CN101140467A - 制造和测试通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明针对制造、测试和操作基于通信传感器和控制装置的一种控制平台。包含在制造冷却器中的过程从得到所需要的零件，正确地安装和装配零件以及根据用户指定的要求来验证正确安装了冷却器以及验证功能。为了支持这些过程，需要到部件提供开发系统、到销售订货输入、到制造方法页以及到制造性能规格的通信连接。

Description

制造和测试通信系统
本申请是国际申请号PCT/US01/46166、国际申请日2001年11月15日、中国国家申请号01821226.3、题为“制造和测试通信系统”的申请的分案申请。
发明背景
本发明针对根据通信传感器和控制装置来制造、测试和操作控制平台。
所述过程包括建立一个冷却器，其范围从得到所要求的部件、正确地安装和装配这些部件以及验证冷却器是经过正确安装的，而且其功能符合用户指定的要求。为了支持这些过程，需要到部件提供器开发系统、到销售订货入口、到制造方法页以及到制造性能规格的通信连接。在整个装配过程中使用来自这些区域中的每一个区域的信息。按定时的方式来访问这些信息，保持这些信息最新是使装配过程运行和保持平稳的关键。
当前，验证装配过程和成品功能的过程需要许多人工。使用纸作为确定测试功能和性能标准的主要方法。可能未检查到数据输入中的差错，而且要到成品分发到用户方时才会发现。纠正用户方的成品问题不但费用较大，而且还损伤了制造厂提交优质产品的信誉。
还有，今日的人工系统不支持装配过程中各种“建立”站之间的调度。而且，不同的供货方提供高要求的部件。在这些站和供货方之间没有较好的调度就会在产品的功能性方面产生差错、缺陷或疏忽。此外，没有较好的调度，就难于支持制造组织结构的过程。
如果产品包括包含与总线或等效物互连的数字控制通信系统，则过程变得更复杂。
具有数字控制的产品比他们所需要的更昂贵和困难。这是因为，在专业设备的情况下，可得到的现在流行的控制器不能符合产品的要求。结果，一个特定的公司使用它自己具有用户硬件的控制器以及输入和输出点的固定配置。这意味着，特定生产线一年仅销售1,000到3,000个单元，由于控制器的成本一般在开发每板为在$500,000.00和$1,000,000.00之间，所以该生产线的控制器的成本可能提供不成比例的高额外开销成本。此外，控制电路板的开发是慢而且高成本的，制止了新的或特定控制特征的开发。此外，特定控制器的设计寿命是五到七年。当在这种控制器中使用的单个芯片变得不能用时，经常需要重新设计整个控制器和控制系统。这增加了生产控制器的成本和支持服务部件的成本两者。
此外，在一个工程一个工程的基础上销售和配置复杂的产品。结果，可以存在许多可能的系统和控制配置。对于符合所有要求的单个控制器，迫使设计者增加具有最大考虑容量的控制器来控制潜在的控制点。因此，大多数设备比产品的实际需要要多装备许多控制点。
此外，以前的控制设计包括5个到10个通信装置。虽然网络装置的数目是较少的，但是当通信网络的功能不正常时，在工厂中发生许多问题。通常，工厂没有较好的工具来查找网络的故障问题，并且直到纠正问题，装配线的操作者才借助试验而一次调换一个出错电子模块。这种试验和纠错方法不但费时，而且通常没有纠正导致问题的根源，因此用户可能接受根源原因未纠正而工作在临界的产品。此外，由于不存在分析通信网络的较佳工具，工厂的重点是使装置进行通信。结果没有实际通信信号电平的估计。虽然在工厂中判断通信电平是适合于进行通信的，但是一般当产品在工程现场开始工作时，由于信号在特定工程现场的正常的电噪声特征中丢失，会使临界通信失败。这个正常的电噪声不需要过度到干扰没有差错裕度的通信系统。较好的通信系统具有较大的设计余量，以允许它在许多环境中操作。没有这个裕度，通信系统容易使性能中止或全部失效。性能中止和全部失效使在遭受到了这些问题的现场和工程现场中的的故障查找困难而费时间，由于性能中止或全部失效的结果而使生产或过程通常不可操作，要给予很大的注意力。还有，在工厂中没有好工具，通常要到最终装配功能测试时才会发现问题。
为了着手于所有这些问题，已经把诸如温度、压力和电平传感器之类的传感器和诸如阀和致动器之类的控制装置的每一个和电子控制器一起封装到一个新的整体化装置中。为了本申请的目的，把这种整体化装置称为低电平智能装置或LLTD。一些低电平智能装置安装在诸如空调冷却系统之类的整个工业产品中，并和4-线通信电缆互连，所述4-线通信电缆向每个低电平智能装置提供必需的电源，并与产品的主处理器进行通信。
必须为每个低电平智能装置配备一个标识，以后当在通信总线上进行通信时，低电平智能装置将使用该标识来识别它本身，并将使用该标识来识别在通信总线上针对该特定部件的通信。此外，必须使每个低电平智能装置的电子控制部分配备它的合适的操作参数。此外，必须验证和测试在特定通信总线上的每个低电平智能装置，通信总线本身以及LLID到通信总线的连接以及每个低电平智能装置的标识和操作参数，以避免在产品的生产和操作中出错。
