西门子丹东PLC模块总代理

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实践证明，PLC产品的大多数故障的原因，都是在制造过程中产生的。而在制造过程中，要保产品的可靠性与稳定性，较重要的就是产品测试，只有通过完整和全面的测试，才能发现产品中的问题，再给予解决。从制造流程上来分，PLC的产品测试可以分为四个部分：
首先是元器件的测试，也包括外协件的测试。
这时大多采用抽样的方法，其实，在采购之前，就要对供应商的资格进行认定，要避免不规范运作的元器件供应商，并与合资格的供应商建立长期的关系，这样，可以保证进来的元器件从根本上不会出大的问题。
但即便是对长期的正规的供应商，也要进行入库前的检验，通常，首先要进行目测，包括数量的清单，型号的核对，批号和生产日期等。然后，对元器件进行抽样检测；由于PLC的质量要求较高，因此，尽可能将抽样的比例加大，这样可以增加发现故障元件的概率。
第二步就是要在生产过程中，对每个生产加工工序进行的QC测试。
对PLC的生产来说，主要是线路板的测试，通常包括：丝印、贴片、回流焊、波峰焊、手工插件和焊接几个工序，这时，较好对每个模块的每个工序做一个**的测试架，才能保证能够而准确地测量出每个模块的质量。
   在制造过程中，一旦发现质量问题，要立即找出原因，看是由于元器件本身的原因，还是加工质量的原因。如果是后者，在出现比例比较大的故障如虚焊等现象后，要及时调整生产设备的工作参数，既要保生产速度和生产率，也要保证降低故障率。如果PLC制造商有自己的生产线，应该将每个模块的较佳生产状态参数保存下来，以后每次生产同样的模块的时候，可以按照该较佳的状态进行生产。而且，这个较佳的生产状态参数是要不断更新的。
第三步装配完成后，要进行模块的性能测试。  
生产制造完成后，是模块的装配环节。这一步的测试是十分关键的，因为较重要的性能测试都是在这个环节，由于通常PLC的各种模块需要测试的参数较多，因此，一定要为每个型号的每个模块制作专门的测试架，并采用自动测试工装，这样才能保证测试参数的全面和完整，同时也保证测试的生产率。
最后要将模块送入老化室进行高温老化。老化后的测试
关于老化，有许多人会将之与高温测试混同起来。其实，这是完全不同的。产品的高温测试，主要是检测该产品能够在设计的高温工作区段里正常工作，比如，如果PLC的工作温度是55度，那么只要在55度的范围内开机进行工作测试，在模块里的温度达到稳定后（通常为半小时左右）就可以了。但是，老化则完全是另外一个概念。
   每个产品的元器件都有一定的寿命周期，比如，电子元器件的寿命为10年，那么，在这个寿命周期了，**个月的故障率是很高的，其后故障率会越来越低，在三个月之后，达到稳定，故障率就会降到一个比较低的水平，一直到10年左右，器件达到了寿命，故障率又开始上升。
   生产制造过程中的老化，就是要通过高温运行，将产品前期的故障率较高的时间缩短，使产品在出厂前就跨越过这个阶段，进入低故障率阶段。老化的温度和时间与产品的不同种类有关，对于电子产品来说，如果设定在55~60度的温度，可以将前期的高故障率的时间从三个月缩短到三天左右。这就是为什么许多电子产品的老化时间在72小时的原因。因此，老化是PLC产品生产过程的一道重要工序，而不能仅仅被看作是一个测试的过程。
   知道了上面的道理，就同样会明白产品的老化过程是十分重要的，而且，老化后的测试更加重要。因为，容易出现故障的模块，在老化过程中，绝大部分的潜在故障会在老化期间暴露出来，因此，必须对老化后的产品进行严格的测试。测试的方法和手段与老化前的模块测试手段相似，但必须全部完整地检测。有些测试人员认为产品已经测过一次了，因此，对老化后的产品测试往往放松，其实，这是大错而特错的。

