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PLC產(chǎn)品故障問題測試的四個部分

時間:2020-10-26 10:47:21來源:中國傳動網(wǎng)

導語:?PLC產(chǎn)品的大多數(shù)故障的原因,都是在制造過程中產(chǎn)生的。而在制造過程中,要保證產(chǎn)品的可靠性與穩(wěn)定性,最重要的就是產(chǎn)品測試,只有通過完整和全面的測試,才能發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中的問題,再給予解決。

實踐證明,PLC產(chǎn)品的大多數(shù)故障的原因,都是在制造過程中產(chǎn)生的。而在制造過程中,要保證PLC產(chǎn)品的可靠性與穩(wěn)定性,最重要的就是PLC產(chǎn)品測試,只有通過完整和全面的測試,才能發(fā)現(xiàn)LIC產(chǎn)品中存在的問題,再給予解決。從制造流程上來分,PLC的產(chǎn)品測試可以分為四個部分:

首先是元器件的測試,也包括外協(xié)件的測試。這時大多采用抽樣的方法,其實,在采購之前,就要對供應商的資格進行認定,要避免不規(guī)范運作的元器件供應商,并與合資格的供應商建立長期的關系,這樣,可以保證進來的元器件從根本上不會出大的問題。

但即便是對長期的正規(guī)的供應商,也要進行入庫前的檢驗,通常,首先要進行目測,包括數(shù)量的清單,型號的核對,批號和生產(chǎn)日期等。然后,對元器件進行抽樣檢測;由于PLC的質(zhì)量要求較高,因此,盡可能將抽樣的比例加大,這樣可以增加發(fā)現(xiàn)故障元件的概率。

元器件測試完成后,第二步就是要在生產(chǎn)過程中,對每個生產(chǎn)加工工序進行的QC測試。對PLC的生產(chǎn)來說,主要是線路板的測試,通常包括:絲印、貼片、回流焊、波峰焊、手工插件和焊接幾個工序,這時,最好對每個模塊的每個工序做一個專用的測試架,才能保證能夠高效而準確地測量出每個模塊的質(zhì)量。

在制造過程中,一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,要立即找出原因,看是由于元器件本身的原因,還是加工質(zhì)量的原因。如果是后者,在出現(xiàn)比例比較大的故障如虛焊等現(xiàn)象后,要及時調(diào)整生產(chǎn)設備的工作參數(shù),既要保證生產(chǎn)速度和生產(chǎn)率,也要保證降低故障率。如果PLC制造商有自己的生產(chǎn)線,應該將每個模塊的最佳生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)保存下來,以后每次生產(chǎn)同樣的模塊的時候,可以按照該最佳的狀態(tài)進行生產(chǎn)。而且,這個最佳的生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)是要不斷更新的。

生產(chǎn)制造完成后,是模塊的裝配環(huán)節(jié)。裝配完成后,要進行模塊的性能測試。這一步的測試是十分關鍵的,因為最重要的性能測試都是在這個環(huán)節(jié),由于通常PLC的各種模塊需要測試的參數(shù)較多,因此,一定要為每個型號的每個模塊制作專門的測試架,并采用自動測試工裝,這樣才能保證測試參數(shù)的全面和完整,同時也保證測試的生產(chǎn)率。這是生產(chǎn)過程中測試的第三步。

模塊測試完畢后,要將模塊送入老化室進行高溫老化。關于老化,有許多人會將之與高溫測試混同起來。其實,這是完全不同的。產(chǎn)品的高溫測試,主要是檢測該產(chǎn)品能夠在設計的高溫工作區(qū)段里正常工作,比如,如果PLC的工作溫度是55度,那么只要在55度的范圍內(nèi)開機進行工作測試,在模塊里的溫度達到穩(wěn)定后(通常為半小時左右)就可以了。但是,老化則完全是另外一個概念。

每個產(chǎn)品的元器件都有一定的壽命周期,比如,電子元器件的壽命為10年,那么,在這個壽命周期了,前三個月的故障率是很高的,其后故障率會越來越低,在三個月之后,達到穩(wěn)定,故障率就會降到一個比較低的水平,一直到10年左右,器件達到了壽命,故障率又開始上升。

生產(chǎn)制造過程中的老化,就是要通過高溫運行,將產(chǎn)品前期的故障率較高的時間縮短,使產(chǎn)品在出廠前就跨越過這個階段,進入低故障率階段。老化的溫度和時間與產(chǎn)品的不同種類有關,對于電子產(chǎn)品來說,如果設定在55~60度的溫度,可以將前期的高故障率的時間從三個月縮短到三天左右。這就是為什么許多電子產(chǎn)品的老化時間在72小時的原因。因此,老化是PLC產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一道重要工序,而不能僅僅被看作是一個測試的過程。

