背景

華東的某醫(yī)療機器人公司，主要從事醫(yī)療相關的機器人的研發(fā)和生產(chǎn)。在研發(fā)和調(diào)試某型號手術機器人過程中出現(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通儀、萬用表的導通測試，但在更換上這些線纜后，故障依然存在?？蛻粞埜５摽斯こ處煂€纜進行排障和故障原因分析。

研判

福祿克工程師到達該公司現(xiàn)場后了解到，該公司研發(fā)的機器人自身帶有伺服電機，會產(chǎn)生靜電、電磁和射頻噪聲，使得機器人內(nèi)部的通信線纜處于強電磁干擾的環(huán)境中。因此除了常測試的信號衰減、串擾、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)定運行和產(chǎn)品的標準品質(zhì)與底層通訊線纜的可靠性息息相關，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。

測試

針對客戶現(xiàn)場情況，福祿克工程師使用DSX2-5000CH銅纜認證儀進行測試，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

此款手術機器人使用的是七類線，帶有雙層屏蔽結構。使用DSX2-5000CH檢測后發(fā)現(xiàn)該線纜屏蔽層未連通，而之前萬用表檢測結果為連通，據(jù)此判斷線纜存在屏蔽層虛接地的情況。這會導致纜間干擾（外部干擾）等測試參數(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

考慮到手術機器人自帶伺服電機，會有一定的電磁干擾。因此，需要對該線纜做平衡參數(shù)測試。這是一個抗干擾指標，對應電磁干擾（EMI）等級測試，用于判定其抗干擾能力。

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

知識點

在《ANSI/TIA-1005-A 工業(yè)電信基礎設施標準》 和《ISO/IEC 11801 信息技術-用戶基礎設施結構化布線標準》中，使用“MICE”環(huán)境分級規(guī)則為建造工業(yè)網(wǎng)絡選擇各種組件進行了分類。MICE中M為機械、I為侵入、C為氣候和化學、E是電磁干擾。

其中，針對電磁干擾（EMI）等級測試劃分位E1、E2和E3級

E1適用車間非生產(chǎn)區(qū)

E2適用于生產(chǎn)區(qū)

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

E值越高，對平衡參數(shù)的要求越嚴格，以屏蔽更多會破壞數(shù)據(jù)包的電磁干擾。

MICE環(huán)境分級

解決

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

基本需要做到兩點：

1、適時檢測

規(guī)范布線系統(tǒng)質(zhì)量檢測的周期和時間節(jié)點，對布線系統(tǒng)在規(guī)劃設計、選型采購、來料驗收、隨工檢測、竣工驗收、運行維護等生命周期內(nèi)不同時間節(jié)點進行適時檢測。

2、適當備份