还希望产品包括一个控制平台，所述控制台不依赖大的、复杂的和多芯片的控制器板。希望控制平台包括只具有一个或两个控制点和功能如同低电平智能装置似的通信“小板”。这些低电平智能装置建立一些块，这些块允许每当用户订货时，控制系统正确地按产品要求而配置。对于新的应用，低电平智能装置是可以无限地配置的，从而提供只需要设计单个时间的硬件设计。此外，由于在不同类型的单元中应用相同的低电平智能装置，所以可能比传统控制器板具有明显较大的低电平智能装置的容量。这些较高容量允许大批量生产以及较低成本。由于所要求的控制平台是容易配置的，所以产品上可以只载有产品特定应用所需要的控制，由于控制器也是容易配置的，所以控制点之外的重新设计是相当简单和快速的，通过把系统分开成“粒状”，控制器较不易于变成由于与任何特定部件的不协调而不能用。
所需要的是具有最少操作者输入的一种多用途工具，所述工具通过监测每个低电平智能装置的作为一个整体的电气整体性和通信总线(comm bus)而在制造过程期间验证低电平智能装置的正确安装。所述工具还将配置每个用户订货的每个低电平智能装置，并验证低电平智能装置的功能性。当安装接续的低电平智能装置或确认作为整体的通信总线和它的部件的操作时，在每个低电平智能装置连接到通信总线时监测每个低电平智能装置将防止难题的发生。
发明概要
本发明的目的、特征和优点是解决现有技术的问题。
本发明的目的、特征和优点是防止会导致接续通信和操作问题的安装低电平智能装置中的潜在差错。
本发明的目的、特征和优点是提供一种系统，用于制造具有通信总线以及低电平智能装置的产品。本发明的又一个目的、特征和优点是在安装低电平智能装置时验证每个低电平智能装置的正确安装。本发明的又一个目的、特征和优点是在安装时验证正确安装以致避免在将来安装接续低电平智能装置或确认通信总线和它的部件的操作时的困难。
本发明的目的、特征和优点是提供单个应用，所述应用确认在安装低电平智能装置时产生低电平智能装置的正确连接和配置。本发明的又一个目的、特征和优点是验证每个低电平智能装置的连线，标识和操作参数。
本发明的目的、特征和优点是监测通信系统和借助总线进行通信的低电平智能装置安装的完整性。本发明的又一个目的、特征和优点是根据引入的任何连线或装置差错立即通知安装者。
本发明的目的、特征和优点是改进控制平台的有效性和制造。本发明的又一个目的、特征和优点是避免每个已安装装置的多个分立的专用步骤。本发明的再又一个目的、特征和优点是把所有必需的步骤组合成两部分过程，包括选定主要总线电缆在整个产品中的线路的第一步骤，以及把各个低电平智能装置连接到总线电缆的第二步骤。仍是本发明的又一个目的、特征和优点是提供单个应用，所述应用对到总线电缆的每个低电平智能装置连接进行排序、配置和验证。
本发明的目的、特征和优点是建立一个用于生产的通信系统，通过使用主数据库的相同通信系统可操作地控制，以得到所有的建立和测试信息。本发明的又一个目的、特征和优点是使用这个主数据库向工厂技术员提供安装顺序和指令。仍是本发明的又一个目的、特征和优点是支持要求流程制造，它包括事件页和方法页的工厂在线顺序。本发明的再又一个目的、特征和优点是包括示出细节的图形，诸如它的低电平智能装置的安装区域。仍是本发明的又一个目的、特征和优点是提供指示性报警消息以帮助工厂技术员进行故障查找。本发明的另一个目的、特征和优点是允许先前的用户使用基于显示器分析仪和电压值测量卡的PC(个人计算机)来查询完整性和电源完整性。本发明的再又一个目的、特征和优点是检查失效模式情况和向工厂技术员提供正确的步骤。本发明的再又一个目的、特征和优点是允许使用远程手持选择器进行从工厂技术员到安装顺序控制器的通信。这个远程手持选择器最好包括一个按钮，所述按钮允许用户在低电平智能装置安装地点处的产品上工作的同时可以使屏幕推进。本发明的再又一个目的、特征和优点是在一个记录文件中记录失效，用于跟踪和将来的质量管理。
本发明的目的、特征和优点是，对于在安装时正确的发生的每个个别低电平智能装置，确认连线，识别和操作参数。
本发明的目的、特征和优点是自动地把销售订货消息下载到所有各种测试仪要访问的中央数据库，不管这些测试仪是在制造厂设施的内部还是外部，从而保证在装配、制造和测试期间可在使用点得到正确的信息。
本发明的目的、特征和优点是允许测试仪在制造过程中访问中央数据库以得到任何最新的销售订货变化，并把它们结合到正常的装配过程中。
本发明的目的、特征和优点是读出存储在低电平智能装置中的部件号信息(硬件和软件号)，并把所读出的号码与存储在受控制的数据库中的号码进行比较。从低电平智能装置读出的号码和存储在数据库中的号码的任何不符合都会导致向用户发出警报。
本发明的目的、特征和优点是允许测试仪在制造过程中得到正在装配的产品的最新配置数据，以致根据用户的订货指令正确地设置和装配产品。
本发明的又一个目的、特征和优点是在这个配置数据中包括选择和操作参数，以使用户在使用、启动和操作之前的设置和试运转最少。
本发明的目的、特征和优点是当产品在装配点进行装配时提供装配产品所必需的正确信息。
本发明的又一个目的、特征和优点是向基本装配工提供简单的识别系统，以便可立即得到制造产品所必需的信息。
本发明的目的、特征和优点是允许在装配期间向中央数据库上载和保存一个特定的测试。
本发明的再一个目的、特征和优点是对于每个具有装配要求的产品以及对于装配的每个步骤的测试结果，自动地保存一个文件。
本发明的再一个目的、特征和优点是由于所有测试仪知道和可以看到其它测试仪的工作，因此使从要被其它测试站访问的一个测试或一个站来的信息和结果丢失或跳过特定项目的概率最小。
