Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo * Bilansuj*cego
advertisement
Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego Spis treści 1 Wstęp .................................................................................................................................. 4 2 Założenia ............................................................................................................................. 5 3 Testy przeprowadzane przed złożeniem urządzenia .......................................................... 6 3.1 Tester ........................................................................................................................... 6 3.2 Testy modułu zasilacza ................................................................................................ 7 3.2.1 3.3 Testy modułu procesorowego ..................................................................................... 7 3.3.1 4 5 Procedura testowa ............................................................................................. 7 Procedura testowa ............................................................................................. 7 Testy przeprowadzane po zmontowaniu urządzenia ......................................................... 9 4.1.1 Aparatura wykorzystywana w trakcie testu ....................................................... 9 4.1.2 Schemat połączeń .............................................................................................. 9 4.1.3 Procedura testowo-kalibracyjna ...................................................................... 10 Wymagania dla testów i programowania urządzeń ......................................................... 12 5.1 Wymagania dla testów komponentów ..................................................................... 12 5.2 Wymagania dla programowania urządzenia ............................................................. 13 5.3 Wymagania dla kalibracji urządzenia i testów poprawności pomiarów napięcia oraz prądu ............................................................................................................................. 13 6 Test poprawności pomiaru energii przez licznik bilansujący ............................................ 15 Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 2 Historia wersji dokumentu Nr wersji Data wersji Autor Uwagi 0.1 18.07.2015 Jacek Popko Utworzenie 0.2 27.08.2015 Jacek Popko Dodane czasy trwania poszczególnych operacji 0.3 02.09.2015 Jacek Popko 0.4 11.10.2016 Kaja Swat 0.5 27.10.2016 Kaja Swat Dodanie rozdziału 5, rozszerzenie rozdziału 1. 0.6 21.12.2016 Kaja Swat Aktualizacja numeru wersji oprogramowania Dodane pobieranie numeru seryjnego i użycie JTAG do programowania opcjonalnie zamiast USB Uzupełnienie dokumentacji - punkt 3.3.1.11: rozszerzony opis procedury testu PRIME - rozdział 4: dodanie informacji o klasie pomiaru do której kalibrowane jest urządzenie - punkt 4.1.1: rozszerzony opis kalibratora o klasę dokładności i wymaganie świadectwa wzorowania. - punkt 4.3.1: zmiana zapisów dot. procedury kalibracji, tak aby lepiej odzwierciedlały procedurę, dodanie punktu 5 - weryfikacja pomiarów po przeprowadzeniu kalibracji. - rozdział 6: dodany rozdział o testach w laboratorium akredytowanym - poprawki edycyjne Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 3 1 Wstęp Niniejszy dokument przedstawia procedurę testowania i instalacji oprogramowania podczas produkcji Zestawu Bilansująco-Koncentratorowego. Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 4 2 Założenia Testy i programowanie urządzeń można przeprowadzić przy pomocy Oprogramowania Diagnostycznego, dostarczonego przez zamawiającego. Testy z użyciem oprogramowania diagnostycznego przestawiono w punktach 3 i 4. W przypadku testów z użyciem Oprogramowania Diagnostycznego, gdzie jest to możliwe, testy przeprowadzane są automatycznie przez oprogramowanie działające na komputerze sterującym tzw. Oprogramowanie Diagnostyczne. Oprogramowanie Diagnostyczne odpowiedzialne jest za zaprogramowanie urządzenia i weryfikację poprawności jego działania. Wyniki testów i współczynniki kalibracyjne są zapamiętywane dla każdego urządzenia. Procedury testowe podzielone są na dwie części. W pierwszej testowane są oddzielnie sam zasilacz i sama płyta z procesorem, podczas tej procedury urządzenie jest programowane. W drugiej testowane jest całe urządzenie po zamknięciu obudowy, wtedy urządzenie jest kalibrowane i nadawany jest mu unikalny numer seryjny. Ma to na celu zminimalizowanie prawdopodobieństwa zmontowania urządzenia z niesprawnych komponentów. Po przeprowadzeniu procedur testowych należy dokonać weryfikacji poprawności pomiaru energii elektrycznej. Aparatura pomiarowa używana w testach, przed pierwszym testem, musi być odpowiednio „wygrzana”, czyli włączona na 10 minut przed pierwszym użyciem. W przypadku gdy wykonawca nie decyduje się na użycie Oprogramowania Diagnostycznego, dla każdego urządzenia musi dostarczyć wyniki testów sprawdzających opisanych w rozdziale 5. Test opisany w rozdziale 6 wymagany jest w każdym przypadku. Składniki oprogramowania, które zostanie zainstalowane na urządzeniu w wyniku przeprowadzenia procedury: - System operacyjny Phoenix-RTOS (składnik podlegający opłacie licencyjnej) - Oprogramowanie koncentratora w wersji: 2.00.00 - Oprogramowanie licznika bilansującego w wersji: 4-0.1.2 Wszystkie testy mają być przeprowadzane w temperaturze odniesienia. Wartość temperatury otoczenia zgodnie z warunkami odniesienia zawartymi w normach PN-EN 50470-3:2009 i PN-EN 62053-23:2006, odpowiednio dla energii czynnej i biernej. Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 5 3 Testy przeprowadzane przed złożeniem urządzenia Celem niniejszych testów jest weryfikacja poprawności działania modułów elektronicznych przed złożeniem urządzenia. 3.1 Tester Do przeprowadzenia testów niezbędne jest wykonanie testera – urządzenia zawierającego aparaturę testującą i sterujący nią komputer. Komputer musi być wyposażony w monitor, klawiaturę i mysz. Rysunek 1: Schemat testera Zastosowane przekaźniki to zestaw moduł ośmiu przekaźników SRD-12VDC-SL-C: https://botland.com.pl/przekazniki/2699-osmiokanalowy-modul-przekaznikow-rm9-12v-zizolacja-optoelektroniczna-10a125vac.html Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 6 Zastosowane woltomierze cyfrowe https://sklep.avt.pl/avt5233.html 3.2 do trójkanałowy woltomierz USB AVT5233: Testy modułu zasilacza Celem testu modułu zasilacza jest zweryfikowanie czy dostarczane przez niego napięcie mieści się w wymaganym zakresie przy zasilaniu z trzech faz napięcia przemiennego oraz pojedynczo z każdej fazy. 3.2.1 Procedura testowa Kroki procedury testowej (każdy etap trwa 6s by pozostawić czas na ewentualne rozładowanie kondensatorów): 1. 2. 3. 4. 5. Załączenie wszystkich trzech faz. Wyłączenie fazy L2 i L3. Załączenie fazy L2 i wyłączenie fazy L1. Załączenie fazy L3 i wyłączenie fazy L2. Wyłączenie wszystkich faz Czas trwania procedury testowej: 30s Całość operacji, czyli przełączanie napięć zasilających oraz pomiar napięcia wyjściowego, kontrolowana jest przez oprogramowanie działające na komputerze sterującym. Od operatora wymagane jest jedynie dokonanie odpowiednich połączeń, uruchomienie procedury testowej i odczyt wyniku po jej zakończeniu. Oczekiwany poziom napięcia wyjściowego w trakcie całego testu: 22V ±10% 3.3 Testy modułu procesorowego Celem testu jest weryfikacja poprawności działania (a przez to montażu) poszczególnych peryferiów wchodzących w skład modułu procesorowego przez zainstalowanie i uruchomienie odpowiedniego firmware’u diagnostycznego. 