Fra udvikling til drift af industrielle testsystemer.

En station til funktionstest af printkort kan omfatte multimeter, SMU, oscilloskop, strømforsyning, relæmatrix og stregkodescanner. Hvis sekvenserne kalder producenternes drivere direkte, kan et instrumentskift kræve ændringer i flere testtrin og en gennemgang af de berørte stationer.

Med S1 Foundry kalder sekvensen instrumentmoduler gennem fælles interfaces. Separate moduler håndterer målinger, relæforbindelser og registrering af serienumre, mens diagnostikken samles gennem gatewayen. Et kompatibelt multimeter kan vælges i modulkonfigurationen. Måleområde, nøjagtighed, timing og kalibrering skal kontrolleres, før sekvensen genbruges.

Resultatbussen sender strukturerede testresultater til et tilsluttet MES eller en historikdatabase. Hver registrering indeholder serienummer, testnavn, målt værdi, grænser, bestået/fejlet, operatør, fikstur-ID og tidsstempel.

Test af invertere, motordrev og elbilladere indebærer farlige spændinger. Stationen kræver et selvstændigt projekteret sikkerhedssystem med sikkerhedslåsninger, nødstop og den nødvendige sikre tilstand. Kravene følger af udstyrets risikovurdering, ikke af testsekvensen alene.

S1 Foundry kan modtage status fra en sikkerheds-PLC og bruge den som en ekstra betingelse for at sende testkommandoer. Når denne kontrol holdes adskilt fra målekoden, bliver testapplikationen lettere at gennemgå og vedligeholde.

Gatewaykontrol og softwarestyret afladning erstatter ikke sikkerhedsklassificerede låsninger eller beskyttelsesfunktioner. Stationens sikkerhedsdesign skal håndtere kommunikationssvigt, modulfejl og forældet status. Eksemplet beskriver koordinering af testen, ikke en certificeret sikkerhedsfunktion.

Effektanalysatormodulet indsamler målinger af virkningsgrad, THD og effektfaktor. Gatewayen sammenholder dem med DC-mellemkredsens spænding og AC-belastningsprofilen, så virkningsgraden kan kortlægges. Data sendes til resultatbussen med testemnets serienummer, så kvalitetssystemet kan spore dem uden manuel overførsel.

Sluttest omfatter typisk flere stationer: elektrisk kontrol, temperaturcykling, funktionstest og afsluttende inspektion. Hver station har egne instrumenter, men de deler ofte kalibreringsdata, testgrænser og systemer til rapportering.

Stationskonfigurationer, der vedligeholdes hver for sig, kan med tiden afvige. Driverversioner, kalibreringsdata og MES-forbindelser kræver en fast opdateringsprocedure, så målinger og resultater fortsat kan sammenlignes på tværs af stationerne.

Et fælles kalibreringsregister lader stationerne hente godkendte data for det konkrete instrument, de bruger. Kalibreringsdata og korrektionsfaktorer skal være knyttet til dette instrument, ikke kun dets model eller modultype. Kvalificerede modulopdateringer kan distribueres gennem gatewayen som en kontrolleret udrulning.

MES-integrationen er også fælles. Hver station sender resultater gennem sin lokale gatewayinstans, men resultatskemaet er ens, fordi de samme modulinterfaces leverer samme datastruktur. MES-modulet styrer, hvilken station et testemne skal videre til, så produktionsflowet kan følges og styres fra ét system.

Validering af et trådløst modul, et radar-front-end eller en mixed-signal-ASIC kræver instrumenter fra tre områder: RF med signalgeneratorer, spektrumanalysatorer og VNA'er, digitale signaler med logik-, mønster- og protokolanalyse samt effekt med strømforsyninger, elektroniske belastninger og effektanalysatorer. Hvert område har sine producenter, transportprotokoller og målemetoder.

