相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119(b)要求2019年9月23日提交的印度临时专利申请201911038324的优先权。该临时申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开整体涉及工业过程控制和自动化系统。更具体地讲，本公开涉及用于使I/O回路的检查自动化的系统和界面。
背景技术
回路检查是验证和核实从控制面板铺设到现场仪器的线缆的准确性的过程，这确保了正确的发射器连接到控制器的正确输入/输出(I/O)端口。回路检查是厂房在安装、调试和维护阶段的重要活动。在许多厂房中，回路检查是不能取消的强制性活动，并且消耗大量的时间、成本和人力。回路检查需要多个人一起工作以确保回路正确地连接到I/O端口和集线柜。需要在使现场仪器或集线柜上电之前完成回路检查。
加工工业如石油和天然气、石油化工、炼油等在项目生命周期中涉及验证和核实的多个阶段。输入/输出(I/O)回路检查的验证和核实需要在开始厂房的调试和启动之前完成。在项目生命周期期间，I/O回路检查活动的验证发生在PRE-FAT(工厂前验收测试)、FAT(工厂验收测试)和SAT(现场验收测试)中，并且验证从接线盒、现场端接组件和集线柜到现场仪器的硬连线I/O回路。这是人力密集的，需要重复和耗时的活动来证明已对每个I/O通道进行了正确的布线和配置。
当检查线缆故障时，通过检测从控制面板发射到特定现场设备的信号来测试接线盒、现场端接组件之间的线缆。目前，由一组人员手动测试从线缆源(诸如集线柜)到目的地(诸如现场发射器)的每根线缆，这是耗时的。
发明内容
本公开提供了工业过程控制和自动化系统的自动回路检查的方法和界面。
在第一实施方案中，提供了一种方法。所述方法包括将布线图和报警设定值从数据库导入在手持式设备上执行的操作软件。所述操作软件使用所述布线图和报警设定值来构建I/O回路检查文件。所述方法还包括在第一端子块上安装适于模拟I/O信号的保护器。所述保护器与至少一个I/O回路进行电连接。所述方法还包括经由通信链路将所述I/O回路检查文件发送到所述保护器。所述方法还包括由所述操作软件指示所述保护器通过基于所述I/O回路检查文件模拟I/O信号来对所述至少一个I/O回路执行I/O回路测试，并且经由所述通信链路将所述I/O回路测试的结果发送到所述操作软件。
在第二实施方案中，一种装置包括远程定位的手持式设备，所述手持式设备被配置为执行操作软件以从I/O回路数据生成I/O回路检查文件，所述I/O回路数据从工程数据库被发送到所述操作软件。保护器连接到端子块和至少一个I/O回路。所述保护器包括执行I/O模拟应用程序的至少一个处理设备，所述至少一个处理设备被配置为使用无线链路与所述远程定位的手持式设备进行通信。所述保护器使用所述无线链路从所述手持式设备接收所述I/O回路检查文件，并且对所述至少一个I/O回路执行I/O回路测试。所述保护器处理设备还被配置为监测和跟踪I/O回路测试，将所述I/O回路测试的结果与预期结果进行比较，记录所述I/O回路测试的所述结果，并且使用所述无线链路将所述I/O回路测试的所述结果发送到所述手持式设备和所述操作软件。
在第三实施方案中，一种包含指令的非暂态计算机可读介质，所述指令在由至少一个处理设备执行时，使得所述至少一个处理设备执行远程定位的手持式设备上的操作软件以从I/O回路数据生成I/O回路检查文件，所述I/O回路数据从工程数据库被发送到所述应用程序。所述介质还包含指令，所述指令在被执行时与连接到端子块和至少一个I/O回路的保护器建立无线链路。所述介质还包含指令，所述指令在由所述至少一个处理设备执行时，使用所述无线链路将所述I/O回路检查文件发送到所述保护器，并且指示所述保护器使用所述I/O回路检查文件执行I/O回路测试并在所述I/O回路测试完成时使用所述无线链路从所述保护器接收所述I/O回路测试的结果。
从以下附图、描述和权利要求书中，其他技术特征对本领域的技术人员是显而易见的。
附图说明
为了更完整地理解本公开，现在结合附图参考以下描述，在附图中：
图1示出了根据本公开的示例性工业控制和自动化系统；
图2示出了根据本公开的用于自动检查I/O回路的示例性系统；
图3是根据本公开的保护器的示例性透视图；
图4是根据本公开的保护器的示例性分解透视图；
图5示出了根据本发明的保护器的示例性电子器件部分；
