CN105988401A - 电气设备参数化的方法、运算装置、用户单元和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于对电气设备(11a-h)参数化的方法，在用户单元(32)和运算装置(13)之间建立通信连接，由运算装置提供对电气设备(11a)参数化的参数化程序；借助用户单元采集用户侧的与电气设备相关的设置；使用所采集的设置形成对电气设备进行参数化的设置值，针对电气设备生成包含设置值的参数化文件。为了能简单并低成本地对电气设备、特别是在安全关键的环境中的自动化设施中使用的电气设备进行参数化，对电气设备进行参数化的参数化程序由运算装置执行，借助用户单元显示参数化程序的操作界面。本发明还涉及对应的运算装置、用户单元以及具有运算装置和用户单元的系统。

Description

电气设备参数化的方法、运算装置、用户单元和系统

技术领域

本发明涉及一种用于对电气设备进行参数化的方法，其中，在用户单元和运算装置之间建立通信连接，其中，所述运算装置提供用于对所述电气设备进行参数化的参数化程序，借助所述用户单元采集与所述电气设备相关的在用户侧进行的设置，并且使用所采集的设置形成用于对所述电气设备进行参数化的设置值，并且针对所述电气设备生成包含所述设置值的参数化文件。

本发明还涉及一种用于对电气设备进行参数化的运算装置、用于对电气设备进行参数化的用户单元以及具有运算装置和用户单元的系统。

背景技术

在进入运行状态之前，通常必须由设备的用户通过在用户侧进行希望的设置，使电气设备与使用目的匹配。例如，必须进行关于设备命名、设备与其它设备或者组织单元的关联、在电气设备运行期间对电气设备的行为进行定义的通信设置和/或运行参数的预先给定。这种过程也称为电气设备的参数化。

在这种情境下，电气设备特别地可以是自动化设施的设备、例如传感器、执行器、故障显示器、测量设备、保护设备、控制设备或者通信装置(路由器、交换机、集线器、桥接器)。在此，自动化设施可以用于对工业过程和设施、生产和制造设施、公共和私营机构(例如建筑、交通运输系统)或者(例如电力、固体燃料、油、气、水、空气等的)分配和传输系统进行控制、观察、监视、进行保护和/或调节。然而，此外，任意其它电气设备、例如来自消费领域的设备也可以是参数化的对象。

下面，将以自动化设施为例针对电气设施、例如供电网或者供电网中的电气开关站对本发明进行说明。这种电气设施可以包括例如导线和线缆、开关、变压器、发电机、电动机、变流器、负载、电能产生设备等形式的各个部件。这种自动化设施中的电气设备通常在空间上被布置为靠近电气设施的各个部件，并且例如用于采集描述设施的各个部件的状态或者影响设施的各个部件的状态的测量值。在这种情境下，电气设备例如可以是传感器、例如用于测量电气参量(例如电流、电压)的传感器、温度传感器、流速传感器、流量传感器等，或者可以是执行器、例如致动器、开关控制器、阀等。此外，电气设备还可以是在执行特定算法时独立执行设施自动化任务的智能设备(例如所谓的IED(智能电子设备，intelligent electronic device))(例如所谓的故障指示器，其测量在线路中流动的电流并且在超过阈值时发出警报信号)。在这种情境下，IED特别地可以是保护和控制设备、测量设备、电能质量设备或者功率测量设备(功率计)。此外，这种自动化设施中的电气设备还可以是用于在自动化设施的通信系统中传输消息的通信设备(路由器、交换机等)。

因此，下面的示例性说明不应当理解为是局限性的；由此，所有描述也可以以对应的方式转用于其它电气设备。

近年来，供电网的自动化持续增加。也就是说，在迄今为止很大程度上仅高压范围内以及部分地还有中压范围内的供电网在地区范围内配备有自动化系统的同时，近来使中压和低压水平的配电网更加自动化的愿望也增加。电网操作者特别地由此承诺减少停机时间。此外，已有的供电网、特别是还有配电水平的供电网必须对平稳增加的通过分散的发电设施(例如风电站、光伏发电站、生物质发电站等)的电力供应作好准备。其结果是，产生了特别是以如下方面突出的自动化系统：包括数量非常大的电气设备、特别是执行器和传感器，在空间上分布在大的面积上，并且收集大量数据。

根据传统模式利用几个中央引导和控制设备以及连接到其的分布式自动化设备或远程控制设备构建的自动化解决方案，需要高安装和参数化开销。由于未来的自动化设施中的设备的数量大，因此出现了如下问题：如何能够以尽可能简单并低开销的方式进行所需的设备参数化。

迄今为止的用于电气设备的参数化的系统主要使用专门针对待参数化的电气设备定制的参数化设备。在这种情境下，参数化设备通常执行对于待参数化的电气设备专门的参数化程序，并且通过与预先给定设置的用户的交互来产生参数组，随后向电气设备传输该参数组。这种参数化设备例如从欧洲专利文献EP 1929382B1中已知。

如果待参数化的设备具有自己的输入和显示选项(例如按键和显示器)，则在一些情况下参数化也可以直接在设备处现场进行；在此，参数化设备在一定程度上被集成在电气设备中。在此，电气设备除了具有运行软件之外，还必须具有适合进行参数化的参数化程序。

不仅在分立的参数化设备的情况下，而且在集成在设备中的参数化设备的情况下，存在保持多个单元上的要使用的参数化程序最新的要求，由此产生高的维护开销。

此外，从德国专利文献DE 10253062B4中已知开头提及的类型的用于对电气设备进行参数化的方法。在该已知方法中，借助计算机(例如工程工作站)形式的用户单元对保护设备和现场设备形式的电气设备进行参数化。为了保持用于参数化的参数化程序总是最新，用户单元连接到用于参数化应用的服务器形式的运算装置，并且在参数化过程之前加载与设备匹配的参数化程序。然后，可以借助用户单元进行参数化，并且向设备传输用于完成设备的参数化的参数设置。

