CN1768504B - 开关设备系统和在开关设备中安装抽出式装置的方法 - Google Patents

Abstract

说明了用于在开关设备中安装抽出式装置(11)的系统，其中该抽出式装置(11)被安装在开关柜(10)中并且在那里被安装在开关柜层(12，14，16，18)上，该抽出式装置(11)通过现场总线来通信、通过装置地址来唯一识别，以及在所述抽出式装置中的存储器中含有针对装置运行必要的基本信息。至少一个抽出式装置与其通信的以太网开关(20)位于每个开关柜(10)中。此外，至少管理TCP/IP地址分配的应用服务器(30)以及在其中至少存储和/或管理至少该抽出式装置(11)的至少所述装置数据的数据库(40)是系统的部分。此外还说明了一种用于在开关设备中安装抽出式装置(11)的方法，其中，开关柜(10)中的抽出式装置(11)被安装在开关柜层(12，14，16，18)上，该抽出式装置(11)通过现场总线来通信、通过装置地址可以唯一识别，以及在存储器中含有针对装置运行必要的基本信息。通过现场总线的通信基于以太网TCP/IP技术，抽出式装置(11)的装置地址由集成到以太网网络中的应用服务器(30)自动地分配给这些抽出式装置(11)并管理这些抽出式装置(11)，并且自动地从数据库(40)中下载针对每个抽出式装置(11)的基本信息到该抽出式装置(11)中。

Description

开关设备系统和在开关设备中安装抽出式装置的方法

本发明涉及一种开关设备系统和一种用于在开关设备中、尤其是在低压开关设备中安装抽出式装置(Einschubgeraet)的方法，以及一种抽出式装置。

利用抽出式插入技术的开关设备系统、尤其是低压开关设备原则上是公知的，并且由若干制造商以不同的产品商标名称来销售，例如由西门子以名称SIVACON与抽出式装置Simocode DP一起销售，或者由ABB以名称MNS与抽出式装置INSUM一起销售。

在此，如今将极其不同的低压开关设备汇总、安装和相互连接到插件箱中，由此形成了这里也称为装置的模块式的抽出式装置。若干装置通过以下也简称为总线的现场总线进行通信。这些通信的装置中的每一个通过参数化工具(Parametriertool)获得唯一的地址，以便可以通信。将该地址以非易失的方式存储在装置中，更确切地说按照现有技术要么借助Dip开关手动调整要么在非易失性的电子存储器中调整。

附加地在装置中以非易失的方式存储其它针对运行必要的基本信息(以下也称为装置数据)。这可以例如是要监控或要遵守的极限值或者是关键性的时间参数或者总线协议的参数。

如果新的装置被连接到总线上，则必须首先利用参数化工具来对装置地址进行编程，该装置地址使得装置在总线系统中是不易混淆的和可识别的。此后才可以建立总线连接，并且利用其它的工具可以将该装置数据装载到装置中。

在交换装置时，首先必须借助工具将装置数据读出并在开关设备之外中间存储，在物理安装新的装置之前，可以分配地址，并且如上述的那样，可将来自中间存储器的装置数据装载到新的装置。

如果按照现有技术因此将抽出式装置安装在开关设备中，则范围广泛的手动干预是必要的，以便实施必要的处理，并且必需附加的、可手动操作的装置和软件程序。

在上述现有技术的背景下，因而本发明的任务是，提出一种开关设备系统和一种方法，通过该方法显著简化了抽出式装置在开关设备中的安装。

因此，根据本发明借助以太网TCP/IP技术来实现开关设备中的至少一个抽出式装置与现场总线的通信，并且该至少一个抽出式装置包括TCP/IP接口。

TCP/IP被理解为某种类型的总线协议，该总线协议来自因特网技术，并且也在那被应用。以太网表示可在工业上采用的总线类型。

在本发明的系统的十分有利的实施形式中，在每个开关柜中安放至少一个以太网开关，该至少一个抽出式装置与该以太网开关通信。此外，在以太网网络中还存在管理至少所述TCP/IP地址分配的应用服务器和数据库，在该数据库中至少存储和/或管理至少一个抽出式装置的至少所述装置数据。同时，在此所应用的通过应用服务器(也称为DHCP服务器)的地址分配的机制作为这种机制如今在现有技术中是公知的。

根据本发明的特别有利的改进方案，给每个插口(以下也称为安装位置)分配唯一的、以太网开关的端口。在此，在开关柜内的一层上可以布置多个插口或安装位置。

本发明的其它有利的改进可能性规定，数据库至少针对每个抽出式装置至少含有其安装地点和其所规定的应用程序的信息。在此，安装地点的信息有利地可以是以太网开关和以太网开关的端口的说明，抽出式装置被分配给该以太网开关的端口。与应用程序有关的信息有利地包括唯一的应用标记和所属的装置数据。

