时如果遇到电气控制系统问题，那么查找问题的过程将非常复杂，而且不易确定问题原因，存在测试便利性低的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种测试便利性高的多区域多设备远程联合调试与测试系统及方法。

一种多区域多设备远程联合调试与测试系统，包括主站设备和至少一个从站设备，各所述从站设备设置于不同区域，所述主站设备与各区域的所述从站设备进行5G通讯；所述主站设备用于通过5G通讯与对应区域的从站设备进行数据收发，所述从站设备用于对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试。

在其中一个实施例中，多区域多设备远程联合调试与测试系统还包括连接所述主站设备的上位机，所述主站设备还用于与所述上位机进行数据收发。

在其中一个实施例中，所述主站设备包括工业控制器主站和主站5G客户前置设备，所述工业控制器主站连接上位机和所述主站5G客户前置设备，所述主站5G客户前置设备与5G基站进行通信。

在其中一个实施例中，所述从站设备包括工业控制器从站和从站5G客户前置设备，所述工业控制器从站连接所述从站5G客户前置设备，所述从站5G客户前置设备与5G基站进行通信。

在其中一个实施例中，所述工业控制器主站通过工业总线与所述主站5G客户前置设备连接；所述工业控制器从站通过工业总线与所述从站5G客户前置设备连接。

在其中一个实施例中，所述主站设备还包括连接所述工业控制器主站的主站交互装置；所述从站设备还包括连接所述工业控制器从站的从站交互装置。

在其中一个实施例中，所述主站交互装置和所述从站交互装置为视频语音装置。

在其中一个实施例中，所述主站设备还用于对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试。

一种多区域多设备远程联合调试与测试方法，基于上述的系统实现，该方法包括：

主站设备通过5G通讯与对应区域的从站设备进行数据收发；

所述从站设备对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试。

在其中一个实施例中，所述主站设备通过5G通讯与对应区域的从站设备进行数据收发之前，该方法还包括：

主站设备接收上位机下传的调试测试软件并保存。

上述多区域多设备远程联合调试与测试系统及方法，主站设备利用5G通讯技术与各区域的从站设备进行数据收发，从站设备对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试，实现多地联合测试，减少因无法集中组装带来的检测、测试无法完成的问题，有效提高了测试便利性。

附图说明

图1为一实施例中多区域多设备远程联合调试与测试系统的结构框图；

图2为一实施例中多区域多设备远程联合调试与测试方法的流程图；

图3为一实施例中多区域多设备远程联合调试与测试系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种多区域多设备远程联合调试与测试系统，包括主站设备100和至少一个从站设备200，各从站设备200设置于不同区域，主站设备100与各区域的从站设备200进行5G通讯；主站设备100用于通过5G通讯与对应区域的从站设备200进行数据收发；从站设备200用于对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试。具体地，区域可以是指车间或厂房等，不同从站设备200位于不同区域，用作对所在区域的被测产品零部件进行调试测试。为便于理解，以下均以针对不同车间的被测产品零部件进行远程联合调试与测试为例进行解释说明。

主站设备100可以是采用单独的控制设备作为主站，调试工程师或测试工程师可通过主站设备100下发数据至需要进行调试测试的被测产品零部件所在区域的从站设备200，进行远程联合调试和测试。在远程联合调试和测试过程中，主站设备100与从站设备200之间进行数据下传和上传，即主站设备100和从站设备200都需要进行数据发送和接收。在一个实施例中，主站设备100还用于对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试。主站设备100还可以是采用被测产品零部件原有的工业控制器作为主站，则主站设备100所在区域也是一个车间，调试工程师或测试工程师除了通过主站设备100进行远程联合调试和测试外，还可对本地车间的被测产品零部件进行测试。

从站设备200的数量可以是一个，也可以是两个以上，不同从站设备200位于不同区域。对应地，从站设备200同样可以是采用单独控制器作为从站，也可以是采用所在车间被测产品零部件原有的工业控制器作为从站。从站设备200与主站设备100进行5G通讯，从站设备200所处车间的配合人员配合工程师的测试指令完成点位测量、通道检测、信号给定、线缆连接等辅助测试工作，通过共同协作在多地联合完成待测产品或设备的自定义测试和调试，即完成远程设备联调、测试。

