CN115718440A - 具有在线负载测试能力的输入/输出（io）模块电力供应 - Google Patents

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CN115718440A CN202210900122.0A CN202210900122A CN115718440A CN 115718440 A CN115718440 A CN 115718440A CN 202210900122 A CN202210900122 A CN 202210900122A CN 115718440 A CN115718440 A CN 115718440A
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Abstract

本发明涉及具有在线负载测试能力的输入/输出(IO)模块电力供应。本公开内容的实施方式包括耦接至负载的输入/输出(IO)电力供应模块。IO电力供应模块可以包括耦接至IO电力供应模块的电压供应的测试电路***。测试电路***可以执行在线负载电流测试以验证IO电力供应模块的性能。为此，测试电路***可以包括耦接至开关的电流测量电路。电流测量电路可以在闭合时经由开关接收电流，以确定由电压供应生成的输出电流是否等于额定输出电流。

Description

具有在线负载测试能力的输入/输出(IO)模块电力供应
技术领域
本公开内容总体上涉及用于工业自动化***内的输入/输出(IO)模块电力供应的***和方法。更具体地，本公开内容的实施方式涉及从工业自动化***的同时操作的IO模块电力供应向负载提供电力。
背景技术
本部分旨在向读者介绍可能与以下描述和/或要求保护的本技术的各个方面相关的技术的各个方面。该讨论被认为有助于向读者提供背景信息以促进更好地理解本公开内容的各个方面。因此，应当理解的是，这些陈述是根据这一点来理解的，而不是对现有技术的承认。
工业自动化***可以包括自动化控制和监视***。自动化控制和监视***可以监视状况以及/或者接收来自诸如阀、电马达、各种类型的传感器、其他合适的监视装置等的许多各种装置的感测数据。此外,诸如编程终端、自动化控制器、输入/输出(IO)模块、通信网络、人机接口(HMI)终端等的自动化控制和监视***的一个或更多个部件可以使用状况和/或所收集的信息来向操作员提供警报，以改变或调整工业自动化***的一个或更多个部件的操作(例如诸如调整一个或更多个致动器的操作)以管理工业自动化***等。
自动化控制和监视***可以基于所监视的状况或感测数据来改变如何操作负载。为此，自动化控制和监视***可以改变供应至联网装置的控制信号，这可以控制电力供应是否向电力供应的下游的负载提供电力。例如，启用电力的IO模块(例如IO电力处理模块)可以向在下游耦接的一个或更多个负载供应电力。随着时间的推移，形成IO电力模块的物理材料可能退化，IO电力模块的部件可能错误地操作等。可能由IO电力模块引起的这些类型的问题可能使IO电力模块的电流输出衰减或减小，使得电流输出不再符合针对IO电力模块的期望的电流额定值。
为了测试不期望的电流输出，负载可以经由IO电力模块通电，以验证由IO模块输出的电流水平满足负载的电流额定值。记住这一点，应当注意，在一些情况下，可能不期望在其中设备连续操作以执行制造和其他自动化任务的工业自动化***中使负载通电以执行对IO电力模块的常规测试。因此，可能期望用于工业自动化***内的装置的负载电流测试的改进的***和方法。
发明内容
下面阐述了本文中公开的某些实施方式的概述。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些某些实施方式的简要概述，并且这些方面并非旨在限制本公开内容的范围。实际上，本公开内容可以涵盖以下可能没有陈述的各个方面。
在一个实施方式中，***可以包括：电压供应，该电压供应可以向负载供应输出电流；以及测试电路***，该测试电路***耦接至电压供应。测试电路***可以包括附加电压供应、开关和电流测量电路，开关可以响应于来自附加电压供应的电压信号而闭合。电流测量电路可以耦接至开关。电流测量电路可以在开关闭合时从电压供应接收输出电流。此外，该***可以包括控制***，该控制***在开关闭合时从感测电路接收电流测量电路两端的电压的指示，该控制***基于与电流测量电路和电压相关联的电阻值来确定存在于输出电流中的电流量，并且该控制***基于电流量来执行操作。
在另一实施方式中，测试电路可以包括电压供应和开关。开关可以响应于从电压供应接收到电压信号而闭合。测试电路还可以包括耦接至电压供应和接地端子的定时电路。定时电路可以限制将电压信号提供给开关的时间量。测试电路也可以包括耦接至开关的电流测量电路。电流测量电路可以在该时间量期间当开关闭合时从附加电压供应接收输出电流并且附加电压供应可以向负载提供电力。
在又一实施方式中，有形非暂态计算机可读介质可以存储能够由电子装置的处理器执行的指令，该指令在由处理器执行时使处理器执行操作，操作包括接收验证耦接至负载的第一输入/输出(IO)电力供应模块的输出电流的请求的指示。操作可以包括响应于请求的指示而闭合开关达持续时间以及检测耦接在开关与接地端子之间的一个或更多个电阻器两端的电压。操作可以包括基于一个或更多个电阻器的电阻值和电压来确定存在于经由一个或更多个电阻器传送的输出电流中的电流量。此外，操作可以包括响应于电流量与额定输出电流之间的差大于阈值量而传送通知。