根据本发明所构造的系统的特征在于，可以通过应用服务器在数据库和抽出式装置之间交换装置数据。

应用服务器以特别有利的方式含有装置识别软件，用于识别分配给以太网开关的端口的装置。装置识别软件在此可以识别出在以太网开关端口上所分配的装置的装置类型。装置识别软件也可以有利地通过应用服务器来控制装置数据在数据库和抽出式装置之间的交换。

在用于在开关设备中安装抽出式装置的方法方面，本发明在于，通过现场总线的通信基于以太网TCP/IP技术，并且抽出式装置的装置地址由集成到以太网网络中的应用服务器自动地分配给这些抽出式装置并被管理，其中至少所述针对每个抽出式装置的基本信息从数据库中被自动下载到该抽出式装置中。

在此，当在安装到开关设备的开关柜中时或之后将装置地址自动地分配给抽出式装置，和/或在抽出式装置被安装到开关柜中时或之后将基本信息自动地下载到抽出式装置时，这是特别有利的。于是也就是在抽出式装置上在其被插入到为其所规定的安装位置中之前不再需要手动的活动，这显著地简化了安装。

当通过应用服务器从数据库中下载至少所述针对每个抽出式装置的基本信息时，这是尤其有利的。当除了基本信息之外还将针对至少一个抽出式装置的其它的应用信息和装置信息从数据库中自动地下载到抽出式装置中时，这也是有利的。

以下的改进方案也是很有利的，其中开关柜中的抽出式装置通过TCP/IP与被分配给该开关柜的以太网开关通信。于是有利地在开关柜中，将唯一的、以太网开关的端口分配给每个开关柜层和/或每个抽出式装置的安装地点。

本发明的方法的有利的改进方案的特征在于，在数据库中管理所有开关设备装置的装置数据。于是有利地对于每个抽出式装置，将关于应用抽出式装置的信息以及对此所必需的基本信息与关于其安装地点的信息一起来存储。

本发明的其它很有利的改进方案规定，抽出式装置的装置类型在其安装在开关柜中的安装地点上时由应用服务器来自动地识别出。存在于应用服务器中的软件为此含有相应的合适的程序部分和/或例行程序。在此，在与由应用服务器识别出的装置类型的兼容性方面，自动地检查在数据库中存在的装置数据。如果确定没有一致性，则不实现装置数据的自动装载；替代于此地输出消息，以致给予防止装置混淆的良好的防护。

从以下的情况总共得出了本发明的方法的优点，即既不在将新的抽出式装置安装到开关柜中时，也不在交换例如在维护工作范围中的抽出式装置时，必须手动地读入、读出或交换装置地址和/或装置数据。只是还将抽出式装置插入到其所规定的安装位置中，并且因此物理地连接到以太网现场总线系统上。此后，无须手动的辅助动作而自动地实现抽出式装置的其它逻辑安装。

但是，本发明的非常有利的变型方案规定，在需要时，当应用者或操作者期望时，仍然可以手动地监控和/或执行每个方法步骤。因此在紧急情况下，作为安全预防措施的人力操作者的干预还总是可能的。

用于安装到开关设备中的本发明的抽出式装置的特征在于，该抽出式装置的现场总线通信基于以太网TCP/IP技术，并且在抽出式装置中含有至少一个以太网TCP/IP接口。

由从属权利要求中可获知本发明的其它有利的改进方案和改善以及其它的优点。

借助其中示出了本发明实施例的唯一的附图，应详细阐述和说明本发明以及本发明的其它有利的改进方案和改善。

在该图中示出了属于(这里未示出的)开关设备的开关柜10。针对抽出式装置的四个安装位置12、14、16、18位于开关柜10中，在这些抽出式装置中这里代表性地示出了抽出式装置11。安装位置14和16在此被布置在开关柜10内的一层上。此外，以太网开关20位于开关柜10中，该以太网开关20具有如存在于开关柜中的安装位置12、14、16、18那样多的端口13、15、17、19。端口13、15、17、19中的每个唯一与安装位置12、14、16、18中的一个相连接。安装位置12、14、16、18、具有端口13、15、17、19的以太网开关20以及端口13、15、17、19和安装位置12、14、16、18之间的连接线路是基于以太网TCP/IP的现场总线系统的部分。

抽出式装置11例如是电动机保护电路。为了在箭头P方向上安装，将其推入到安装位置12中。在推入时，通过在抽出式装置11的朝向安装位置12的窄边上的插接接触来实现与基于以太网TCP/IP的总线系统的电气连接。

