DE102005011619A1

DE102005011619A1 - Messgerät und Verfahren zur Prüfung eines Netzwerks

Info

Publication number: DE102005011619A1
Application number: DE102005011619A
Authority: DE
Inventors: Jens Burger; Gerhard Lang
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2006-09-14
Also published as: EP1856840A1; WO2006094908A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messgerät und Verfahren zur bereichsweisen Überprüfung eines Netzwerks, welches zumindest einen Bus und über diesen Bus mittels eines Protokolls kommunizierende elektronische Geräte enthält. Das Messgerät ist zwecks Einsatzes an verschiedenen Orten portabel und mittels eines Verbindungselements mit dem Bus direkt oder mit einem der Geräte über Schnittstellen verbindbar. Es enthält eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung der an der Stelle der Verbindung im Netzwerk gemäß des verwendeten Protokolls übertragenen Signale. DOLLAR A Die Erfindung schafft ein flexibles, für verschiedene Schaltanlagen zu verwendendes und einfach zu bedienendes Messgerät.

Description

Die Erfindung betrifft ein Messgerät und Verfahren zur Überprüfung eines Netzwerks, welches zumindest einen Bus und über diesen Bus kommunizierende elektronische Geräte enthält.

Im Bereich der Energieversorgung, insbesondere im Hochspannungs- und Mittelspannungsbereich, werden heutzutage für den Aufbau von Schaltanlagen in der Regel "intelligente" elektronische Geräte eingesetzt.

Bei diesen elektronischen Geräten handelt es sich beispielsweise um Strom- oder Spannungswandler, um Schutzgeräte oder um Steuergeräte. Innerhalb der Schaltanlage können diese Geräte miteinander über einen Bus kommunizieren, weswegen diese Geräte als "intelligent" bezeichnet werden. Bus und elektronische Geräte bilden ein Netzwerk.

Ein solches Netzwerk erlaubt die gegenseitige Steuerung oder Überwachung der elektronischen Geräte. Beispielsweise könnte bei einer Fehlfunktion des Wandlers das Schutzgerät aufgrund eines Signals vom Wandler zu einem bestimmten Verhalten aktiviert werden.

Innerhalb der Netzwerke von Schaltanlagen heutiger Bauart kommunizieren die einzelnen elektronischen Geräte mittels Protokolle. Diesbezüglich ist der Standard IEC 61850 zu erwähnen, der neben den Bus auch für das Protokoll Vorgaben gibt. Dieser Standard wird seit einigen Jahren auch auf internationaler Ebene immer häufiger verwendet.

Netzwerke beschriebener Art sind in zweierlei Hinsicht anfällig: Einerseits können die Geräte Fehlfunktionen aufweisen, andererseits kann aber auch der Kommunikationsweg, der Bus, fehlerbehaftet sein. Ein Beispiel für den letzteren Punkt wäre eine gekappte Datenleitung.

Ist eine Schaltanlage fehlerbehaftet, so wird in der Regel versucht werden, den Fehler zu beheben. Möchte der Techniker eine fehlerhafte Schaltanlage beschriebener Art reparieren, so wird der erste Schritt sein, die Fehlerquelle (n) zu lokalisieren.

Hier sieht sich ein Techniker mit dem Problem konfrontiert, einem kompliziert aufgebauten Netzwerk gegenüberzustehen Einerseits enthält der Bus eine große Anzahl von logischen Kanälen, in denen Abtastwerte hintereinander übertragen werden. Andererseits ist auch die Fülle der Funktionen, die die einzelnen elektronischen Geräte aufweisen, sehr hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es deswegen, ein flexibles, d.h., für verschiedene Schaltanlagen zu verwendendes, und einfach zu bedienendes Messgerät zu schaffen, dass es ermöglicht, Fehlerquellen in Schaltanlagen obiger Art, in welchen die in der Schaltanlage enthaltenen Geräte über Protokolle kommunizieren, mit geringem Zeitaufwand zu lokalisieren, sowie ein Verfahren zu schaffen, mit dem solche Schaltanlagen effizient überprüft werden können.

Diese Aufgaben werden durch ein Messgerät und durch zwei Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst.

