自動(dòng)化控制系統(tǒng)項(xiàng)目測(cè)試報(bào)告一、項(xiàng)目概述本項(xiàng)目為XX工廠生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，旨在通過PLC邏輯控制、傳感器數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行器聯(lián)動(dòng)及SCADA監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線設(shè)備啟停、工藝參數(shù)調(diào)節(jié)、故障報(bào)警與數(shù)據(jù)追溯，提升生產(chǎn)效率與穩(wěn)定性。系統(tǒng)硬件包含西門子S____PLC、分布式IO模塊、歐姆龍E2E系列傳感器（溫度、壓力、位移）、氣缸/電機(jī)執(zhí)行器；軟件采用TIAPortalV17編程、WinCCV7.5監(jiān)控，通過Profinet協(xié)議實(shí)現(xiàn)設(shè)備間通訊。二、測(cè)試目的1.功能驗(yàn)證：確?？刂七壿嫛?shù)據(jù)采集、報(bào)警等核心功能符合設(shè)計(jì)要求。2.性能評(píng)估：測(cè)試響應(yīng)時(shí)間、控制精度、負(fù)載能力，確認(rèn)滿足生產(chǎn)效率需求。3.可靠性驗(yàn)證：通過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行、故障模擬，評(píng)估系統(tǒng)穩(wěn)定性與故障恢復(fù)能力。4.兼容性測(cè)試：驗(yàn)證系統(tǒng)與現(xiàn)有設(shè)備、軟件版本的適配性，降低部署風(fēng)險(xiǎn)。三、測(cè)試環(huán)境（一）硬件環(huán)境控制器：西門子S____PLC（CPU1215C，內(nèi)存512KB）。傳感器：歐姆龍E2E接近開關(guān)（檢測(cè)距離5mm）、PT100溫度傳感器（0-200℃）、擴(kuò)散硅壓力傳感器（0-1.6MPa）。執(zhí)行器：SMC氣缸（行程50mm，0.4-0.6MPa）、三相異步電機(jī)（1.5kW，1450rpm）。測(cè)試儀器：福祿克117C萬用表、安捷倫DSO1054A示波器、PingPlotter網(wǎng)絡(luò)工具。（二）軟件環(huán)境編程軟件：TIAPortalV17（PLC固件V4.5）。監(jiān)控軟件：WinCCV7.5（Windows10IoTEnterprise）。測(cè)試工具：TestLink測(cè)試平臺(tái)、信號(hào)發(fā)生器（0-10V模擬量）。（三）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境工業(yè)以太網(wǎng)架構(gòu)，Profinet通訊協(xié)議，傳輸速率100Mbps，測(cè)試期間丟包率<0.1%（PingPlotter監(jiān)測(cè)）。四、測(cè)試內(nèi)容與過程（一）功能測(cè)試1.邏輯控制功能場(chǎng)景設(shè)計(jì)：覆蓋設(shè)備啟停邏輯（生產(chǎn)線順序啟停）、聯(lián)鎖保護(hù)（急停觸發(fā)全設(shè)備斷電）、模式切換（自動(dòng)/手動(dòng)參數(shù)修改），共200個(gè)測(cè)試用例。執(zhí)行步驟：通過HMI觸發(fā)場(chǎng)景，監(jiān)控PLC輸出信號(hào)（TIAPortal實(shí)時(shí)跟蹤）、執(zhí)行器動(dòng)作反饋（傳感器/指示燈驗(yàn)證）。結(jié)果：196個(gè)用例通過，4個(gè)失?。?個(gè)聯(lián)鎖邏輯未兼容備用設(shè)備啟動(dòng)，2個(gè)手動(dòng)模式權(quán)限配置錯(cuò)誤）。2.數(shù)據(jù)采集功能場(chǎng)景設(shè)計(jì)：模擬溫度（25℃→50℃）、壓力（0.5MPa→1.0MPa）階躍變化，驗(yàn)證采集精度與實(shí)時(shí)性。執(zhí)行步驟：信號(hào)發(fā)生器輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬量，對(duì)比PLC采集值與實(shí)際值，記錄數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（SQLServer）與查詢響應(yīng)時(shí)間。結(jié)果：溫度誤差<±0.5℃（設(shè)計(jì)要求±1℃），壓力誤差<±0.02MPa（設(shè)計(jì)要求±0.05MPa），數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)<1秒（設(shè)計(jì)要求<2秒）。3.報(bào)警功能場(chǎng)景設(shè)計(jì)：模擬傳感器斷線、執(zhí)行器過載、參數(shù)越限（溫度>60℃）。執(zhí)行步驟：斷開傳感器接線、短接執(zhí)行器過載保護(hù)，觀察HMI報(bào)警觸發(fā)時(shí)間與記錄完整性。結(jié)果：故障報(bào)警觸發(fā)<2秒（設(shè)計(jì)要求<5秒），越限報(bào)警準(zhǔn)確率100%，報(bào)警日志可追溯。（二）性能測(cè)試1.響應(yīng)時(shí)間場(chǎng)景設(shè)計(jì)：模擬量輸入階躍變化（溫度25℃→50℃），測(cè)量執(zhí)行器動(dòng)作延遲。