图6示出了根据本公开的由操作软件用于构建回路检查文件的示例性方法；
图7示出了根据本公开的用于自动检查I/O回路的示例性方法；
图8是根据本公开的用于自动检查I/O回路的操作软件的图形用户界面的设置显示画面的示例；
图9是根据本公开的来自用于自动检查I/O回路的操作软件的图形用户界面的输出的显示画面的示例，该显示画面表示保护器与端子块的关联；
图10是根据本公开的来自操作软件的图形用户界面的输出的显示画面的示例，该显示画面表示I/O回路检查的状态；以及
图11是根据本公开的来自操作软件的图形用户界面的输出的显示画面的示例，该显示画面表示已检查的I/O回路的报告和信息。
具体实施方式
这些图(下文所讨论)以及用于描述本发明在该专利文献中的原理的各种实施方案仅以例证的方式进行，并且不应理解为以任何方式限制本发明的范围。本领域的技术人员将理解，本发明的原理可以在任何类型的适当布置的设备或系统中实现。
图1示出了根据本公开的示例工业过程控制和自动化系统100。如图1所示，系统100包括促进生产或加工至少一种产品或其他材料的各种部件。例如，在此使用系统100以有利于对一个或多个厂房101a至101n中的部件的控制。每个厂房101a至101n表示一个或多个加工设施(或其一个或多个部分)，诸如用于生产至少一种产品或其他材料的一个或多个制造设施。一般来讲，每个厂房101a至101n可以实现一个或多个过程，并且可以单独地或共同地被称为过程系统。过程系统通常表示被配置为以某种方式加工一种或多种产品或其他材料的其任何系统或部分。
在图1中，系统100使用过程控制的普渡模型来实现。在普渡模型中，“0级”可包括一个或多个传感器102a和一个或多个致动器102b。传感器102a和致动器102b表示过程系统中可执行各种各样的功能中的任一种功能的部件。例如，传感器102a可测量过程系统中的多种特性，诸如温度、压力、流速、或通过电缆传输的电压。另外，致动器102b可以改变过程系统中的各种各样的特性。传感器102a和致动器102b可以表示任何合适的过程系统中的任何其他或附加部件。传感器102a中的每个传感器包括用于测量过程系统中的一个或多个特性的任何合适的结构。致动器102b中的每个致动器包括用于在过程系统中对一个或多个条件进行操作或影响的任何合适的结构。
至少一个网络104耦接到传感器102a和致动器102b。网络104有利于与传感器102a和致动器102b的交互。例如，网络104可传输来自传感器102a的测量数据并且向致动器102b提供控制信号。网络104可表示任何合适的网络或网络的组合。作为特定示例，网络104可以表示以太网网络、电信号网络(诸如HART或基金会现场总线(FF)网络)、气动控制信号网络，或任何其他或一个或多个附加类型的一个或多个网络。
在普渡模型中，“1级”可包括一个或多个控制器106，该一个或多个控制器耦接到网络104。除了其他以外，每个控制器106可以使用来自一个或多个传感器102a的测量值来控制一个或多个致动器102b的操作。例如，控制器106可从一个或多个传感器102a接收测量数据，并且使用测量数据为一个或多个致动器102b生成控制信号。多个控制器106也可在冗余配置中操作，诸如当一个控制器106作为主控制器操作而另一个控制器106作为备用控制器(其与主控制器同步并且可在主控制器发生故障的情况下接管主控制器)操作时。每个控制器106包括用于与一个或多个传感器102a进行交互并且控制一个或多个致动器102b的任何合适的结构。每个控制器106可以例如表示多变量控制器，例如鲁棒多变量预测控制技术(RMPCT)控制器或实现模型预测控制(MPC)或其他高级预测控制(APC)的其他类型的控制器。作为特定示例，每个控制器106可以表示运行实时操作系统的计算装置。
两个网络108耦接到控制器106。网络108有利于与控制器106的交互，诸如通过向控制器106传输数据和从控制器传输数据。网络108可以表示任何合适的网络或网络的组合。作为特定示例，网络108可以表示一对以太网网络或一对冗余的以太网网络，诸如来自霍尼韦尔国际公司(HONEYWELLINTERNATIONAL INC.)的容错以太网(FTE)网络。
至少一个交换机/防火墙110将网络108耦接到两个网络112。交换机/防火墙110可以将流量从一个网络传输到另一个网络。交换机/防火墙110还可以阻止一个网络上的流量到达另一个网络。交换机/防火墙110包括用于在网络之间提供通信的任何合适的结构，诸如霍尼韦尔控制防火墙(HONEYWELL CONTROL FIREWALL)(CF9)装置。网络112可表示任何合适的网络，诸如一对以太网网络或一个FTE网络。