由此，在这些已知方法中，总电气设备和用户单元之间总是存在直接的通信连接。由此，除了高技术要求之外，例如设置专门的、在需要时甚至无线的、电气设备的用于与用户单元建立通信连接的参数化接口也产生安全风险，因为未经授权的人群也可能经由该参数化接口获得对电气设备的访问。此外，这些已知系统如所说明的那样需要相对高的维护开销，其随着待参数化的电气设备的数量和多样化而增加。

发明内容

由此，从开头提及的类型的方法出发，提出了如下任务：给出一种方法，利用其能够以相对简单并且低成本的方式对电气设备、特别是在安全关键的环境中在自动化设施中使用的电气设备进行参数化。

此外，提出了如下任务：给出对应的运算装置、对应的用户单元和对应的用于对这些电气设备进行参数化的系统。

根据本发明，上述任务在方法方面通过开头提及的类型的方法来解决，其中，用于对电气设备进行参数化的参数化程序由运算装置执行，其中，借助用户单元显示参数化程序的操作界面。

用户单元例如可以是便携式计算机(笔记本计算机、膝上型计算机、平板计算机、PDA等)或者移动通信设备(移动电话、智能电话等)。然而，用户单元也可以是固定的数据处理装置、例如工作站。

运算装置可以是单个或多个数据处理装置(计算机、服务器等)，其以合适的方式协作，以执行参数化程序。优选在运算装置和电气设备之间存在有线或无线通信连接。其可以持续地存在或者可以按照需要建立。为此，运算装置可以具有与操作和观察站(例如控制中心中的计算机或者工作站)的接口，以便能够向电气设备的操作者呈现与电气设备相关的数据和/或从其分发的数据。

用户单元可以与运算装置建立无线的(例如经由WLAN、WiFi等或者移动无线电、例如GSM、GPRS、UMTS、LTE等)或者有线的(例如经由有线LAN或者有线的电话连接)通信连接。因为在用户单元和运算装置之间仅必须传输小的数据量，因此对通信连接没有特别高的要求。

由此，在根据本发明的方法中，进行从现有技术中已知的、参数化程序的执行从用户单元到运算装置的转移，然而其中，运算装置和用户单元协作，使得由用户单元显示参数化程序的操作界面，并且用户可以利用用户单元进行必须的设置，以对电气设备进行参数化。这种方案一方面具有如下优点：用户单元和电气设备本身都不需要提供参数化程序。特别是在待参数化的电气设备多种多样，对应地需要多种多样的参数化程序的情况下，与在每个用户单元上相比，在运算装置上明显能够更简单地实现所需的参数化程序的提供和维护。此外，对用户单元的存储空间和运算能力仅提出了低要求，因为复杂的程序步骤由运算装置执行。此外，用户单元必须仅被配置用于显示操作界面和用于采集用户侧的设置。因为用户单元仅必须能够显示在运算装置上运行的参数化程序的操作界面并且能够采集与此相关的用户侧输入，因此当用户单元为此执行相对简单的程序时就足够了。在此，其例如可以是浏览器，利用其显示由运算装置提供的用于采集电气设备的设置的网页。但是也可以在用户单元上提供被构造用于显示操作界面的任意其它程序、例如所谓的“APP”。

另一个优点在于，在用户单元和待参数化的电气设备之间不需要存在通信连接。对电气设备的未授权的访问的可能性由此显著降低。

在对电气设备进行参数化之后，其在运行中可以接收其它数据、例如测量值、状态值、结果值等并且向运算装置发送。运算装置存储涉及的数据，因此电气设备本身不需要具有特别大的存储空间。

根据本发明的方法的一个有利实施方式设置为，在执行参数化程序时，所述运算装置向所述用户单元传输适合于生成参数化程序的操作界面的第一数据，借助所述用户单元使用接收到的第一数据生成并显示用于采集用户侧的设置的操作界面，从所述用户单元向所述运算装置传输指示所采集的在用户侧进行的设置的第二数据，借助所述运算装置使用接收到的第二数据形成针对电气设备的设置值，并且借助所述运算装置使用所形成的设置值生成所述参数化文件。

运算装置向用户单元传输的第一数据例如可以是浏览器可显示的数据格式(例如HTML、XML)的数据。相同的数据格式也可以用于以第二数据的形式向运算装置传输设置。

用户单元采集的设置例如可以是设备的名称、设备在其中运行的站的名称、与设备连接的主要部件(例如设备用来接收测量值的电导线)的说明、通信地址或者运行参数(例如用于比较测量值的阈值)。此外可以设置为，用户单元采集的设置包括指示电气设备运行的地理位置的地理位置信息。也就是说，在自动化系统中的一系列工作处理中，重要的是操作者知道安装设备的地理位置。这例如对于在出现过电流的情况下输出故障信号的中压架空线的故障指示器非常重要。在知道安装地理位置的情况下，在发生故障的情况下操作者可以更快地到达相关故障点并且排除故障。为此，用户可以在用户单元中手动输入地理位置信息(例如以地理位置坐标的形式)，或者用户单元可以借助地理位置传感器(例如GPS模块)执行安装位置的定位，并且将相关联的地理位置信息直接纳入设置中并且向运算装置传输。

可以设置为，仅在运算装置上保持具有电气设备的设置值的参数化文件，并且电气设备在其运行期间在需要时访问这些设置值。

然而，按照根据本发明的方法的一个有利实施方式，还可以设置为，从所述运算装置向电气设备传输所述参数化文件的至少部分。

由此，可以将电气设备的运行所需的设置值作为参数化过程的结果直接存储在电气设备中，并且在那里在本地用于运行。

按照根据本发明的方法的另一个有利实施方式，还可以设置为，利用所述用户单元采集电气设备的识别信息，从所述用户单元向所述运算装置传输电气设备的识别信息，并且所述运算装置使用识别信息调整参数化程序，使其适合于对设备进行参数化，或者从多个参数化程序中选择适合于对设备进行参数化的参数化程序。