以上的四步是PLC的硬件测试的介绍。由于软件也是PLC的重要组成部分，因此，对PLC的内部的软件，同样要进行测试。通常，由于产品保密的原因，即便是外协加工的模块，公司的关键软件必须在公司内部进行安装，有关测试功能也必须在公司内部完成。
有关软件功能测试又分为底层嵌入式软件测试和编程软件的测试。
底层嵌入式软件指PLC的系统软件，即在产品的CPU模件内的嵌入式固化软件（FIRMWARE），在工业控制系统的CPU模块里，都有一个IC芯片，里面是CPU的固化系统软件。通常称之为SOC（SystemOnChip），这个SOC是控制器的核心。实现SOC的方式主要有ASIC和FPGA两种。目前，德维森的主要的嵌入式软件是用FPGA技术来进行固化的，因此这里只简单介绍FPGA芯片的测试流程。
在进行制造过程的芯片测试时，首先要将FPGA芯片的原料检验委托供应商进行，公司每月一次进行抽检，以保证芯片本身的质量没有问题；同时，所要嵌入的软件必须已经通过FPGA样片调试，功能已经合格。
芯片首先通过芯片写入器将软件写入，之后，由测试人员将芯片插入到测试电路上，使用逻辑分析仪对芯片的预先*的管脚波形进行逻辑分析测试，为了保证能够对芯片进行**的测试，这一步骤只对几个关键点的波形进行测试。逻辑测试完成后，对芯片进行电性能测试，这一步骤主要测试芯片的工作电压的高低限值和自动恢复性能。电气性能测试完成后，开始对芯片进行老化测试。老化后，再进行一次逻辑分析测试，并选取至少5%的芯片进行综合性能测试，主要是观察芯片的软件功能供设计修改参考。
产品的编程软件的测试通常不在制造过程测试，我将在产品应用过程的测试中叙述。
以上的制造过程的测试主要指的是性能测试。此外，对PLC产品，还要进行专门的可靠性测试。
产品的可靠性测试包括环境测试、机械性能测试和电气性能测试。机械性能测试主要是测试产品包装的机械完整性，包括焊接点的牢固性、模具的精密度、接线端子的牢固度等。环境测试主要测试产品在恶劣条件下存放及使用的耐用性（或寿命，通常以平均无故障时间计算）。电气性能测试是用来验证产品在即将使用的环境中是否经得起各种电气环境的考验。根据国家有关规定，可靠性测试（包括EMC、振动和冲击以及粉尘测试等）在每种产品首批样品生产后，到*的专业测试机构进行试验即可，之后每年一次到**专业的测试中心送检一次。公司内部对产品只进行耐压和高低温老化测试，不需要对每个产品的每个批次都进行可靠性测试。
环境测试包括高温、低温、盐雾、粉尘、易燃易爆性气体、湿度、海拔测试等；机械性能测试包括振动、冲击、加速应力等；电气性能测试包括EMC电磁兼容性试验（包括辐射特性、静电、群脉冲等）、触点试验（主要对开关量输入输出模块）和耐压试验等。送检产品为随机抽样，通常为两套

PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。

1．按I/O点数分类

(1)小型机。小型PLC输入输出总点数一般在256点以下，其功能以开关量控制为主，用户程序存储器容量在4K字以下。小型PLC的特点是体积小、价格低，适合控制单台设备、开发机电一体化产品。

(2)中型机。中型PLC的输入输出总点数一般在256~2048点，用户程序存储容量达到2~ 8K字。中型PLC不仅具有开关量和模拟量的控制功能，还具有更强的数字计算能力，它的通信功能和模拟量处理能力更强大，适用于复杂的逻辑控制系统以及连续生产过程控制场合。

(3)大型机。大型PLC的输入输出总点数在2048点以上，用户程序存储容量达8~ 16K字，它具有计算、控制和调节的功能，还具有强大的网络结构和通信联网能力。它的监视系统采用CRT显示，能够表示过程的动态流程。大型机适用于设备自动化控制、过程自动化控制和过程监控系统等。

2．按结构分类

根据PLC结构的不同，PLC主要可分为整体式和模块式两类。

(1)整体式结构。整体式又叫单元式或箱体式，它的体积小、价格低，小型PLC -般采用整体式结构。

整体式结构的特点是将PLC的基本部件，如CPU模块、I/O模块和电源等紧凑地安装在一个标准机壳内，组成PLC的一个基本单元或扩展单元。基本单元上没有扩展端口，通过扩展电缆与扩展单元相连，以构成PLC不同的配置。

整体式PLC还配备有许多**的特殊功能模块，使PLC的功能得到扩展。

(2)模块式结构。模块式结构的PLC由一些模块单元构成，将这些模块插在框架上或基板上即可。各模块功能是独立的，外形尺寸统一，可根据需要灵活配置插入的模块。目前，大中型PLC多采用这种结构形式。

3．按功能分类

根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。

（1）低档PLC：具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。

（2）中档PLC：除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。

（3）高档PLC：除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。

PLC程序设计一般分为以下几个步骤：
1. 程序设计前的准备工作
程序设计前的准备工作就是要了解控制系统的全部功能、规模、控制方式、输入/输出信号的种类和数量、是否有特殊功能的接口、与其它设备的关系、通信的内容与方式等，从而对整个控制系统建立一个整体的概念。接着进一步熟悉被控对象，可把控制对象和控制功能按照响应要求、信号用途或控制区域分类，确定检测设备和控制设备的物理位置，了解每一个检测信号和控制信号的形式、功能、规模及之间的关系。
2. 设计程序框图
根据软件设计规格书的总体要求和控制系统的具体情况，确定应用程序的基本结构、按程序设计标准绘制出程序结构框图，然后再根据工艺要求，绘出各功能单元的功能流程图。
3. 编写程序
根据设计出的框图逐条地编写控制程序。编写过程中要及时给程序加注释。
4. 程序调试
调试时先从各功能单元入手，设定输入信号，观察输出信号的变化情况。各功能单元调试完成后，再调试全部程序，调试各部分的接口情况，直到满意为止。程序调试可以在实验室进行，也可以在现场进行。如果在现场进行测试，需将可编程控制器系统与现场信号隔离，可以切断输入/输出模板的外部电源，以免引起机械设备动作。程序调试过程中先发现错误，后进行纠错。基本原则是“集中发现错误，集中纠正错误”。
5. 编写程序说明书
在说明书中通常对程序的控制要求、程序的结构、流程图等给以必要的说明，并且给出程序的安装操作使用步骤等.