机子行不行,全靠试验评。上期IES6312的开箱视频中提到,我们该如何确定产品的稳定和可靠性,本期就是12口全千兆二层网管型工业以太网交换机系列测试视频,全视频一共做了4项试验:高低温测试、EMS试验三个(静电放电测试、浪涌测试、EFT测试)。通过以上4个测试,能够有代表性地检测此款交换机的可靠性及稳定性。接下来我们就跟随飞畅科技的小编一起来详细了解下吧!

4项测试的必要性

你可能会问,这些测试真的有必要吗?

干这行的都知道,工业以太网交换机大部分的工作环境都不在空调房内。这意味着交换机必须能够保证,即使在恶劣的环境中,也能稳定可靠的正常运作。

特别是一些重要的领域,一个细微的差错,都会引起重大损失,威胁人民的生命财产安全,如智能电网、城市地下综合管廊、军工等工业领域。

一款产品投入使用之前,都要先检测其是否安全、可靠、稳定,以验证在未来的使用环境中的真实运行状况。而这4项测试,就是检测交换机能否确保在不同恶劣环境下正常运行的最重要保障。

其中,高低温测试属于环境可靠性测试,主要检验交换机在极端温度环境下的运行情况。

静电放电测试、浪涌测试、EFT测试都属于EMS(电磁敏感性)试验,主要检测电子设备受到外界的电磁能量,造成自身性能下降的容易程度。

1、高低温试验

高低温测试仅是检测交换机在不同温度的运行情况吗?

事情没这么简单,如果试验中仅规定温度而未规定湿度,工业交换机对此类温度测试一般不会出现品质问题,更考验产品的是高温+高湿,因此除了温度,还要调整相对湿度。

视频中分别做了试验A(低温测试)和试验B(高温测试),低温试验采用的严酷等级是-40℃,并遵循 GB/T2423．1和IEC60068-2-1标准。

▲低温试验结果(点击图片可放大)

高温严酷等级是75℃,相对湿度95%,严格遵循 GB/T2423．2和IEC60068-2-2标准,试验时间均为16个小时。

▲高温试验结果

AB试验都是温度渐变试验,也就是先把 EUT放进试验箱,再将温度升至试验温度,待温度稳定后分别做贮存、启动、长时间工作试验。

以上所采取的严酷等级较高,且标准高于各工业标准要求。等级越高,交换机通过测试的几率越小,试验中浮现潜在硬件材料问题、制程问题和工艺问题的可能性越大。一旦测试通过,则说明该交换机的环境可靠性越强。

高低温试验中,IES6312的12个端口数据呈现正常,fps、IP payload错误、FCS错误等均为0;发送端 TX帧数与接收端 RX帧数相同,也就是没有丢包、宕机及损坏。

由此可推断出,IES6312在严寒和高温高湿环境中,不仅能正常稳定运行,还非常可靠,适用对温度有较高要求的布线环境。

2、EMS试验

EMS到底是什么?一做就是3个子试验。

实际上,EMS单单主要试验就有10个,而静电放电测试、浪涌测试、EFT测试是电子设备的重点检测项目。

因为对于常年工作于工业环境的交换机来说,自然避免不了来自各方的干扰。

更令人担忧的是,如果这些干扰“攻击”一些重要的电子设备,如医疗设备、电厂重要设备等,则会造成不堪设想的后果。

我们可以把 EMS当成一个盾牌,例如我们同时使用电视机和收音机时,收音机就会产生电磁干扰,被干扰的电视机就会出现雪花。

这表明出现雪花的电视机“盾牌”就不行,在受到电磁干扰“攻击”的情况下,电磁敏感度高,容易受伤,抵御能力弱。

没有雪花的电视机“盾牌”抵御能力强,也就是电磁敏感度较低。

我们如何判断EMS试验结果的好坏呢?

对于 EMS(电磁敏感性)试验,其性能判断依据可分为四个等级:

A 级:试验中性能指标正常;

B 级:试验中性能暂时降低,功能不丧失,试验后能自行恢复;

C 级:功能允许丧失,但能自恢复,或操作者干预后能恢复;

R 级:除保护元件外,不允许出现因设备(元件)或软件损坏或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。

1)静电放电测试

静电放电测试(ESD试验)到底有多重要?

ESD 是一种常见的近场危害源,可形成高电压,强电场,瞬时大电流,并伴有强电磁辐射,形成静电放电电磁脉冲,容易造成电子设备的损坏。

试验的目的主要是模拟交换机在实际使用过程中,遭遇 ESD静电放电时,功能和性能的真实情况。对于 IEC标准,接触放电测试是首选方式,但在实际的工作环境,空气放电也较为常见,因此一般的试验,两种测试方式都会同时做。

视频中的 ESD试验遵循 GB/T17626．2、IEC61000-4-2和EN61000-4-2标准,技术要求是受试设备在试验期间,应无数据帧丢失。

试验期间,数据结果显示,IES6312发送包总数与接收包总数一致,则说明无数据帧丢失,性能指标正常,结果评价为A级。

▲接触放电试验数据

▲空气放电试验数据

2)浪涌试验

为什么说绝大部分用电设备的损坏都与浪涌有关?

浪涌包括浪涌电压和浪涌电流,即电压或电流瞬间出现超出稳定值的峰值。产生浪涌的主要原因有两个:电力系统的开关瞬间和雷电产生瞬间。

对于处在雷电频繁地区的项目,雷雨天气是最难熬的时候,即使不直接击中,雷电通常能够产生强大的电压和脉冲电流,给设备带来致命的冲击,甚至造成永久性的破坏。

浪涌试验的目的便是测试电气和电子设备在遭受浪涌时的性能状况,不同的设备和测试部位,测试方式与角度不尽相同,此处不再铺开细节。

视频中浪涌试验采用的标准是 GB/T 17626．5 、IEC61000-4-5和EN61000-4-5。

观察试验结果,IES6312发送包总数与接收包总数相同(无数据帧丢失),则被评定为A。

▲浪涌试验结果

3)EFT试验

为什么 EFT干扰的危害比你想象中的还要严重?

因为EFT脉冲不仅成群出现,还具有重复频率高、波形上升时间短暂等特点。

因此很有可能因为某电路的机械开关,对电感性负载的切换,而对同一电路的其它电气和电子设备产生干扰,所以交换机必须做EFT实验。

试验的目的是验证由闪电、接地故障、电源开关动作、或电路中继电器等电感性负载动作,而引起的瞬时扰动对整个控制回路中产生干扰时,交换机的抗干扰能力。

该视频中,EFT试验遵循的是 GB/T 17626．4、IEC61000-4-4和EN61000-4-4标准。

从视频中可知,整个试验期间,12口全千兆工业以太网交换机能够正常运行(无宕机等状况),性能无任何下降,评定为A级,说明抗快速瞬变脉冲群能力强。

▲EFT试验结果

由此可见,环境可靠性试验和EMS试验主要是模拟交换机在实际情况下的运行状态,是交换机在未来的恶劣工业环境的一种检验,所以4项测试必不可少。

综上所述,环境可靠性试验和EMS试验共有3套试验标准,即国家标准(GB/T)、国际标准(IEC)、欧盟标准(EN)。而IES6312每项测试都顺利通过了3套标准的检验,也就是说未来遇到恶劣的突发状况时,也会表现出更完善的防御能力。