Dadurch, dass ein Messgerät zur bereichsweisen Überprüfung eines Netzwerks, welches zumindest einen Bus und über diesen Bus mittels eines Protokolls kommunizierende elektronische Geräte enthält, geschaffen wird, wobei das Messgerät zwecks Einsatz an verschiedenen Orten portabel ist, und mittels eines Verbindungselements mit dem Bus direkt oder mit einem der Geräte über Schnittstellen verbindbar ist, und eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung der an der Stelle der Verbindung im Netzwerk gemäß des verwendeten Protokolls übertragenen Signale aufweist, ist eine flexible und zügige Überprüfung eines Netzwerks, insbesondere eines in einer Schaltanlage enthaltenen Netzwerks, möglich.

Möchte man einen bestimmten Bereich des Netzwerks überprüfen, so verbindet man das Messgerät mittels des Verbindungselementes an einer Stelle mit dem in diesem Bereich liegenden Bus oder alternativ mit einem in diesem Bereich liegenden elektronischen Gerät. Die Signale, die an der durch das Verbindungselement gekennzeichneten Stelle durch den Bus geleitet werden, werden vom Messgerät aufgenommen. Diese aufgenommenen Signale werden gemäß dem verwendeten Protokoll entschlüsselt. Die entschlüsselten Signale werden als Daten von der Anzeigevorrichtung dargestellt.

Sendet beispielsweise ein erstes elektronisches Gerät Daten an ein zweites elektronisches Gerät, so werden diese Daten von der Anzeigevorrichtung des Messgeräts dargestellt: Dies natürlich unter der Voraussetzung, dass das Verbindungselement mit der Stelle des Busses oder den elektronischen Geräten verbunden ist, über die diese Daten übertragen werden.

Aufgrund der durch das Messgerät aufgenommenen Daten erhält man Anhaltspunkte, ob das Netzwerk in dem Bereich, in dem man misst, einwandfrei funktioniert. Fehler des Netzwerkes in diesem Bereich würden sich dadurch äußern, dass die vom Messgerät aufgenommenen Daten von Vergleichswerten abweichen. Da die Daten, die über den Bus übertragen werden, in der Regel mit bestimmten Funktionen eines elektronischen Gerätes verbunden sind, lässt eine Abweichung dieser Daten von den Vergleichswerten unmittelbar auf eine Fehlfunktion der speziellen Funktion des elektronischen Gerätes schließen.

Kann die Fehlfunktion des elektronischen Geräts nicht bestätigt werden, so weisen die abweichenden Daten auf einen Fehler im Bus hin.

Da üblicherweise in einem Netzwerk der Datenfluss festgelegt ist, so hätte man durch solche Feststellungen den Bereich des Busses, in dem der Fehler liegen muss, eingegrenzt. Durch Messen der Daten an einem geeigneteren Ort des Netzwerks könnte dieser Fehler weiter eingegrenzt werden.

Das erfindungsgemäße Messgerät kann auch bei einem Aufbau oder einer Erweiterung eines Netzwerkes eingesetzt werden: Nach jeder Erweiterung um jeweils ein elektronisches Gerät wird der Bereich des Netzwerks überprüft, der durch die Erweiterung neu entstanden ist. Dadurch können Fehler im Netzwerk schnell erkannt und beseitigt werden.

Als Verbindungselemente eignen sich beispielsweise die in der Netzwerktechnologie eingesetzten Kabel, einschließlich Lichtwellenleiter. An dem Messgerät würde eine geeignete Buchse vorgesehen sein, in der ein Ende des Verbindungselements bzw. des Netzwerkskabels gesteckt werden würde. Alternativ wäre natürlich auch eine feste Verbindung von Messgerät und Verbindungselement möglich, d.h., das Verbindungselement wäre selbst Bestandteil des Messgeräts.

Das andere Ende des Verbindungselements bzw. Netzwerkkabels wird mit dem Bus direkt oder mit einem der elektronischen Geräte über eine Schnittstelle verbunden. Eine direkte Verbindung von Bus und Verbindungselement wäre beispielsweise dadurch möglich, dass man den Bus trennt und an der Trennstelle Buchsen einführt, an die das Verbindungselement eingeführt werden und so mit dem Bus verbunden werden kann. Solche Anschlussbuchsen können natürlich auch von vornherein im Netzwerk an geeigneten Orten im Bus integriert sein.

Eine Alternative hierzu wäre, das Verbindungselement mit einem der elektronischen Geräte zu verbinden, die in der Regel schon mehrere Schnittstellen aufweisen. Hier ist insbesondere der Anschluss des Verbindungselements an einen Switch hervorzuheben.

