CN101194472A - 具有独立软件模块的测量或保护设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测量或保护设备(30)，具有用于产生与数据总线(20)连接的端子(220)和控制装置，其确定测量或保护设备(30)的测量或保护技术的工作方式，该工作方式可以通过端子(220)从外部更改。本发明要解决的技术问题是改进该类测量或保护设备，使得能够比目前更简单地从外部进行分析过程，尤其是检验过程。本发明的技术问题这样解决，控制装置(100)实施为可以并行且彼此独立地运行至少两个软件模块(400，460)，其中一个软件模块是驱动模块(400)，其确定测量或保护设备的测量或保护技术的工作方式，至少一个附加软件模块(460)可以具有其他功能，该控制装置具有至少一个软件方面的接口(430)，附加软件模块(460)可以从外部通过端子(220)以软件方式耦合到该接口。

Description

具有独立软件模块的测量或保护设备

技术领域

本发明涉及一种测量或保护设备，具有用于产生与数据总线的连接的端子并具有控制装置，所述控制装置确定该测量或保护设备的测量或保护技术的工作方式，在此该工作方式可以从外部通过该端子更改。

背景技术

这种保护设备例如由Siemenz AG以产品名SIPROTEC售出。在这种保护设备中可以从外部通过数据总线端子更改该保护设备的工作方式，其中对该设备进行重新编程。这意味着，一组新的参数传送给该设备，该参数组重新确定该设备的特性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是改善所述类型的测量或保护设备，使得能够比目前更为简单地从外部进行分析过程，尤其是检验过程。尤其是应当可以无需重新对整个测量或保护设备进行参数化，也就是无需更改确定该设备的工作方式的参数也能实现分析或检验过程。

该技术问题从本文开头所述类型的测量或保护设备出发通过权利要求1的特征部分的特征来解决。本发明的优选实施方式在从属权利要求中给出。

据此按照本发明，控制装置实施为，其可以并行且彼此独立地运行至少两个软件模块。其中一个软件模块是驱动模块，其确定测量或保护设备的测量或保护技术的工作方式。至少一个附加的软件模块可以具有其他的、也就是另外或附加的功能。根据本发明，该控制装置具有至少一个软件方面的接口，所述附加的软件模块可以从外部通过端子以软件的方式耦合到该接口。

本发明的核心在于，在测量或保护设备内提供软件方面的接口，该接口允许一个或多个附加软件模块的外部耦合。通过这样的软件方面的接口，可以通过外部数据总线、例如在维修、维护或检验工作(等等)的范围内通过站总线(Stationbus)或过程总线，从外部在保护设备中安全附加的软件模块，而不必更改驱动模块的配置或参数化，所述驱动模块确定测量或保护设备的测量或保护技术的工作方式。驱动模块因此保持无变化，虽然测量或保护设备的工作方式总的来说扩展了。暂且不考虑驱动模块的重新参数化很费事，在重新对驱动模块参数化时存在出现错误，而且保护设备的最初正确的功能被错误更改或完全失去作用的危险；这种错误根据本发明通过软件方面的接口和实施附加软件模块的可能性来避免。

本发明的另一个优点在于，所述附加软件模块的设计可以非常个性化地进行；基于驱动模块的不足的功能的可能限制是不存在的，因为驱动模块与其他软件模块是分离的。

利用附加的“检验软件模块”例如可以由检验工程师直接访问连接到测量或保护设备入口处的测量互感器的与时间有关的扫描值，虽然这些数据由于驱动模块的设计和由此测量或保护设备的测量或保护技术的工作方式而通常在出口不能提供或输出：如果例如在保护设备中将测量互感器的与时间有关的扫描值转换为指针值，则与时间有关的扫描值不再能够在出口提供。通过事后加载附加的软件模块可以解决该问题。

各个软件模块优选这样彼此分离，使得通过数据总线事后加载的、新安装的软件模块不会事后影响或干扰固定安装的驱动模块。从而保证固定安装的驱动模块与何时“耦合”和驱动附加软件模块无关地继续运行。