在普渡模型中，“2级”可包括耦接到网络112的一个或多个机器级控制器114。机器级控制器114执行各种功能以支持可与一特定工业设备(诸如锅炉或其他机器)相关联的控制器106、传感器102a和致动器102b的操作和控制。例如，机器级控制器114可以记录由控制器106收集或生成的信息，诸如来自传感器102a的测量数据或用于致动器102b的控制信号。机器级控制器114还可以执行控制控制器106的操作的应用程序，从而控制致动器102b的操作。此外，机器级控制器114可以提供对控制器106的安全访问。机器级控制器114中的每个机器级控制器包括用于提供对机器或其他单独设备的访问、控制或与其相关的操作的任何合适的结构。机器级控制器114中的每个机器级控制器可以例如表示运行MICROSOFTWINDOWS操作系统的服务器计算装置。虽然未示出，但是不同机器级控制器114可以用于控制过程系统中的不同设备(其中每件设备与一个或多个控制器106、传感器102a和致动器102b相关联)。
一个或多个操作员站116耦接到网络112。操作员站116表示提供对机器级控制器114的用户访问的计算装置或通信装置，其然后可以提供对控制器106(以及可能的传感器102a和致动器102b)的用户访问。作为特定示例，操作员站116可以允许用户使用由控制器106和/或机器级控制器114收集的信息来查看传感器102a和致动器102b的操作历史。操作员站116还可以允许用户调整传感器102a、致动器102b、控制器106或机器级控制器114的操作。此外，操作员站116可以接收并显示由控制器106或机器级控制器114生成的警告、警示或其他消息或显示。操作员站116中的每个操作员站包括用于支持对系统100中的一个或多个部件的用户访问和控制的任何合适的结构。操作员站116中的每个操作员站可例如表示运行MICROSOFTWINDOWS操作系统的计算装置。
至少一个路由器/防火墙118将网络112耦接到两个网络120。路由器/防火墙118包括用于在网络之间提供通信的任何合适的结构，诸如安全路由器或组合路由器/防火墙。网络120可表示任何合适的网络，诸如一对以太网网络或一个FTE网络。
在普渡模型中，“3级”可包括耦接到网络120的一个或多个单元级控制器122。每个单元级控制器122通常与过程系统中的单元相关联，该单元表示一起操作以实现过程的至少一部分的不同机器的集合。单元级控制器122执行各种功能以支持较低级别中的部件的操作和控制。例如，单元级控制器122可以记录由较低级别中的部件收集或生成的信息，执行控制较低级别中的部件的应用程序，并且提供对较低级别中的部件的安全访问。单元级控制器122中的每个单元级控制器包括用于提供对处理单元中的一个或多个机器或其他设备的访问、控制或与其相关的操作的任何合适的结构。单元级控制器122中的每个单元级控制器可以例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的服务器计算装置。虽然未示出，但是不同单元级控制器122可以用于控制过程系统中的不同单元(其中每个单元与一个或多个机器级控制器114、控制器106、传感器102a和致动器102b相关联)。
可以由一个或多个操作员站124提供对单元级控制器122的访问。操作员站124中的每个操作员站包括用于支持对系统100中的一个或多个部件的用户访问和控制的任何合适的结构。操作员站124中的每个操作员站可例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的计算设备。
至少一个路由器/防火墙126将网络120耦接到两个网络128。该路由器/防火墙126包括用于在网络之间提供通信的任何合适的结构，诸如安全路由器或组合路由器/防火墙。网络128可表示任何合适的网络，诸如一对以太网网络或一个FTE网络。
在普渡模型中，“4级”可包括耦接到网络128的一个或多个厂房级控制器130。每个厂房级控制器130通常与厂房101a至101n中的一个厂房相关联，该厂房可以包括实现相同、类似或不同过程的一个或多个处理单元。厂房级控制器130执行各种功能以支持较低级别中的部件的操作和控制。作为特定示例，厂房级控制器130可以执行一个或多个制造执行系统(MES)应用程序、调度应用程序或其他或附加厂房或过程控制应用程序。厂房级控制器130中的每个厂房级控制器包括用于提供对加工厂房中的一个或多个处理单元的访问、控制或与其相关的操作的任何合适的结构。厂房级控制器130中的每个厂房级控制器可以例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的服务器计算装置。