以这种方式，运算装置特别是在要对多个不同的电气设备进行参数化的情况下，能够以简单的方式提供分别适合于对电气设备进行参数化的参数化程序。也就是说，运算装置根据识别信息识别其涉及哪个设备，并且能够从多个参数化程序中选择与电气设备匹配的参数化程序，或者例如通过仅提供与电气设备匹配的设置选项，来调整通用参数化程序，使得其适合于对电气设备进行参数化。

电气设备的识别信息例如可以是设备说明、序列号、设备类型等。例如，识别信息可以由用户手动输入到用户单元中。然而，被视为特别有利的是，电气设备以可光学采集的代码的形式提供识别信息，并且用户单元借助光学传感器采集代码，由此确定识别信息。可光学采集的代码例如可以是打印或者粘贴在电气设备上的条形码或者QR码(QR＝Quick Response(快速响应))，其利用用户单元的光学读取装置(例如照相机)来采集。还可以在存在的电气设备的任意的显示器上显示该代码。用户单元使用本身常见的方法根据该代码来确定电气设备的识别信息，并且将其传输到运算装置。

除了针对电气设备选择合适的参数化软件之外，运算装置还使用识别信息在运行时登记电气设备。也就是说，例如，除了参数化程序之外，运算装置还可以执行供电网的控制和监视程序，其中，电气设备是供电网的自动化设施的一部分(例如传感器或者执行器)。在这种情境下，可以设置为，电气设备在运行时向运算装置传输数据。在此，其例如可以是指示电气设备本身和/或连接到其的部件(例如供电网中的电导线或者其它主要部件)的状态的测量值、状态值、结果通知、诊断数据等。此外，在电气设备运行时可以设置为，其从运算装置接收数据。这些数据例如可以是命令、控制数据、软件更新或者改变后的参数。由此，运算装置借助识别信息登记电气设备，是电气设备与运算装置协作运行的基础。在第一次参数化期间成功地登记之后，运算装置才识别出该电气设备，由此知道其可以从设备接收哪些数据，并且要向设备发送哪些数据。

此外，可以设置为，所述运算装置使用识别信息确定与电气设备相关的其它信息。其特别地包括指示设备类型、设备文档、设备的可使用功能、设备的制造商或者设备的支持和更新文件的在线链接的静态数据。在这种情况下，这些信息不需要由用户经由用户单元手动输入，而是由运算装置自动根据识别信息来确定。为此，运算装置例如可以包括具有可以针对参数化提供的所有常见设备的数据库。有利的是，数据库被设计为使用识别信息的至少一个组成部分，来至少确定电气设备的一般信息(例如类型、制造商、版本)。

根据本发明的方法的另一个有利实施方式设置为，所述运算装置以数据处理云提供。

在此，数据处理云应当被理解为具有一个或更多个数据存储装置以及一个或更多个数据处理装置的装置，其可以通过合适的编程被构造用于执行任意的数据处理过程。在此，数据处理装置通常是在结构和编程方面起先没有特别的设计的通用数据处理装置(例如服务器)。通过进行编程，才使得通用数据处理装置能够用于执行特殊功能。如果数据处理云具有多个单个的部件，则将其以合适的方式彼此连接(例如通过通信网络)，以进行数据通信。可以向数据处理云提供任意的数据，以进行数据存储和/或处理。数据处理云本身又向其它设备、例如连接到数据处理云的计算机工作站(Workstation)提供存储的数据和/或执行的数据处理的结果。数据处理云例如可以通过一个运算中心或者还可以通过多个联网的运算中心来提供。数据处理云通常被构造为在空间上远离设施。

在此，数据处理云例如可以由与电气设备相同的操作者操作。在此，其例如可以是设施操作者的服务器设施或者运算中心。但是也可以设置为，数据处理云与不同于电气设备的操作者的操作者相关联。这对于电气设备的操作者、特别是对于必须操作多个电气设备的情况可以具有如下优点：其不必担心数据处理云本身的运行和维护，而是将这些任务转移给数据处理云的操作者，其作为服务来提供这些任务。

根据本发明的方法的另一个有利实施方式设置为，在所述用户单元中存储与电气设备的操作者相关联的唯一的数字操作者秘钥，并且所述用户单元向所述运算装置发送所述秘钥，并且所述运算装置使用所述操作者秘钥以加密的方式存储所述设置值和/或所述参数化文件和/或与电气设备相关的其它信息和/或在运行期间从电气设备接收到的数据。替换地，可以设置为，在所述用户单元中存储与电气设备的操作者相关联的唯一的数字操作者秘钥，并且所述用户单元向所述运算装置发送所述秘钥，所述运算装置将所述设置值和/或所述参数化文件和/或与电气设备相关的其它信息和/或在运行期间从电气设备接收到的数据存储在使用所述操作者秘钥进行访问保护的区域中。

以这种方式，与电气设备相关联的数据，不仅用于进行参数化的设置值，而且任意的其它数据、例如诸如测量值的运行数据等，都可以在运算装置上针对未授权的访问得到保护。这通过使用操作者秘钥，通过对相应的数据进行加密，或者通过针对未授权的访问来保护针对与电气设备的操作者相关联的数据所保留的数据区域来实现。特别是当运算装置以用来管理多个操作者的设备的数据处理云构造时，需要这种措施。通过对应地保护数据或数据区域，可以确保仅那些具有操作者秘钥的操作者能够访问其电气设备的数据。

操作者秘钥可以预先存储在用户单元上，在用户输入之后进行存储，或者通过分配方法、例如从网上银行领域已知的分配方法(例如mTAN)对用户单元分配。

为了进一步提高针对未授权的访问的安全性，在这种情境下还可以设置为，在操作者购买新的电气设备时，所述运算装置将所述新的电气设备的识别信息与操作者的操作者秘钥结合并且进行存储，并且在对所述新的电气设备进行参数化时，所述运算装置仅接受来自具有相同的操作者秘钥的用户单元的针对所述新的电气设备的这些设置。

