CN100350404C - 网络设备的配置系统及设备重新配置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到网络中，例如分站控制技术中用于设备配置的配置系统，它至少有一个待配置设备和以特定方式配置的若干元件，以及根据接收到的新配置信息对设备进行重新配置的配置装置；以及配置服务器，它通过网络与该至少一个待配置设备相连接，并且它有为待配置设备生成新配置信息的组合装置和确定该至少一个待配置设备之现有配置的装置。本发明同样适用于相应的配置方法。

Description

网络设备的配置系统及设备重新配置的方法

技术领域

本发明涉及用于网络中设备配置的配置系统，以及对这种设备进行重新配置的方法。该方法尤其可以用于分站技术领域。

背景技术

全世界正在使用中的具有可配置设备的网络数目正在持续不断地增长。诸如此类的设备用在大不相同的工作领域，例如用在办公环境中数据处理网络的领域，用在电信领域，以及用于诸如电、水或气分配技术的分站(Unterstation)技术领域。所有这些网络所具有的共同特点是，进行功能转换或功能和/或状态监测的智能电子设备都通过通信网络相互连接起来，并且与控制中心相连接。这些网络特别是分布在大型系统设施范围中的广大区域上，例如分布在某一特定电力供应商的整个覆盖区域上。通常使用的智能电子设备都具有与其在那种环境中使用用途相适应的配置。这种情况下“配置”指的是设备所有设置的整体，它决定和/或影响其行为也就是说决定和/或影响其对环境的状态。使用的智能电子设备通常是通用设备，它们可用于大为不同的用途，因而能够任意进行配置。这点通常是借助控制程序来实现的，控制程序可以使用硬件端口，硬件端口再对开关或传感器以，例如，预定的方式进行控制，影响或读取等。条件改变时可对这些装置进行重新配置以适应设备的工作。这通常是由制造这些设备的公司或者专门研究这类设备的维修公司来完成。

目前，设备配置只在现场进行，也就是说直接在待重新配置的设备上进行。这是因为，进行配置工作的人员通常对待重新配置的设备的类别，型式或现有配置都设有足够的知识，因而，在对配置能够进行合适的修改改动之前，不得不首先依靠确定出现有的工作配置，这些合适的修改改动不会使设备无法工作。这种方法占用了大量的人力，同时对现场维修技术人员常常需要很长的差旅时间因而造成很高的人力耗费。理想的情况是，在任何情况下都能够就通过与设备相连的同一网络对这些设备进行重新配置而不必在现场进行重新配置，而这也是本发明的目的。

发明内容

通过提供在供电网络中进行设备配置的配置系统，以及通过在设备和配置服务器的网络中重新配置设备的方法来实现这一目的。

所述在供电网络中进行设备配置的配置系统具有至少一个拥有多个元件的待配置设备，这些元件按特定方式进行配置，

其中所述至少一个设备包括根据接收到的新配置信息对所述设备进行重新配置的配置装置；及具有配置服务器，其通过通信网络与该至少一个待配置设备相连接，所述配置服务器拥有确定该至少一个待配置设备现有配置的装置，其中所述现有配置作为配置信息被发送给所述配置服务器，并且该配置服务器拥有生成所述设备的新配置信息的组合装置并且其中所述设备被配置成分站设备或者分站。

所述在设备和配置服务器的网络中重新配置设备的方法包括下述步骤：确定待重新配置设备的现有配置；根据现有配置和要求来生成适合于该设备且满足对该设备改动要求的新配置信息；将新配置信息传输给待配置设备；及根据新配置信息对所述设备进行重新配置。

另外还给出了本发明进一步的有利改进。

本发明首先涉及到在网络中进行设备配置的配置系统，它至少有一个待配置的设备和以某种特定方式配置的若干元件，以及根据所接收的新配置信息对设备进行重新配置的配置装置；以及配置服务器，它通过网络与该至少一个待配置设备相连接并有为待配置设备生成新配置信息的组合装置，还有确定该至少一个待配置设备之现有配置的装置。