优选的，通过软件方面的接口耦合控制装置的每个软件模块，在此可以从外部通过所述端子响应每个软件方面的接口。

优选的，控制装置具有包括多个软件方面接口的软件平台。在这种情况下所有软件模块都通过该软件平台的软件方面的接口耦合。考虑到彼此之间的兼容性，有利的是，软件平台的多个、例如全部软件方面的接口都相同地设计，使得每个软件模决可以耦合到多个或每个任意的软件方面的接口。

软件平台例如耦合到根据IEC 61850标准工作的驱动系统。

为了将测量或保护设备连接到测量互感器，测量或保护设备优选具有过程总线端子。

本发明还涉及一种具有测量或保护设备以及数据总线的保护系统，该数据总线与测量或保护设备连接。

本发明对该保护系统的技术问题在于，改善这种类型的保护系统，使得能够非常简单地从外部进行分析过程，尤其是检验过程，而无需重新对测量或保护设备参数化。

该技术问题按照本发明这样解决，在数据总线上连接分析单元，尤其是检验设备，并且测量或保护设备实施为，该测量或保护设备为了分析或检验的目的而接收由分析单元馈入数据总线的分析或检验软件模块，与软件方面的接口耦合，并启动分析或检验软件模块。

关于本发明保护系统的优点，参照结合本发明测量或保护设备的上述实施。

此外，作为本发明还有一种用于驱动所描述的测量或保护设备的方法；该方法在权利要求中限定。关于本发明方法的优点，参照结合本发明测量或保护设备的上述实施。

附图说明

下面借助实施例解释本发明；在此示出

图1示出具有本发明测量和/或保护设备的实施例的保护系统的实施例，

图2示出用于耦合图1的测量和/或保护设备的软件模块的软件平台的实施例。

具体实施方式

在图1中示出本发明保护系统5的实施例。保护系统5具有上级的控制系统10，该控制系统通过上级的数据总线20-下面称为站总线-与测量和/或保护设备30连接。在根据图1的显示中，出于概略的原因只示出一个这样的测量和/或保护设备30；当然可以在站总线20上连接多个测量和/或保护设备30，这些测量和/或保护设备30接收在站总线30上存在的电文并加以分析。

测量和/或保护设备30还与另一个数据总线40-下面称为过程总线-连接，该过程总线使得测量和/或保护设备30可以与一个或多个测量互感器50连接。测量互感器50连接到未在图1示出的电网的相线导体连接，该电网具有50Hz或60Hz的电网频率。

图1还示出测量和/或保护设备30的内部结构。可以识别出控制装置100，其与两个全双工的、在结构上包含在测量和/或保护设备内的3端口网络接入110和120连接。该3端口网络接入110和120例如可以是在德国公开文献DE10260806A1中描述的。

两个3端口网络接入之一110具有两个外部端口130和140，这些端口允许接口150将测量和/或保护设备30连接到过程总线40。因此概念“端口”应理解为电总线端子或总线接口。该3端口网络接入110的内部端口160与控制装置100的过程总线端的端子A100a连接。

另一个3端口网络接入120同样具有两个外部端口200和210；该外部端口200和210形成用于将测量和/或保护设备30与通过站总线20形成的上级数据总线连接的接口或端子220。该另一个3端口网络接入120的内部端口230与控制装置100的站总线端的端子A100b连接。

两个3端子网络接入110和120以及控制装置100在图1中作为分开的元件示出，它们都包含在测量和/或保护设备30中。优选的，两个3端口网络接入110和120以及控制装置100通过唯一的一个结构单元、优选通过可自由编程的门阵列如单片集成的阵列形成。

