CN103048959A - 用于配置控制装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于配置控制装置用以将智能电现场设备（IED）集成到具有可灵活扩建的硬件结构的控制或自动化系统中的方法，其中借助于设备配置工具（30）和系统配置工具（10）创建控制或自动化系统的配置，为此在系统配置工具（10）中存放系统规范描述（SSD），其确定根据所定义的通信协议从系统配置工具（10）到设备配置工具（30）的数据交换，给设备配置工具（30）提供配置设备描述（CID），其确定根据所定义的通信协议从设备配置工具（30）到设备（IED）的数据交换，和在设备配置工具（30）中从所提供的配置设备描述（CID）和由系统配置工具（10）所提供的系统配置描述（SCD）中产生设备配置数据。

Description

用于配置控制装置的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于配置可自由编程的控制装置用以将智能现场设备集成到具有可灵活扩建的硬件结构的控制或自动化系统中的方法。此外，本发明涉及一种用于实施该方法的装置。本发明尤其是在用于控制过程和/或设备组件的过程自动化或机器控制中使用。
背景技术
用于控制技术过程或技术设备的自动化系统通常包括控制装置（SPS），所述控制装置集成在大量智能电设备（也称为智能电子设备（IED））的复合体中。智能电子设备是基于微处理器的设备，例如保护和控制设备、电机保护设备、智能开关和电压调节器、变频器、压力和温度测量变换器和流量计。
在控制装置和智能电设备（IED）之间的通信通常借助于通信协议、优选地经由通信标准IEC 61850来实施并且例如在EP 1 976 281 A1中得以描述。为了系统内的数据交换，需要借助于也称为工程工具（Engineering Tool）的编程工具或编程设备来配置设备（IED）并且将设备容纳到按照IEC 61850标准工作的通信网络中。
为了在构成控制或自动化系统的设备之间交换信息、也即在功能之间交换数据（其中所述功能在设备中实现），首先将通信节点看作与其他功能交换数据的功能的最小部分。这些逻辑节点实施总功能的子功能并且可以单独地或共同地在设备中实现。
IEC61850通信标准为智能电设备定义要传递的数据作为具有事先确定的结构的通信节点（也称为逻辑节点）的映射，这是因为IED类型（也称为逻辑节点类型）通常恰好针对一个应用类型被创建。
可自由编程的控制装置（例如ABB公司的AC500）可用于不同的应用领域，但是根据通信标准IEC61850对于相应的应用领域需要不同的逻辑节点类型。
该配置为此借助于也称为IED配置器的设备配置工具和也称为系统配置器的系统配置工具根据IEC 61850标准来创建。
在系统配置器中存放也称为系统规范描述（SSD）的系统配置。在系统规范描述中确定根据IEC 61850标准从系统配置器到IED配置器的数据交换。
在IED配置器中，从也称为配置IED描述（CID）的所提供的配置设备描述和由系统配置器所提供的系统配置描述（SCD）中产生设备配置数据并且根据IEC 61850标准从IED配置器传输到IED设备中。
IED设备的设备配置描述（也称为IED能力描述（ICD））包含控制系统中设置的设备的相应的配置。所述设备配置描述由设备制造商作为程序针对相应的现场设备被加到存储介质上并且提供给系统配置器用于处理。所述设备配置描述能够与在系统配置器中所存放的子站配置描述（SCD）一起来为每个在设备中设置的设备创建配置。如此创建的设备特定的配置文件从现在起被容纳到控制或自动化系统的设备中，所述配置文件包含在控制系统中设置的设备的相应配置。
尤其是可灵活配置的设备到按照IEC 61850标准工作的通信网络的连接和其借助于配置PC处的编程工具的配置与不可忽略的配置耗费相关联，因为在大数量的不同应用简档文件和在其中所包含的可选部分情况下必须调整配置中的很多点。
发明内容
因此本发明所基于的任务是，提供用于配置可自由编程的控制装置用以将智能现场设备集成到控制或自动化系统中的方法和实施该方法的装置，其避免前述缺点并且尤其是能够将不同制造商的设备以合理的耗费集成到控制或自动化系统中。