3.3.1 Procedura testowa Po włączeniu zasilania procesor uruchomi oprogramowanie za pośrednictwem portu USB z komputera PC dostarczony firmware diagnostyczny, a następnie go uruchomi (czas trwania 8s). Firmware diagnostyczny przeprowadzi następujące testy: 1. 2. 3. 4. 5. Test odczytu i zapisu pamięci FLASH Test transferu danych do/z karty microSD Test DRR Konfiguracja USB i przesłanie danych do/z komputera sterującego Ustawienie i odczyt RTC Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 7 6. Konfiguracja i odczyt danych z przetworników ADC 7. Konfiguracja i test Ethernet 8. Test diod 9. Instalacja oprogramowania na ZKB 10. Test poprawności instalacji oprogramowania 11. Sprawdzenie działania modemu PLC. Podczas sprawdzenia wykonane zostaną następujące czynności: a. Oprogramowanie Diagnostyczne wykonuje próbę inicjalizacji AFE. Po niepoprawnej inicjalizacji oprogramowanie przerywa test i informuje o błędzie. b. Oprogramowanie Diagnostyczne wysyła z ZKB 5 pakietów w warstwie PHY PRIME, jeśli pakiety są słyszane przez Sniffer PRIME, to Sniffer w odpowiedzi na każdy pakiet odsyła informację o sile sygnału i SNR odebranego pakietu (także jako pakiety PHY PRIME) c. Oprogramowanie diagnostyczne mierzy SNR i siłę odebranych od Sniffera pakietów. d. Oprogramowanie Diagnostyczne weryfikuje czy średni SNR jest nie mniejszy niż 20 dB, a średni poziom sygnału jest nie mniejszy niż 100mV (dotyczy zarówno pakietów wychodzących, jak i przychodzących) jeśli tak, test uznawany jest za zakończony pozytywnie, średnia wartość SNR i siły sygnału zapisywana jest w logach testu. Czas trwania całości testu i instalacji wynosi 3 minuty. Całość operacji testowych realizowana jest automatycznie przez firmware diagnostyczny w połączeniu z oprogramowaniem komputera PC nadzorującego proces produkcji. Od operatora wymagane jest jedynie dokonanie odpowiednich połączeń, uruchomienie procedury testowej, reakcji na komunikaty oprogramowania diagnostycznego i odczyt wyniku po jej zakończeniu. Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 8 4 Testy przeprowadzane po zmontowaniu urządzenia Procedura testowa po złożeniu kompletnego urządzenia obejmuje kalibrację i sprawdzenie działania licznika bilansującego pod kątem poprawności działania przetworników. W trakcie kalibracji dobrane są współczynniki kompensacyjne, tak aby urządzenie spełniało wymagania klasy C dla energii czynnej (zgodnie z PN-EN 50470-3:2009) i klasy 2 dla energii biernej (zgodnie z PN-EN 62053-12:2003). Po zakończeniu ostatniego etapu testu następuje zaprogramowanie indywidualnych numerów seryjnych, kluczy i certyfikatów. 4.1.1 Aparatura wykorzystywana w trakcie testu Do przeprowadzenia testu niezbędne są następujące urządzenia i elementy: 1. 3-fazowy kalibrator np. http://www.calmet.com.pl/pdf/C300-data-sheet-EN.pdf o klasie dokładności nie gorszej niż 0,05%, z aktualnym świadectwem wzorcowania. 2. Przejściówka USB 3. Kabel Ethernet 4. Komputer PC zaopatrzony w odpowiednie oprogramowanie kontrolujące przebieg testów 5. Czytnik kodów kreskowych 4.1.2 Schemat połączeń Testowane kompletne urządzenia należy połączyć w następujący sposób: 1. 2. 3. 4. 5. Połączyć kablem Ethernet z komputerem sterującym. Podłączyć przejściówką USB z komputerem sterującym. Podłączyć tory napięciowe (U) kalibratora do wejść napięciowych ZKB Podłączyć pary torów prądowych (I) kalibratora do wejść prądowych ZKB Podłączyć czytnik kodów kreskowych do komputera sterującego Poglądowy schemat połączeń przedstawia poniższy rysunek: Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 9 Rysunek 2: Schemat połączeń 4.1.3 Procedura testowo-kalibracyjna Po dokonaniu wymaganych połączeń należy uruchomić na komputerze sterującym program testowy. Urządzenie ZKB będzie zasilane z napięć generowanych przez kalibrator. W skład procedury testowo - kalibracyjnej wchodzą następujące kroki: 1. Nastawienie w kalibratorze procedury testowej i kalibracji. 