附图说明
当参照附图阅读以下详细描述时，将更好地理解实施方式的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的字符在所有附图中表示相同的部分，在附图中：
图1是根据实施方式的示例分布式处理***的透视图；
图2是根据实施方式的包括图1的分布式处理***的示例工业自动化***的框图；
图3是根据实施方式的被耦接以向图2的负载供应电力的图2的一对IO电力处理模块的电路图；以及
图4是根据实施方式的在没有使图2的负载通电的情况下用于操作控制***以测试图2的相应的IO电力处理模块的负载电流的过程的流程图。
具体实施方式
当介绍本公开内容的各种实施方式的要素时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或更多个要素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包括性的，并且意味着可能存在除了所列出的要素之外的其他要素。下面将描述本文中描述的本实施方式的一个或更多个具体实施方式。为了提供对这些实施方式的简洁描述，可能未在说明书中描述实际实现方式的所有特征。应当理解，在任何这样的实际实现方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出大量的特定于实现方式的决策来达到开发者的具体目标，例如与***相关约束和商业相关约束相兼容，这些具体目标可以在各个实现方式中各不相同。此外，应当理解，虽然这样的开发努力可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开内容的普通技术人员来说，这仍然是设计、制作和制造的常规任务。
本公开内容总体上涉及测试输入/输出(IO)电力供应模块的负载电流输出而不中断由在下游耦接的负载执行的操作或者由在下游耦接的负载从IO电力供应模块接收的电力的***和方法。
在工业自动化***内，某些部件可能诸如响应于某个事件的发生、检测到的条件等而偶尔使用。因此，这些***在被使用之前可能长时间(例如，大于阈值时间量)处于休眠状态。例如，可以在工业自动化***中偶尔使用冗余电力供应、灭火剂***、告警***等，而不是周期性性质或根据计划使用。包括这样的装置的工业自动化***可以受益于具有对装置执行的常规操作检查诸如周期性地或根据维护计划验证操作状态。这些操作检查可以包括为负载供电或操作装置以验证其操作。有时，通过为负载供电来验证操作可能是不可行或不期望的。例如，诸如位于具有电气设备的房间、室内等的灭火剂***的灭火剂***可以受益于验证操作，以确保设备根据其设计规范执行。然而，对这些类型的***执行验证操作可能导致设备处于无法用于未来的任务进行操作。例如，在测试灭火剂***之后，灭火剂***可能从其预留中分散水、泡沫、空气、沙子或其他材料，从而使用于未来操作的灭火剂供应熄灭。
其中可能难以或不期望执行物理验证操作的***的另一示例包括测试同时向同一负载提供电力的冗余电力供应。例如，辅助电力供应可以备份主要电力供应，使得辅助电力供应和主要电力供应可以同时向诸如输入/输出(IO)电力模块的共享负载提供相同的电压。由于两个供应将相同的电压量连续提供给共享负载，因此负载可以在主要电力供应与辅助电力供应之间无缝切换而不造成任何中断。实际上，如果主要电力供应变得不可用，则辅助电力供应可以代替主要电力供应作为去往负载的电力源。此外，由于两个电力供应连续并同时提供相同的电压，因此可能难以或不期望使任一电力供应离线用于验证测试。即，当测试两个电力供应中的一个的可行性时，正在被测试的电力供应的非操作部件可能成为提供给依赖电流进行操作的负载的不期望的电流输出的源，从而危及负载的操作。
为了解决这个问题，本文中描述的***和方法涉及不中断同时电力供应操作的在线验证测试。为了测试IO电力供应模块的负载电流输出，负载可以耦接至两个或更多个IO电力供应模块以提供冗余电力供应。每个IO电力供应模块可以包括测试电路，该测试电路使得相应的IO电力供应模块能够测试其相应的电压供应输出电流的能力。IO电力供应模块的相应的测试电路***可以执行在线电流负载测试，以在负载从另一IO电力供应模块汲取输出电流时验证相应的IO电力供应模块的性能。以这种方式，负载可以在IO电力供应模块中的一个正在被测试时继续操作。为了执行电流测试，正在被测试的IO电力模块的测试电路***可以包括响应于接收到脉冲电压信号而闭合的开关。开关然后可以将正在被测试的IO电力模块的相应的电压供应连接至耦接至开关的一个或更多个电阻器。电阻器可以经由电压供应和开关接收电流，从而生成一个或更多个电阻器两端的电压。控制***可以使用电压来计算由相应的电压供应输出的电流，并且确定由电压供应生成的电流是否等于或基本上类似于针对电压供应的额定输出电流值。
本文中描述的测试电路***还进一步改进了IO电力模块的测试操作，因为当测试电路***安装在IO电力模块内时使用了相对小的占用面积。实际上，本文中描述的电路允许电力供应在不开启或关闭其负载的情况下测试其输出。通过降低验证来自电力供应的输出的复杂性，以不期望的方式操作的电力供应可能不太可能不被检测到。