该任务通过具有在权利要求1中所说明的特征的用于配置可自由编程的控制装置用以将智能现场设备集成到控制或自动化系统中的方法来解决。有利的扩展方案和用于实施该方法的装置在其他权利要求中说明。
根据本发明的方法为此规定将智能电设备（IED）连接到可自由编程的控制装置上，其中以可灵活扩建的硬件结构为出发点并且此外提供与控制或自动化系统的相应应用情况相匹配的新产生的设备描述。
利用新产生的应用特定的或项目特定的设备描述可以有利地以较少的配置耗费将最不同的设备制造商的新设备容纳到控制或自动化系统中。
控制或自动化系统的配置在此借助于设备配置工具（IED配置器）和系统配置工具（系统配置器）来创建。此外，在系统配置工具中存放系统规范描述（System Specification Description），所述系统规范描述确定根据事先定义的通信协议从系统配置工具到设备配置工具的数据交换。在设备配置工具中从所提供的配置描述文件（CID）和由系统配置工具所提供的系统配置描述（SCD）中产生设备配置文件并且根据事先所确定的通信协议从设备配置工具传输到IED设备中。
根据本发明，借助于作为逻辑节点类型编辑器所实施的编辑程序创建用于映射设备的要传递的数据的对于可自由编程的控制器所需要的通信节点（也称为逻辑节点类型）的项目特定的库，所述库对于不同的应用领域或应用简档文件包含相应的信息。
由此借助于控制器配置工具为真实的设备配置选择事先所创建的库。借助于所选择的库在控制器配置工具中产生为控制或自动化系统所设置的设备特定的配置描述ICD，所述配置描述ICD构成用于控制或自动化系统的固定地预先给定的逻辑节点类型组并且被提供用于进一步处理。
优选地，从设备配置工具到设备和从系统配置工具到设备配置工具的数据交换根据IEC 61850标准来实施。
借助于逻辑节点类型编辑器所产生的逻辑节点类型在此被进一步处理，好像所述控制器包含固定地预先给定的逻辑节点类型组，并且根据IEC61850标准的标准工具可以被使用，以便在系统中配置符合IEC61850的通信。
根据本发明方法，为了产生具有灵活现场设备结构的可自由编程的控制装置的设备特定的配置描述ICD，从而有利地在系统配置中经由上游的层级（下面也称为灵活配置工具）在逻辑节点类型中存放应用简档文件和选项，并且从而将灵活设备容纳到现有的系统配置工具景观（Systemkonfigurations-Tool-Landschaft）（也称为标准配置工具）中，所述系统配置工具景观仅识别和支持具有先前确定的固定结构的智能现场设备。
灵活配置工具为此具有灵活设备类型和逻辑节点类型库，而标准配置工具仅识别和支持一种固定的设备类型。
由灵活配置工具产生的设备特定的配置描述被传输到标准配置工具中并且利用在那里所存放的子站配置描述被进一步处理用于从与具有选项的应用简档文件匹配的设备类型到项目特定的实例的映射。
用于执行前述方法的装置可以从权利要求3得出。
用于配置可自由编程的控制装置用以将智能现场设备集成到具有可灵活扩建的硬件结构的控制或自动化系统中的本发明装置包括设备配置工具（IED配置器）和系统配置工具（系统配置器），以便创建控制或自动化系统的配置。在系统配置工具中为此存放系统规范描述（System Specification Description），所述系统规范描述确定根据所定义的通信协议从系统配置工具到设备配置工具的数据交换。
在设备配置工具中存放配置描述文件（CID），所述配置描述文件确定根据所定义的通信协议从设备配置工具到设备的数据交换。
本发明装置包括作为逻辑节点类型编辑器所实施的编辑程序，其创建用于映射设备的要传递的数据的对于可自由编程控制所需要的通信节点（也称为逻辑节点类型）的项目特定的库；以及控制器配置工具，从而使事先所创建的库被选择。由此借助于控制器配置工具根据应用简档文件选择事先所创建的库并且产生为控制或自动化系统所设置的设备特定的配置描述（ICD），所述配置描述对应于用于控制或自动化系统的固定地预先给定的逻辑节点类型组并且被提供用于进一步处理。
附图说明
根据在下面的图中所示的实施例应该更详细地阐述和描述本发明以及本发明的有利的扩展方案和改善方案。