本发明的另一个目的、特征和优点是允许把测试结果自动地上载到中央数据库，以允许制造工程师分析所述过程和采取使该过程最优化的动作。
本发明的再一个目的、特征和优点是制造工程师可以得到在制造和测试过程以及装配和测试和接着在现场期间失败的项目，并对其进行分析。
本发明的目的、特征和优点是可以把制造通信系统的过程从人工控制过程程序的一个过程转变成计算机控制过程程序的一个过程。
本发明的目的、特征和优点是提供一种方法来检查通信网络时的通信信号，并验证存在正确的信号。本发明的再一个目的、特征和优点是检查这些通信信号，并正确地失败不符合规格的任何信号部分。本发明的再一个目的、特征和优点是当检测到问题时产生报警和建议解决问题的正确动作。
本发明的目的、特征和优点是允许在装配的各个阶段以及在最终的功能性测试仪处进行通信网络的信号分析。本发明的再一个目的、特征和优点是使在装配线上故障检查的时间最短因此保持TAKT次数少(TAKT times low)。
本发明的目的、特征和优点是排除通信装置的试验和差错故障检查。
本发明的目的、特征和优点是当产品发运时提供控制网络正在以所要求的裕度操作的高度可靠性。
本发明的目的、特征和优点是对于测试装置本身、控制网络主装置、任何控制网络响应装置或任何互连通信媒体的局部问题提供一种处理方法。
本发明的目的、特征和优点是验证通信系统中的每个通信装置容许的扇出负载数。
本发明的目的、特征和优点是识别正确的时间和识别引入正在装配的产品中的正确问题。本发明的再一个目的、特征和优点是在分布式控制平台上专一地进行。
本发明提供进行任务的一种方法。所述方法包括产生表示产品的销售订货；从销售订货开发制造和测试指令；从制造和测试指令开发安装程序；以及使用在通过安装程序设计的程序中的制造和测试指令来制造产品。
本发明还提供一种方法，所述方法用于制造工业或过程单元的控制系统。所述方法包括：提供多个部件，每个部件包括控制部分和功能部分，在它们之间具有操作链路；安装在单元上的通信总线；借助测试仪装置验证通信总线的可操作性；在测试仪装置的指导下发出把多个部件中之一连接到总线的一个请求；借助通信总线接收从所连接部件来的信号；分析通信总线和新连接部件的可操作性；以及借助通信总线用向部件提供标识和操作参数的指令对新连接的部件作出响应。
本发明进一步提供具有模拟或数字输入或输出的装置。所述装置包括控制部分和可操作地连接控制部分和受其控制的功能部分。功能部分能够可操作地提供模拟或数字输入或输出。控制部分包括可操作地连接到控制总线的外部通信端口，响应于非侵入信号的致动器，以及可操作地连接到外部通信端口和能够通过端口发送和接收通信的控制器。把控制器可操作地连接到致动器，并接收来自致动器的信号。控制器根据所接收致动器信号把信号发送到外部端口。
本发明另外还提供一种方法，用于在制造具有总线、主控制器、多个部件和与每个部件相关联的子控制器的通信系统中指导技术员。所述方法包括下列步骤：把测试仪控制器连接到总线；提供从测试仪控制器到技术员的路径；在所述路径上指挥技术员把多个部件中的一个特定部件连接到总线上；在完成部件连接时，用第一信号把信号从技术员发送到测试仪控制器，以确认第一信号的接收；导致子控制器向主控制器发送信号；以及在总线上通过从主控制器向子控制器发送配置指令而配置子控制器。
本发明更进一步提供一种方法，用于通过多个任务来组合产品的制造。所述方法包括：测试电子形式的销售订货；把销售订货转换成电子制造文档；把电子制造文档传递到建造产品第一子组件的第一公司；测试第一公司的第一子组件；把测试结果连接到电子制造文档上；把电子制造文档传递到主组件的第二公司；把通信总线连接到产品上，测试总线的可操作性；把总线可操作性测试结果添加到电子制造文档，把第一子组件连接到总线；测试第一子组件和总线的可操作性；把子组件和总线可操作性测试结果连接到电子制造文档；以及进行产品的发货。
本发明再进一步提供一种方法，用于制造具有多个部件的产品的分布式控制系统，所述每个部件包括功能部分和控制部分。所述方法包括下列步骤：把通信总线连接到产品；把部件的功能部分连接到产品，并把部件的控制部分连接到总线；导致控制器部分在总线上发送自身-识别信号；在配置控制器中接收自身-识别信号；把包括识别符和操作参数的信号从配置控制器发送到控制器部分；在控制器部分接收识别符和操作参数；以及根据识别符和操作参数配置控制器部分。
本发明还另外提供制造产品的一种方法。所述方法包括下列步骤：创建对产品的特征和要求进行分类的电子制造文档；把电子制造文档传递到至少一个部件制造厂，每个部件制造厂制造一个或多个部件，测试所述一个或多个部件的可操作性，以及把测试结果添加到电子制造文档以创建经修改的电子制造文档；把经修改的电子制造文档传递到最终装配地点，在该地点处把一个或多个部件和其它材料装配成产品；测试经装配的产品；把经装配的产品的测试结果添加到经修改的电子制造文件以创建最终的电子制造文件。
本发明还提供一种执行任务的方法，所述方法包括下列步骤：用电子方法创建用户订货，所述用户订货包括用户所需要的产品的要求和部件；从电子定货开发一个材料清单，详细说明制造该产品所需要的部件和材料；从详细说明用户所需要的部件、子组件和产品的用户订货开发电子规格；把规格顺序地发送到每个部件的制造厂，装配最终组件，每个制造厂制造必要的部件、子组件或组件，每个制造厂测试必要的部件、子组件或组件，并且每个制造厂把测试结果添加到电子规格中；以及周期性地检查材料对电子规格的电子清单来验证其中的兼容性和准确性。