通过介绍，图1是示例分布式处理***10的透视图。分布式处理***10可以包括在工业自动化***内以帮助执行操作、做出控制决策、响应于感测数据来指示操作的执行、实现控制回路等。分布式处理***10可以是使用一个或更多个计算装置或处理器来执行一个或更多个操作的处理***。分布式处理***10包括若干处理模块12(例如处理装置)。处理模块12可以经由通信总线14(例如共享通信总线)彼此互连。通信总线14设置在处理模块12的一侧，并且尽管未描绘，但是可以经由合适的背板、输入/输出(IO)电路***等耦接至处理模块12中的每一个。
处理模块12中的每一个可以执行有助于工业控制***操作的一个或更多个操作，并且可以包括硬件电路和/或基于软件的操作的任何组合。例如，处理模块12中的一个可以包括处理器和存储器，该存储器存储处理器可读的指令以使处理器执行一个或更多个操作中的操作。因此，处理模块12可以包括存储指令以使处理模块12对工业自动化***执行操作的有形非暂态计算机可读介质。
处理模块12可以执行控制功能、电力级功能、分析引擎功能、可编程逻辑控制器逻辑功能等。控制功能可以包括响应于一个或更多个输入而生成输出控制信号的操作。电力级功能可以包括响应于一个或更多个输入而导致修改分布式处理***10和/或分布式处理***10的部件的操作的操作。在一些情况下，电力级功能可以操作成向负载或耦接至执行电力级功能的处理模块12的其他部件提供或允许电信号。分析引擎功能可以包括接收输入并且分析输入以确定结论的操作。对输入的分析可以包括输入随时间的历史趋势、输入值之间的比较、输入值之间随时间的比较等。该分析可以使处理模块12在故障或其他异常操作相关事件之前诊断或检测异常操作。可编程逻辑控制器(PLC)逻辑功能可以包括生成要在PLC操作中使用的输出的操作。这些输出可以包括由PLC参考的控制信号和/或数据信号，以确定何时闭合或断开某些电气和/或机械部件。其他合适的操作可以由处理模块12中的一个或更多个执行。
分布式处理***10还可以包括输入/输出块(IO块)16。IO块16可以包括其中可以固定输入或输出通信耦接的终端点18。在所描绘的示例中，终端点18是其中基于螺旋的耦接将输入或输出通信耦接固定至导电端子的旋入式终端。可以使用其他类型的终端，包括插头、扣环等。
可以使用来自电力供应20的电信号来使分布式处理***10的部件中的每一个通电。电力供应20可以耦接至公共电力供应，该公共电力供应通过电力总线或者经由另一合适的电连接来将电信号供应至其他部件中的每一个上。
分布式处理***10的一些部件可以被泛化在图2所示的框图中。现在参照图2，示出了包括分布式处理***10的示例工业自动化***32。工业自动化***32可以包括耦接至分布式处理***10的感测装置34。分布式处理***10可以耦接至负载36。因此，负载36可以经由IO块16的输入/输出连接接收模拟电(例如电压)信号，经由IO块16的输入/输出连接接收数字信号，或者可以接收模拟电信号和数字信号两者。在一些实施方式中，来自分布式处理***10的输出可以调整IO电力处理模块12C的操作以改变负载36的操作。例如，分布式处理***10可以确定减慢马达(例如负载36)的旋转，并且为此，可以将请求发送至IO电力处理模块12C中的至少一个以修改作为控制操作供应至马达的电信号(例如经由IO块16接收并输出至负载36的电信号)。
尽管被描述为马达，但是负载36可以是各种合适的部件。工业自动化***的部件可以包括诸如混合器、机器输送机、罐、滑橇、专用原始设备制造商机器、灭火剂***等的各种工业设备负载。部件还可以与由诸如扫描仪、仪表、阀、流量计等的设备使用的装置相关联。在一个实施方式中，部件的每个方面可以由单个控制器(例如控制***)控制或操作。在另一实施方式中，部件的每个方面的控制和操作可以经由多个控制器(例如控制***)来分配。因此，处理模块12可以控制负载36的一个或更多个方面。
工业自动化***32的部件(例如负载36、部件负载、处理部件)可以在工业自动化***的对应单元、区域或工厂内使用，以执行针对相应的单元、区域或工厂的各种操作。在某些实施方式中，部件可以通信地耦接至彼此，经由通信总线14耦接至工业控制***，经由处理模块12A耦接至工业控制***，经由处理模块12B耦接至工业控制***等。附加地，工业控制***还可以通信地耦接至一个或更多个控制***，所述一个或更多个控制***可以监视以及/或者控制每个相应的单元、区域或工厂的操作。
因此，工业控制***可以包括具有通信能力、处理能力等的计算装置。例如，工业控制***可以至少部分地包括处理模块12并且/或者可以包括控制器(例如控制***)如可编程逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)或可以监视、控制和操作工业自动化装置或部件的任何其他控制器。工业控制***可以并入至任何物理装置(例如工业自动化部件)中或者可以实现为独立的计算装置(例如通用计算机)如台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、移动装置计算装置等。
工业自动化部件可以包括用户界面、工业控制***、马达驱动器、马达、传送带以及可以使得工业自动化***能够生产或制造产品或者处理某些材料的任何其他装置。除了上述类型的工业自动化部件之外，工业自动化部件还可以包括控制器、输入/输出(IO)模块、马达控制中心、马达、人机界面(HMI)、用户界面、接触器、启动器、传感器、驱动器、继电器、保护装置、开关设备、压缩机、网络交换机(例如以太网交换机、模块化管理、固定管理、服务路由器、工业、非管理等)等。工业自动化部件也可以涉及诸如混合器、机器传送机、罐、滑橇、专用原始设备制造商机器等的各种工业设备。工业自动化部件还可以与和诸如扫描仪、仪表、阀、流量计等的设备结合使用的装置相关联。