可以由一个或多个操作员站132提供对厂房级控制器130的访问。操作员站132中的每个操作员站包括用于支持对系统100中的一个或多个部件的用户访问和控制的任何合适的结构。操作员站132中的每个操作员站可例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的计算设备。
至少一个路由器/防火墙134将网络128耦接到一个或多个网络136。路由器/防火墙134包括用于在网络之间提供通信的任何合适的结构，诸如安全路由器或组合路由器/防火墙。网络136可以表示任何合适的网络，诸如全企业以太网或其他网络，或更大型网络(诸如互联网)的全部或一部分。
在普渡模型中，“5级”可包括耦接到网络136的一个或多个企业级控制器138。每个企业级控制器138通常能够执行多个厂房101a至101n的规划操作并控制厂房101a至101n的各个方面。企业级控制器138还可以执行各种功能以支持厂房101a至101n中的部件的操作和控制。作为特定示例，企业级控制器138可以执行一个或多个订单处理应用程序、企业资源规划(ERP)应用程序、高级规划和调度(APS)应用程序或任何其他或附加企业控制应用程序。企业级控制器138中的每个企业级控制器包括用于提供对一个或多个厂房的访问、控制、或与控制相关的操作的任何合适的结构。企业级控制器138中的每个企业级控制器可以例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的服务器计算装置。在本文档中，术语“企业”是指具有要管理的一个或多个厂房或其他加工设施的组织。应当注意，如果要管理单个厂房101a，那么企业级控制器138的功能可以结合到厂房级控制器130中。
可以由一个或多个操作员站140提供对企业级控制器138的访问。操作员站140中的每个操作员站包括用于支持对系统100中的一个或多个部件的用户访问和控制的任何合适的结构。操作员站140中的每个操作员站可例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的计算设备。
普渡模型的各个级别可包括其他部件，诸如一个或多个数据库。与每个级别相关联的数据库可存储与该级别或系统100的一个或多个其他级别相关联的任何合适的信息。例如，历史数据库141可耦接到网络136。历史数据库141可以表示存储关于系统100的各种信息的部件。历史数据库141可以例如存储在生产调度和优化期间使用的信息。历史数据库141表示用于存储信息且有利于信息检索的任何合适的结构。虽然被示出为耦接到网络136的单个集中式部件，但是历史数据库141可定位于系统100中的其他位置，或者多个历史数据库可分布在系统100中的不同位置。
在特定实施方案中，图1中的各种控制器和操作员站可表示计算设备。例如，控制器中的每个控制器可以包括一个或多个处理设备142和一个或多个存储器144，该一个或多个存储器用于存储由一个或多个处理设备142使用、生成或收集的指令和数据。控制器中的每个控制器还可以包括至少一个网络接口146，诸如一个或多个以太网接口或无线收发器。另外，操作员站中的每个操作员站可以包括一个或多个处理设备148以及用于存储由一个或多个处理设备148使用、生成或收集的指令和数据的一个或多个存储器150。操作员站中的每个操作员站还可以包括至少一个网络接口152，诸如一个或多个以太网接口或无线收发器。
根据本公开，系统100的各种部件支持用于系统100中的自动回路检查的过程。例如，控制器104a-104b可表示现场设备控制器，并且过程元件102a-102b可表示现场设备。下文提供了关于该功能的附加细节。
虽然图1示出了工业过程控制和自动化系统100的一个示例，但可对图1作出各种改变。例如，控制系统可以包括任何数量的传感器、致动器、控制器、服务器、操作员站和网络。另外，图1中的系统100的组成和布置方式仅用于例证。部件可根据特定需要添加、省略、组合、或以任何其他合适的配置放置。此外，特定功能已被描述为由系统100的特定部件执行。这仅用于例证。一般来讲，过程控制系统是高度可配置的，并且可根据特定需要以任何合适的方式配置。