此外本发明还提供总线分析系统。所述系统包括通信总线；可操作地连接到总线，并配置成接收那里的信号的组合分析仪装置。分析仪装置包括配置成接收这些信号的显示器装置和电压表装置。系统还包括可操作地连接到显示器装置和电压表装置的计算机，致使形式和电压表装置和计算机共同分析总线和按需要确定共同的动作。本发明再进一步提供显示器和电压表装置，它们包括分析直流电压幅度和交流分量的24V直流信号和接地信号的能力，并且显示器和电压表装置包括能力以分析通信正和负线以及确定RS485差分信号以验证在设计范围内的信号。本发明还提供显示器和电压表装置，它们包括测试共模特征(诸如相对于地的幅度以及逻辑1和逻辑0信号的差分和共模信号方面)的能力。
本发明又提供一种方法，用于验证具有电力线和通信线的通信总线的完整性。所述方法包括下列步骤：分析在电力线上的一个信号以确定它的质量；产生功率分析结果信号作为电力线信号分析的函数；产生通信线分析结果信号作为通信线信号分析的函数；在控制器中接收电力线和通信线结果信号；估计所接收的信号；以及提供电力线、通信线、电力线信号、通信线信号、通信总线以及连接其上的任何部件的综合分析。
本发明再提供用于通信总线的一个监视器，所述通信总线具有电力线和通信线。监视器包括电力线分析仪、通信线分析仪以及控制器。电力线分析仪可操作地连接到电源，并且它具有分析电力线上的发送的电路和程序，以产生具有分析结果的第一信号。通信线分析仪可操作地连接到通信线和具有分析通信线上的通信信号的电路和程序，以产生具有分析结果的第二信号。控制器可操作地连接到电力线分析仪和数据线分析仪，用于接收第一和第二信号，并能够可操作地估计第一和第二信号的内容和提供信号、电力线、通信线和通信总线以及任何连接部件的分析。
附图简述
图1是根据本发明配备通信总线和部件的产品图；
图2是根据本发明的总线和它的部件的图；
图3是根据本发明产品销售到制造产品的图；
图4是根据本发明的一种完成任务的方法的流程图；
图5是根据本发明制造和测试总线和部件的图；
图6是根据本发明制造产品的方法的流程图；
图7示出根据图5的总线可通过磁性致动的部件；
图8示出根据本发明的通信总线、部件和总线信号分析仪。
本发明的详细描述
本发明针对通信和控制系统的制造、测试和操作以及用于工业或加工产品的控制系统。在较佳实施例中，通过冷却在HVAC系统中使用的那些空气调节液体的冷却器来实施如此的产品。美国标准有限公司的分公司，Trane公司用商标CenTraVacTM、Cold GeneratorTM以及Series RTM来销售这种冷却器系统的例子。然而，本技术领域中的普通人员会理解，包括通信总线和连接到该总线的通信部件的这种控制系统容易应用于许多其它产品，包括工业拖拉机、构造设备，诸如起重机、自卸卡车和推土机、卡车致动系统、卫生卡车控制系统、自动化工厂设备、医药系统、造纸厂、升降机控制、保安系统以及具有电功率控制的其它装置、机械致动器控制、液压控制、温度或压力控制、和/或液压控制。在整个本申请中一般使用术语“产品”来包括所有如此的装置以及具有相似特征或能力的无数其它装置。
图1示出产品10，诸如适用于提供冷却水的冷却系统，用于加热、通风和空气调节(HVAC)应用。冷却器包括压缩机12、冷凝器14和蒸发器16。压缩机12最好是螺旋压缩机，它的容量受到滑动阀120的控制，但是也可以是离心式压缩机或具有它的容量控制的相应形式的任何其它压缩机。
在压缩机12中使致冷气体压缩，并把排出18引导到管道20，所述管道把压缩机12连接到冷凝器14。在较佳实施例中，使送到冷凝器14的高压，相当热的压缩冷凝气体通过一个或多个扇出22通过使空气在冷凝器14上移动而冷却，每个扇出具有受到扇出控制器24控制的马达23。可以用各种其它方法来冷却冷凝器14，包括使用诸如自来水之类的液体或使用冷却塔。
发生在冷凝器14中的热交换处理导致相当热的压缩致冷气体在冷凝器14的底部或较低区域中冷凝和汇集。然后经冷凝的致冷物通过排出管道26流出冷凝器14，接着主要以液体的形式传送到蒸发器16。通过诸如膨胀阀之类的膨胀装置28控制从冷凝器14到蒸发器16的致冷物传送。
把相当冷的低压液态致冷物传送到蒸发器16，致冷物在那里机械热交换，使最好是水这样的，相当热的媒体冷却，然后通过输入口进入蒸发器16和通过输出口58输出。依次传送现在已冷却的媒体使之与热负载接触而热交换，所述热负载是冷却器冷却的目标。
在冷却通过蒸发器16并在那里受热的媒体的过程中，传送到蒸发器16的液态致冷物蒸发，并引向管道60作为返回压缩机12的低压气体。任何时候只要冷却器工作，在正在进行的和重复的过程中再次压缩致冷气体。
使用通信总线72的控制器控制产品10的操作使之与多个部件74进行通信，这些部件的每一个提供与产品10的操作相关联的数字或模拟输入或输出。