具体地，主站设备100与5G基站通信，发送的数据经过5G基站转发至从站设备200。5G(5th-Generation，第五代移动通信技术)核心是表示声音和图像的模拟信号被数字化，由模数转换器转换并作为比特流传输，主要优势在于数据传输速率高、网络延迟低，可满足高清视频、虚拟现实等大数据量传输。需要说明的是，主站设备100和从站设备200之间通过数据发送和接收进行联合测试的方式并不唯一，其中，工程师可以是利用主站设备100发送测试数据，经5G基站转发至从站设备200进行显示，以供车间配合人员根据显示的测试数据进行相关测试操作。从站设备200端的配合人员再将相关测试结果通过5G基站上传到主站设备100。其中，测试数据可包括图片、文字、动画等能提供操作指引的数据。此外，工程师也可以利用主站设备100与从站设备200所处车间的配合人员进行视频语音沟通，进而完成待测产品或设备的自定义测试和调试。可以理解，主站设备100与从站设备200之间还可以是采用多种方式的结合进行多区域远程联合测试。

在一个实施例中，多区域多设备远程联合调试与测试系统还包括连接主站设备100的上位机，主站设备100还用于与上位机进行数据收发。例如，主站设备100可接收上位机下传的调试测试软件并保存，工程师还可通过上位机与主站设备100进行数据交互，即利用上位机发送指令至主站设备100，以及接收主站设备100上传的数据。具体地，上位机可以是笔记本、台式电脑或手持终端等设备，上位机与主站设备100通信连接，工程师可通过上位机调试或测试程序并下载到主站设备100中。在进行实际远程联合测试时，调试工程师或测试工程师通过上位机控制主站设备100进行测试操作，例如，可通过运行主站设备100的调试测试软件选择需要联合测试的车间，以及各车间中被测产品零部件的测试内容等，以及接收主站设备100上传的测试结果以供工程师查看。

上述多区域多设备远程联合调试与测试系统，主站设备100利用5G通讯技术与各区域的从站设备200进行数据收发，从站设备200对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试。利用5G无线通讯技术的高速率、高同步性、高可靠性、低延时性、安全性高的特点，实现多地联合测试，减少因无法集中组装带来的检测、测试无法完成的问题，有效提高了测试便利性。

在一个实施例中，主站设备100包括工业控制器主站和主站5G客户前置设备，工业控制器主站连接上位机和主站5G客户前置设备，主站5G客户前置设备与5G基站进行通信。工业控制器主站可以是采用单独控制器，也可以是采用被测产品零部件的控制器。工业控制器主站与上位机通讯连接，接收调试测试软件并保存。对应地，在一个实施例中，从站设备200包括工业控制器从站和从站5G客户前置设备，工业控制器从站连接从站5G客户前置设备，从站5G客户前置设备与5G基站进行通信。其中，工业控制器从站可直接采用被测产品零部件的原有控制器。工程师利用编写调试或测试程序并下载到工业控制器主站中后，可通过上位机直接控制工业控制器所有主站、从站的点位、通道和信号，方便进行测试控制。

进一步地，在一个实施例中，工业控制器主站通过工业总线与主站5G客户前置设备连接；工业控制器从站通过工业总线与从站5G客户前置设备连接。具体地，把待调试产品或设备的电气控制系统中工业控制器对应的工业总线协议部署到5G客户前置设备中，通过基于工业总线的5G无线通讯技术，把位于不同地点的零部件工业控制器的通讯建立起来，即把位于异地的工业控制器主站与工业控制器从站的工业总线协议通讯建立连接，以方便进行远程通讯和测试。

在一个实施例中，主站设备还包括连接工业控制器主站的主站交互装置；从站设备还包括连接工业控制器从站的从站交互装置。其中，主站交互装置和从站交互装置的具体结构和类型并不唯一，本实施例中，主站交互装置和从站交互装置为视频语音装置。通过主站交互装置与从站交互装置，工程师可与车间的配合人员进行音视频沟通，更方便进行远程协同测试。

在一个实施例中，如图2所示，还提供了一种多区域多设备远程联合调试与测试方法，基于上述的系统实现，该方法包括：

步骤S100：主站设备通过5G通讯与对应区域的从站设备进行数据收发。

步骤S200：从站设备对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试。

具体地，主站设备通过5G通讯与对应区域的从站设备进行5G通讯，进行在远程联合调试和测试。在远程调试和测试过程中，主站设备与从站设备之间进行数据下传和上传。

在一个实施例中，步骤S100之前，该方法还包括：主站设备接收上位机下传的调试测试软件并保存。此外，上位机还可与主站设备进行数据交互，即发送指令至主站设备，以及接收主站设备上传的数据。

需要说明的是，关于多区域多设备远程联合调试与测试方法的具体限定可以参见上文中对于多区域多设备远程联合调试与测试系统的限定，在此不再赘述。

上述多区域多设备远程联合调试与测试方法，主站设备利用5G通讯技术与各区域的从站设备进行数据收发，从站设备对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试。利用5G无线通讯技术的高速率、高同步性、高可靠性、低延时性、安全性高的特点，实现多地联合测试，减少因无法集中组装带来的检测、测试无法完成的问题，有效提高了测试便利性。