執(zhí)行步驟：示波器同步采集輸入/輸出信號(hào)，重復(fù)測(cè)試10次取平均值。結(jié)果：平均響應(yīng)0.6秒，最大0.9秒（設(shè)計(jì)要求≤1秒）。2.控制精度場(chǎng)景設(shè)計(jì)：溫度控制（目標(biāo)50℃）、壓力調(diào)節(jié)（目標(biāo)1.0MPa），監(jiān)測(cè)穩(wěn)態(tài)/動(dòng)態(tài)誤差。執(zhí)行步驟：系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行30分鐘后，記錄溫度波動(dòng)范圍、壓力調(diào)節(jié)偏差。結(jié)果：溫度穩(wěn)態(tài)誤差≤±0.3℃（設(shè)計(jì)要求≤±0.5℃），壓力精度≤±0.015MPa（設(shè)計(jì)要求≤±0.03MPa）。3.負(fù)載能力場(chǎng)景設(shè)計(jì)：100個(gè)IO點(diǎn)同時(shí)觸發(fā)（電磁閥組、電機(jī)組啟停），監(jiān)測(cè)系統(tǒng)響應(yīng)與資源占用。執(zhí)行步驟：PLC強(qiáng)制輸出模擬負(fù)載，記錄CPU使用率、響應(yīng)時(shí)間。結(jié)果：響應(yīng)時(shí)間≤1.2秒（設(shè)計(jì)要求≤1.5秒），CPU使用率≤60%（設(shè)計(jì)要求≤80%）。（三）可靠性測(cè)試1.長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行場(chǎng)景設(shè)計(jì)：系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)，監(jiān)測(cè)CPU/內(nèi)存占用、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性。執(zhí)行步驟：每小時(shí)記錄PLC狀態(tài)（TIAPortal監(jiān)控）、網(wǎng)絡(luò)丟包率（PingPlotter）。結(jié)果：CPU平均使用率45%，內(nèi)存占用30%，數(shù)據(jù)傳輸無丟包，設(shè)備無異常停機(jī)。2.故障恢復(fù)場(chǎng)景設(shè)計(jì)：模擬傳感器斷電、網(wǎng)絡(luò)中斷（拔插網(wǎng)線），觀察系統(tǒng)診斷與恢復(fù)能力。執(zhí)行步驟：斷開傳感器電源，拔插Profinet網(wǎng)線，記錄報(bào)警觸發(fā)時(shí)間與恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)。結(jié)果：傳感器故障報(bào)警<3秒，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)間<10秒，數(shù)據(jù)無丟失。（四）兼容性測(cè)試1.硬件兼容場(chǎng)景設(shè)計(jì)：連接3種舊型號(hào)電機(jī)（Y系列1.1kW）、2種閥門（ZJHP氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥），驗(yàn)證通訊與控制。執(zhí)行步驟：PLC發(fā)送控制指令，監(jiān)測(cè)設(shè)備響應(yīng)時(shí)間與動(dòng)作準(zhǔn)確性。結(jié)果：設(shè)備響應(yīng)時(shí)間≤1秒，控制指令執(zhí)行準(zhǔn)確率100%。2.軟件兼容執(zhí)行步驟：導(dǎo)出V17程序至V16環(huán)境，切換WinCC版本，記錄操作兼容性。五、問題分析與改進(jìn)建議（一）功能測(cè)試問題1.聯(lián)鎖邏輯缺陷：備用設(shè)備啟動(dòng)時(shí)未觸發(fā)聯(lián)鎖保護(hù)，原因是程序未包含備用設(shè)備IO地址判斷。改進(jìn)：修改PLC程序，將備用設(shè)備IO地址納入聯(lián)鎖邏輯，通過10個(gè)測(cè)試用例驗(yàn)證后更新。2.權(quán)限配置錯(cuò)誤：手動(dòng)模式下，普通操作員可修改管理員級(jí)參數(shù)，原因是用戶角色權(quán)限表配置錯(cuò)誤。改進(jìn)：重新配置用戶角色（操作員/管理員），限制參數(shù)修改權(quán)限，回歸測(cè)試5個(gè)場(chǎng)景。（二）潛在風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，某IO模塊溫度達(dá)65℃（設(shè)計(jì)上限70℃），雖未超限但需預(yù)防。建議：優(yōu)化機(jī)柜散熱（增加軸流風(fēng)扇，調(diào)整模塊間距），每2小時(shí)監(jiān)測(cè)溫度，記錄趨勢(shì)。六、總結(jié)本次測(cè)試驗(yàn)證了系統(tǒng)的功能完整性、性能指標(biāo)、可靠性與兼容性，整體滿足項(xiàng)目設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)需求。功能測(cè)試中4個(gè)問題已明確原因并提出整改方案，后續(xù)需完成回歸測(cè)試。系統(tǒng)在性能（響應(yīng)時(shí)間、控制精度）與可靠性（72小時(shí)運(yùn)行、故障恢復(fù)）方面表現(xiàn)優(yōu)異，兼容性測(cè)試驗(yàn)證了與現(xiàn)有設(shè)備/軟件的適配性。