背景

華東的某醫(yī)療機(jī)器人公司，主要從事醫(yī)療相關(guān)的機(jī)器人的研發(fā)和生產(chǎn)。在研發(fā)和調(diào)試某型號(hào)手術(shù)機(jī)器人過程中出現(xiàn)卡頓故障、通信傳輸丟包、誤碼率較高等問題。在排除其他因素后，懷疑是機(jī)器人的內(nèi)部通信線纜出現(xiàn)了故障。

全新的通信線纜都通過了導(dǎo)通儀、萬用表的導(dǎo)通測(cè)試，但在更換上這些線纜后，故障依然存在?？蛻粞?qǐng)福祿克工程師對(duì)線纜進(jìn)行排障和故障原因分析。

研判

福祿克工程師到達(dá)該公司現(xiàn)場后了解到，該公司研發(fā)的機(jī)器人自身帶有伺服電機(jī)，會(huì)產(chǎn)生靜電、電磁和射頻噪聲，使得機(jī)器人內(nèi)部的通信線纜處于強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中。因此除了常測(cè)試的信號(hào)衰減、串?dāng)_、回波損耗等用以衡量線纜質(zhì)量的參數(shù)外，還需要著重考慮線纜的屏蔽完整性和抗電磁干擾能力。

產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行和產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)與底層通訊線纜的可靠性息息相關(guān)，通訊線纜的可靠性受線纜本身性能以及周邊環(huán)境因素等多方位影響。萬用表和導(dǎo)通儀僅能用于判斷線纜的通斷，并不能判定線纜的傳輸性能和抗干擾性能。

測(cè)試

針對(duì)客戶現(xiàn)場情況，福祿克工程師使用DSX2-5000CH銅纜認(rèn)證儀進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)該批次線纜存在兩方面問題：

1、屏蔽層連通性不合格

此款手術(shù)機(jī)器人使用的是七類線，帶有雙層屏蔽結(jié)構(gòu)。使用DSX2-5000CH檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)該線纜屏蔽層未連通，而之前萬用表檢測(cè)結(jié)果為連通，據(jù)此判斷線纜存在屏蔽層虛接地的情況。這會(huì)導(dǎo)致纜間干擾（外部干擾）等測(cè)試參數(shù)明顯劣化，拉高傳輸數(shù)據(jù)的誤碼率。

屏蔽層未連通

2、抗干擾能力不合格

考慮到手術(shù)機(jī)器人自帶伺服電機(jī)，會(huì)有一定的電磁干擾。因此，需要對(duì)該線纜做平衡參數(shù)測(cè)試。這是一個(gè)抗干擾指標(biāo)，對(duì)應(yīng)電磁干擾（EMI）等級(jí)測(cè)試，用于判定其抗干擾能力。

在使用DSX2-5000CH內(nèi)置的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)衡量抗電磁干擾的平衡參數(shù)指標(biāo)TCL低于E3的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求。由此判別被測(cè)線纜更容易受到電磁干擾而產(chǎn)生通信故障。

知識(shí)點(diǎn)

在《ANSI/TIA-1005-A 工業(yè)電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》 和《ISO/IEC 11801 信息技術(shù)-用戶基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)》中，使用“MICE”環(huán)境分級(jí)規(guī)則為建造工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選擇各種組件進(jìn)行了分類。MICE中M為機(jī)械、I為侵入、C為氣候和化學(xué)、E是電磁干擾。

其中，針對(duì)電磁干擾（EMI）等級(jí)測(cè)試劃分位E1、E2和E3級(jí)

E1適用車間非生產(chǎn)區(qū)

E2適用于生產(chǎn)區(qū)

E3適用于強(qiáng)電磁干擾的區(qū)域及生產(chǎn)區(qū)的設(shè)備島和設(shè)備里的通訊線束

E值越高，對(duì)平衡參數(shù)的要求越嚴(yán)格，以屏蔽更多會(huì)破壞數(shù)據(jù)包的電磁干擾。

MICE環(huán)境分級(jí)

解決

工業(yè)自動(dòng)化用戶想要獲得高可靠性的設(shè)備性能時(shí)，也需要考慮布線系統(tǒng)的可靠性。

基本需要做到兩點(diǎn)：

1、適時(shí)檢測(cè)

規(guī)范布線系統(tǒng)質(zhì)量檢測(cè)的周期和時(shí)間節(jié)點(diǎn)，對(duì)布線系統(tǒng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)、選型采購、來料驗(yàn)收、隨工檢測(cè)、竣工驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)等生命周期內(nèi)不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行適時(shí)檢測(cè)。

2、適當(dāng)備份

采用冗余鏈路，對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)境下的通信線纜做好備份工作，在出現(xiàn)設(shè)備故障、丟包誤碼率提高的情況下，及時(shí)更換備用線纜，減少停工停產(chǎn)時(shí)間。

在明確線纜故障原因后，該醫(yī)療機(jī)器人公司決定采購并使用DSX2-5000 CH銅纜認(rèn)證測(cè)試儀來確保其在新產(chǎn)品研發(fā)和量產(chǎn)過程中所用到的通信線纜性能是可靠的，從根本上保障醫(yī)療機(jī)器人信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

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除了考慮線纜的屏蔽完整性和抗電磁干擾能力，常見的線纜質(zhì)量判定還可以通過信號(hào)衰減、串?dāng)_、回波損耗等參數(shù)來進(jìn)行。DSX2-5000CH銅纜認(rèn)證儀內(nèi)置了相關(guān)測(cè)試參數(shù)及國內(nèi)外多種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)各類工業(yè)現(xiàn)場測(cè)試要求。