工业自动化设备HALT温度，振动，综合应力测试案例 分享

工业自动化设备可编程逻辑控制器（PLC）案例  温度应力

• 测试过程：PLC 在工业环境中使用，面临不同的温度条件。在 HALT 测试中，温度从 -10℃（模拟工厂车间冬季低温）变化到 40℃（夏季高温且考虑设备自身发热），变化速率约为 6 - 8℃/min。在每个温度点，测试PLC 的输入输出信号处理、逻辑运算以及通信功能，持续时间为 20 - 30 分钟。

• 发现问题与改进：在低温环境下，PLC的通信模块出现通信中断的情况。这是因为低温使通信线路的信号传输受到影响，部分电子元件的性能下降。为解决这个问题，对通信线路采用了耐寒的线缆材料，并对通信模块的电路进行了优化，增加了信号放大和抗干扰功能。在高温环境下，发现PLC内部的电源模块输出电压不稳定，这是由于高温影响了电容和电感等元件的性能。更换了高温性能更好的电容和电感，对电源模块的散热进行了改进，确保PLC 在工业环境中的温度变化下能够稳定工作。

工业机器人案例

• 测试过程：工业机器人在工作过程中会产生振动，特别是在高速运动或搬运重物时。在HALT 测试中，模拟机器人的各种工作状态，振动强度从 2Grms 开始，以每次增加 2Grms的幅度逐步增加，蕞高达到 30Grms 左右，每次增加后持续 15 -20 分钟。监测机器人的关节电机、传感器以及控制器等关键部件的工作状态。

• 发现问题与改进：在振动强度达到 10Grms左右时，发现机器人关节电机的编码器信号出现错误，导致机器人运动精度下降。这是因为振动使编码器内部的光学元件或磁性元件发生位移。为解决这个问题，对编码器进行了加固处理，增加了减震支架，并优化了编码器的安装位置，使其远离振动源。在更高的振动强度下，机器人的传感器连接线路出现松动，影响传感器的数据采集。针对这一问题，采用了更牢固的线缆固定方式，如使用金属夹子和密封胶，确保线路在振动环境下的稳定性。

工业自动化设备案例（以可编程逻辑控制器 PLC 为例）

• 测试过程：

• 温度范围从 - 10℃（模拟工厂车间冬季低温）到40℃（模拟夏季高温且考虑设备自身发热），温度变化速率为 6℃/min。振动强度从 2Grms（模拟工业设备运行时的振动）开始，以2Grms 的幅度逐步增加，蕞高到16Grms（模拟附近大型设备故障或冲击产生的振动）。

• 在不同的温度 - 振动组合下，测试 PLC 的输入输出信号处理、逻辑运算以及通信功能。比如，在温度为 - 10℃和振动强度为4Grms 的情况下，检查 PLC 是否能正确接收和处理来自传感器的信号，并准确控制执行器的动作。

• 发现问题与改进：

• 在温度为 30℃和振动强度为 10Grms 的组合下，发现 PLC内部的通信模块出现通信中断的情况。这是因为高温使通信模块的电子元件性能发生变化，再加上振动导致通信线路的连接松动。为解决这个问题，对通信模块进行了散热优化，采用了散热片和导热硅胶，对通信线路的连接进行了加固，使用了金属固定件和密封胶，提高通信模块在综合应力下的可靠性。

• 当温度为 - 5℃和振动强度为 14Grms 时，PLC的电源模块输出电压出现波动。这是由于低温影响了电源模块内的电容、电感等元件的性能，再加上振动使元件引脚受力。对电源模块的元件进行了低温性能优化，更换了低温特性好的电容和电感，对元件的安装方式进行了加固，确保电源模块在综合应力下的电压稳定性。