图2示出了根据本公开的集线柜200的示例。为了便于解释，集线柜200被描述为在图1的系统100中使用。例如，集线柜200可位于系统机柜205外壳控制器106、过程元件102a和102b以及其他硬件(例如交换机/防火墙110)或图1所述部件的组合之间。然而，集线柜200可用在任何其他合适的系统中。
集线柜200包括现场端接块212和现场端接中继硬件215。为了便于说明，图2中仅示出一个现场端接块212，然而，本领域的技术人员熟知的是，集线柜可包含容纳在该柜200中的多个端子块212。现场端接块212连接柜200和处理元件(例如安装在自动化系统中的致动器、传感器和其他过程仪器)之间的线缆。系统机柜205经由现场端接中继硬件215和布线线缆220a和220b连接到集线柜200。集线柜200还连接到多个接线盒210和多个过程仪器230a-230d。
集线柜200通过接线盒210和线缆束225接收从过程仪器230a-230d中的一个过程仪器发射的信号。每个过程仪器230a-230d经由线缆231耦接到相应接线盒210。线缆231在接线盒210处捆扎，以形成在接线盒210上游的线缆束225。接线盒211还可用于将多个线缆束225组合成单个线缆束228，如在接线盒211和集线柜200之间所示。
虽然图2示出了接线盒210、211的一个示例，但可对图2作出各种改变。例如，图2所示的部件的数量和类型以及图2所示的接线盒210、211、集线柜200、系统机柜205及其所包括的硬件的功能划分仅用于例证。图2中的各种部件可被省略、组合或进一步细分，或者可根据特定需要添加附加的部件。
本公开的自动回路检查系统采用智能保护器250，该智能保护器被布置为连接到柜200的端子块诸如端子块212，并且基于从在远程定位的移动手持式设备260中操作的操作软件240提供给保护器250的输入/输出信息来模拟信号。保护器250也可以与将针对集线柜200的端子块212说明的相同方式安装到接线盒210中的端子块。
操作软件240安装在可在远程位置操作的手持式移动设备260上，例如诸如运行IOS和安卓或WINDOWS操作系统的蜂窝电话、数据盘、平板电脑或手持式电脑。操作软件240基于连接到端子块212的每个过程仪器的个性信息来控制通过保护器250执行测试的顺序。操作软件240基于项目工程数据库输入使用预定义的库功能自动生成I/O回路检查文件。I/O回路检查文件被下载到保护器250，用于执行和测试连接到保护器250的I/O回路。
手持式设备260经由无线WI-FI或蓝牙低功耗(BLE)通信链路连接连接到保护器250。另外，手持式设备250经由无线WI-FI连接进一步连接到工程工作站270，以及通过安装在L2交换机286上的WAP 285连接到云290，如图2所示。云连接实现了托管智能厂房仪器(SPI)数据库的完整性策略实施(IPE)安全性，该智能厂房仪器数据库除了工业过程控制和自动化系统设计内的其他功能之外，还限定工业过程控制和自动化系统的传感器、致动器、控制器、服务器、操作员站和网络之间的总体布线连接。
现在转到图3，示出了本公开的保护器350。保护器350由电子器件部分355和单独的端子部分360构成。端子部分360提供端子引脚365的扣合构造。例如，在图3所示的端子部分360中，8通道扣合端子部分360具有16个端子引脚365。每个端子引脚适于与端子块212中存在的端子插口接合并与之建立电连接。各种扣合端子引脚365(未示出)可安装在适于插入端子块212的特定电插口的端子部分360中。端子部分360还包括与电子器件部分355上的类似连接器接合的电连接器(未示出)，该电连接器在保护器350的端子引脚365和电子器件部分355之间传递电信号。
如图4最佳所示，保护器350还包括用于将保护器350牢固地保持到端子块212的夹具/保持器机构460。夹具/保持器460以允许保持器机构460的夹臂461在侧向远离端子块移动的方式安装到保护器350。向臂461施加压力使构件462和钩463在侧向远离端子块212移动。通过将引脚365插入端子块212中的互补电插口中来安装保护器。附接钩463′以接合端子块212的边缘213。释放夹臂461允许钩463抓住端子块212的边缘214并将保护器350保持在端子块212上，如图4所示。夹具/保持器的侧向移动可例如通过使用弹簧(未示出)来实现，该弹簧将允许夹臂461通过物理操纵或通过使用活动铰链来侧向移动，该活动铰链由构成保护器350外壳的材料的较薄横截面制成。