特别参考图2，多个部件74包括四继电器输出76、双继电器输出78、双双向可控硅输出80、双模拟输入/输出82、双反相器接口84、通信(Comm)5通信总线86、起动器模块88、双高电压二进制输入90、双低电压二进制输入92、框架连接器94、诸如膨胀阀96、压力传感器98、电平传感器102以及温度传感器104之类的装置。通信接口86允许装置自动化系统107在公共环境中使产品10的操作与其它相似或不相似产品的操作结合。通信总线72最好是包括电压106提供的电源线、公共线和两根通信线的四线总线。
控制器70最好包括通过线110可操作地连接到总线72的微处理器108、连接到微处理器108的存储器部分112、以及允许对于用户输入进行显示、接收和响应的用户接口114。
现在再参考图1，示出图2的通信总线72和部件74作为应用于图1的产品10的简化形式。温度传感器104典型性地测量输入水温度120以及通过蒸发器16冷却的水的离开水温122。压力传感器102测量冷凝器14中的压力，而温度传感器104测量温度126。膨胀阀致动器96控制膨胀阀28。此外，滑动阀控制器132可以控制压缩机容量。
如背景部分所述，多个低电平智能装置的安装、验证和配置提供过多的出错机会。通过限制人工输入的次数，通过每个安装步骤的交叉检查以及组合和减少安装步骤的数目实质上可以减少操作差错。
图3和4是根据本发明的产品10的制造顺序的图。
图3从把产品10的订货152输入个人计算机154等的销售员150开始，并通过任何传统通信手段156(包括互联网)把该订货152发送到协调操作160。协调操作160接收订货152，并产生规格162和材料164的清单。
规格162描述零件和部件是如何装配到产品10中的。在具有互联网和/或拨号通信接入能力的服务器167上存储规格162作为电子制造文档，最好是XML格式。为了本申请的目的，偶然把字母代码添加到规格的参考号162上，但是指定参考号162包括规格的所有版本。
材料清单164识别制造由定货152识别的产品10所需要的每个零件和部件。一般在实际制造产品10之前的某个时间周期把材料清单传递到购买部166，以致购买部166可以保证当需要制造时可得到必要零件和部件的号码。
存储在具有互联网能力的服务器167上的规格162s允许各种部件提供者168可以访问规格162s。部件提供者168访问规格162，根据规格162来制造特定的部件或子组件，并测试部件或子组件的操作。把测试结果添加到规格162，并返回到服务器167。另一方面，可以直接把规格162传递到另一个部件制造厂来启动另一个部件的制造，或可以传递到进行总装配的产品制造厂(见虚线165)。
在某些点上，完成各种需要的部件和子组件，把它们的测试结果记录在规格162中，购买部167已经获得在材料清单164上详细说明的必需材料，以便完成产品10的总装。
在这种情况下，把具有所有部件和子组件测试结果的规格162传递到制造单元156以装配产品10，把通信总线72以及部件74连接到产品10，并且分别测试和配置总线72和部件74两者作为产品10中的捆绑孔的一部分。把这种测试和验证的结果添加到规格162中，并存储在本地服务器数据库169中。在最终发货之前，把存储在服务器169上的规格162下载到制造地点(通常是相同的制造地点，但是现在为了清楚起见通过参考号158来表示)。
在发生零件、部件、子组件和最终组件的装配的同时，可以通过来自用户的“最后一分钟”订货变化来更新存储在服务器167(162s)上的规格162的版本。因此比较在服务器167(162L)上的规格162的版本和存储在本地服务器169(162s)中的规格的版本，以确定是否需要任何另外的部件74或对产品10进行修改。如果需要，则进行这些修改，并且配置和验证和测试部件74。然后把结果添加到规格162作为存储在服务器167上和本地服务器169(162s、162L)上的版本之间的组合。然后把产品10发送给用户。
图4示出根据本发明制造和测试总线72和部件74，如可能发生在部件制造厂166或制造地点156、158。
把规格162提供给测试仪装置170，所述测试仪装置产生用于制造所要求产品10的制造和测试指令。这些制造和测试指令最好是按Java XML格式，如在XML文件中实施的。测试仪装置170取得XML文件和产生用于实际制造产品10的安装程序指令176。用规格162和材料清单164交叉检查XML文件174和安装程序文件176两者的不符合、差错、遗漏。一旦完成这个交叉检查，就可以开始产品10的实际制造。测试仪装置170使用安装程序176制造产品10。
图5和6示出针对通过测试仪装置170来制造产品10的流程图200。虽然产品10的实际制造包括建造和装配压缩机12、蒸发器16以及冷凝器14以及许多其它部件，但是本发明另外还针对总线72和它的部件74以及对它们的配置、验证、测试和控制。因此，流程图200从把总线72安装到产品10开始，如流程图200的单元202所指示。
一旦已经把通信总线72安装在产品10上，测试仪装置170就在步骤204处验证总线的操作。一旦已经验证总线操作，测试仪装置170就请求安装程序176指示应该安装的下一个单独的部件74。这是在流程图200的步骤206中完成的。为了作出请求，测试仪装置170把信号发送到显示装置208，把关于所需要部件74的可见指示提供给工厂技术员210。步骤212指示当技术员210安装产品10上所请求的部件74并且把部件74物理地连接到总线72时，测试仪装置170进行等待。