此外，应用服务器30和数据库40是基于以太网TCP/IP的现场总线系统的部分。应用服务器30与开关柜10中的以太网开关20相连接。数据库40与应用服务器30相连接，并且通过该应用服务器30间接地与开关柜10中的以太网开关20相连接。

为了考虑示图的清晰性，在这里未画入现场总线系统的另外的部分或子系统、诸如现场总线控制器或另外的总线用户。

所有参与的装置通过现场总线的通信基于以太网TCP/IP技术。所应用的通过DHCP服务器的地址分配的机制是现有技术。集成到以太网网络中的应用服务器30作为DHCP服务器来工作，并且管理TCP/IP地址分配。

附加地，在数据库40中存储和管理至少该抽出式装置的装置数据。数据库40在此含有至少以下与装置有关的信息：装置的唯一的应用标记、例如当开关设备在发电站中被采用时来自发电站标记系统(KKS)的标记、其它的装置数据以及例如装置被安装在哪个开关柜(以太网开关)中和在哪个安装位置(以太网开关的端口)上的安装地点的信息。在电动机保护电路11的情况下，这种其它的装置数据例如是电流极限值或者温度极限值或不应超过的断开时间或者释放时间。

开关柜10中的在其安装位置12、14、16、18中的抽出式装置11通过以太网TCP/IP首先与分配给开关柜10的以太网开关20通信。可以冗余地实施该以太网开关20和上级的以太网网络拓扑。

给开关柜10中的每个安装位置12、14、16、18分配了唯一的、以太网开关20的端口，在这里给安装位置12分配了端口13，给安装位置14分配了端口15，给安装位置16分配了端口17，以及给安装位置18分配了端口19。

当将新的装置、例如电动机保护电路11插入到开关设备10的安装位置(这里为安装位置12)中时，在应用服务器30中识别出，装置已被插入到安装位置中以及占用了哪个安装位置。应用服务器30随即自动地给该装置分配TCP/IP地址。

应用服务器30中的软件程序识别出新的装置，并且将分配给安装地点的应用程序以及所必需的装置数据从数据库40中通过应用服务器30装载到装置中。在此，由现场总线系统确保，在数据库40中总是有当前的装置数据可供使用。

软件附加地可以识别出，已插入了哪种装置类型(例如电动机保护开关、电动机起动器或片状熔丝)。随即进行检查，在数据库中对于为该装置所存储的应用程序和/或装置数据是否也与该装置类型匹配。当不能确定一致性时，不自动地装载应用程序并且输出消息。由此可以确保有效地防止混淆抽出式装置。

当现在从开关设备10中除去了例如电动机保护电路11的装置时，应用服务器30则在数据库40上存储已除去了的那个装置的信息。不必要手动读回装置数据。

如果又插入了一个装置，则在重建TCP/IP通信之后来检查，该装置是否是先前从该安装位置除去的装置，并且因此该装置的与安装位置有关的应用程序是否还存在。在这种情况下，应用服务器不从数据库40下载新的装置数据。可是如果检查得出，所插入的装置涉及新的装置，则通过应用服务器30从数据库40将该装置的装置数据装载到该装置中。

不必要手动干预，以便引入或执行地址分配、地址管理和装置数据传输到装置中的上述过程。只是还将抽出式装置插入到其所规定的安装位置中，并且因此物理地连接到以太网现场总线系统上。此后无须手动辅助工作地自动地实现抽出式装置的其它的逻辑安装。但是在需要时，当应用者或操作者期望时，仍然可以手动监控和/或执行每个方法步骤。因此在紧急情况下，作为安全预防措施的人力操作者的干预还总是可能的。

Claims (21)

1.具有使用抽出式装置技术的开关设备的开关设备系统，其中所述抽出式装置被安装在开关柜中并且在那被安装在插口中，所述抽出式装置通过现场总线来通信、通过装置地址来唯一识别，以及在所述抽出式装置中的存储器中含有包括与其安装地点相关的信息的基本信息，所述基本信息是针对装置运行所必要的，其特征在于，借助以太网TCP/IP技术实现了至少一个抽出式装置(11)与所述现场总线之间的通信，并且所述至少一个抽出式装置(11)是TCP/IP接口。

2.按权利要求1所述的开关设备系统，其特征在于，在每个开关柜(10)中存在着用于与所述至少一个抽出式装置(11)通信的至少一个以太网开关(20)，以及在所述开关柜(10)之外存在着管理至少所述TCP/IP地址分配的应用服务器(30)和至少存储和/或管理所述至少一个抽出式装置(11)的至少装置数据的数据库(40)，其中所述装置数据包括所述装置的唯一的应用标记。