图1示出用于根据现有技术集成具有固定结构的智能现场设备的示例性IEC 61850配置，
图2示出用于配置具有灵活现场设备结构（可灵活扩建的硬件结构）的可自由编程的控制装置的示例性装置，
图3示出用于传输所创建的设备特定的配置描述的示例性方法流程，和
图4示例性地示出用于为通信节点产生项目特定的库的逻辑节点类型编辑器。
具体实施方式
图1示出用于根据现有技术集成具有先前所确定的结构的智能现场设备IED的按照IEC 61850标准工作的示例性标准配置工具1。在控制系统能使用之前，在用于配置系统中所设置的设备的工程工具1中的为此所设置的硬件IED被映射为SPS或控制项目的组成部分，其中尤其是将关于智能现场设备IED的输入/输出地址的信息存储在控制项目中并且使所述信息对于用户程序而言是可访问的。
根据IEC标准61850进行从工程工具1到控制或自动化系统的设备的数据交换并且所述数据交换在IEC 61850-6中得以描述。图1示出配置描述文件系统规范描述SSD、子站配置描述SCD、IED能力描述ICD和配置IED描述CID以及所示配置数据根据现有技术的交换，这在下面更详细地予以阐述。
两个标准配置工具IED配置器30和系统配置器10可供配置使用。借助于IED配置器30和系统配置器10根据IEC 61850标准来创建控制系统的配置。
为此，在系统配置器10中存放系统规范描述SSD，所述系统规范描述确定根据IEC 61850标准从系统配置器10到IED配置器30的数据交换。
在IED配置器30中，从所提供的IED配置描述（CID）和由系统配置器10所提供的系统配置描述（SCD）产生设备配置文件，所述设备配置文件被设置用于借助于配置下载来传输到设备IED的标准IEC61850通信模块中。
在启动项目时，IED设备的设备描述60被传输到IED配置器30中，所述设备描述通常由设备制造商作为程序对于相应的现场设备IED加到存储介质上，并且与在系统配置器10中所存放的IED能力描述ICD一起为每个在系统中设置的设备IED创建配置。如此创建的设备特定的子站配置描述SCD从现在起经由IED配置器30被传输到控制系统的设备中，所述子站配置描述包含控制系统中所设置的设备的相应配置。
在一种有利的扩展方案中，也可以将具有用于控制项目的相应接口的其他IEC 61850项目，例如具有SCADA工程工具的数据检测和数据监控系统（SCADA）50容纳到总系统中。
根据下图所示的本发明方法，在系统配置中，不使用根据确定的应用简档文件所映射的固定地预先给定的设备而是经由上游的层级2来将应用简档文件和选项存放在逻辑节点类型中并且从而将灵活设备容纳到根据图1中所示的现有的系统配置工具景观中，所述系统配置工具景观仅识别和支持固定的设备。
图2在左侧除了按照IEC 61850标准工作的用于集成具有固定结构的智能现场设备（如在图1中所示）的标准配置工具1之外示例性地示出用于按照本发明方法为具有灵活现场设备结构的可自由编程的控制装置产生设备特定的配置描述ICD的装置2，也称为灵活配置工具。借助于实线箭头表示灵活配置的数据交换。
根据图2的装置2示出用于匹配于应用简档文件的根据本发明所设置的灵活配置工具逻辑节点类型编辑器61和其中所包含的可选部分以及用于创建设备特定的配置描述ICD的控制器配置工具62。为此，逻辑节点类型编辑器61与逻辑节点类型库64和控制器配置工具62交换配置数据，其中在所述逻辑节点类型库64中对于不同应用情况存放可自由编程的控制器的不同应用领域的应用特定的或项目特定的功能块，这在下面更详细地予以阐述。
也称为灵活IED工程工具的控制器配置工具62借助于逻辑节点类型编辑器61产生项目特定的逻辑节点类型库64，从中根据所使用的智能设备IED为每个在系统中所设置的设备产生配置描述ICD。该配置描述下面也称为设备特定的配置描述。
所产生的设备特定的配置描述ICD为控制或自动化系统的可自由编程的控制器提供固定地预先给定的逻辑节点类型组，所述逻辑节点类型被设置用于借助于配置下载传输到项目特定地选择的设备63的标准IEC61850通信模块中。