感测装置34可以感测负载36的参数和/或负载36的环境条件42的参数。感测装置34可以获取感测数据并且可以经由IO块16将感测数据输出至处理模块12。感测数据可以是任何合适的格式，并且因此可以包括一个或更多个模拟电信号、数字数据信号、脉冲宽度调制数据信号等。此外，除了有线通信之外或代替有线通信，IO块16可以被配备以用于无线通信。因此，感测数据有时可以经由无线和/或射频信号传送至分布式处理***10。
在分布式处理***10从感测装置34接收到感测数据之后，分布式处理***10内的相应的处理模块12可以分析感测数据以确定要发送至负载36的一个或更多个输出。在一些情况下，这包括从IO电力处理模块12C提供电流，该IO电力处理模块12C可以作为冗余对耦接至负载36。IO电力处理模块12C可以同时向负载36提供电流。因此，为了测试来自IO电力处理模块12C中的一个的输出电流，IO电力处理模块12C中的一个可以向负载36提供电力，而其他IO电力处理模块12C不向负载36提供电力。因此，负载36可以连接至IO电力处理模块12C，并且在所连接的IO电力处理模块12C不能提供适当电力的情况下避免增加的故障风险。考虑到这一点，下面描述的本实施方式包括测试电路***，该测试电路***可以促进测试来自冗余IO电力处理模块12C的负载电流输出而不改变负载36的操作。即，这些测试操作不使用负载36，并由此不使用负载36当在常关时开启或常开时关闭时感测的信号。
如上面所讨论的，两个或更多个电力供应处理模块可以被布置成向共享或公共负载提供电力。图3和图4对应于对来自图2的IO电力处理模块12C1、12C2的冗余对的负载电流测试。图3和图4是关于两个IO电力处理模块12C讨论的。应当理解，一些示例可以使用多于两个与本文中描述的类似的耦接来将测试操作与电力供应操作隔离。例如，三个或更多个IO电力处理模块可以经由相应的二极管耦接至同一共享负载，其中阴极侧耦接至该共享负载。在继续之前，应当注意，图3是实现方式的一个示例。即，可以使用其他合适的电路来实现由图3中描绘的电路执行的操作。
现在参照图3，图3是被耦接以向负载36供应电力的一对IO电力处理模块12C(例如IO电力处理模块12C1、IO电力处理模块12C2)的电路图。IO电力处理模块12C可以经由电压供应72A和电压供应72B同时向负载36供应电力。在任何给定时间，IO电力处理模块12C中的一个可以以主要供应模式操作，并且另一IO电力处理模块12C可以以辅助供应角色(例如辅助供应模式)操作。在一些***中，IO电力处理模块12C中的每一个可以在以主要供电模式操作与以辅助供电模式操作之间交替。当以辅助供应模式操作时，相应的IO电力处理模块可以验证其输出电流(例如确认输出电流大于或等于期望的负载电流)而不中断从另一IO电力处理模块至负载36的电力的供应。
IO电力处理模块12C1和12C2可以分别包括测试电路***60A和60B。测试电路***60A和60B可以包括或耦接至电压供应62A和62B，电压供应62A和62B分别向开关64A和开关64B(例如统称为开关64)供应电信号。在一些实施方式中，电压供应62A和62B可以包括控制***、控制器、微控制器、微处理器或其他合适的控制装置以控制电压供应62A和62B的操作。通过示例，控制信号可以从处理模块12B、控制***、测试控制***、电压供应62A的微处理器或其他控制电路***传送至IO电力处理模块12C1以使电压供应62A将脉冲电压输出至开关64A。因此，开关64A可以闭合并且经由电阻器74A将对应的电压供应72A耦接至接地节点58A(例如接地端子)。
可以将脉冲电压经由定时电路***66A提供给开关64A的栅极。开关64可以是任何合适类型的开关例如任何合适的晶体管等。如上所述，当经由定时电路***66从电压供应62传送的脉冲电压信号具有关于操作开关64的合适的电压水平时，开关64可以闭合。
定时电路***66可以包括电容器68和电阻器70以形成电阻器-电容器(RC)电路，该电阻器-电容器(RC)电路特征在于根据电容器68和电阻器70的值形成的时间常数时间段。在该示例中，电容器68可以各自具有0.05微法拉(μF)与2μF之间的电容值，并且电阻器70可以各自具有200千欧(kΩ)与300千欧kΩ之间的电阻值，但是应当注意，其他合适大小的电容器和电阻器可以用于生成期望的衰减时间常数。一个或更多个电容器68以及/或者一个或更多个电阻器70可以具有任何合适的值，例如，电容器68可以各自具有0.009μF与0.011μF之间的电容值，并且电阻器70可以各自具有230.0kΩ与240.0kΩ之间(例如237kΩ)的电阻值。
与定时电路***66相关联的电容耦接可以防止固件尝试施加负载超过阈值时间量。实际上，根据电容器68和电阻器70形成的RC电路的时间常数可以限制时间量，在该时间量中脉冲电压信号可以从电压供应62提供给开关64的栅极。即，如果固件或控制***操作使控制信号被提供给电压供应62超过阈值时间量，则RC电路可以经由衰减将提供给开关64的脉冲电压信号限制在阈值时间。这样，测试电路***60可以在等于阈值时间量的持续时间之后使得用于闭合开关64的控制信号衰减。