待配置设备在此情况下可以是具有外部影响呈转接状态的任何可配置设备，例如，用于控制和系统技术或集成有控制功能性的数据处理系统的专用智能电子设备，等等。可以配置的元件相当于硬件和软件部件，这些部件赋予设备以具有外部影响的特性。这些元件可以是，例如，开关、传感器、执行元件或内部软件对象，如记录程序或定时控制器。

在本发明的一种优选实施方案中，最新配置信息不仅说明了用软件和/或远程控制能够进行配置的元件配置，而且还包括与只有用手动才能进行配置的元件有关的配置信息。诸如此类的元件是，例如，控制设备的硬件部件，特别是由待配置设备控制的一次设备的硬件部件。这类元件不能够根据新的配置信息自动地进行重新配置；因此，新配置信息反映的是这类元件的现有配置。

根据本发明，待配置设备至少有一个配置装置能够产生出实际配置。对本发明来说，在配置与配置信息之间要进行区分。如上面定义的那样，配置是具有外部影响的设备状态的整体。相反，配置信息是编码信息，例如文本文件，其以特殊格式处理后表示出设备的配置。在电力公司的分站(变电站)技术领域中，像这种配置信息可以是，例如，分站配置语言(SCL：Substation Configuration Language)文件的形式。根据配置信息，通过建立待配置设备的适当软件和/或硬件部件，配置装置产生出配置，其实际上再结合到设备中去。例如，通过FPGA(现场可编程门阵列)，PLA(可编程逻辑阵列)或CPLD(复合可编程逻辑装置)中逻辑运算的配置来建立硬件部件。

配置服务器位于配置系统的另外一侧，并且通过网络与待配置设备相连接。这种配置服务器可以是任意定位的计算机等，因而它实际上也是远程的，借助于配置服务器可以改变待配置设备的配置而不要求任何维修人员必须到待配置的设备去。这种配置服务器有两个集成装置或“处理器”，具体地说，第一是确定现有配置的装置，第二是组合装置。确定现有配置的装置是本发明的核心点，因为现有配置是能够用来确保对待配置设备正确地进行重新配置以及确保待配置设备在重新配置后仍然还能工作的唯一基础。组合装置用来生成与待配置设备兼容并可通过网络发送至该设备的新配置信息。通过网络的标准部件接收与发送现有的和新的配置信息。

待配置设备最好包含提供最新配置信息的装置。

有各种各样可能的办法来实现这种提供最新配置信息的装置。在一个简单的情况下，这种装置有一个存储器，存储器中储存有最新配置信息。为了利用存储器中所包含的信息进行设备配置，配置装置也可以使用这种存储器。这样只是通过读取存储器来提供配置信息，然后通过网络能够把配置信息发送给配置服务器。

或者用另一种办法，提供配置信息的装置还可以是运行在CPU上、用来确定待配置设备元件配置的一个程序对象，且其可以用来生成配置信息。在这一实施方案中，装置能够通过设备中实现的适当机构来确定设备的整体配置并从而能够产生特定情况下的配置信息，例如相当适合的SCL文件。这种变异实施方案不需要任何附加存储器，而且确保了设备中任何给定时刻的配置组合总是作为配置信息发送至配置服务器。

在配置服务器一侧设有确定现有配置的装置。在一种简单的实施方案中，这种装置可以是一个存储器，存储器中储存有至少是与待配置设备有关的最新配置信息，而且存储器能够提供这种信息。这一存储过程可以由已经在待配置设备上生成的配置信息所决定或者也可以与它无关而存在。如果肯定存储器中所包含的配置信息实际上反映了现有的配置，那么就不需要使用生成最新配置信息的装置。根据已知的前提条件，这种装置也可以省去

本发明的重要之处在于：把待配置设备的实际现有配置通知给配置服务器。这是确保要生成的新配置与先前配置兼容并确保待配置设备仍旧工作唯一办法。

组合装置最好有一个运行在CPU上的程序对象，用来确定待配置设备的配置并按照关于待配置设备的配置信息来生成新配置信息。

组合装置设计成使其利用最新配置信息作为与生成新配置信息的基础。这就能够确保新配置信息与待配置设备相兼容。

待配置设备最好是分站设备或分站，例如用于配电技术的变电站。

本发明也涉及到设备与配置服务器网络中的设备重新配置方法。对根据本发明的配置服务器已经阐述的所有内容同样适用于根据本发明的方法，故请参看上面已经阐述的全部内容。同样，下文中关于此方法的陈述也同样适用于配置服务器。根据本发明的方法包括下述步骤：