Das erfindungsgemäße Messgerät beschränkt sich natürlich nicht darauf, nur mit einem Verbindungselement verbunden zu werden und/oder nur eine Anzeigevorrichtung aufzuweisen. Insbesondere wenn man an mehreren Orten des Netzwerkes parallel messen möchte oder wenn man sich ein Hin- und Herwechseln des Verbindungselementes ersparen möchte, bietet sich ein Messgerät an, das mit mehreren Verbindungselementen verbindbar ist, und dass auch mehrere Anzeigevorrichtungen aufweist.

Dadurch, dass das erfindungsgemäße Messgerät portabel ist, kann es problemlos an vielen Orten eingesetzt werden. Dadurch, dass eine Bedienung des Messgeräts
nur ein Herstellen und Lösen von Verbindungen sowie ein Ablesen der Anzeige des Messgerätes erfordert, ist das Messgerät auch sehr einfach handhabbar: Aufwendige Anschlussarbeiten und Entschlüsselung der im Netzwerk übertragenen Daten werden durch das Messgerät vorweggenommen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Netzwerk elektronische Geräte wie Wandler und/oder Schutzgeräte und/oder Steuergeräte enthält.

Diese genannten Geräte werden im Bereich der Energieversorgung in nahezu jeder Schaltanlage eingesetzt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Netzwerk ein Ethernet-Netzwerk ist.

Durch die weltweite Verbreitung des Ethernets in den verschiedenen Anwendungen steht die Technologie für eine ausreichend erprobte und zuverlässige Netzwerk-Infrastruktur bereit. Je nach Bedarf und Umgebung stehen Stern-, Linien- und Ringstrukturen zur Auswahl, wobei sowohl Kupferleitungen als auch Lichtwellenleiter eingesetzt werden können. Auch Redundanzkonzepte oder die modernen Funk-LAN stehen für die Anwendung bereit. Von den verschiedenen Ethernet-Arten ist insbesondere das Real-Time-Ethernet hervorzuheben, dass gegenüber den anderen Systemen bezüglich der Synchronisation der Teilnehmer große Vorteile hat.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schnittstellen Ethernet-Schnittstellen sind.

Als Buchsen können handelsübliche Buchsen für Netzwerkkabel wie beispielsweise vom Typ RJ45 verwendet werden. Für Lichtwellenleiter sind entsprechende Lösungen möglich.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der im Netzwerk verwendete Bus und das im Netzwerk verwendete Protokoll dem Standard IEC 61850 entsprechen.

Bisher gibt es keinen weltweit akzeptierten internationalen Standard für die Kommunikation in Schaltanlagen, wenn auch einige Hersteller Teile von Standards aus anderen Anwendungsgebieten verwenden. Dies ist der Hintergrund, warum die Norm IEC 61850 geschaffen wurde: diese Norm soll Einzellösungen ablösen und Standard auf internationaler Ebene werden.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Anzeigevorrichtung eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung der im Netzwerk übertragenen Signale der im Netzwerk enthaltenen Wandler ist.

Solch ein Messgerät wäre somit auf eine spezielle Aufgabe ausgerichtet: die Überprüfung der im Netzwerk enthaltenen Wandler und die Überprüfung der zum Wandler verlaufenden Datenleitungen des Busses. Nach Bedarf können natürlich auch weitere Funktionen im Messgerät integriert sein. Ob man ein erfindungsgemäßes Messgerät mit einer oder mit mehreren Funk tionen ausstattet, hängt vom vorgesehenen Anwendungsgebiet des Messgeräts ab.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Messgerät eine Auswerteeinrichtung aufweist, mittels derer die an der Stelle der Verbindung im Netzwerk übertragenen und vom Messgerät aufgenommenen Signale, welche Informationen von Strom- und/oder Spannungswandlern des Energienetzes wiedergeben, zeitlich auswertbar sind zwecks Überprüfung der Qualität des Energienetzes.

Die Qualität eines Energienetzes lässt sich beispielsweise über das zeitliche Verhalten der Spannung des Energienetzes beurteilen. Wünschenswert ist, dass die Netzwechselspannung des Energienetzes eine konstante Frequenz, eine perfekte Sinus-Kurvenform und eine konstante Amplitude aufweist. Allerdings ändern sich die Eigenschaften eines Netzes während des Betriebes durch Lastschwankungen, Störeinflüsse von anderen Anlagen und das Auftreten von Fehlern, die hauptsächlich durch äußere Ereignisse verursacht werden.