在这种情况下，通过至少部分地借助电子数据处理支持的销售平台向操作者销售电气设备。运算装置连接到销售平台或者甚至本身形成这种销售平台。在售出新的电气设备时，直接将其识别信息与操作者的操作者秘钥结合，并且将由识别信息和操作者秘钥形成的对存储在运算装置上。之后可以确保仅使用操作者秘钥，也就是说，仅通过由操作者授权的用户单元，能够对电气设备进行参数化。

按照根据本发明的方法的另一个有利实施方式，还可以设置为，在对电气设备的参数化结束之后，利用所述用户单元从所述运算装置调取指示电气设备的当前设备软件的版本状态的软件信息，并且所述用户单元显示所述软件信息，并且基于用户侧的指令或者自动地向所述运算装置发送升级请求，以便使所述运算装置向电气设备传输最新的设备软件。

在这种情况下，可以经由用户单元和运算装置，使得在第一次对电气设备进行参数化之后，对电气设备的设备软件进行软件升级。或者这可以在用户识别出电气设备的设备软件比当前可使用的设备软件老时，通过在用户侧进行输入来进行。如果用户单元可以识别或者读取电气设备的设备软件的版本状态，则也可以自动触发这种请求。

按照根据本发明的方法的另一个有利实施方式，还可以设置为，在对电气设备的参数化结束之后，对于要用另一个电气设备替换电气设备的情况，所述用户单元向所述运算装置发送电气设备的识别信息和另一个电气设备的识别信息，并且所述运算装置接收电气设备的设置值作为另一个电气设备的设置值。

由此，使得能够经由用户单元和运算装置支持可能由于故障而对电气设备的替换。也就是说，在这种情况下，利用用户单元采集待替换的电气设备的识别信息和替换设备的识别信息(例如如上面描述的那样，通过相应地读取并评价可光学采集的代码)，并且向运算装置发送两个识别信息。由此，在运算装置中注销待替换的设备，并且在运算装置中登记替换设备。此外，采用待替换的设备的设置值用于替换设备，从而不需要进行新的参数化。当待替换的电气设备的设置值也存储在运算装置上时，由此例如也省去了在电气设备中设置可移动存储器(例如SD卡)，以便能够将参数化文件从一个设备传输到另一个设备。也就是说，在这种情况下可以将设置值直接从运算装置传输到替换设备。

如果与要替换的设备相关的其它数据(例如老的测量值等)存储在运算装置上，则同时将其与替换设备的识别信息结合，从而确保无缝的继续运行，而不会丢失先前与待替换的设备相关联地存储的数据。

在运算装置方面，上述任务通过如下运算装置来解决，其被配置为，提供用于对电气设备进行参数化的参数化程序，并且与被配置用于输入针对电气设备的设置的用户单元进行通信。

根据本发明设置为，所述运算装置被构造为，由所述运算装置执行用于对电气设备进行参数化的参数化程序，并且在执行参数化程序时，向所述用户单元传输参数化程序的操作界面，所述操作界面用于显示以及在用户侧输入针对电气设备的设置。

具体地，在此可以设置为，所述运算装置以数据处理云构造。

前面和后面所有关于根据本发明的方法进行的描述在根据本发明的运算装置方面也适用，反之以对应的方式也适用，特别是根据本发明的运算装置被配置为以每个任意的实施方式或者任意实施方式的组合执行根据本发明的方法。在根据本发明的运算装置的优点方面也参考关于根据本发明的方法描述的优点。

对于用户单元，上述任务通过用于对电气设备进行参数化的用户单元来解决，其被配置为，与运算装置建立通信连接，所述运算装置提供用于对电气设备进行参数化的参数化程序，并且采集在用户侧进行的与电气设备相关的设置。

根据本发明设置为，所述用户单元被配置为，与执行用于对电气设备进行参数化的参数化程序的所述运算装置协作，使得借助所述用户单元显示参数化程序的操作界面，用于采集用户侧的设置。

具体地，在此可以设置为，所述用户单元作为移动通信设备或者便携式数据处理装置构造。

前面和后面所有关于根据本发明的方法进行的描述在根据本发明的用户单元方面也适用，反之以对应的方式也适用，特别是根据本发明的用户单元被配置为以每个任意的实施方式或者任意实施方式的组合执行根据本发明的方法。在根据本发明的用户单元的优点方面也参考关于根据本发明的方法描述的优点。

最后，上述任务还通过用于对电气设备进行参数化的系统来解决，该系统具有提供用于对电气设备进行参数化的参数化程序的运算装置和用户单元。

根据本发明设置为，运算装置根据权利要求11或12构造，用户单元根据权利要求13或14构造，并且运算装置和用户单元被配置为执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。

前面和后面所有关于根据本发明的方法进行的描述在根据本发明的系统方面也适用，反之以对应的方式也适用，特别是根据本发明的系统被配置为以每个任意的实施方式或者任意实施方式的组合执行根据本发明的方法。在根据本发明的系统的优点方面也参考关于根据本发明的方法描述的优点。

附图说明

下面，根据实施例详细说明本发明。实施例的具体构造不应当以任何方式理解为对根据本发明的方法、根据本发明的运算装置、根据本发明的用户单元和根据本发明的系统的一般构造进行限制；相反，实施例的各个构造特征能够以任意方式彼此以及与前面描述的特征自由地组合。