·确定待重新配置设备的现有配置；

·根据现有配置和要求，生成适合于设备并满足对设备改动要求的新配置信息；

·将新配置信息传输给待配置设备；以及

·根据新配置信息对设备进行重新配置。

在根据本发明的这种方法中，把信息、设备中现有的配置情况以及对新配置的要求相互关联并进行处理，使得能够使用新配置信息进行设备配置。方法中第一个重要步骤是确定现有配置。在本发明的一种简单而典型的实施方案中，只需通过读取含有配置服务器上最新配置信息的存储器就可以达到最新配置信息的确定。在根据本发明方法的这一实例中，在此步骤期间仍不需要与待配置设备进行接触。只有在能够确保待配置设备上的现有配置用配置服务器上的配置信息完整而正确的表示时，才能够使用根据本发明方法的这种变异方法。因此，在类似于此的情况下，设备和配置系统的操作员必须确保：

1.对设备的“身份”加以限定，以便不可能出现混淆情况；

2.不对设备配置做尚未通知给配置服务器的现场改动；以及

3.由配置服务器已经对配置所进行的改动总会对配置服务器存储器中的配置信息引起相应的改动。

实际上，在当今的分站控制实践中，这种情况常常不能得到保证。通常，制造厂商对其已销售给操作员的设备却没有进一步的控制。如果诸如此类的设备随后由制造厂商进行重新配置的话，对设备来说得到多于一个地址信息从而反映其IP地址(或其他网络地点)，也常常是不可能的。因此，进行配置工作的人，例如设备的制造厂家或维修公司，通常就不能认为将能够在网络中某一特定地址找到某一特定设备。因此，为确定现有配置最好是包括根据本发明的下述步骤：

·查询待配置设备的标识符号；

·查询待配置设备的配置改动信息；

·如果配置改动信息表明待配置设备的配置尚未改动，同时配置服务器上的配置信息也符合待配置设备的现有配置，那么：根据标识符号来读取储存在配置服务器上的配置信息；或者

·如果配置改动信息表明待配置设备的配置已经改动，同时配置服务器上的配置信息不再与待配置设备的现有配置相符合，那么就读取储存在待配置设备上的最新配置信息。

利用待配置设备的标识符号在所有的现存设备中唯一地识别出该设备。这就能够防止在看似相似的设备之间出现混淆。在本发明的这一实施方案中，首先进行一项检查以确定设备配置是否可能已经改动。这种做法应当理解成已经对设备配置进行了改动，因为在当时曾是最新的配置信息已经被馈入到配置服务器的存储器内。实际上，在读出最新配置信息并将其储存在配置服务器内以后，例如通过把配置改动信息设定在某一特定数值就可以获得这种信息。这相当于配置尚未改动的信息，从而配置服务器上的配置信息是最新的。如果已经对设备及其配置做了任何改动，那么设备的软件就会自动地把配置改动信息设定在某一第二数值，这么做就向配置服务器表明已经进行了改动，而且配置服务器存储器中的配置信息也不再反映待配置设备的现有配置。这就是待配置设备请求最新配置信息的唯一情况。根据本发明方法的这种变异方法尤其是减小了负荷量大的网络或只具有窄带宽的网络中的传输数据量，因而能够有助于减少网络上的负荷。

仅仅对待配置设备实施这一方法步骤的另一种可能途径是始终要检查最新配置信息，在这种情况下这种配置信息也可以但不一定必须包括标识符号。

这种变异方法极其易于实施，而且使用常规网络现有的传输性能它可能还代表了最好的变异方法，因而也是特别优选的。

新配置信息的生成可以包括下述步骤：

·确定待配置设备所需要的新配置；

·根据最新配置信息，将待配置设备所需新配置的要求与设备实际可得到的配置可能性进行比较；以及

·产生出新配置信息，使所需要的新配置尽可能好地与设备的配置可能性相匹配；或

·确定所需新配置与设备配置可能性之间的任何兼容性，并根据所需要的配置生成新的配置信息；或

·确定所需新配置与设备配置可能性之间的任何不兼容性；并发出警告。所需要的新配置在这种情况下是元信息，例如使用按抽象原理工作的规划工具已经待到的信息，同时所需新配置指出了设备应当具有的配置，以便能够满足所需要的新功能性。