在图1中还可以识别出检验设备350，其与站总线20连接，并且应当用于检验测量和/或保护设备30。

图1的保护系统5如下工作：

测量互感器50产生与相线导体有关的扫描值U和I，该扫描值通过过程总线40以电文Tp的形式发送给测量和/或保护设备30。

在处理测量互感器50的与相线导体有关的扫描值U和I时，测量和/或保护设备30例如执行“缩减采样(downsampling)”。这意味着，由测量互感器50提供的扫描值的数量在传递给站总线20之前减少了，其中例如丢弃测量互感器50的10个扫描值中的9个，而只分别保留唯一的一个扫描值。如果扫描速率在测量互感器50中是例如10kHz或20kHz，则在站总线上以电文Ts的形式只传递一个1或2kHz的扫描速率。尽管扫描速率减小，但是依然获得从上级站总线20的观点来看的测量值的“透明性”，因为虽然只传输十分之一的扫描值还有足够多的测量值到达站总线20，这些测量值足以表征每个测量互感器50中的测量值状况。所产生的透明性在图1中示意性通过附图标记V表示。

代替只继续使用每第n个(例如n＝10)扫描值的所述扫描值减少，可以通过将扫描值转换为复杂的测量值指针来减少数据。在该变形中，测量和/或保护设备30从接收的测量互感器50的涉及相线导体的扫描值U和I中确定复杂的测量值指针，该测量值指针给出在所属相线导体上的电流或电压的绝对值和相位。在通过“指针转换”进行的这种数据减少中，可以非常明显地减少数据率，从而例如50Hz的传输率就足以表征电流互感器50的测量值。

所描述的“缩减采样”和/或指针转换可以在控制装置100中例如通过数字信号处理器执行，这些数字信号处理器中的一个例如在图1中用附图标记300表示。

因此所述数据缩减的结果是，在站总线20上不再传输所有在过程总线一侧到达测量和/或保护设备30的扫描值。如果借助检验设备350来确定测量和/或保护设备30或测量互感器50是否正确地工作，则不能直接从站总线20出发，因为不是所有需要的信息都存在。获得所有由测量和/或保护设备30接收的扫描值的可能性例如在于，更改测量和/或保护设备30的工作方式，其中重新对测量和/或保护设备参数化。但是这样的重新参数化如上所述很费事且有风险，因为可能出现错误，而且可能完全干扰测量和/或保护设备30的工作方式。

为了避免这些问题，控制装置100可以并行且彼此独立地运行附加软件模块。这在图2中示意性示出。

确定测量和/或保护设备30的测量和/或保护技术的工作方式的软件模块在下面成为驱动模块，并且在图2中用附图标记400表示。可以通过端子220和通过站总线20从外部对驱动模块400进行参数化；这意味着，通过输入运行参数可以从外部修改驱动模块400的工作方式，可替换的，驱动模块也可以“不可参数化”地实施为不可改变的。

在图2中可看出驱动模块400与软件平台410耦合，该软件平台为此具有软件方面的接口420。此外软件平台410还具有其它软件方面的接口430、440、450，这些接口可以耦合到附加的软件模块。

在图2中用附图标记460示出这样的附加软件模块。该附加软件模块是检验模块，其由检验设备350通过站总线220为了的检验目的而安装在测量和/或保护设备30中(参见图1)，其中该软件模块与其它的软件方面的接口430耦合并接着启动。

软件平台410这样设计：其可以并行和完全分离地运行驱动模块400和检验模块460；驱动模块400和检验模块460的相互影响因此可以被排除。允许同时运行不同软件模块-也称为应用-的驱动系统目前是普遍公知的(例如Unix、Windows等)。

检验模块460例如被这样编程，使得该检验模块直接分析所接收的涉及相线导体的扫描值U和I；因此检验模块不访问驱动模块400的减小了扫描率的电文Tp。在检验设备350上进行工作的检验工程师因此可以直接访问所有在入口处的测量和/或保护设备30的数据，从而该工程师可以执行所有期望的检验和测试方法。换句话说检验模块460实现了直至包括测量互感器层的100％的数据透明性。

在图2中可以看到，软件平台410例如可以基于驱动系统500，该驱动系统可以管理根据IEC61850标准的“对象目录”。驱动系统500例如可以在与IEC61850兼容的通信堆栈510上运行。