其中：

图1示出了具有运算装置和电气设备的系统的示意性视图；

图2示出了多个设施的运算装置和电气设备的示意性视图；

图3示出了用于对电气设备进行参数化的系统的示意性视图；

图4示出了用于对电气设备进行参数化的方法的流程图；

图5示出了用于对两个电气设备进行参数化的系统的示意性视图；

图6示出了用于对替换设备的参数化进行说明的系统的示意性视图。

具体实施方式

图1以示意性视图示出了用于对为了清楚起见在图1中未示出的设施进行观察和/或控制的系统10。该设施例如可以是供电网或者供电网的开关站。该设施具有各个部件，例如导线、缆线、开关、变压器、发电机、电动机、转换器、电负载、电力产生器、电气存储器等，其状态利用电气设备11a-i通过记录对应的测量值来采集和/或通过进行特定动作(例如控制开关)来影响。电气设备11a-i例如可以是传感器或者执行器或者所谓的IED。此外，为了对设施进行观察和/或控制，设置控制中心装置12，其例如可以是控制中心的一个或更多个数据处理装置。控制中心装置12形成与设施的操作人员的接口，并且用于对设施的运行状态进行评价和显示，和/或用于接收或者单独产生影响设施的运行状态的控制命令。

此外，系统10包括运算装置13，其不仅与控制中心装置12、而且与电气设备11a-i保持通信连接。运算装置13例如以数据处理云构造。数据处理云例如可以由服务器设施或者运算中心提供。在根据图1的示例中，至少间接地经由通信网络14连接电气设备11a-i、控制中心装置12和运算装置13，通信网络14例如可以是LAN(局域网，local area network)、WAN(广域网，wide area network)、内联网或者因特网或者不同的网络(例如LAN和因特网)的组合。

在一个实施方式中，控制中心装置12或控制中心装置12的功能可以全部或部分由运算装置13构造。由此，在上面描述的情况下，控制中心装置12的功能因此可以在数据处理云中实施。

各个电气设备11a-i经由通信网络14间接地连接到运算装置13。具体地，电气设备11a-c连接到第一交换机15a，后者又连接到第二交换机15b。其它电气设备11d-f也连接到该第二交换机15b，其中，电气设备11d和11e直接连接到交换机15b，而电气设备15f经由通信耦合器15c连接到交换机15b。也就是说，电气设备11a-e分别包括合适的接口16a(例如以太网接口)，用于直接耦合到连接到交换机15a或15b的通信介质(例如以太网线缆)，而电气设备11f没有这种接口16a。替代地，电气设备11f具有另一个接口16b(例如串行接口)。通信耦合器15c具有对应的接口16b，通信耦合器15c经由其连接到电气设备11f。此外，通信耦合器15c还包括适合于连接到交换机15b的接口16a。通信耦合器15c因此用于使电气设备11f与交换机15b可通信地耦合，为此在两个接口16a和16b之间进行对应的通信转换。最后，交换机15b连接到通信网络14。

此外，通信接入装置17连接到通信网络14，通信接入装置17提供进行无线通信连接的接入点。通信接入装置17例如是被构造为在设施周围工作的对应的WiFi路由器或WLAN接入点。通信接入装置17连接到电气设备11g-i，其中，电气设备11g具有自己的用于进行无线通信的通信装置，并且经由其直接连接到通信接入装置17。相反，电气设备11h和11i没有自己的用于无线通信的通信装置，替代地经由线缆连接连接到合适的通信耦合器15d。其提供用于与通信接入装置17进行无线连接的接口。运算装置13同样连接到通信网络14。该连接可以直接或间接地(例如经由DSL连接)建立。运算装置13也以这种方式连接到电气设备11a-i。为此，运算装置13具有合适的接口(例如一个或更多个物理以太网接口)。

在下面的特别是关于电气设备的参数化的说明的情境中，除了已经提及的电气设备11a-i之外，通信设备、例如交换机15a、15b、通信耦合器15c和通信接入装置17也应当被视为电气设备。

除了在图1中示出的以树状结构构造的通信网络形式或者借助用于无线通信的通信接入装置的电气设备11a-i的有线或无线连接之外，还可以使用其它连接方式。例如，各个电气设备11a-i可以分别直接、即在没有附加通信结构的中间连接的情况下连接到通信网络14。还可以想到各个电气设备11a-i与运算装置13的直接连接，只要运算装置13提供足够数量的适合于其的接口即可。

控制中心装置12同样连接到通信网络14。该连接可以直接或间接地(例如经由DSL连接)构造。运算装置13也以这种方式连接到控制中心装置12。为此，控制中心装置12具有合适的接口(例如物理以太网接口)。

在电气设备11a-i和运算装置13之间传输消息，消息例如包含来自构造为传感器的电气设备的测量值或者针对构造为执行器的电气设备的控制命令。这些消息可以根据由相应的电气设备11a-i支持的不同的通信协议构造。例如可以选择TCP/IP作为传输或传送协议，以便能够针对消息的传送使用流行的因特网技术。为了进行通信，电气设备例如可以具有各自固定地预先给定的通信地址、例如根据IPv6标准的IP地址。运算装置13存储通过消息从电气设备接收到的数据，并且将其与相应的电气设备的说明结合。

在运算装置13和控制中心装置12之间同样传输消息，消息例如包含通过操作人员的操作处理由控制中心产生或者自动地产生的针对电气设备11a-i的控制命令，或者给出设施的一个或更多个部件的状态的值。这些消息例如可以根据由控制中心12支持的远程控制协议构造。例如可以选择TCP/IP作为传输或传送协议，以便也能够针对消息的传送使用流行的因特网技术。

运算装置13为控制中心装置12和电气设备11a-i提供合适的接口和通信协议。因为运算装置13以数据处理云构造，因此可以通过对运算装置13进行对应的编程，来进行与相应地需要的通信协议的简单并且灵活的匹配。另一方面，在电气设备11a-i或控制中心装置12侧不需要进行匹配。

运算装置13一方面用作通信网关，即其在电气设备和控制中心装置之间进行消息的协议匹配。此外，运算装置13还可以根据包含在电气设备的消息中的数据执行独立的自动化功能，例如在超过阈值时自己触发处理。为了执行相应的功能，运算装置13具有对应地编程的一个或更多个应用模块。