保护器350的电子器件部分355示意性地示于图5中。电子器件部分500包括至少一个处理器502、至少一个存储设备504、至少一个通信单元506和至少一个输入/输出(I/O)单元508。处理器502可执行指令，诸如可被加载到存储器504中的那些指令。处理器502代表任何合适的处理设备，诸如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或分立电路。
存储器510和持久性存储装置512是存储设备的示例，该存储设备表示能够存储信息(诸如数据、程序代码和/或临时性的或永久性的其他合适信息)并且便于信息的检索的任何结构。存储器510可表示RAM或任何其他合适的易失性存储设备或非易失性存储设备。持久性存储装置512可包含支持数据的更长期存储的一个或多个部件或设备，诸如ROM和闪存存储器等。存储器510可用于存储例如处理器502的操作的中间结果和将由保护器350执行的测试文件以及所执行的回路测试的结果。持久性存储装置可用于例如存储处理器操作系统，以及用于执行保护器350的自测试和校准的软件。
通信单元506支持与其他系统或设备的通信。例如，通信单元506可包括促进通过无线通信协议诸如WI-FI或BLE进行通信的至少一个网络接口。
I/O单元508允许数据的输入和输出，并且通过连接器(未示出)电连接到保护器350的端子部分360。例如，I/O单元508可通过端子部分360提供连接，以用于向过程仪器提供模拟的I/O命令。I/O单元508通过功能性5点模拟测试支持来支持任何IO类型的8个通道。I/O单元508将信号通过端子块212经由8通道端子部分360驱动至待测I/O回路。I/O单元508支持从I/O回路操作软件240下载的I/O配置，诸如模拟输入(AI)、数字输入(DI)、数字输出(DO)、模拟输出(AO)、热电偶/RTD、低电平复用/低电平模拟输入线路末端(LLMux/LLAIEOL)监测(短路/断路)和烧毁检测。
保护器250执行I/O回路测试基于每个I/O回路或I/O回路通道的个性信息。根据来自自动化和控制系统的工程数据并且对从智能厂房仪器数据库(SPI)接收的输入编译个性信息。如图6所示，通过向操作软件240导入集线柜200或接线盒210与要测试的过程仪器230a-230d之间的布线和接线路径的布线图610，回路检查文件630由操作软件240自动创建。从项目工程工作站270或位于云290中的SPI的主布线数据库提供布线图610并将其下载到操作软件240。报警跳闸设定值615也从用于连接到待测I/O回路通道的过程仪器230a-230d的项目工程工作站270输入。接下来，从预定义库620中选择要运行的测试的类型，例如模拟输入测试或数字输入测试。布线数据610和报警跳闸设定值615以及测试类型620构建I/O回路检查文件630，该I/O回路检查文件经由WI-FI或BLE通信链路被下载到保护器350。I/O回路检查文件630是要测试的特定I/O回路通道的个性信息的测试镜像。在移动设备260上执行的操作软件240启用并监控保护器250的执行状态。
图7示出了根据本公开的用于自动回路检查的示例性方法700。为了便于理解，根据图2中的集线柜200来描述方法700。然而，方法700可由任何合适的集线柜、现场端接组件或接线盒使用并且在任何合适的系统中使用。
方法700包括框705，其中I/O通道个性镜像从工程数据库被下载到操作软件240，并创建I/O回路检查文件630。在框710中，操作软件240向移动设备260的显示器发送通知，指示现场操作员将保护器250连接到集线面板200的端子块212。一旦安装了保护器250，保护器250就经历一系列自测试并尝试建立与移动设备260的无线WI-FI或BLE通信链路。如框715所示，如果保护器250未能连接，则保护器再次尝试连接并重复连接尝试，直到在保护器250和移动设备260之间建立连接。
在框720中，在保护器250与移动设备260之间建立无线连接时，将I/O回路检查文件630从操作软件240下载到保护器250，并指示保护器模拟要执行的回路检查。例如，如果要执行模拟输入回路检查，则电子器件部分355的I/O单元508设置I/O电路以执行模拟回路检查。