Separate testværktøjer til RF, digitale signaler og effekt kan gemme resultater med forskellige ure og formater. Sammenstilling af resultaterne kræver en fast model for tid og data, især når målingerne skal beskrive samme driftstilstand.

S1 Foundry forbinder instrumentgrupperne gennem samme gateway og registrerer tidspunkter for kommandoer og svar. En sekvens kan anmode om RF- og effektmålinger sammen og kombinere resultaterne. Gatewayens tidsstempler beviser ikke i sig selv, at målingerne er optaget samtidigt. Instrumenttrigger, ure og transportforsinkelser skal vurderes i forhold til den krævede tidsnøjagtighed.

En spektrumanalysator kan udskiftes gennem modulkonfigurationen, når den nye model understøtter de nødvendige operationer. Måleindstillinger og timing skal gennemgås, før valideringssekvensen og logikken til sammenstilling genbruges.

Miljøbelastningstest (ESS) udsætter testemner for temperaturcykling, fugt og vibrationer i forløb på 24 til 168 timer. Testsystemet skal løbende overvåge emnets modstand, lækstrøm og funktion, samtidig med at det styrer kammerprofilen og registrerer miljøforholdene.

Langvarige test kræver en plan for driverfejl, tabte forbindelser og genstart af værten. En afbrydelse sent i et burn-in-forløb kan medføre omfattende gentest. Systemet skal derfor registrere fejl og skelne mellem gyldige målinger og huller i data.

S1 Gateway overvåger modulernes drift og kan genstarte en fejlramt DAQ-proces uafhængigt af kammer- og DMM-processerne. Tiden afhænger af driveren og udstyret. Applikationen skal registrere målehuller og afgøre, om kammerprogrammet kan fortsætte, eller testen skal stoppes.

Driftsstatus og diagnostik hjælper med at finde stigende hukommelsesforbrug, langsomme svar og kommunikationsfejl. Observationerne kan bruges til at planlægge vedligeholdelse og fejlhåndtering efter testprofilen frem for at antage, at enhver genstart er uden konsekvenser.

Hvert modul kører som en isoleret operativsystemproces, der styres af S1 Gateway. Gatewayen starter modulerne i rækkefølge efter deres afhængigheder, overvåger livstegn og genstarter moduler, der går ned eller holder op med at svare.

En driverproces har sit eget hukommelsesområde adskilt fra sekvensafviklingen og de øvrige moduler. Gatewayen kan afslutte en proces, der ikke svarer, registrere modulidentitet, instrumentadresse og seneste kommando og starte en ny instans. Om testen kan fortsætte, afhænger af det fejlramte instrument og applikationens fejlhåndtering.

Når drivere og testlogik deler proces, kan en hukommelsesfejl eller en ubehandlet undtagelse ramme hele applikationen. Separate processer gør det lettere at finde og genstarte den berørte komponent. Afhængigheder mellem komponenter kræver stadig udtrykkelig fejlhåndtering.

Hvert modul stiller et typet interface til rådighed med operationer som ConfigureMeasurement, ReadValue, SetOutput. Input og output har definerede skemaer. Interfacet er fælles uanset det bagvedliggende instrument.

Modulkonfigurationen er en JSON-fil, der vælger den handler, som bruges bag instrumentinterfacet. En DMM-handler oversætter målekald til instrumentets SCPI-kommandoer, IVI-kald eller andre protokoloperationer. Kompatible instrumenter kan dele testlogik, afhængigt af deres måleegenskaber og valideringskrav.

S1 Foundry indeholder handlers til instrumenter fra 100+ producenter med regressionstest mod dokumenterede kommandosæt. Handleropdateringer installeres gennem gatewayen og skal koordineres med kørende sekvenser, der afhænger af instrumentet.