对本发明来说，设备的配置可能性指的是整个设备和/或其各单个元件的所有可能配置的整体。用作供电技术控制设备的现代智能电子设备大部分是自由可编程的。但是，配置可能性却依据控制设备及其所控制的一次设备的硬件和软件限制而受到限制，所以并不是所有配置都是值得做的。例如，具有特定数目、用于线路转接的输出端的设备就不能够转接多于这个数目的线路。另外，把设备的传感器与多于设备中传感器的线路连接起来也是不可能的。用设备所求值的信息转接率和种类也可能是设备整个能力的限制因素。此外，在配置待改动的情况下，配置可能性还可以由那种情况下必须考虑的必要条件来确定。例如，对一定的配置可能性而言，其在给定的设备环境下可能是不可行的，虽然在原理上它们是可以得到的，因为在那时配置的设备功能将会以有可能造成完全危害的方式而失效。例如，设备能够执行确定为重新编程的保护功能对改动的特征变量做出响应。在这种情况下，必须确保新编程的保护功能不超出设备的能力。另一个实例可能是能够流过某一特定线路的电流水平的变化。在这种情况下，在重新配置过程中必须确保预定的电流水平不超过转接该线路的开关的负荷限制。

所说的对配置可能性的限制都清楚地包括在最新配置信息之中，或者能够根据这一配置信息加以确定。通过实例，可明确地得到保护与控制功能部件的若干个输入/输出接口或参数。对根据汇流母线和开关的拓朴能够确定的锁定过程，其条件，例如，可以隐含地得到。

待配置设备的配置可能性根据上述业已确定的最新配置信息加以确定。这些可能性构成了检验该设备进一步重新配置可能性的基础。

对新配置信息的实际产生有各种不同的选择方法。最看好的方法是产生出不仅考虑了所需新配置的要求而且考虑了根据现有配置得出的必要条件的配置信息。在这种变异方法中，通过实例，使用一个专门系统用于配置，其假定对已经提到的配置可能性的限制是固定的边界条件，并且只改动可由远程控制进行配置的那些元件的配置。在一较简单的变异方法中，能够检查所需新配置与由系统单独产生的配置之间的兼容性，如果结果是肯定的，那么就能够产生出配置信息，或者，如果发现存在不兼容性，那么就可以终止产生过程或者甚至根本不起动产生过程，如果合适的话，可以发出警告。维修技术人员或其他诸如此类的人员就可以使用这一信息来修改所需要的配置并且再次实施根据本发明的方法。

除了发出警告以外，同时还能够输出关于不兼容性具体原因的进一步的信息，以便为维修技术人员对这些改动进行调整创造条件。

附图说明

下文中参照优选的典型实施方案将对本发明的内容给以更详细的说明，该优选典型实施方案在附图中用图解说明，图中：

图1表示出配电装置系统和相关控制系统的图示。

附图中使用的参考符号及其含义扼要地列在参考符号表中。

具体实施方式

图1示出用于电力配送网络的配电装置系统或配电站以及相关控制系统的图示。图示表示出配电装置系统的三个区域E1Q1，E1Q2和E1Q3，以及拥有数据处理设备KA0的控制站AA1，KA0有常规的输入和输出装置供用户控制。控制站AA1安排在配电站本身，或安排在电网操作员的远程控制中心，并通过通信网络NW连接到变电站的高级母线YW1。远程配置服务器为了通信之用同样通过通信网络NW和高级母线YW1连接到系统的控制设备上。独立的区域E1Q1，E1Q2和E1Q3各自都有控制设备，即控制器KA1，保护装置FA1或输入/输出设备KB1。控制设备控制、调节、监测和保护系统中实现系统实际用途的相关的一次设备。一次设备为：例如，电路断路器、隔离器、架空线路、变压器、发电机或电动机。