运算装置13例如可以位于在图1中示出的电气设备11a-h的操作者的影响范围18a外部，而替代地与(与电气设备的操作者不同的)数据处理云操作者相关联，数据处理云操作者的影响范围18b同样在图1中示出。以这种方式，数据处理云的操作者可以作为服务向电气设备的操作者提供运算装置13的功能。当然，作为其替换，数据处理云也可以由与电气设备相同的操作者操作。

图2示出了具有运算装置13的系统的另一个实施例。运算装置13的一般工作方式以及其与电气设备和控制中心装置的通信连接对应于已经关于图1说明的工作方式。然而，在根据图2的实施例中，数据处理云连接到分别具有电气设备的2个设施20a和20b。以数据处理云构造的运算装置13因此具有两个彼此分离的数据区域，其相对于彼此在各自的访问方面进行保护，从而例如不能在各个数据区域之间进行写入和读取访问。此外，可以利用与设施20a、20b各自的操作者分别相关联的不同的操作者密钥，将存在于不同的数据区域中的数据加密，以便进一步提高数据安全性。在该实施方式中，运算装置13被构造为，分别针对两个设施20a、20b提供的功能以及执行的处理，分别仅在与相关设施或者相关设施的操作者相关联的数据区域中执行。由此，运算装置13可以并行地针对多于一个的设施提供并执行服务。在此，设施20a和20b可以由相同或不同的操作者操作。数据处理云可以由设施操作者中的一个或者第三方操作。

当然，运算装置13不局限于用于至多两个设施的运行；相反，任意数量的设施可以连接到运算装置13，只要数据处理云提供的服务允许即可。

为了启动、在替换时、在环境条件或者功能要求改变时以及为了进行维护和维修，必须对电气设备进行参数化。在此，针对电气设备的运行确定设备设置。下面，将参考图3至6示例性地说明进行参数化的方法。

为此，图3示例性地示出了电气设备11a。电气设备11a经由例如可以与关于图1的说明相对应地构造的、仅示意性地示出的通信连接31连接到运算装置13。

此外，为了对电气设备11a进行参数化，使用用户单元32，其例如可以是智能电话或者便携式数据处理装置(膝上型计算机、平板计算机等)。在该用户单元上安装有应用程序(例如所谓的“APP”)，其适合于显示在运算装置13上执行的参数化程序的操作界面并且与此相关地采集用户侧设置。应用程序例如可以是浏览器。然而，其也可以作为其它专用程序来构造。

用户单元32与运算装置13协作地执行在安装并且启动电气设备11a时需要的对电气设备进行参数化的步骤。为此，用户单元32例如经由在图3中仅示意性地示出的无线通信连接(移动无线电、WAN、WiFi等)连接到运算装置13。另一方面，在用户单元32和电气设备11a之间不需要通信连接。

下面，参考图4说明对电气设备进行参数化的方法的实施例。

为此，图4示出了该方法的流程图。此外，在图4中示出了3个时间线40a-c。时间线40a示出了结合用户单元11a执行的方法步骤，时间线40b示出了结合运算装置13执行的方法步骤，并且时间线40c示出了结合电气设备11a执行的方法步骤。

首先，在步骤41中，电气设备11a提供使得能够唯一地识别电气设备11a的识别信息ID。在此，其例如可以是序列号、唯一的设备名称或者唯一的通信地址(例如MAC地址、IP地址)。优选借助附着在电气设备上(例如打印或者通过不干胶固定的条形码或者QR码)或者借助电气设备的显示装置显示的光学可读代码33，对该识别信息ID进行编码(参考图3)。例如可以设置为，智能传感器和执行器形式的电气设备在工厂交货时保持条形码或者QR码，利用其以设备的序列号的形式对识别信息ID进行编码。

在接下来的步骤42中，用户单元32采集并且评价识别信息ID。例如，这可以例如借助用户单元32的照相机通过光学读取来进行。在这种情况下，用户单元对光学读取的代码进行解码，并且由此确定识别信息ID。当然，用户单元32也可以以其它方式采集识别信息ID，例如通过手动用户输入或者借助近场通信(红外线、蓝牙，Near Field Communication(NFC))。

在采集识别信息之后，用户单元32与运算装置13建立通信连接并且向运算装置13传输识别信息ID。

随后，运算装置13执行步骤43，并且在此根据接收到的识别信息ID从多个参数化程序中选择适合于电气设备的参数化程序，或者根据接收到的识别信息ID调整通用参数化程序，使其适合于对电气设备11a进行参数化。在运算装置13执行该参数化程序时，产生第一数据(DATA_UI)，第一数据适合用于产生参数化程序的操作界面。该第一数据例如可以具有浏览器可读取的数据格式(HTML、XML等)并且用于产生操作界面，操作界面在现场(即在电气设备11a附近)向用户显示在安装设备时必须输入的所有相关设备设置。随后，向用户单元32传输第一数据。

在步骤44中，用户单元32借助应用程序产生操作界面，并且将其显示在显示装置(例如显示器、监视器)上。该操作界面使得用户能够输入所有相关的设备设置。

在接下来的步骤45中，用户单元32采集在用户侧经由操作界面输入的针对电气设备的设置。特别地，其例如可以包括：

-设备的名称；

-安装设备的站或设施的名称；

-与设备相关联的站或设施的部件的名称(例如电导线)；

-安装地理位置；

-在组装时才知道的动态参数(例如电流阈值)。

应用程序使得用于参数化的操作界面例如能够作为应用程序内的浏览器页面运行。由此，能够例如在电气设备的固件改变时快速并且简单地调整操作界面。在这种情况下不需要在用户单元上进行应用程序的升级(例如更新)，因为所有调整都在运算装置13侧进行。