在闭合之后，如上所述，开关64基于来自IO电力处理模块12C的电压供应72的电压输出和由耦接至开关64的电阻器74提供的负载传送电流。在该示例中，电阻器74提供总共在9欧姆(Ω)与13Ω之间(例如11.2Ω)的电阻，但是应当注意，基于用作电阻器74的电阻的大小，任何合适大小的负载都可以用于测试。实际上，所述两个电阻器可以各自具有在4.0Ω与6.0Ω之间(例如5.6Ω)的电阻。感测电路可以感测电阻器74和开关64两端的电压(Vt)，并且控制***可以使用感测电压来确定来自IO电力处理模块12C的负载电流。
在一些实施方式中，IO电力处理模块12C可以各自包括电流限制器108。电流限制器108可以包括相应的开关，该相应的开关开启以向负载36提供电流和电压。这些电流限制器108还可以分别监视来自电压供应72的电流。电流限制器108还可以包括保险丝、检测电路***或其他合适的电路保护部件，以帮助防止超过某个阈值量的电流被提供给负载36。当电流值大于或等于阈值时，电流限制器108可以断开并且将负载36与电压供应72隔离。
如上面所讨论的，为了确保电流限制器108、电压供应72或IO电力处理模块12C的另一部分根据某些预期边界操作，下面描述的本实施方式可以用于定期地或周期性地测试IO电力处理模块12C中的每一个向负载36供应阈值电流量的能力。
考虑到这一点，IO电力处理模块12C中的每一个中的测试电路***60(测试电路***60A、测试电路***60B)可以允许控制***检测IO电力处理模块12C是否能够在各种时间(例如不同的时间)向负载36提供负载电流。特别地，测试电路***60可以执行针对IO电力处理模块12C的负载电流测试，同时避免向负载36提供测试负载电流并且允许负载36继续其操作。即，可以关于其电流输出能力测试IO电力处理模块12C中的一个，而另一IO电力处理模块12C可以向负载36提供负载电流以允许负载36继续操作。此外，即使在负载36关闭时，也可以使用测试电路***60来测试IO电力处理模块12C提供电流的能力。换言之，不必开启负载36来测试IO电力处理模块12C输送电流的能力。
为了详细说明，IO电力处理模块12C1可以配备成提供与IO电力处理模块12C2相同的负载电流。因此，有时，IO电力处理模块12C1可以向负载36提供负载电流，而IO电力处理模块12C2可以不向负载36提供任何电力或负载电流。在其他实例中，负载36可以从IO电力处理模块12C两者接收电流。在又一示例中，提供给负载36的电流可以在IO电力处理模块12C1与IO电力处理模块12C2之间切换。当从IO电力处理模块12C中的一个向负载36提供负载电流时，正在供应的IO电力处理模块可以被认为是主要IO电力处理模块，并且另一空闲IO电力处理模块可以被认为是冗余IO电力处理模块。当从IO电力处理模块12C同时提供针对负载36的负载电流时，IO电力处理模块12C1和IO电力处理模块12C2可以在主要供应角色与辅助供应角色之间交替。当以辅助供应角色操作时，处理模块12B可以对相应的IO电力处理模块12C执行后台操作，而不中断由另一IO电力处理模块12C供应至负载36的全部电力量。后台活动可以涉及性能验证操作、测试操作或诊断操作，该后台活动可以包括使用测试电路***60执行的负载电流输出验证操作。
当以辅助供应角色操作时，相应的IO电力处理模块12C可以输出与以主要供应角色操作的IO电力处理模块12C相比较少的电流。当以主要电力供应角色操作时，IO电力处理模块12C中的相应的一个可以向负载36输出全部输出电流量(例如针对负载36的额定负载电流)。测试电路***60可以包括二极管110(二极管110A、二极管110B)以防止电流传导至相反的IO电力处理模块12C。
二极管110被耦接使得二极管110的阴极侧耦接至负载36并且二极管110的阳极侧耦接至对应的电流限制器108。相应的IO电力处理模块12C可以经由到相应的二极管110的阳极的耦接向负载36供应电流。考虑到这一点，通过示例，当IO电力处理模块12C2正在提供与IO电力处理模块12C1相比较低的电流输出(例如辅助供应角色)时，IO电力处理模块12C2可以输出低于IO电力处理模块12C1的电压。因此，二极管110B可以变为反向偏置并且阻止电流通过二极管110B传送回至电压供应72B或测试电路***60B。
为了对具体的IO处理电力供应模块12C执行负载电流测试，将假设IO电力处理模块12C1正在作为主要供应角色操作并且IO电力处理模块12C2可以正在以辅助供应角色操作来描述测试电路***60的操作。然而，应当注意，本文中描述的实施方式可以以相反方式实施。
假设IO电力处理模块12C2以辅助供应角色操作，负载36可以独立地从IO电力处理模块12C1接收期望的负载电流。因此，可以测试IO电力处理模块12C2以验证其可以产生足以独立地使负载36通电的阈值电流量。在一些实施方式中，可以使用诸如处理模块12B的控制***来启动对IO电力处理模块12C2的测试，同时允许负载36继续其常规或计划操作。
通过操作，控制***可以将控制信号传送至测试电路***60B的电路部件(例如开关)以将电压供应62B耦接至开关64B。因此，开关64B可以闭合并且经由电阻器74B将电压供应72B耦接至地。经由电压供应72B输出的电流可以在电阻器74B两端生成电压(VtB)。电阻器74B两端的电压(VtB)可以由控制***感测并且基于表征电阻器74B的电阻而与电流测量相关。控制***然后可以将计算出的电流与对应于针对IO电力处理模块12C2的额定输出电流的阈值电流量进行比较。与阈值电流量的偏差(例如比阈值电流量高或低限定的偏差裕度或百分比)可以使控制***生成警报或通知以允许操作员意识到偏差。在一些实施方式中，控制***可以调整负载36的操作以操作使得计算出的电流足以执行其操作。