2. Kalibrator generuje napięcie i prąd referencyjny na każdej z faz. 3. Sprawdzenie poprawności działania przetworników. Komputer sterujący odczytuje wartości prądu i napięcia i weryfikuje, czy mieszczą się w granicach tolerancji, jeśli nie test jest przerywany i ma wynik negatywny. 4. Komputer sterujący wydaje komendę kalibracyjną. Oprogramowanie ZKB wylicza współczynniki kompensacyjne. 5. Weryfikacja poprawności pomiaru napięć i prądów. Kalibrator generuje sekwencję prądów dla każdej z faz, przy napięciu referencyjnym (230V). Wartości chwilowe są odczytywane przez komputer sterujący i porównywane z wartościami zadanymi. 6. Pobranie z obudowy urządzenia numeru seryjnego bądź za pomocą czytnika kodów kreskowych, bądź przez ręczne przepisanie go do komputera sterującego. 7. Zapisanie, w sposób nieodwracalny numerów seryjnych urządzenia. 8. Zaprogramowanie haseł dostępu, certyfikatów i kluczy kryptograficznych. Czas trwania procedury testowania i kalibracji to około 3min. Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 10 Całość operacji realizowana jest automatycznie przez firmware diagnostyczny w połączeniu z oprogramowaniem komputera PC nadzorującego proces produkcji. Od operatora wymagane jest jedynie dokonanie odpowiednich połączeń, odczyt numeru seryjnego z obudowy, uruchomienie procedury testowej i odczyt wyniku po jej zakończeniu. Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 11 5 Wymagania dla testów i programowania urządzeń W rozdziałach 3 i 4 opisano przykładową procedurę testową dla której zamawiający udostępni Oprogramowanie Diagnostyczne wraz z jego kodami źródłowymi. 5.1 Wymagania dla testów komponentów Wykonawca może opracować własną procedurę testową, pod warunkiem, że w wyniku procedury potwierdzone zostaną następujące elementy. Każdemu z testów musi zostać potwierdzony zapisem do logu testów. Musi istnieć możliwość identyfikacji płytki, na której zrealizowany został test (dotyczy komponentów górnej płytki). Logi testów musza być udostępnione zamawiającemu. Wszystkie testy muszą dać wynik pozytywny. Test płytki zasilacza: - potwierdzenie, że poziom napięcia wyjściowego na złączach dolna-górna płytka wynosi 22V ±10% Potwierdzenie poprawności działania następujących komponentów: - DDR: potwierdzenie poprawności zapisu wartością n+1 każdego adresu z zakresu <0,2^n>, gdzie n, jest w zakresie <0,26>, potwierdzenie poprawności odczytu wartości po realizacji wszystkich zapisów. Test wykonać dla adresu długości 8b i dla adresu długości 32b. Dla adresu o wartości 0, zrealizować test ‘walking one’ zapisu i odczytu wartości 8bit i 32bit, test wykonać dla długości adresu 8b i 32b. - FLASH: potwierdzenie poprawności komunikacji przez odczyt struktury CFI poprzez interfejs SPI. Zapisanie dowolnego sektora wartościami 0, wykonanie erase dla wybranego sektora i weryfikacja, że wszystkie wartości zapisane w sektorze mają wartość 1, a następnie zapis sektora zdefiniowanym wzorem. Weryfikacja poprawności zapisu sektora poprzez odczyt. Wykonanie powyższego testu kolejno dla 5 dowolnych sektorów. Test wycieku danych: wybranie 3 kolejnych sektorów, zapisanie sektorów wartością 0. Wykonanie operacji erase na 2-gim z 3 sektorów. Weryfikacja, że w sektorze 1 i 3 zapisane są wartości 0, a w sektorze 2 wartość 1. Wykonanie operacji erase na całej kości flash, weryfikacja poprawności poprzez odczyt 3 sektorów z poprzedniego testu i sprawdzenie, że wartości w nich zapisane są równe 1. - Czujnik temperatury: potwierdzenie, że maksymalna różnica odczytów temperatury jest nie mniejsza niż 2 st C, pomiędzy kolejnymi odczytami, wykonywanymi co 20ms, przez okres 22s, test wykonywany dla kanału lokalnego i zdalnego czujnika temperatury. Ponadto wyłącznie dla kanału lokalnego, potwierdzenie, że podczas testu odczytana temperatura mieści się w zakresie <t, t+10st C>, gdzie t jest temperaturą otoczenia, dla kanału zdalnego potwierdzenie, że wartość temperatury jest różna od -273 st C Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 12 - Karta SD: potwierdzenie poprawności zapisu w 3 obszarach karty, każdy po 100kB, rozmieszczenie obszarów: początek karty, środek karty, koniec karty. Zapis każdego obszaru zdefiniowanym wzorem, potwierdzenie poprawności zapisu poprzez odczyt i porównanie odczytanych danych z wzorem. - RTC: potwierdzenie, że po zapisaniu aktualnego czasu, a następnie odłączeniu zasilania od układu na min. 10 s, czas na RTC jest zgodny z czasem aktualnym z dokładnością do 1s. - AFE: potwierdzenie, że średni SNR jest nie mniejszy niż 20 dB, a średni poziom sygnału jest nie mniejszy niż 100mV dla pakietów PRIME PHY (zarówno wychodzących jak i przychodzących). Test wykonać dla min. 5 pakietów PRIME. - LED: potwierdzenie, że dioda status może świecić kolorami: czerwony, zielony, niebieski. Potwierdzenie, że 2 diody pomiarowe mogą świecić kolorem czerwonym. Potwierdzenie, że diody można wysterować za pomocą procesora. - Tamper: potwierdzenie, czy stan tamperów jest poprawnie przekazywany na nogę procesora (zgodnie ze stanem faktycznym, dla mechanicznego zwarcia i rozwarcia układu każdego tampera). - ADC: potwierdzenie poprawności odczytu ADC, poprzez otrzymanie ACQ na dowolne zapytanie I2C. 5.2 Wymagania dla programowania urządzenia Do zaprogramowania urządzenia wykonawca musi udostępnić komputer z system Linux, połączony z zasiloną górną płytką urządzenia interfejsami USB i ETH. Dostarczone przez zamawiającego oprogramowanie uruchomi procedurę programowania urządzenia przez interfejs USB, a następnie skopiuje pliki oprogramowania interfejsem ETH. Powyższe jednoznacznie potwierdzi poprawność działania w/w interfejsów. 5.3 Wymagania dla kalibracji urządzenia i testów poprawności pomiarów napięcia oraz prądu Kalibrację należy przeprowadzać na kompletnym, zamkniętym w obudowę urządzeniu. Podczas kalibracji należy wykonać następujące czynności: - Wstępna weryfikacja wartości pomiarowych. Na urządzeniu wymusić przepływ prądu 5A, przy napięciu 230V. Poprzez protokół telnet zweryfikować, czy wartości prądu i napięcia na poszczególnych fazach mieszczą się w granicach U=230V 15%, I=5A 15%. - Na urządzeniu ponownie wymusić przepływ prądu 5A, przy napięciu 230V. Uruchomić procedurę kalibracji (udostępnioną przez protokół telnet). Po przeprowadzeniu kalibracji należy pobrać współczynniki kalibracyjne i zapisać je w logu testów. Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 13 - Weryfikacja poprawności pomiaru napięcia i prądu. Na urządzeniu wymusić kolejno: Faza Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 L1 U=230V; I=5A U=230V; I=0,2A U=200V; I=5A L2 U=230V; I=5A U=230V; I=2A U=260V; I=5A L3 U=230V; I=5A U=230V; I=6A U=200V; I=5A Dla każdej nastawy odczytać wartość chwilową prądu i napięcia i sprawdzić czy wartość mieści się w tolerancji 0,25%, w stosunku do wartości zadanej. - Zapisanie, w sposób nieodwracalny numerów seryjnych urządzenia (poprzez protokół telnet). - Zaprogramowanie haseł dostępu, certyfikatów i kluczy kryptograficznych (poprzez protokół telnet). Wszystkie testy muszą zakończyć się wynikiem pozytywnym, wyniki testów i współczynniki kalibracyjne muszą być zapisane w logu testów. Należy zapewnić możliwość identyfikacji urządzenia dla którego zostały wykonane testy. Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 14 6 Test poprawności pomiaru energii przez licznik bilansujący Test poprawności pomiaru energii należy wykonać w laboratorium akredytowanym przez PCA, zakres akredytacji winien zawierać wzorcowane obiekty: liczniki energii elektrycznej biernej prądu przemiennego liczniki energii elektrycznej czynnej prądu przemiennego Sprawdzenie winno zostać wykonane dla partii 5% urządzeń, zgodnie z wymaganiami PN-EN 50470-3:2009 dla klasy C energii czynnej i PN-EN 62053-12:2003 dla klasy 2 energii biernej. Testy fabryczne Zestawu Koncentratorowo – Bilansującego 2016-12-21 15