如果用户单元32具有地理位置传感器(例如GPS模块)，则应用程序还可以经由地理位置传感器采集地理位置信息并且作为设置输入到操作界面中(步骤46)。

然后，将设置作为第二数据(DATA_SET)从用户单元32向运算装置13传输。第二数据例如是由用户填写的HTML或者XML格式的浏览器页面。

运算装置13接收第二数据并且根据包含的设置产生用于电气设备的设置值(步骤47)。例如可以通过在电气设备专用的参数化模板中进行输入来提供设置值。在最简单的情况下，电气设备也可以在不进一步改变的情况下读取第二数据，然后可以直接作为设置值来接收第二数据(例如以XML文件的形式)。

然后，从运算装置13向电气设备11a传输包括设置值的参数化文件。电气设备11a接收包含在设置值中的设备设置，由此结束参数化(步骤48a)。运算装置还在本地存储参数化文件(步骤48b)。任选地，可以向用户单元32传输参数化文件并且将参数化文件存储在那里(步骤48c)。

在参数化结束之后，电气设备11a可以进入运行，由此像上面描述的那样与运算装置交换消息。

用户单元32还可以将对电气设备的操作者进行说明的操作者秘钥KEY与第二数据DATA_SET一起传输到运算装置13。在运算装置13上利用该操作者秘钥来识别电气设备11a的操作者。随后，在步骤48c中，运算装置13使用操作者秘钥存储参数化文件，使得仅操作者以及在需要时操作者的电气设备可以对其进行访问。此外，将电气设备的识别信息与操作者秘钥结合，使得使用操作者秘钥安全地存储在电气设备运行时向运算装置13发送的所有数据。由此确保设备的信息和数据仅能由这些设备所属的操作者能够例如借助控制中心装置12(参考图1)进行读取和处理。

在图5中示意性地说明这种情境。图5示出了连接到2个电气设备51a和51b的运算装置。电气设备51a属于在图5中未示出的第一设施并且由第一操作者操作。电气设备51b属于在图5中未示出的第二设施并且由与第一操作者不同的第二操作者操作。现在，如上面所示出的，运算装置具有两个不同的、彼此分离的彼此针对访问受保护的数据区域，其中之一与第一操作者相关联，并且另一个与第二操作者相关联。为此，使用各自的操作者秘钥来保护这两个数据区域。此外，对每个操作者分配用户单元52a和52b。为此，用户单元52a包括第一操作者的操作秘钥，而用户单元52b具有第二操作者的操作秘钥。现在，运算装置13经由彼此分离的数据区域确保第一电气设备的数据仅存储在与第一操作者相关联的那个数据区域上，并且仅第一操作者在知道第一操作者秘钥时能够进行读取和处理。此外，第一用户单元52a仅可以对第一电气设备51a进行参数化，因为其仅知道第一操作者秘钥。对应地，第二电气设备的数据仅存储在与第二操作者相关联的那个数据区域上，并且仅第二操作者在知道第二操作者秘钥时能够进行读取和处理。此外，第二用户单元52b仅可以对第二电气设备51b进行参数化，因为其仅知道第二操作者秘钥。以这种方式，唯一一个运算装置13可以用于操作多个操作者的设施。在此，操作者的数量当然不局限于两个。

对用户单元上的应用程序分配秘钥，例如可以与从网上银行领域中已知的秘钥分配方法类似地进行。

当运算装置与可以用来向操作者销售新的电气设备的销售平台进行协作，或者运算装置形成这种销售平台时，上述认证机制的安全性可以进一步提高。在这种情况下，新设备的识别信息可能在交付时已经与操作者的操作者秘钥结合。然后，参数化仅可以由同样具有操作者秘钥的授权的用户单元来进行。

最后，图6示出了具有运算装置13、用户单元32和电气设备11a的系统的示意图，电气设备11a例如由于故障要用另一个电气设备11a*来替换。在此，运算装置13与用户单元32协作地支持下面说明的过程。

首先，采集两个电气设备11a、即要替换的电气设备11a和替换设备11a*的每一个识别信息。这例如可以借助用户单元32通过对附着在两个设备11a、11a*上的QR码61、62进行光学采集来进行。此外，借助用户单元32上的应用程序来采集用户侧的输入，其指示要用另一个电气设备11a*替换电气设备11a。在此，可以任意地选择刚才描述的步骤的顺序。

随后，用户单元32向运算装置13发送两个设备11a、11a*的识别信息。运算装置13可以任选地进行另一个设备11a*到底是否能够承接先前的设备11a的功能的检查。如果另一个设备11a*能够承接先前的设备11a的功能，则运算装置13生成对另一个设备11a*进行参数化需要的操作界面(例如以浏览器页面的形式)。然而，在此，采用并且已经输入了先前的设备11a的设置值。然后，将替换设备11a*连接到运算装置13(例如通过连接到用于与运算装置进行通信的通信网络)。可以将被替换的设备11a和运算装置13之间的连接断开。

如果不需要进行其它设置，则运算装置13可以直接向替换设备11a*传输相关联的参数化文件和/或存储针对替换设备11a*的参数化文件。任选地，可以预先经由在那里示出的操作界面获得用户单元32的用户的许可。在此，例如用户单元32也可以询问操作者秘钥。

如果通过从要替换的设备11a进行接收不能获得所需的所有设置值，则经由在用户单元32上示出的用户界面询问缺少的设置并且向运算装置13传输。像上面已经描述的那样进行进一步的参数化。

任何已经结合老设备11a存储在运算装置13上的数据、例如测量值、状态值现在与新设备11a*的识别信息相关联。

此外，用户单元32还可以用于对电气设备的设备软件进行升级(更新)。在此，执行以下步骤：首先，采集电气设备的识别信息(例如通过读取条形码/QR码)。用户单元32将该识别信息与设备软件升级请求一起传输到运算装置13。运算装置13根据所传输的识别信息确定当前的设备软件版本并且将其发送到用户单元。在那里向用户显示其。此外，可以显示当前在设备上存在的设备软件的版本。然后，用户单元32可以基于用户的请求或者可以自动请求运算装置13针对电气设备执行软件更新。