为了帮助说明，图4是用于操作诸如处理模块12B的控制***以测试相应的IO电力处理模块12C的负载电流而不开启或关闭负载36的过程120的流程图。过程120可以由处理模块12B、与分布式处理***10相关联的另一控制***等响应于执行存储在有形非暂态计算机可读介质例如处理模块12B的存储器或另一合适的存储器中的指令来执行。此外，过程120的操作以特定顺序示出；然而，一些操作可以以与所呈现的相比不同的顺序执行。本文中描述了某些电压和电流值，但应当理解，这些是示例值和示例范围，可以针对具体***和实现方式对其进行调整。
在框124处，处理模块12B可以接收验证来自IO电力处理模块12C1或IO电力处理模块12C2的电流输出的请求。为了便于讨论，过程120的操作是根据正在被测试的IO电力处理模块12C2来描述的，并且应当理解，这些描述类似地应用于两个IO电力处理模块12C。可以由在处理模块12B的固件上运行的应用生成请求以跟踪IO电力处理模块12C1的(例如，当相应的IO电力处理模块12C***作为辅助供应角色时的)操作间隔、IO电力处理模块12C2的操作间隔或二者的操作间隔。有时处理模块12B可以经由IO块16例如从另一处理模块12、从外部装置、用户、经由通信总线14等接收请求。
在框126处，处理模块12B可以确定电力供应(例如IO电力处理模块12C2)是否向负载36提供辅助供应水平的电压。该检查确定IO电力处理模块12C2是否正在以其辅助供应角色操作，并由此有资格测试其负载电流输出。为此，处理模块12B可以接收在电流限制器108B、电压供应72B或IO电力处理模块12C2的电路***的另一合适部分两端感测的电压数据。处理模块12B可以将电压数据与阈值电压量进行比较，以确定电压数据值是否指示IO电力处理模块12C2向负载36提供辅助供应水平的电压。例如，主要供应水平的电压可以等于24V或22V与26V之间的值，并且辅助供应水平的电压可以等于20V或18V与22V之间的值。响应于确定IO电力处理模块12C2没有正在向负载36提供辅助供应水平的电压，处理模块12B可以重复框126的确定操作，直到IO电力处理模块12C2提供辅助供应水平的电压。
然而，响应于确定IO电力处理模块12C2向负载36提供辅助供应水平的电压，在框128处，处理模块12B可以将控制信号传送至IO电力处理模块12C2以使测试电路***60B输出从电压供应62B传送的脉冲电压信号。在开关64B接收到从电压供应62B传送的脉冲电压信号之后，诸如感测装置34的感测电路***可以感测电阻器74B两端的电压(VtB)。在框130处，处理模块12B可以在传送控制信号之后的持续时间内从诸如感测装置34的感测装置接收电压数据。
响应于接收电压数据，在框132处，处理模块12B可以确定电压数据是否在预期电压数据值的阈值范围内。预期电压数据值可以等于或基于根据将针对IO电力处理模块12C2额定(或期望输出)的电流值乘以电阻器74B的电阻而确定的电压。目标电流值可以对应于IO电力处理模块12C2的额定电流值或者在额定电流值的阈值范围内。在一些情况下，这还可以包括将电压数据记录在数据的历史日志中。
如果处理模块12B确定电压数据在阈值范围内或者等于预期电压数据，则处理模块12B可以记录数据值并等待下一指令以重复操作(例如，在框124处)。然而，如果处理模块12B确定电压数据在预期电压数据的阈值范围之外或者不在预期电压数据的阈值范围内，则在框134处，处理模块12B可以基于电压数据执行操作。作为操作的一部分，处理模块12B可以调整分布式处理***10的操作以及/或者可以生成告警信号或者以其他方式警报另一控制***或操作员。处理模块12B可以生成指示IO电力处理模块12C2没有根据其额定电流值输出电流的警报数据例如触发在图形用户界面上生成图形或指示的警报数据。
注意，诸如处理模块12B的控制***可以在与对IO电力处理模块12C2执行的测试相比不同的开始时间测试IO电力处理模块12C1的输出电流。此外，在确定IO电力处理模块12C中的一个处于辅助供应角色(例如作为辅助电力供应)之后，控制***可以重复使测试电路***60将电压供应72耦接至电阻器74，并由此重复测试来自电压供应72的输出电流。重复测试可以周期性地或以设定的间隔发生，以确认IO电力处理模块12C能够提供额定的电流量。当确定另一IO电力处理模块12C向负载36主动提供电流信号时，重复确定可以跳过或延迟对处于主要供应角色的其他IO电力处理模块12C的测试。以这种方式，IO电力处理模块12C中的一个或更多个可以在对另一IO电力处理模块12C的每个测试之间被测试两次或三次(或更多)。
控制***可以包括处理器并且可以被认为是具有输入/输出装置、存储器等的电子装置。因此，控制***可以包括存储可由处理器执行的指令的有形非暂态计算机可读介质，该指令在由处理器执行时使处理器执行各种操作例如测试电力IO模块(例如IO电力处理模块)的输出电流。此外，IO电力处理模块可以被认为是电力装置。类似地，这些***和方法可以应用于供应不期望被开启或关闭以用于测试的负载的其他电力装置，例如任何合适的模拟或数字电力供应、电力总线连接等。此外，注意，每个电力装置或IO电力处理模块可能期望以额定电流值输出电流，并且每个额定电流值可以对应于额定电压值。