用来控制与监测一次设备的控制系统功能部件安装在控制设备上。控制设备彼此通过通信装置相互连接，在本实例中通过高级母线YW1和过程母线YW2相互连接。控制系统的功能部件与一次设备诸如开关QA1、隔离器QB1、QB2以及电压传感器或电压测量设备X1、X2、X3相连接。一次设备借助传送电力的电气连接机构相互连接，也就是说通过例如汇流母线，区域节点以及输出机构相互连接。这些连接机构可以称作为一次设备的拓扑结构。

符号KA1、FA1、KB1、YW1等代表系统的实际设备和控制系统的功能部件。为了准确地标识出某一具体设备，在此具体设备前面还加上区域符号。例如E1Q1A1代表区域E1Q1中的开关QA1。

作为一个实例，现假定区域E1Q1中的控制器KA1要配备新的或更新的控制软件。这一软件由控制器的制造厂家配置，也就是说配置了适当的软件模块并且其相互组合在一起。这种配置必须与变电站的实际设计，特别是与区域E1Q1的实际设计相匹配。这种匹配必须在各不同领域都存在：

·各不同通信总线YW1、YW2上的设备地址，

·输入/输出接口的地址，

·区域装置的存储器和计算能力，

·控制功能部件的特性，对控制功能部件的要求，

·受控的一次设备的特性和参数，及

·一次设备的拓扑结构。

系统操作员可以对上述领域中的系统进行改动并对控制设备相应地进行重新配置，而无需控制设备的制造厂家了解此事。

例如，通过安装新的元件诸如开关、隔离器或输出装置可以改变输出装置的供电能力或可以改变系统的拓扑结构。控制设备中的控制和保护功能部件也做相应的修改。如果制造厂家按照过时的配置信息生成软件并因此而存在失配的话，那么一旦装入了新的软件，要么控制器根本就不工作，要么就错误地工作或不保证所需的安全性。

根据本发明，确定出最新配置信息并将其传输至配置服务器KS。在本发明的一种优选变异方法中，最新配置信息包括一次设备的说明，其对待配置的控制设备来说是很重要的，以及一次设备拓扑结构的说明。这一说明涉及到，例如与控制设备相关的开关区域内的一次设备，或其具体母线上的一次设备，或整个变电站的一次设备。视一次设备的特性而定，该说明包括，例如电压、电流和功率的最大允许值、开关次数、关于测量电路的信息，也就是说仪表用变压器和传感器的特性和参数，电路断路器或隔离器的类型，接地系统的配置、电路图、气体泄漏传感器的特性、近程开关等等。

利用组合装置来确定配置服务器KS中的新配置信息。新配置信息与用于控制器工作的程序单位相一致。这些程序单位与最新配置信息相一致，也就是说可以将这些程序单位装入控制器并可正确地运行。这些程序单位为用于微处理机的程序和/或用于可编程逻辑模块如FPGA(现场可编程门阵列)的程序。程序单位通过通信网络NW和高级母线YW1传输到控制器，并装入到该控制器中的程序存储器或FPGA。

在本发明的一个优选变异方法中，使用SCL以附加的方式或另外的办法把设备功能部件和设备接口的修改说明传输给控制器，并用于控制器的配置。

参考符号表

QA1            开关

QB1            隔离器

X1，X2，X3     电压传感器

YW1            高级母线

YW2            过程母线

KA1            控制器

FA1            保护装置

KB1            输入/输出设备

KS             配置服务器

NW             通信网络

Claims (14)

1.在供电网络中进行设备配置的配置系统，具有

至少一个拥有多个元件的待配置设备(KA1，KB1，KF1)，这些元件按特定方式进行配置，

其中所述至少一个设备(KA1，KB1，KF1)包括根据接收到的新配置信息对所述设备(KA1，KB1，KF1)进行重新配置的配置装置；及具有

配置服务器(KS)，其通过通信网络(NW)与该至少一个待配置设备(KA1，KB1，KF1)相连接，

所述配置服务器拥有确定该至少一个待配置设备(KA1，KB1，KF1)现有配置的装置，

其中所述现有配置作为配置信息被发送给所述配置服务器(KS)，

并且该配置服务器(KS)拥有生成所述设备(KA1，KB1，KF1)的新配置信息的组合装置并且其中所述设备(KA1，KB1，KF1)被配置成分站设备或者分站。

2.权利要求1中所要求的配置系统，其特征在于，现有配置具有与该待配置设备(KA1，KB1，KF1)相关联的一次设备(QA1，QB1，QB2，QC1，QE1，X1，X2，X3)的说明。