在步骤214处，技术员210产生到测试仪装置170的信号，指示已经安装部件74。在本发明的一种形式中，信号是发送到测试仪装置170的接收部分178的车库门型无线电信号，使测试仪装置170识别到已经安装所请求的部件74。在本发明的第二实施例中，技术员210使用诸如磁铁或磁场发生器之类的磁致动器220，使部件74在总线72上发送信号，向测试仪装置170指示已经添加了部件74。接着描述信号的这个磁致动。
一旦测试仪装置170已经接收到来自技术员210的信号，测试仪装置170就进行到步骤222和分析总线72和新部件74的可操作性。在上面讨论的第一实施例中，技术员210使用无线电发射机，测试仪装置170产生又一个到技术员210的信号，指示技术员210应该使用磁致动器220。使用可见或音频触发器发信号给技术员210来产生步骤224，并导致部件74在总线72上发送电信号或把部件74放置到它可以编程的一个模式。技术员210再次发信号给测试仪装置170，以指示任务的完成。在所有的情况中，在步骤230中测试仪装置170认识来自新安装部件74的信号。
然后在步骤232处，测试仪装置170捆绑部件74作为产品10的控制系统中的节点。捆绑节点是工业中的术语，表示测试仪装置170把唯一的标识给予部件74，部件74可以使用该标识来发送和接收总线72上的消息。捆绑节点还包括测试仪装置170确定已经安装的部件74的类型和功能性(通常来自规格162)，并通过总线72把合适的操作参数提供给部件74，如在步骤234中所表示。
在步骤236处，测试仪装置170检查安装程序176来确定是否已经安装所有的部件74。如果没有，则在步骤204处再次起动流程图200的程序。如果已经安装每个部件，则测试仪装置170在步骤238处完成操作，并把测试结果添加到规格162中。
参考图7，每个部件74包括功能部分300以及控制部分302。功能部分300可以是传统上用于控制包括上述多个部件74的产品10的任何数字或模拟输入或输出。控制部分302包括微处理器304，以及把微处理器304可操作地连接到通信总线72的外部通信端口306。微处理器304包括到功能部分300的一个可操作的连接，它允许控制部分302把数字或模拟输入或输出传递到和从该功能部分300。控制部分302还包括可操作地连接到微处理器304的非侵入致动装置310。虽然存在许多可用的非侵入技术，但是申请人还是以常开和常闭电路(示出常闭)为好，所述电路包括借助磁致动器220可以移动的单元312。技术员210可以使用磁致动器220把单元312从它的常闭位置移到常开位置，断开提供给微处理器304的信号(或在常开位置使电路闭合而把信号提供给微处理器304)。在每种情况中，微处理器304识别信号变化。
在一个实施例中，微处理器304然后检查存储器部分320来确定是否已经向微处理器304提供和它已经记录标识和操作参数。如果微处理器304的存储器部分320中还没有标识和操作参数，则控制部分302在通信总线72上产生到测试仪装置170的信号，表示微处理器304是要捆绑到系统的新节点。然后控制部分302等待来自测试仪装置170的，提供必要的标识和操作参数的返回信号。然而，如果微处理器304确定已经接收到标识和操作参数，则忽略来自致动装置310的信号。
在另一个较佳实施例中，如果单元312检测到磁场，则控制部分302始终使它自己处于编程模式。在这个实施例中，测试仪装置170或控制器70始终查询部件74来确定它在测试仪装置170或控制器70发出编程指令之前是否已经编程。
图8示出通信总线72、控制器70、部件74、以及通过扁平电缆电气上连接到通信总线72的总线信号分析仪340。总线信号分析仪340还通过电连接344在电气上连接到测试仪装置170。
在通信总线72的较佳实施例中示出它是包括24V直流线350、接地线352、通信正线354和通信负线356的四芯扁平电缆。最好，线350、352是第一较大直径的导线，而线354、356是第二较小直径的导线。
扁平电缆342相似地包括到总线72的24V直流线的连接360、到接地线的连接362、到通信正线的连接364以及到通信负线的连接366。这允许总线信号分析仪340分别或一起监测线350、352、354和356中的每一根线。最好，把总线信号分析仪340添加到总线72的控制器70和部件74之间的总线72上。总线信号分析仪340包括显示370和电压表372装置以及个人计算机374，所述个人计算机接收从这些装置370、372来的信号信息。
尤其，通过线360、362把通信总线72的24V直流和接地信号350、352引入表装置370，以致可以分析这些信号的各方面。特别，表装置370确定直流电压幅度以及线350、352携带的交流分量。对直流电压幅度以及交流分量和存储在PC 374中作为数据库值的可接受的高和低范围进行比较。每个24V直流和接地信号具有它自己的极限设置，分析每个信号来确定该信号是否可接受，如果不可接受，则该信号参数超出规格。还以组来检查这些信号，以便更智能地正确指出导致潜在问题的根源。