在按照图1和图2的实施例中，针对检验设备350连接到站总线20的情况解释了检验设备350的工作方式和软件模块的可耦合性。检验设备350还可以按照相应的方式耦合到过程总线40，以从该过程总线在测量和/或保护设备30中安装附加的软件模块。在这种情况下过程总线20执行“上级”数据总线的功能，用于馈入软件模块的端子通过接口150形成。

附图标记列表

5保护系统

10上级控制系统

20站总线

30测量和/或保护设备

40过程总线

50测量互感器

100控制装置

110 3端子网络接入

120另一个3端子网络接入

130、140一个3端子网络接入的外部端口

150接口

160一个3端子网络接入的内部端口

200、210另一个3端子网络接入的外部端口

220其它接口

230另一个3端子网络接入的内部端口

300信号处理器

350检验设备

400驱动模块

410软件平台

420软件方面的接口

430其它软件方面的接口

440其它软件方面的接口

450其它软件方面的接口

460附加的软件模块

500操作系统

510通信堆栈

U、I电流和电压扫描值

Ts、Tp电文

Claims (9)

1.一种测量或保护设备(30)，具有

用于产生与数据总线(20)的连接的端子(220)，和

控制装置(100)，该控制装置(100)确定该测量或保护设备(30)的测量或保护技术的工作方式，其中该工作方式可以从外部通过该端子(220)更改，

其特征在于，

该控制装置(100)实施为，其可以并行且彼此独立地运行至少两个软件模块(400，460)，其中一个软件模块是驱动模块(400)，其确定测量或保护设备的测量或保护技术的工作方式，以及至少一个附加软件模块(460)可以具有其他功能，

该控制装置具有至少一个软件方面的接口(430)，所述附加软件模块(460)可以从外部通过端子(220)以软件方式耦合到该接口。

2.根据权利要求1所述的测量或保护设备，其特征在于，

所述驱动模块(400)通过从外部经由端子(220)输入运行参数来被参数化。

3.根据权利要求1或2所述的测量或保护设备，其特征在于，

所述控制装置的每个软件模块(400，460)通过软件方面的接口(420，430)耦合，以及

对每个软件方面的接口(420，430，440，450)都可以从外部通过所述端子(220)进行响应。

4.根据上述权利要求之一所述的测量或保护设备，其特征在于，

所述控制装置(100)具有包括多个软件方面接口(420，430，440，450)的软件平台(410)，

所有软件模块(400，460)分别通过软件方面的接口耦合到该软件平台。

5.根据权利要求4所述的测量或保护设备，其特征在于，

所述软件平台的所有软件方面的接口(420，430，440，450)都相同地设计，使得每个软件模块可以耦合到每个任意的软件方面的接口。

6.根据权利要求4或5所述的测量或保护设备，其特征在于，

所述软件平台(410)耦合到与IEC61850标准兼容地工作的驱动系统(500)。

7.根据上述权利要求之一所述的测量或保护设备，其特征在于，

该测量或保护设备具有另一个端子(150)，用于建立与至少一个测量互感器(50)的连接。

8.一种具有根据上述权利要求之一所述的测量或保护设备(30)以及数据总线(20，40)的保护系统(5)，该数据总线与测量或保护设备(30)连接，其特征在于，

在数据总线上连接有分析单元(350)，尤其是检验设备，并且所述测量或保护设备(30)实施为，该测量或保护设备接收由该分析单元(350)馈入该数据总线的附加软件模块(460)，并与软件方面的接口(430)耦合。

9.一种用于运行尤其是根据权利要求1至7中任一项所述的测量或保护设备(30)的方法，其特征在于，该测量或保护设备(30)与分析单元、尤其是检验设备(350)连接，

为了分析或检验的目的利用该分析单元(350)将一个附加软件模块(460)耦合到所述测量或保护设备(30)的软件方面的接口(430)，

在测量或保护设备中启动该附加软件模块(460)。

Images