为便于更好地理解上述多区域多设备远程联合调试与测试系统和方法，下面结合具体实施例进行详细解释说明。

传统的设备调试方法是将不同零部件集中运输到施工现场后，再进行部件组装和总装工序。在总装完成后，由于各个大型部件之间的电气控制系统并未联机调试过，所以还需要对每个大型部件电气控制系统进行逐步调试和测试，最后再进行机械部件的调整和匹配。

然而，大型设备电气控制系统是成体系的一套整体，所有电气控制均由确定的工业总线进行通讯，但由于在发到现场前没有经历过各个零部件的联机通电调试和测试，所以在现场组装调试或测试时如果遇到电气控制系统问题，那么查找问题的过程将非常复杂，而且不易确定问题原因。如果是关键电气元件或者进口电气元件匹配出现问题，其与供货商的沟通时间、物流往返成本、特殊时期(如疫情期间)的电气元件产能不足无法供货等问题将会大大延误该设备投入使用的时间，造成生产进度或项目进度的延误。

此外，在特殊时期(如疫情期间)或者因时间、距离、人员等原因不能满足要求，导致设备的零部件不能在出货前进行调试或测试，发货后如遇到问题将增加售后或召回的成本。而且，由于电气控制系统的整体性，所以在缺少零部件的情况下待测产品或设备无法组装，必须等所有零部件到齐才能组装和调试，电气调试阶段受制约的因素过多，导致其机动性、灵活性不足。

基于此，本申请提供了一套基于5G通讯的多区域多设备远程联合调试与测试方法，当一个设备或产品的各个零部件分散在不同地点，无法统一集中组装时，可按照下述方法进行设备的电气控制系统联机调试和测试。

1、准备好5G信号客户前置设备，把待调试产品(或设备)电气控制系统中的工业控制器对应的工业总线协议部署到5G客户前置设备中。

2、通过基于工业总线的5G无线通讯技术，把位于不同地点的零部件工业控制器的通讯建立起来。即把位于异地的待调试产品(或设备)中工业控制器主站与工业控制器从站的工业总线协议通讯建立连接。

3、编写调试或测试程序并下载到工业控制器主站中。

4、通过上位机电脑编写该产品的电气控制系统调试程序或测试软件，上位机与工业控制器主站建立连接，使上位机可直接控制工业控制器所有主站、从站的点位、通道和信号。

5、调试工程师或测试工程师在有工业控制器主站的地点通过上位机控制工业控制器进行测试，其他配合人员在分布于多地的零部件生产地配合工程师完成点位测量、通道检测、信号给定、线缆连接等辅助测试工作，几人通过视频及语音辅助，共同协作可在多地联合完成待测产品(或设备)的自定义测试和调试，即完成远程设备联调、测试。

本申请还提供了基于5G通讯的多区域多设备远程联合调试与测试系统，大型产品或设备在不同地点的分装零部件制造出来后，经常受限于工期、地域、人员的限制不能集中在一起组装进行联机通电调试或测试。如图3所示，利用工业总线的5G通讯技术，可实现多区域多设备自定义联机调试或测试。其中，工业控制器主站设置在车间或办公区，与上位机通讯连接接收测试软件并保存。工业控制器主站通过工业总线协议与5G客户前置设备通讯连接。车间1、车间2和车间3中分别放置有被测产品零部件A、B和C，通过部署工业总线协议将各被测产品零部件中的工业控制器与对应5G客户前置设备建立通讯连接。

具体地，在分布于多个地点车间的待测产品的工业控制器上，利用5G无线客户前置设备部署好适用的工业总线协议，通过5G基站使各个主、从站工业控制器建立通讯连接。工程师编写工业控制器测试程序下载到主站中，通过上位机编写调试软件或测试软件，建立上位机与工业控制器主站的通讯连接，工程师利用上位机调试、测试软件达到控制各个车间工业控制器从站的目的。

各个车间的测试人员与调试工程师一起通过视频及语音通话，由工程师下达指令，测试人员配合检测或确认信号，协作配合完成待测产品的测试和调试。同时也降低现场员工的技能要求。

此外，需要说明的是，图3中表征车间/办公区的虚线框内只有工业控制器主站，也可替换为被测产品零部件D。即，整个图3中各个车间有无被测产品零部件都不重要，只要有工业控制器主站、从站以及部署了工业总线协议的5G客户前置设备，即可实现各个工业控制器之间的通讯，工程师在主站即可完成异地调试与测试。