接下来，在框725中，对待测I/O回路或I/O回路通道执行I/O回路测试。在框730中，保护器250跟踪测试数据，将该测试数据与I/O回路测试的预期结果进行比较。如果回路测试的结果通过，则在块735中，保护器将测试结果发送到记录结果的操作软件。在框740中，操作软件240随后确定是否要对例如安装保护器250的端子块执行更多的I/O回路检查，例如第二I/O回路或I/O通道。在框745中，I/O通道编号递增，并且第二1/O回路检查文件630被下载到保护器250以供执行。
然而，如果I/O回路未能通过其回路测试，则在框736中，保护器250将未通过结果发送到操作软件240，在该操作软件中记录该未通过，并且在框740中，确定是否要对安装保护器的端子块执行更多的回路检查。如果需要进行一个或多个I/O回路测试，则在框745中将I/O通道编号递增，并将第二1/O回路检查文件下载到保护器250以供执行。
在框750中，一旦连接到保护器250的所有I/O回路通道的所有I/O回路测试都完成，就在移动设备260上显示通知，使现场操作员将保护器250安装到集线面板200的下一个端子块212。在该实施方案中，保护器250能够连接到八个I/O回路或I/O回路通道，并且在需要将其移动到下一组要测试的I/O回路之前执行八个I/O回路测试。
虽然图7示出了用于自动回路检查的方法的一个示例，但是可对图7作出各种改变。例如，虽然示出为一系列步骤，但图7中示出的各个步骤可重叠、并行发生或者多次发生。此外，可组合或移除一些步骤，并且可添加附加的步骤。
图8示出了当设置保护器250时，由操作软件240的用户界面在移动设备260上向用户呈现的显示画面800。显示画面800包括标识工业过程控制和自动化系统的信息805、集线柜810的名称和包括安装在该柜中的端子块的缩略图820的窗格。每个端子块缩略图820可具有与其相关联的唯一名称，该名称将示出为在特定端子块缩略图820上方的标签825。屏幕左侧显示具有一系列缩略图的保护器托盘，这些缩略图像表示保护器，诸如保护器缩略图830。每个保护器缩略图830将与已由操作软件240完成的特定I/O回路检查文件630相关联。因此每个保护器缩略图830将表示为特定端子块820构建以供执行的I/O回路检查文件630的个性镜像。每个保护器还通过特定ID来标识。例如，该ID可以是表示保护器的特定数字或唯一的字母数字名称。
为了运行自动I/O回路检查，将保护器托盘中的适当保护器缩略图830拖放到要测试的特定端子块缩略图820上，如箭头840所示。可使用例如现场操作员的手指、触笔、触控板或利用用于完成选择的其他装置(诸如使用新式输入/输出机构，诸如下拉菜单和鼠标右击)来将保护器缩略图830拖放到所选择的端子块上。当按下“开始测试”按钮835时，测试开始。然后将I/O回路检查文件630下载到与所选择的端子块相关联的保护器250，开始I/O回路测试。
如在图9中可见，一旦保护器缩略图830与端子缩略图820相关联，端子块就从虚线正方形变为实心正方形920，表明保护器和回路检查文件已与该端子块相关联。成功完成的I/O回路检查由如图所示的实心图像颜色指示。然而，在I/O回路检查未通过时，端子块缩略图940通过显示未通过颜色来指示未通过状态，并且与回路未通过相关联的保护器图像ID被标记并标识950以供现场操作员稍后进行故障诊断。
图10示出了当保护器250物理地安装在端子块212上并执行I/O回路检查时，由操作软件240的图形用户界面在移动设备260上呈现给用户的显示画面1000。保护器ID 1005在该屏幕画面标题上指示。如图10所示，显示了端子块212的绘图表示，在该示例中，示出了正在测试的八个I/O回路通道。每个I/O回路通道表示由I/O回路检查文件630测试的I/O回路。由保护器250运行的测试的总体进度由显示画面1010在屏幕标题中示出，在1015处还示出了测试的实耗时间。待测端子块也由标签1020标识，该标签标识正在测试的端子块。每个通道包括关于I/O回路检查是否已通过测试1025、正在进行1030或未通过(未示出)的指示。可分别使用屏幕底部上的功能按钮1035、1040来停止和/或恢复测试。
现在转向图11，显示画面1100由操作软件240的图形用户界面在移动设备260上呈现给用户，该图形用户界面报告I/O回路检查的测试结果。显示画面1100包括标识工业过程控制和自动化系统的信息1105、集线柜的名称1110和测试的总柜1112。该报告还包括测试进度摘要。信息以图形方式呈现为水平线，该水平线表示完成百分比并且以数字方式提供完成百分比。例如，I/O回路检查的完成率由线1115示出，并且完成百分比由百分比数1116示出。另外，使用相同的方法来示出有多少I/O回路检查已通过1120、2021，以及有多少回路检查未通过1130、1131。该报告显示画面可在I/O回路测试期间的任何时间被访问以指示测试的状态。