可选地还可以设置为，用户经由用户单元32指示运算装置13自动向相应的电气设备传输设备软件的升级。在这种情况下，不需要用户进行许可。

Claims (15)

1.一种用于对电气设备(11a-h)进行参数化的方法，其中，

-在用户单元(32)和运算装置(13)之间建立通信连接，其中，由所述运算装置(13)提供用于对电气设备(11a)进行参数化的参数化程序；

-借助所述用户单元(32)采集在用户侧进行的与电气设备(11a-h)相关的设置；以及

-使用所采集的设置形成用于对电气设备(11a-h)进行参数化的设置值，并且针对电气设备(11a-h)生成包含所述设置值的参数化文件；

其特征在于，

-用于对电气设备(11a-h)进行参数化的参数化程序由所述运算装置(13)执行，其中，借助所述用户单元(32)显示参数化程序的操作界面。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

-在执行参数化程序时，所述运算装置(13)向所述用户单元(32)传输适合于生成参数化程序的操作界面的第一数据；

-借助所述用户单元(32)使用接收到的第一数据生成并显示用于采集用户侧的设置的操作界面；

-从所述用户单元(32)向所述运算装置(13)传输说明了所采集的在用户侧进行的设置的第二数据；

-借助所述运算装置(13)使用接收到的第二数据形成针对电气设备(11a-h)的设置值；以及

-借助所述运算装置(13)使用所形成的设置值生成所述参数化文件。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

-从所述运算装置(13)向电气设备(11a-h)传输所述参数化文件的至少部分。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

-利用所述用户单元(32)采集电气设备(11a-h)的识别信息；

-从所述用户单元(32)向所述运算装置(13)传输电气设备(11a-h)的识别信息；以及

-所述运算装置(13)使用识别信息调整参数化程序，使其适合于对设备(11a-h)进行参数化，或者从多个参数化程序中选择适合于对设备(11a-h)进行参数化的参数化程序。

5.根据权利要求4所述的方法，

其特征在于，

-所述运算装置(13)使用识别信息确定与电气设备(11a-h)相关的其它信息。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

-所述运算装置(13)以数据处理云提供。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

-在所述用户单元(32)中存储与电气设备(11a-h)的操作者相关联的唯一的数字操作者秘钥，并且所述用户单元(32)向所述运算装置(13)发送所述秘钥；以及

-所述运算装置(13)使用所述操作者秘钥以加密的方式存储所述设置值和/或所述参数化文件和/或与电气设备(11a-h)相关的其它信息和/或在运行期间从电气设备(11a-h)接收到的数据；或者

-所述运算装置(13)将所述设置值和/或所述参数化文件和/或与电气设备(11a-h)相关的其它信息和/或在运行期间从电气设备(11a-h)接收到的数据存储在使用所述操作者秘钥进行访问保护的区域中。

8.根据权利要求7所述的方法，

其特征在于，

-在操作者购买新的电气设备(11a-h)时，所述运算装置(13)将所述新的电气设备(11a-h)的识别信息与操作者的操作者秘钥结合并且进行存储；以及

-在对所述新的电气设备(11a-h)进行参数化时，所述运算装置(13)仅接受来自具有相同的操作者秘钥的用户单元(32)的针对所述新的电气设备(11a-h)的这些设置。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

-在对电气设备(11a-h)的参数化结束之后，利用所述用户单元(32)从所述运算装置(13)调取指示电气设备(11a-h)的当前设备软件的版本状态的软件信息；以及

-所述用户单元(32)显示所述软件信息，并且基于用户侧的指令或者自动地向所述运算装置(13)发送升级请求，以便使所述运算装置(13)向电气设备(11a-h)传输最新的设备软件。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

-在对电气设备(11a-h)的参数化结束之后，对于要用另一个电气设备(11a*)替换电气设备(11a-h)的情况，所述用户单元(32)向所述运算装置(13)发送电气设备(11a-h)的识别信息和另一个电气设备(11a*)的识别信息；

-所述运算装置(13)接收电气设备(11a-h)的设置值作为另一个电气设备(11a*)的设置值。

11.一种用于对电气设备(11a-h)进行参数化的运算装置(13)，其被配置为，

-提供用于对电气设备(11a-h)进行参数化的参数化程序；以及

-与被配置用于输入针对电气设备(11a-h)的设置的用户单元(32)进行通信；

其特征在于，

-所述运算装置(13)被构造为，由所述运算装置(13)执行用于对电气设备(11a-h)进行参数化的参数化程序，并且在执行参数化程序时，向所述用户单元(32)传输参数化程序的操作界面，所述操作界面用于显示以及在用户侧输入针对电气设备(11a-h)的设置。

12.根据权利要求11的运算装置(13)，

其特征在于，

-所述运算装置(13)以数据处理云构造。

13.一种用于对电气设备(11a-h)进行参数化的用户单元(32)，其被配置为，

-与运算装置(13)建立通信连接，所述运算装置(13)提供用于对电气设备(11a-h)进行参数化的参数化程序；以及

-采集在用户侧进行的与电气设备(11a-h)相关的设置；

其特征在于，

-所述用户单元(32)被配置为，与执行用于对电气设备(11a-h)进行参数化的参数化程序的所述运算装置(13)协作，使得借助所述用户单元(32)显示参数化程序的操作界面，用于采集用户侧的设置。

14.根据权利要求13所述的用户单元(32)，

其特征在于，

-所述用户单元(32)作为移动通信设备或者便携式数据处理装置构造。

15.一种用于对电气设备(11a-h)进行参数化的系统，所述系统具有运算装置(13)和用户单元(32)，所述运算装置(13)提供用于对电气设备(11a-h)进行参数化的参数化程序；

其特征在于，

-所述运算装置(13)根据权利要求11或12构造；

-所述用户单元(32)根据权利要求13或14构造；以及

-所述运算装置(13)和所述用户单元(32)被配置为执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。