举例说明，如果某一待测产品(或设备)由A、B、C三个零部件组装而成，但由于某种原因缺少A零部件，通过在此系统中自定义的修改上位机的调试、测试软件，还可暂时撇开A零部件，直接联合调试B、C零部件，而不会造成全员等待A零部件制造完成的情况出现，电气调试时灵活性、机动性较好。

通过多区域的设备联合调试与测试，突破了地域和空间的限制，多区域的概念可包括但不限于：同一厂区内、同一工业园区内、同一城市内、跨城市区域、跨省区域乃至全球任何地点。当特殊时期(如疫情期间)人员无法流动时，多区域多设备远程联合调试的推广将更为适用。而且，由于工程师可异地修改调试、测试软件，所以此方法和系统也同样适用于样机产品异地调试或者小批次多品种柔性化产品。如待测设备电气线路方面有小幅修改和调整，工程师根据了解待测产品的电气控制修改(调整)的新内容，可通过修改测试软件、调整测试策略，再远程联机验证待测产品新功能和测试调试软件的鲁棒性。

上述基于5G通讯的多区域多设备远程联合调试与测试方法和系统，利用5G无线通讯技术的高速率、高同步性、高可靠性、低延时性、安全性高的特点，可以完成工业领域产品(或设备)的多地多人联合通电测试，带来了很多好的效果。能够减少因无法集中组装带来的检测、测试无法完成的问题，解决了工程师等专业人才因人手不足的往返奔波成本，降低了各车间测试人员的专业技能要求；因无需等待组装，所以也提高了产品或设备的检测效率，同时也减少了产品售后成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种多区域多设备远程联合调试与测试系统，其特征在于，包括主站设备和至少一个从站设备，各所述从站设备设置于不同区域，所述主站设备与各区域的所述从站设备进行5G通讯；所述主站设备用于对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试，以及通过5G通讯与对应区域的从站设备进行数据收发，所述从站设备用于对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试；其中，所述从站设备接收所述主站设备发送的测试数据进行显示，以及与所述主站设备进行视频语音通信，对被测产品零部件完成点位测量、通道检测、信号给定和线缆连接辅助测试；所述测试数据为提供操作指引的数据；

多区域多设备远程联合调试与测试系统还包括连接所述主站设备的上位机，所述主站设备还用于与所述上位机进行数据收发；在进行实际远程联合测试时，通过所述上位机控制所述主站设备进行测试操作，通过运行所述主站设备的调试测试软件选择需要联合测试的区域，以及各区域中被测产品零部件的测试内容，以及接收所述主站设备上传的测试结果；

所述主站设备包括工业控制器主站和主站5G客户前置设备，所述工业控制器主站连接上位机和所述主站5G客户前置设备，所述主站5G客户前置设备与5G基站进行通信；所述从站设备包括工业控制器从站和从站5G客户前置设备，所述工业控制器从站连接所述从站5G客户前置设备，所述从站5G客户前置设备与5G基站进行通信；通过所述上位机直接控制工业控制器所有主站、从站的点位、通道和信号。

2.根据权利要求1所述的多区域多设备远程联合调试与测试系统，其特征在于，所述工业控制器主站通过工业总线与所述主站5G客户前置设备连接；所述工业控制器从站通过工业总线与所述从站5G客户前置设备连接。

3.根据权利要求1所述的多区域多设备远程联合调试与测试系统，其特征在于，所述主站设备还包括连接所述工业控制器主站的主站交互装置；所述从站设备还包括连接所述工业控制器从站的从站交互装置。

4.根据权利要求3所述的多区域多设备远程联合调试与测试系统，其特征在于，所述主站交互装置和所述从站交互装置为视频语音装置。

5.一种多区域多设备远程联合调试与测试方法，其特征在于，基于权利要求1-4任意一项所述的系统实现，该方法包括：

主站设备对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试，以及通过5G通讯与对应区域的从站设备进行数据收发；

所述从站设备对所在区域的被测产品零部件进行调试与测试；其中，所述从站设备接收所述主站设备发送的测试数据进行显示，以及与所述主站设备进行视频语音通信，对被测产品零部件完成点位测量、通道检测、信号给定和线缆连接辅助测试；所述测试数据为提供操作指引的数据；通过上位机直接控制工业控制器所有主站、从站的点位、通道和信号；在进行实际远程联合测试时，通过所述上位机控制所述主站设备进行测试操作，通过运行所述主站设备的调试测试软件选择需要联合测试的区域，以及各区域中被测产品零部件的测试内容，以及接收所述主站设备上传的测试结果。

6.根据权利要求5所述的多区域多设备远程联合调试与测试方法，其特征在于，所述主站设备通过5G通讯与对应区域的从站设备进行数据收发之前，还包括：

主站设备接收上位机下传的调试测试软件并保存。

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