报告窗格1150列出运行特定保护器250的I/O回路检查的报告，该特定保护器由保护器ID 1155标识。该报告以纵列方式列出了端子标题1160、所执行的回路检查的I/O类型1165(例如是模拟输出(AO)检查还是数字输入(DI)检查)、系统标签1170、通道编号1175以及每个I/O回路检查的结果1180。在列1185处，还呈现了关于在I/O回路检查中返回的值的信息以供现场操作员使用。如果在测试中使用了不止一个保护器，则该显示屏可向上或向下滚动以便查看与该柜相关联的所有保护器ID的其他测试结果。
I/O回路测试中的每个I/O回路测试的测试报告也由操作软件240记录并上传到工程工作站270处的项目工程数据库或上传到云290。测试结果被自动验证并且可在任何时间被检索。一旦保护器250与端子块212相关联并且I/O回路检查开始，系统就自动执行I/O回路检查，而无需测试工程师或现场操作员看管该测试。此外，I/O回路检查可以过夜执行，并且可同时在多个系统上执行。
在一些实施方案中，本专利文献中描述的各种功能由计算机程序来实现或支持，该计算机程序由计算机可读程序代码形成并且体现在计算机可读介质中。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码和可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够被计算机访问的任何类型的介质，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或任何其他类型的存储器。“非暂态”计算机可读介质排除传输瞬时电信号或其他信号的有线、无线、光学或其他通信链路。非暂态计算机可读介质包括可永久地存储数据的介质以及可存储和之后重写数据的介质，诸如可重写光盘或可擦除存储器设备。
不应将本专利文档中的描述理解为暗示任何特定元件、步骤或功能是必须包括在权利要求书范围内的基本或关键要素。另外，权利要求中没有一条旨在关于所附权利要求或权利要求要素中的任何一项援引35 U.S.C.§112(f)，除非在特定权利要求中明确使用后面是标识功能的分词短语的“用于……的装置”或“用于……的步骤”的确切字词。在权利要求书内使用术语诸如(但不限于)“机构”、“模块”、“设备”、“单元”、“部件”、“元件”、“构件”、“装置”、“机器”、“系统”、“处理器”、“处理设备”或“控制器”被理解为并且旨在指代相关领域的技术人员已知的结构，如权利要求书本身的特征进一步修改的或增强的，并且不旨在援引35 U.S.C.§112(f)。
阐述贯穿本专利文献中使用的某些字词和短语的定义可能是有利的。术语“应用程序”和“程序”是指适于以合适的计算机代码(包括源代码、目标代码或可执行代码)实现的一个或多个计算机程序、软件部件、指令集、过程、功能、对象、类、实例、相关的数据或其一部分。术语“包括”和“包含”以及其衍生词意指包括但不限于此。术语“或”是包括性的，意指和/或。短语“与……相关联”以及其衍生词可以意指包括、包括在……内、与……互连、包含、包含在……内、连接到……或与……连接、耦接到……或与……耦接、可与……通信、与……协作、交错、并置、与……接近、结合到……或与……结合、具有、具有……的属性、具有与……的关系或与……具有关系等。当与项列表一起使用时，短语“……中的至少一个”意指可以使用所列的项中的一个或多个项的不同组合，并且可能仅需要列表中的一个项。例如，“A、B和C中的至少一者”包括以下任何组合：A，B，C，A和B，A和C，B和C，以及A和B和C。
虽然本公开已描述了某些实施方案和大体上相关联的方法，但是这些实施方案和方法的变更和置换对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此，上文对示例性实施方案的描述不限定或约束本公开。在不脱离如以下权利要求书限定的本公开的实质和范围的情况下，其他改变、替换和变更也是可能的。
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