与此类似，把正和负通信线354、356引入显示装置372，如通过线364、366所示。这样能极细致地分析和分开正和负通信信号，以允许详细地分析它们的结构。此外，检查和比较每个正和负通信信号来确定可接受的范围。由于按RS485来实施通信总线的较佳实施例和它的协议，所以检查通信正和负信号的各方面，并与规定的可接受范围进行比较。对于RS485，差分信号是正确进行通信的关键，而可接受范围(它可以如0.2V差分那么低)不是对每个RS485的限制，而是对所使用的控制器70和部件74的设计限制。总线信号分析仪340验证信号在这些设计极限内，这些极限比RS485要求的极限具有更大的裕度。当在具有较大变化的噪声环境中应用时，这保证了健全的现场操作。
还检查通信信号354、356的正确的通信负载特性。检查通信正和负信号相对于地的幅度。即使由于RS485规格只关心差分而RS485允许共模值的较大变化，但是还是使共模操作的极限即严格，实际上比RS485规格所要求的严格得多。使用所包括的通信电路的经验知识来确定的这些可接受的范围。共模值的变化只是根据漏电流、容差、扇出和包括设计特征的其它参数。即使通信状况如RS485所关心的那么良好，共模值指示的变化也会使总线信号分析仪340产生一个报警。使用连接到所有信号的信息，确定导致根源的解决方案，并通知诸如装配技术员210之类的操作者。
总线信号分析仪340还检查在由于差分问题而不同地显现的每个逻辑1和逻辑0状态的信号的差分和共模负载方面。通过检查两种状态，并把这些包括在信号分析中，更清楚地识别根源原因以及降低了未检测问题的概率。总线信号分析仪340还区分控制器70和部件74驱动的信号。由于总线信号分析仪340是直接通信，但是与测试仪装置170是在线344处通信，所以总线信号分析仪340在任何特定时间都知道正在和哪个部件74进行通信。因此，可以直接分析来自该部件74的信号，并且立即识别和通知所发生的任何问题。
总线信号分析仪340继续检测总线，以致如果部件74到总线72的连接导致总线72超出规格，则立即通报问题的发生，并立即识别问题。
熟悉本技术领域的人员会明了，在本装置和发明中可以设想许多修改和变化。这种修改和变化包括应用于极多种类的其它装置，修改总线72以形成包括光纤、同轴电缆、无线和其它通信形式的不同的流导线系统。设想所有这些修改和变化都符合申请权利要求的本发明的精神和范围。
在下述权利要求书中规定所需要保证的美国的专利证。

Claims (27)

1.一种制造具有多个部件的产品的分布式控制系统的方法，每个部件包括功能部分和控制器部分，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
把通信总线连接到产品上；
把部件的功能部分连接到产品上，并把部件的控制器部分连接到总线上；
使所述控制器部分在总线上发送自身标识信号；
在配置控制器中接收自身标识信号；
把包括标识符和操作参数的信号从配置控制器发送到控制器部分；
在控制器部分中接收标识符和操作参数；以及
根据标识符和操作参数配置控制器部分。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括测试部件和总线的操作以及把结果存储在电子制造文档中的又一些步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述使所述控制器部分发送信号的步骤包括把磁性信号发送给部件的又一个步骤。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测试步骤包括技术员进行可操作的连接，并进一步包括使用多个无线通信媒体在技术员和测试控制器之间进行通信的又一个步骤。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通信步骤包括配置控制器把表示要添加的下一个部件的可视指令提供给技术员，以及技术员随后把表示已经添加部件的无线信号提供给测试控制器的又一个步骤。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述无线信号是射频信号。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，配置控制器通过使用音响音调来确认接收到无线信号。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，音响音调使技术员把磁信号施加于部件。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，部件接收磁信号导致部件在总线上发送标识请求。
10.一种制造用于工业或过程单元的控制系统的方法，其特征在于，它包括下列步骤：
提供多个部件，每个部件包括控制部分和功能部分，在它们之间具有操作链路；
在单元上安装通信总线；
通过测试仪装置验证通信总线的可操作性；
在测试仪装置的控制下发出把多个部件中的一个连接到总线的一个请求；
通过通信总线接收来自新连接部件的信号；
分析通信总线和新连接部件的可操作性；以及