3.权利要求1或2中所要求的配置系统，其特征在于，待配置设备(KA1，KB1，KF1)还有提供最新配置信息的装置。

4.权利要求3中所要求的配置系统，其特征在于，该提供配置信息的装置有存储器，用于储存配置信息。

5.权利要求3所要求的配置系统，其特征在于，该提供配置信息的装置是运行在CPU上的程序对象，用于确定该待配置设备(KA1，KB1，KF1)的元件的配置，以及生成配置信息。

6.权利要求1或者2所要求的配置系统，其特征在于，确定现有配置的装置有存储器，用来储存至少关于该待配置设备(KA1，KB1，KF1)的配置信息。

7.权利要求1或者2所要求的配置系统，其特征在于，该组合装置有运行在CPU上的程序对象，其根据关于待配置设备(KA1，KB1，KF1)的配置信息来确定待配置设备(KA1，KB1，KF1)的配置并生成新的配置信息。

8.权利要求1或者2所要求的配置系统，其特征在于，所述待配置设备(KA1，KB1，KF1)是供电技术控制设备并控制一次设备(QA1，QB1，QB2，QC1，QE1，X1，X2，X3)。

9.在设备和配置服务器(KS)的网络中重新配置设备(KA1，KB1，KF1)的方法，其包括下述步骤：

-确定待重新配置设备的现有配置；

-根据现有配置和要求来生成适合于该设备(KA1，KB1，KF1)且满足对该设备(KA1，KB1，KF1)改动要求的新配置信息；

-将新配置信息传输给待配置设备；及

-根据新配置信息对所述设备(KA1，KB1，KF1)进行重新配置。

10.权利要求9所要求的方法，其特征在于，现有配置拥有与待配置设备(KA1，KB1，KF1)相关联的一次设备(QA1，QB1，QB2，QC1，QE1，X1，X2，X3)的说明。

11.权利要求9或10所要求的方法，其特征在于，现有配置通过读取储存在配置服务器(KS)上的最新配置信息加以确定。

12.权利要求9或者10所要求的方法，其特征在于，确定现有配置包括下述步骤：

-查询待配置设备(KA1，KB1，KF1)的标识符号；

-查询待配置设备(KA1，KB1，KF1)配置的改动信息；

如果配置改动信息表明该待配置设备(KA1，KB1，KF1)的配置尚未改动，并且配置服务器(KS)上的配置信息符合待配置设备(KA1，KB1，KF1)的现有配置的话，那么：

-根据标识符号读取储存在配置服务器(KS)上的最新配置信息；

或者，

如果配置改动信息表明待配置设备(KA1，KB1，KF1)的配置已经改动，因而配置服务器(KS)上的配置信息不再与待配置设备(KA1，KB1，KF1)的现有配置相符合的话，那么：

-读取储存在待配置设备(KA1，KB1，KF1)上的最新配置信息。

13.权利要求9或者10所要求的方法，其特征在于，确定现有配置包括下述步骤：

-读取储存在待配置设备(KA1，KB1，KF1)上关于现有配置的配置信息。

14.权利要求9或者10所要求的方法，其特征在于，生成新配置信息包括下述步骤：

-确定待配置设备(KA1，KB1，KF1)所需要的新配置；

-根据最新配置信息将待配置设备(KA1，KB1，KF1)所需的新配置的要求与设备(KA1，KB1，KF1)实际可得到的配置可能性进行比较；及

-产生出新配置信息，使所需要的新配置与所述设备(KA1，KB1，KF1)的配置可能性尽可能好地匹配；或

-确定在所需的新配置与设备(KA1，KB1，KF1)配置可能性之间的兼容性，并根据所需的配置产生出新的配置信息；或

-确定在所需的新配置与设备(KA1，KB1，KF1)配置可能性之间的不兼容性并发出警告。

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