为了进一步详细说明测试操作和二极管110，IO电力处理模块12C可以经由布置成阳极侧朝向电压供应72的一个或更多个二极管110耦接至负载36。以这种方式，相应的IO电力处理模块12C经由去往相应的二极管110的阳极的耦接向负载36供应电流。例如，IO电力处理模块12C1可以经由耦接至二极管110A的阳极的路径输出电流，该二极管110A经由阴极将电流输出至负载36和二极管110B的阴极，该二极管110B可以处于反向偏置状态以阻止电流经由二极管110B传送。二极管110B可以在其阳极处耦接至由IO电力处理模块12C2使用以将其输出电流传送至负载36的路径，该路径可以由耦接为冗余对或并发对的IO电力处理模块12C二者共享。实际上，二极管110可以在阴极处彼此耦接，并由此反向耦接至彼此。当阳极处于相同电压水平时，两个二极管都允许电流从相应的IO电力处理模块12C传送至负载36。然而，当IO电力处理模块12C中的一个进入操作测试模式并降低其到负载36的输出电流时，其对应的二极管110变为反向偏置并且阻止来自其他一个或更多个IO电力处理模块12C的电流。因此，该布置将被测模块与其他IO电力处理模块12C暂时隔离，以降低测试操作的电流干扰负载36的操作的可能性。即，减少干扰负载36的诸如常关或常开的正在进行的操作状态的可能性或者防止干扰负载36的诸如常关或常开的正在进行的操作状态，从而通过当执行在线测试时不使用负载36的操作而实现对IO电力模块的冗余对的在线测试来改进测试操作。
在非测试操作期间，主要IO电力处理模块12C1和辅助IO电力处理模块12C2两者可以向共享负载36供应相同或基本上类似的诸如24伏(V)的电压量。然而，为了进入测试模式以测试辅助IO电力处理模块12C2，控制***可以将辅助IO电力处理模块12C2操作为降低的电压状态，以触发辅助IO电力处理模块12C2的输出与共享负载36的隔离达持续时间。在该持续时间内，与辅助IO电力处理模块12C2相比，主要IO电力处理模块12C1可以向共享负载供应较高的诸如24V对20V的电压量，这允许测试辅助IO电力处理模块12C2而不干扰向共享负载36供应电力。注意，在测试操作期间，共享负载36的操作状态没有改变。即，当共享负载36关闭等待开启时，测试操作不开启共享负载36，或者当共享负载36开启时，测试操作不关闭共享负载。因此，在线电流输出验证操作可以在不影响正常过程和/或负载36的操作状态的情况下发生。
因此，这些***和方法可以在各种应用中有用以改进测试操作。例如，当***期望从主要IO电力处理模块和辅助IO电力处理模块12C向常关负载36供应电力时，本文中描述的测试***和方法可以用于验证电流输出与IO电力处理模块12C的额定电流匹配或基本上类似于IO电力处理模块12C的额定电流(在IO电力处理模块12C的额定电流的阈值内)。在另一***中，可以期望从主要IO电力处理模块和辅助IO电力处理模块12C向常开负载36供应电力，本文中描述的测试***和方法可以用于验证IO电力处理模块12C中的一个或两个的操作以验证电流输出与IO电力处理模块12C的额定电流输出匹配或基本上类似于IO电力处理模块12C的额定电流(在IO电力处理模块12C的额定电流的阈值内)。实际上，这些***和方法可以用于具有并发电力供应、冗余电力供应、备用电力供应、实现为IO电力处理模块或其他电力输送电路***的电力供应、或其他类似电路***的***中，以改进如何在期望负载的操作不改变或不中断的***中测试负载电流。
本文中描述的***和方法的技术效果包括在线电流测试***和使用除负载之外的电路***来测试在线负载电流的方法。当期望***(例如IO电力处理模块)根据命令可靠地为负载供电时，可以期望测试该***以验证其能够以电流值输出负载电流。此外，使用不依赖于开启负载的测试方法还可以有益于在通过开启负载来测试的应用中使用的***例如灭火剂***。因此，本文中描述的***和方法在不开启或关闭负载的情况下测试由***供应的负载电流。这些***和方法使用脉冲控制信号来在相对短的时间段内激活开关，以将所供应的电压从负载供应重定向到电阻。经由电阻传送的电压被感测并且与被测***的负载电流相关。基于被测***的负载电流的值，电流测试***可以在以其额定电流值生成电流时验证***，或者在没有以其额定电流值或额定电流值的阈值生成电流时拒绝***。本文中描述的***和方法不仅检测电压供应何时没有生成额定电压量，而且还可以检测***的其他部件何时没有根据其额定性能操作。所描述的测试电路***还可以包括耦接至并联电阻器的串联电容器以形成定时电路***。该定时电路***具有时间常数，该时间常数可以使从测试电路***的电压供应传送的脉冲电压信号在比期望时间长的持续时间内衰减至至多可忽略不计地影响下游电路***。该衰减可以改进测试电路***的弹性并且可以通过施加测试电压达比期望时间长的时间来降低上游控制***处的固件误操作损坏测试电路***和/或被测***的可能性。时间常数衰减保护还可以允许在测试电路***中使用较小的电阻，因为测试脉冲具有基于施加其的时间段和/或与测试电路***的电容和电阻的时间常数对应的编程脉冲持续时间。此外，在使用具有并发电力供应或冗余电力供应的测试电路***时附加地改进了操作，因为二极管的反向偏置可以帮助将主要电力供应与被测电力供应隔离。
虽然本文中仅示出和描述了本公开内容的某些特征，但是本领域技术人员将想到许多修改和变化。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入本公开内容的真实精神内的所有这样的修改和变化。