使用向新连接部件提供标识和操作参数的指令，通过通信总线来响应新连接部件来的信号。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述发出步骤包括使所期望部件在通信总线上发送消息，等待来自新连接部件的消息；以及识别信号的又一些步骤。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述使所期望部件发送消息的步骤包括发出可视信号给技术员的又一个步骤。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述使所期望部件发送消息的步骤包括磁性地触发部件的又一个步骤。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述使所期望部件发送消息的步骤包括发送可视或音响信号给技术员以使技术员发出磁性触发。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，包括根据标识和操作参数操作部件的又一个步骤。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述通信总线包括电力线和通信线，其中，所述分析步骤包括下列步骤：
分析电力线上的信号以确定它的质量；
分析通信线上的信号以确定它的质量；
产生功率分析结果信号作为电力线信号分析的函数；
产生通信线分析结果信号作为通信线信号分析的函数；
在控制器中接收电力线和通信线结果信号；
评估所接收的信号；以及
提供电力线、通信线、电力线信号、通信线信号、通信总线以及添加于其上的所有部件的综合分析。
17.在制造具有总线、主控制器、多个部件以及与每个部件相关联的子控制器的通信系统中引导技术员的一种方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
把测试仪控制器连接到总线；
提供从测试仪控制器到技术员的路径；
在所述路径上指令技术员把多个部件中的一个特定部件连接到总线上；
在完成部件连接时，从技术员向测试仪控制器发送第一信号；
从测试仪控制器向技术员发送第二信号以确认第一信号的接收；
使子控制器向主控制器发送第三信号；以及
根据第三信号的接收，在总线上通过从主控制器向子控制器发送配置指令而配置子控制器。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述使子控制器向主控制器发送第三信号的步骤包括使用磁铁来触发从特定部件的子控制器发出的第三信号的又一个步骤。
19.如权利要求所述的18方法，其特征在于，所述第一信号是无线射频信号，而第二信号是音响信号。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一信号是无线射频信号，而第二信号是音响信号。
21.一种总线分析仪系统，其特征在于，它包括：
通信总线；
组合分析仪装置，可操作地连接到总线，并被配置成接收总线上的信号，所述分析装置包括配置成接收这些信号的显示装置和电压表装置，以及可操作地连接到显示装置和电压表装置的计算机，其中，所述显示和电压表装置和计算机集合地分析总线并按需要采取正确的动作。
22.如权利要求21所述的分析系统，其特征在于，所述显示装置和电压表装置包括分析24V直流信号和接地信号的直流电压幅度和交流分量的能力。
23.如权利要求22所述的分析系统，其特征在于，所述显示装置和电压表装置包括分析通信正和负线的幅度以及确定RS485差分信号来验证信号在设计极限内的能力。
24.如权利要求23所述的分析系统，其特征在于，所述显示装置和电压表装置包括测试诸如相对于地的幅度以及逻辑1和逻辑0信号的差分和共模信号方面之类的共模特征的能力。
25.一种总线分析仪系统，其特征在于，它包括：
通信总线；
组合分析仪装置，可操作地连接到总线，并被配置成接收总线上的信号，所述分析装置包括配置成接收这些信号的显示装置和电压表装置，以及可操作地连接到显示装置和电压表装置的计算机，其中，所述显示和电压表装置和计算机集合地分析总线并按需要采取正确的动作；
其中，所述显示装置和电压表装置包括分析24V直流信号和接地信号的直流电压幅度和交流分量的能力；
其中，所述显示装置和电压表装置包括分析通信正和负线的幅度和确定RS485差分信号以验证信号在设计极限内的能力；
其中，所述显示装置和电压表装置包括测试诸如相对于地的幅度以及逻辑1和逻辑0信号的差分和共模信号方面之类的共模特征的能力。
26.一种验证具有电力线和通信线的通信总线的完整性的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
分析电力线上的信号以确定它的质量；
分析通信线上的信号以确定它的质量；
产生功率分析结果信号作为电力线信号分析的函数；
产生通信线分析结果信号作为通信线信号分析的函数；
在控制器中接收电力线和通信线结果信号；
评估所接收信号；以及
提供电力线、通信线、电力线信号、通信线信号、通信总线以及添加于其上的所有部件的综合分析。
27.一种用于具有电力线和通信线的通信总线的监视器，其特征在于，它包括：
电力线分析仪，可操作地连接到电源，并具有电路和程序来分析电力线上的发送，以及产生具有其分析结果的第一信号；
通信线分析仪，可操作地连接到具有电路和程序来分析通信线上的通信信号的通信线，以及产生具有其结果的第二信号；
控制器，可操作地连接到电力线分析仪和数据线分析仪，用于接收第一和第二信号，并能够可操作地评估第一和第二信号的内容并提供信号、电力线、通信线和通信总线以及所有连接其上的部件的分析。
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