Die Auswerteeinrichtung des Messgeräts erlaubt es, die im Netzwerk übertragenen und durch das Messgerät aufgenommenen Signale bezüglich der Spannung des Energienetzes zeitlich auszuwerten (Stichwort: "Power Quality"). Insbesondere erlaubt es die Auswertevorrichtung, die Qualität des Energienetzes hinsichtlich der Netzqualitätskriterien nach der Norm EN 50160 zu beurteilen. Neben einer Auswertung von Spannungssignalen ist es alternativ ebenso möglich, den Verlauf des Stroms im Energienetz zu betrachten.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Messgerät eine erste Auswahlvorrichtung enthält, mit der die auf der Anzeigevorrichtung darzustellenden Signale gezielt ausgewählt werden können.

In der Regel werden über den Bus eines Netzwerks große Datenmengen übertragen. Eine gleichzeitige Darstellung all dieser Daten ist aber üblicherweise nicht zweckdienlich. Derjenige, der das Netzwerk überprüft, möchte in der Regel nur bestimmte Daten betrachten, beispielsweise die Ausgangsspannung eines Wandlers. Die Auswahlvorrichtung des Messgeräts erlaubt dem Bediener, solche Daten gezielt auszuwählen.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Messgerät eine Sendevorrichtung beinhaltet, mittels derer über das Verbindungselement Signale gemäß dem verwendeten Protokoll in das Netzwerk gesendet werden können.

Die elektronischen Geräte sind in der Regel mit Funktionen ausgestattet, mit denen diese auf einen Eingang bestimmter Signale reagieren. Diese Reaktion kann je nach Aufbau des elektronischen Geräts in unterschiedlicher Form ausfallen: Beispielsweise kann durch ein Signal eine "mechanische" Funktion des Geräts ausgelöst werden, wie beispielsweise bei einem Schutzgerät das Abschalten eines geschützten Bereichs. Eine weitere Möglichkeit ist, dass das elektronische Gerät den Empfang der Signale über die Anzeige eines Displays oder über Leuchtdioden oder ähnlichem kundtut. Eine andere Möglichkeit ist, dass das elektronische Gerät aufgrund des Signals selbst Signale aussendet. Ein typisches Beispiel hierfür wären Signale zur Statusabfrage (falls vorgesehen) des elektronischen Gerätes: Erhält ein elektronisches Gerät für ihn bestimmte Signale zur Statusabfrage, so antwortet das Gerät mit einem Senden der gewünschten Information.

Enthält das Messgerät eine Sendevorrichtung, so können an die einzelnen elektronischen Geräte Signale gesendet werden. Mit diesen Signalen können bestimmte Funktionen der Geräte ausgelöst werden. Damit ist neben der Prüfung der Kommunikationsverbindungen auch eine Überprüfung der Funktionen der Geräte möglich.

Sind die elektronischen Geräte mit der Möglichkeit ausgestattet, selbst Signale auszusenden, so können die Antworten der einzelnen Geräte auf der Anzeigevorrichtung des Messgerätes dargestellt werden. Damit können gezielt bestimmte Komponenten bzw. bestimmte Funktionen des Netzwerkes überprüft werden. Funktionsausfälle der so angesprochenen Geräte wären unmittelbar erkennbar, im Extremfall durch ein Ausbleiben der Antwort. Voraussetzung ist hier natürlich, dass die Komponenten, die man der Sendevorrichtung ansprechen möchten, mit geeigneten Antwortfunktionen ausgestattet sind.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Messgerät eine zweite Auswahlvorrichtung enthält, mit der die vom Messgerät in das Netzwerk zu sendenden Signale ausgewählt werden können.

Die vom Messgerät zu sendenden Signale wären insbesondere Signale, auf die einzelne Komponenten des Netzwerks reagieren, wie weiter oben beschrieben. Die zweite Auswahlvorrichtung des Messgeräts erlaubt es dem Bediener, auf einfache Weise bestimmte Signale, beispielsweise zum Abfragen oder zum Steuern elektronischer Geräte, in das Netzwerk zu senden: Die zu sendenden Signale sind im Messgerät schon implementiert und müssen nur noch ausgewählt werden. Beispielsweise könnte ein Sendesignal zur Auswahl stehen, mit dem der Status eines Schutzgeräts abgefragt wird. Mit einem anderen Signal könnte man beispielsweise ein Schutzgerät gezielt zur Schutzauslösung führen, z.B. über die Simulation eines überhöhten Stromwertes.