图3示出用于根据控制或自动化系统的分别所设置的应用情况传输在控制器配置工具62中借助于逻辑节点类型编辑器61和项目特定的库64所创建的设备特定的配置描述ICD的示例方法流程图。
所产生的设备特定的配置描述ICD如IED设备的设备描述60（其由设备制造商作为程序对于相应的现场设备被加到存储介质上）那样被传输到标准配置工具中并且在系统配置器10中利用用于将与具有选项的应用简档文件匹配的设备类型映射成项目特定的实例的在那里所存放的子站配置描述SCD（下面也称为CDI）进一步处理。CDI于是又被提供给灵活配置工具2的控制器配置工具62并且借助于配置下载被传输到灵活设备63的通信模块中。
在图4中示例性地示出用于产生项目特定的库64的逻辑节点类型编辑器61，所述库对于不同的应用情况或控制项目包含相应的设备特定的信息。
当在第一步骤a中根据具有所希望的选项的所希望的应用简档文件在逻辑节点类型编辑器61中确定了逻辑节点类型之后，由此在第二步骤b中产生设备类型特定的逻辑节点类型库64，所述逻辑节点类型库在第三步骤c中被输入回到逻辑节点类型编辑器61中，以便因此在另一步骤d中与事先所确定的应用简档文件特定的逻辑节点类型一起构成应用特定的或项目特定的IED节点类型实例。
在接着的步骤e中，作为标准配置工具1的固定结构的IED类型描述准备应用特定的IED节点类型实例，在倒数第二步骤f中应用特定的IED节点类型实例被传输到标准配置工具1中并且在最后的步骤g中被提供用于转交到控制系统中。

Claims (3)

1. 用于配置可自由编程的控制装置用以将智能电现场设备IED集成到具有可灵活扩建的硬件结构的控制或自动化系统中的方法，其中
-借助于设备配置工具（30）和系统配置工具（10）创建控制或自动化系统的配置，
-为此在所述系统配置工具（10）中存放系统规范描述SSD，所述系统规范描述SSD确定根据所定义的通信协议从系统配置工具（10）到设备配置工具（30）的数据交换，
-在设备配置工具（30）中提供配置设备描述CID，所述配置设备描述确定根据所定义的通信协议从设备配置工具（30）到设备IED的数据交换 ，和
-在设备配置工具（30）中从所提供的配置设备描述CID和由系统配置工具（10）所提供的系统配置描述SCD中产生设备配置数据，其特征在于，
-借助于作为逻辑节点类型编辑器（61）所实施的编辑程序（61）创建对于可自由编程的控制器所需要的逻辑节点类型的项目特定的库（64），
-借助于控制器配置工具（62）选择事先所创建的库（64），
-从中产生为控制或自动化系统所设置的设备特定的配置描述ICD，所述配置描述构成用于控制或自动化系统的固定地预先给定的逻辑节点类型组并且被提供用于进一步处理。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从设备配置工具（30）到设备IED和从系统配置工具（10）到设备配置工具（30）的数据交换根据IEC 61850标准来实施。
3. 用于配置可自由编程的控制装置用以将智能现场设备集成到具有可灵活扩建的硬件结构的控制或自动化系统的装置，具有
-设备配置工具（30）和系统配置工具（10），用于创建控制或自动化系统的配置，
-为此在系统配置工具（10）中存放系统规范描述SSD，所述系统规范描述确定根据所定义的通信协议从系统配置工具（10）到设备配置工具（30）的数据交换，
-设备配置工具（30）提供配置描述文件CID，所述配置描述文件确定根据所定义的通信协议从设备配置工具（30）到设备IED的数据交换，以及
-设备配置工具（30）从所提供的配置设备描述CID和由系统配置工具（10）所提供的系统配置描述SCD中产生设备配置数据，其特征在于，
-作为逻辑节点类型编辑器（61）所实施的编辑程序（61）创建对于可自由编程的控制器所需要的逻辑节点类型的项目特定的库（64），
-控制器配置工具（62）选择事先所创建的库（64），
-从中产生为控制或自动化系统所设置的设备特定的配置描述ICD，所述配置描述对应于用于控制或自动化系统的固定地预先给定的逻辑节点类型组并且被提供用于进一步处理。
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