Claims (20)

1.一种***，包括：
电压供应，所述电压供应被配置成向负载供应输出电流；
测试电路***，所述测试电路***耦接至所述电压供应，其中，所述测试电路***包括：
附加电压供应；
开关，所述开关被配置成响应于来自所述附加电压供应的电压信号而闭合；以及
电流测量电路，所述电流测量电路被配置成耦接至所述开关，其中，所述电流测量电路被配置成当所述开关闭合时从所述电压供应接收所述输出电流；以及
控制***，所述控制***被配置成：
当所述开关闭合时从感测电路接收所述电流测量电路两端的电压的指示；
基于与所述电流测量电路和所述电压相关联的电阻值来确定存在于所述输出电流中的电流量；以及
基于所述电流量来执行操作。
2.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制***被配置成：
将所述电流量与和所述电压供应相关联的额定输出电流进行比较；以及
基于所述电流量在相对于所述额定输出电流的阈值量内来执行所述操作。
3.根据权利要求1所述的***，包括电流限制器和二极管，其中，
去往所述电流限制器的输入耦接至所述电压供应；
来自所述电流限制器的输出耦接至所述二极管的阳极；以及
所述负载耦接至所述二极管的阴极。
4.根据权利要求1所述的***，其中，所述测试电路***包括被配置成限制将所述电压信号施加至所述开关的时间量的定时电路。
5.根据权利要求4所述的***，其中，所述定时电路包括与时间常数时间段相关联的至少一个电容器和至少一个电阻器。
6.根据权利要求1所述的***，包括：
第二电压供应，所述第二电压供应耦接至所述负载；以及
第二测试电路***，其中，所述第二测试电路***被配置成在与所述测试电路***相比不同的时间测试来自所述第二电压供应的第二输出电流。
7.根据权利要求6所述的***，其中，所述控制***被配置成：
确定所述第二电压供应以辅助供应角色操作；以及
响应于所述第二电压供应以所述辅助供应角色操作：
使所述第二测试电路***经由第二开关多次将所述第二电压供应耦接至一个或更多个第二电阻器；以及
确定存在于所述第二输出电流中的第二电流量是否在与所述第二电压供应相关联的额定输出电流的阈值量内。
8.根据权利要求7所述的***，其中，所述电压供应被配置成：当所述第二测试电路***确定所述第二电流量是否在所述额定输出电流的阈值量内时，将所述输出电流输出至所述负载。
9.根据权利要求1所述的***，其中，所述电流测量电路包括一个或更多个电阻器。
10.一种测试电路，包括：
电压供应；
开关，所述开关被配置成响应于从所述电压供应接收到电压信号而闭合；
定时电路，所述定时电路耦接至所述电压供应和接地端子，其中，所述定时电路被配置成限制将所述电压信号提供给所述开关的时间量；以及
电流测量电路，所述电流测量电路被配置成耦接至所述开关，其中，所述电流测量电路被配置成在所述时间量期间当所述开关闭合时从附加电压供应接收输出电流，并且其中，所述附加电压供应被配置成向负载提供电力。
11.根据权利要求10所述的测试电路，其中，所述定时电路包括与时间常数时间段相关联的至少一个电容器和至少一个电阻器，所述时间常数时间段被配置成限制将所述电压信号施加至所述开关的时间量。
12.根据权利要求11所述的测试电路，其中，所述电流测量电路包括一个或更多个电阻器。
13.根据权利要求12所述的测试电路，其中，所述开关被配置成耦接至第一电阻器，并且其中，所述第一电阻器被配置成串联耦接至第二电阻器，所述第二电阻器耦接至所述接地端子。
14.根据权利要求10所述的测试电路，其中，所述开关被配置成耦接至经由电流限制器耦接至所述附加电压供应的二极管的阳极。
15.一种有形非暂态计算机可读介质，所述有形非暂态计算机可读介质被配置成存储能够由电子装置的处理器执行的指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
接收验证被配置成耦接至负载的第一输入/输出IO电力供应模块的输出电流的请求的指示；
响应于所述请求的指示而闭合开关达持续时间；
检测耦接在所述开关与接地端子之间的一个或更多个电阻器两端的电压；
基于所述一个或更多个电阻器的电阻值和所述电压来确定存在于经由所述一个或更多个电阻器传送的输出电流中的电流量；以及
响应于所述电流量与额定输出电流之间的差大于阈值量而传送通知。
16.根据权利要求15所述的有形非暂态计算机可读介质，其存储当由所述处理器执行时使所述处理器将所述电流量与第一IO电力供应模块的电压供应的额定输出电流进行比较的指令。
17.根据权利要求15所述的有形非暂态计算机可读介质，其存储当由所述处理器执行时使所述处理器响应于验证第二IO电力供应模块的附加输出电流的请求的另一指示而闭合附加开关的指令。
18.根据权利要求17所述的有形非暂态计算机可读介质，其中，第一IO电力供应模块的电压供应被配置成：当所述第二IO电力模块的附加开关闭合时，将所述输出电流输出至所述负载。
19.根据权利要求15所述的有形非暂态计算机可读介质，其存储当由所述处理器执行时使所述处理器响应于接收到所述请求的指示而使电压脉冲传送至所述开关的指令，其中，所述电压脉冲被配置成闭合所述开关达所述持续时间。
20.根据权利要求15所述的有形非暂态计算机可读介质，其中，第一IO电力供应模块被配置成在所述持续时间之后使用于闭合所述开关的控制信号衰减。
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