Des Weiteren kann das Messgerät mit einer Vorrichtung ausgestattet sein, die es erlaubt, weitere Signale auf das Messgerät zu übertragen, beispielsweise über eine Netzwerkverbindung oder über ein Speichermedium. Dadurch ist es möglich, dass Messgerät neuen Situationen anzupassen.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Messgerät eine Vorrichtung aufweist, mittels derer die physikalischen Eigenschaften des über die Stelle der Verbindung gewählten Bereichs des Netzwerks überprüft werden kann.

Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung wäre ein so genannter Network-Analyzer. Ein Messgerät mit solch einer Vorrichtung erlaubt es, das Netzwerk auf zweierlei Weise zu überprüfen: Die erste Möglichkeit ist die oben schon erwähnte Überprüfung der im Bus übertragenen Daten, die zweite Möglichkeit ist die Überprüfung der physikalischen Eigenschaften des Netzwerks.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Messgerät als Handheld-Computer ausgebildet ist.

Für die Funktion des Messgerätes notwendige elektronische Komponenten, Anzeigevorrichtung, Schnittstellen für das oder die Verbindungselemente erlauben
aufgrund der beschränkten Funktionen einen kompakten Aufbau des Messgerätes. Das Messgerät kann weitere Schnittstellen enthalten, um Daten empfangen zu können, beispielsweise um Software auf dem Messgerät aufzuspielen, oder um Daten vom Messgerät abfragen zu können.