Moduler kommunikerer gennem gatewayens beskedbus frem for direkte kald mellem processer. Alle kommandoer, svar, hændelser og diagnostikbeskeder går gennem gatewayen, som understøtter:

• Indblik i kommunikationen. Al trafik mellem testlogik og instrumenter er synlig i én diagnostikstrøm. Timing, dataindhold og fejlkoder registreres uden ekstra logkode i de enkelte drivere.
• Hastighedsbegrænsning og modtryk. Gatewayen kan begrænse kommandohastigheden til instrumenter, der ikke kan håndtere mange kald på én gang, som ofte er tilfældet med RS-232 og GPIB.
• Adskillelse fra transportprotokollen. Testlogikken bruger samme gateway-API, uanset om instrumentet er tilsluttet gennem TCPIP, USB, GPIB, seriel kommunikation, PXI eller feltbus. Handleren håndterer transportlaget, ikke testprogrammet.

Eksterne systemer som MES, SCADA, historikdatabaser og operatør-HMI'er forbindes gennem REST, WebSocket, gRPC eller GraphQL. Resultater, hændelser og stationsstatus kan modtages uden polling.

Gatewayen understøtter moduludskiftning under drift. Forløbet er:

1. Den nye modulversion klargøres på gatewayværten.
2. Gatewayen venter, til modulet er ledigt uden igangværende kommandoer.
3. Den gamle modulproces afsluttes, når den er inaktiv. Aktive målinger og ventende kommandoer skal håndteres i den konkrete applikation.
4. Den nye modulproces starter og genetablerer forbindelsen til instrumentet.
5. Gatewayen sender efterfølgende kommandoer til den nye proces gennem samme interface.

Forløbet opdaterer et modul uden at genstarte gatewayen. Ved instrumentskift opdateres også modulkonfigurationen, og handleren genstarter med den nye adresse. Virkningen på aktive testtrin skal vurderes, og erstatningsinstrumentet skal verificeres, før stationen sættes tilbage i produktion.

Gatewayen skelner mellem midlertidige og vedvarende fejl:

• Midlertidige fejl: kommunikationstimeout, optaget instrument eller fuld buffer. Gatewayen forsøger igen med konfigurerbar ventetid. Lykkes forsøget, kan testsekvensen fortsætte uden operatørindgriben.
• Vedvarende fejl: procesnedbrud, afbrudt instrumentforbindelse eller gentagne timeouts efter sidste tilladte forsøg. Gatewayen sætter modulet i fejltilstand, gemmer struktureret diagnostik og underretter testlogikken gennem fejlkanalen.

Diagnostikken indeholder modulidentitet, instrumentadresse, transportprotokol, den fejludløsende kommando, tidsdata og den oprindelige fejl fra instrumentet eller operativsystemet. Oplysningerne er tilgængelige gennem gatewayens diagnostik-API, som eksterne overvågningssystemer kan abonnere på.

I traditionelle arkitekturer kan fejlfinding af en fastlåst station kræve sammenstilling af logs fra sekvensafvikling, drivere og operativsystem samt eventuelt netværksoptagelser. I S1 Foundry har gatewayen allerede en fælles tidslinje, fordi alle kommandoer passerer gennem den.

S1 Foundry omfatter 444 TestStand-steptyper fordelt på 47 paletter. Hver steptype svarer til en operation i et modulinterface. Når steppet kører, kalder TestStand S1 Gateway gennem en .NET-adapterassembly, som sender kommandoen til den rette modulproces.

For TestStand fungerer S1-moduler som andre kodemoduler: de modtager parametre, returnerer resultater og rapporterer fejl gennem TestStands normale fejlmekanisme. Forskellen er, at instrumentdriver, transport, fejlhåndtering og diagnostik styres af gatewayen frem for kode inde i TestStand-processen.

Eksisterende TestStand-sekvenser kan gradvist tage S1-moduler i brug, ét instrumentkald ad gangen. Sekvensstruktur, grænser og rapportering kan bevares, hvor det er hensigtsmæssigt. Valideringsomfanget fastlægges efter jeres eksisterende procedure for ændringsstyring.