3.按权利要求2所述的开关设备系统，其特征在于，给每个插口(12，14，16，18)分配了唯一的、所述以太网开关(20)的端口(13，15，17，19)。

4.按权利要求2所述的开关设备系统，其特征在于，所述数据库(40)至少针对每个抽出式装置(11)至少包含涉及该抽出式装置(11)的安装地点和涉及该抽出式装置(11)的所规定的应用程序的信息。

5.按权利要求4所述的开关设备系统，其特征在于，所述数据库(40)至少针对每个抽出式装置(11)包含了涉及所述以太网开关(20)和涉及所述以太网开关(20)的端口(13，15，17，19)的信息，所述抽出式装置(12，14，16，18)被分配给该端口(13，15，17，19)。

6.按权利要求5所述的开关设备系统，其特征在于，在所述数据库(40)和抽出式装置(11)之间通过所述应用服务器(30)可以交换装置数据。

7.按权利要求6所述的开关设备系统，其特征在于，所述应用服务器(30)含有装置识别软件，用于识别出被分配给以太网开关(20)的一个端口(13，15，17，19)的装置(11)。

8.按权利要求7所述的开关设备系统，其特征在于，所述装置识别软件可以识别出被分配给以太网开关(20)的一个端口(13，15，17，19)的装置(11)的装置类型。

9.按权利要求8所述的开关设备系统，其特征在于，所述装置识别软件通过所述应用服务器(30)来控制在所述数据库(40)和抽出式装置(11)之间交换装置数据。

10.用于在开关设备中安装抽出式装置(11)的方法，其中，在开关柜(10)中，所述抽出式装置(11)被安装在插口(12，14，16，18)中，所述抽出式装置(11)通过现场总线来通信、通过装置地址可以唯一地被识别，以及在存储器中含有包括关于其安装地点的信息的基本信息，所述基本信息是装置运行所必要的，其特征在于，

-通过所述现场总线的通信基于以太网TCP/IP技术，

-由集成到以太网网络中的应用服务器(30)自动将所述抽出式装置(11)的装置地址分配给这些抽出式装置(11)并管理所述抽出式装置(11)的装置地址，以及

-从数据库(40)中自动地将至少所述针对每个抽出式装置(11)的基本信息下载到所述抽出式装置(11)中。

11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，在安装到所述开关设备的开关柜(10)中时或之后，自动地将所述装置地址分配给所述抽出式装置(11)，和/或在所述抽出式装置(11)被安装到所述开关柜(10)中时或之后，自动地将所述针对每个抽出式装置(11)的基本信息下载到所述抽出式装置(11)中。

12.按权利要求10或11所述的方法，其特征在于，通过所述应用服务器(30)从所述数据库(40)中下载至少所述针对每个抽出式装置(11)的基本信息。

13.按权利要求10或11所述的方法，其特征在于，自动地从所述数据库(40)中将针对至少一个抽出式装置(11)的至少所述基本信息以及其它基本信息如应用程序和装置信息下载到所述抽出式装置(11)中。

14.按权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述开关柜(10)中的抽出式装置(11)通过TCP/IP与分配给所述开关柜(10)的以太网开关(20)通信。

15.按权利要求14所述的方法，其特征在于，给所述开关柜中的每个插口(12，14，16，18)和/或每个抽出式装置的安装地点分配了唯一的、所述以太网开关(20)的端口(13，15，17，19)。

16.按权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在所述数据库(40)中管理所有开关设备装置(11)的装置数据，其中所述装置数据包括所述装置的唯一的应用标记。

17.按权利要求10或11所述的方法，其特征在于，对于每个抽出式装置(11)，将包括关于所述抽出式装置(11)的使用的信息的装置数据以及与其相关联的基本信息一起存储在所述数据库(40)中，所述基本信息包括其安装地点的信息。

18.按权利要求10或11所述的方法，其特征在于，抽出式装置(11)的装置类型在该抽出式装置(11)在开关柜(10)中的安装地点上被安装时自动地由所述应用服务器(30)来识别。

19.按权利要求10或11所述的方法，其特征在于，自动地在与由所述应用服务器(30)识别出的装置类型的兼容性方面来检查在所述数据库(40)中存在的、包括所述装置的唯一的应用标记的装置数据。

20.按权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在需要时也可以手动地监控和/或执行每个方法步骤。

21.用于安装到开关设备中的抽出式装置(11)，其特征在于，所述抽出式装置(11)的现场总线通信基于以太网TCP/IP技术并且在所述抽出式装置(11)中含有至少一个以太网TCP/IP接口。

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