知道了上面的道理,就同樣會明白產(chǎn)品的老化過程是十分重要的,而且,老化后的測試更加重要。因為,容易出現(xiàn)故障的模塊,在老化過程中,絕大部分的潛在故障會在老化期間暴露出來,因此,必須對老化后的產(chǎn)品進行嚴格的測試。測試的方法和手段與老化前的模塊測試手段相似,但必須全部完整地檢測。有些測試人員認為產(chǎn)品已經(jīng)測過一次了,因此,對老化后的產(chǎn)品測試往往放松,其實,這是大錯而特錯的。老化后的測試,就是PLC在制造過程中測試的第四步。

以上的四步是PLC的硬件測試的介紹。由于軟件也是PLC的重要組成部分,因此,對PLC的內(nèi)部的軟件,同樣要進行測試。通常,由于產(chǎn)品保密的原因,即便是外協(xié)加工的模塊,公司的關鍵軟件必須在公司內(nèi)部進行安裝,有關測試功能也必須在公司內(nèi)部完成。

有關軟件功能測試又分為底層嵌入式軟件測試和編程軟件的測試。

底層嵌入式軟件指PLC的系統(tǒng)軟件,即在產(chǎn)品的CPU模件內(nèi)的嵌入式固化軟件(FIRMWARE),在工業(yè)控制系統(tǒng)的CPU模塊里,都有一個IC芯片,里面是CPU的固化系統(tǒng)軟件。通常稱之為SOCSystemOnChip),這個SOC是控制器的核心。實現(xiàn)SOC的方式主要有ASICFPGA兩種。目前,德維森的主要的嵌入式軟件是用FPGA技術來進行固化的,因此這里只簡單介紹FPGA芯片的測試流程。

在進行制造過程的芯片測試時,首先要將FPGA芯片的原料檢驗委托供應商進行,公司每月一次進行抽檢,以保證芯片本身的質(zhì)量沒有問題;同時,所要嵌入的軟件必須已經(jīng)通過FPGA樣片調(diào)試,功能已經(jīng)合格。

芯片首先通過芯片寫入器將軟件寫入,之后,由測試人員將芯片插入到測試電路上,使用邏輯分析儀對芯片的預先指定的管腳波形進行邏輯分析測試,為了保證能夠?qū)π酒M行100%的測試,這一步驟只對幾個關鍵點的波形進行測試。邏輯測試完成后,對芯片進行電性能測試,這一步驟主要測試芯片的工作電壓的高低限值和自動恢復性能。電氣性能測試完成后,開始對芯片進行老化測試。老化后,再進行一次邏輯分析測試,并選取至少5%的芯片進行綜合性能測試,主要是觀察芯片的軟件功能供設計修改參考。

產(chǎn)品的編程軟件的測試通常不在制造過程測試,我將在產(chǎn)品應用過程的測試中敘述。

以上的制造過程的測試主要指的是性能測試。此外,對PLC產(chǎn)品,還要進行專門的可靠性測試。

產(chǎn)品的可靠性測試包括環(huán)境測試、機械性能測試和電氣性能測試。機械性能測試主要是測試產(chǎn)品包裝的機械完整性,包括焊接點的牢固性、模具的精密度、接線端子的牢固度等。環(huán)境測試主要測試產(chǎn)品在惡劣條件下存放及使用的耐用性(或壽命,通常以平均無故障時間計算)。電氣性能測試是用來驗證產(chǎn)品在即將使用的環(huán)境中是否經(jīng)得起各種電氣環(huán)境的考驗。根據(jù)國家有關規(guī)定,可靠性測試(包括EMC、振動和沖擊以及粉塵測試等)在每種產(chǎn)品首批樣品生產(chǎn)后,到權威的專業(yè)測試機構進行試驗即可,之后每年一次到政府專業(yè)的測試中心送檢一次。公司內(nèi)部對產(chǎn)品只進行耐壓和高低溫老化測試,不需要對每個產(chǎn)品的每個批次都進行可靠性測試。 

環(huán)境測試包括高溫、低溫、鹽霧、粉塵、易燃易爆性氣體、濕度、海拔測試等;機械性能測試包括振動、沖擊、加速應力等;電氣性能測試包括EMC電磁兼容性試驗(包括輻射特性、靜電、群脈沖等)、觸點試驗(主要對開關量輸入輸出模塊)和耐壓試驗等。送檢產(chǎn)品為隨機抽樣,通常為兩套。

標簽: PLC

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