Auch ein Laptop kann ein erfindungsgemäßes Messgerät sein, vorausgesetzt, der Laptop ist entsprechend umgerüstet.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Die Figur zeigt ein Messgerät 1 zur bereichsweisen Überprüfung eines Netzwerks 2. Das Netzwerk besteht hier exemplarisch aus drei Wandlern 4a, 4b, 4c, einer Merging-Unit 5, einem Switch 6 und einem Schutzgerät 7. Diese elektronischen Geräte sind alle über einen Bus 3 miteinander verbunden. Das hier dargestellte Netzwerk ist ein Real-Time-Ethernet- Netzwerk mit entsprechenden Ethernet-Schnittstellen. Der im Netzwerk enthaltene Bus und das vom Netzwerk verwendete Protokoll entsprechen dem Standard IEC 61850.
Das Messgerät 1 ist als Handheld-Computer ausgebildet. Es enthält eine Anzeigevorrichtung 9, eine erste Auswahlvorrichtung 10 und eine zweite Auswahlvorrichtung 11. Exemplarisch sind in 1 drei Alternativen dargestellt, in denen das Messgerät 1 mit dem Netzwerk 2 verbunden ist: Über das Verbindungselement 8a ist das Messgerät mit dem Bus verbunden, über das Verbindungselement 8b ist das Messgerät mit dem Switch verbunden, und über 8c ist das Messgerät mit dem Schutzgerät verbunden. Die Verbindungselemente sind in diesem Beispiel allesamt handelsübliche Netzwerkkabel. Für den Anschluss der Verbindungselemente sind entsprechende Buchsen vorgesehen.
Die Verbindungselemente 8 übertragen die an den einzelnen Stellen aufgenommenen Signale des Busses an das Messgerät 1. Mittels elektronischer Komponenten und Software werden diese Signale innerhalb des Messgeräts 1 bearbeitet. Die Bearbeitung umfasst hier beispielsweise die Entschlüsselung der Signale nach dem im Netzwerk verwendeten Protokoll. Über eine erste Auswahlvorrichtung 10, bedienbar über einen Druckknopf, werden die vom Messgerät entschlüsselten Daten, die auf der Anzeigevorrichtung 9 dargestellt werden sollen, ausgewählt. In diesem Beispiel könnte man sich beispielsweise die Spannung des Wandlers 4c anzeigen lassen, die über das Verbindungselement 8a gemessen wird.
Des Weiteren enthält das Messgerät 1 eine Sendevorrichtung, mittels derer über die Verbindungselemente Signale in das Netzwerk 2 gesendet werden können. Diesbezüglich enthält das Messgerät 1 auch eine zweite Auswahlvorrichtung 11, mit der die vom Messgerät in das Netzwerk zu sendenden Signale ausgewählt werden. Über die Auswahlvorrichtung 11 kann beispielsweise ein Sendesignal ausgewählt werden, das den Status des Schutzgeräts 7 abfragt. Nach Auswahl dieses Sendesignals könnte beispielsweise über das Verbindungselement 8c das Signal in das Netzwerk 2 gesendet werden, und über das Verbindungselement 8b die Antwortfunktion des Schutzgeräts 7 auf der Anzeigevorrichtung 9 dargestellt werden. Alternativ können natürlich auch andere Verbindungselemente zum Übertragen der Daten ausgewählt werden.
Des Weiteren enthält das Messgerät 1 eine, hier nicht dargestellte, Vorrichtung zur Messung der physikalischen Eigenschaften und Signalqualität des Netzwerks, sowie eine Auswerteeinrichtung, mittels derer aufgrund der Signale von Strom- und/oder Spannungswandlern die Qualität des Energienetzes nach der Norm EN 50160 beurteilt werden kann.
In diesem Ausführungsbeispiel ist neben dem Messgerät 1 ein Rechner 14 vorgesehen. Messgerät 1 und Rechner 14 können miteinander kommunizieren. Die Verbindung zwischen Messgerät 1 und Rechner 14 wird über eine Schnittstelle 12 am Messgerät, eine Schnittstelle 15 am Rechner und eine Verbindung 13 hergestellt.
Für die Verbindung 13 von Messgerät 1 und Rechner 14 sind alle Arten von Netzwerkverbindungen möglich. In diesem Beispiel ist die Verbindung 13 eine Wireless-Lan-Verbindung. Dies hat den Vorteil, dass die Handhabung des Messgeräts nicht beeinträchtigt ist.
Über den Rechner 14 können die vom Messgerät 1 aufgenommen Signale abgefragt und gespeichert werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, über den Rechner 14 Daten auf das Messgerät zu übertragen, wie beispielsweise Signale zur Ansteuerung bestimmter elektronischer Geräte.
Die Verwendung eines Rechners in Verbindung mit dem Messgerät 1 in der hier gezeigten Weise ermöglicht prinzipiell eine nahezu beliebige Aufteilung der Funktionen zwischen Messgerät und Rechner. Beispielsweise können auf diese Weise sämtliche Steuerungs-, Auswerte- und Bearbeitungsaufgaben vom Rechner übernommen werden: Das Messgerät wäre in diesem Falle ein bloßes Mittel zur Aufnahme der Signale im Netzwerk. Der Verlust des Messgeräts von Funktionen hat den Vorteil, dass die Handhabung des Messgeräts vereinfacht ist.
Mit dem hier gezeigten Messgerät kann das Netzwerk auf verschiedene Art und Weise überprüft werden.
Über das Verbindungselement 8a ist das Messgerät 1 direkt mit dem Bus verbunden. Die Verbindungsstelle liegt zwischen der Merging-Unit 5 und dem Wandler 4c. Der Ort der Verbindung erlaubt es, die Signale zu überprüfen, die vom Wandler 4c an die Merging Unit gesendet werden. Würde der Wandler 4c eine Fehlfunktion aufweisen, so würde dies an der Fehlerhaftigkeit der Daten, die zur Merging-Unit übertragen werden und durch das Verbindungselement 8a auch zum Messgerät weitergeleitet werden, sichtbar sein. Ebenso ließe sich auf diese Weise eine Fehlerhaftigkeit des Busses auf den Bereich zwischen Wandler 4c und Verbindungsstelle mit dem Verbindungselement 8a einschränken.
Eine weitere Möglichkeit ist es, das Messgerät nicht direkt mit dem Bus zu verbinden, wie eben beschrieben, sondern über eine Schnittstelle mit einem der Geräte. So ist das Messgerät 1 über das Verbindungselement 8c mit dem Schutzgerät 7 verbunden. Auf diese Weise ist eine direkte Überprüfung des elektronischen Geräts, hier des Schutzgeräts, möglich.
Des Weiteren können im Netzwerk schon bestimmte Punkte im Bus definiert sein, mit denen man das Messgerät über ein Verbindungselement verbinden kann. In diesem Ausführungsbeispiel wird solch ein Punkt durch den Switch 6 definiert. Über das Verbindungselement 8b werden die am Switch 6 abgegriffenen Signale zum Messgerät 1 übertragen und können dort überprüft werden.
Eine weitere Möglichkeit, die Funktion des Netzwerkes zu überprüfen, bietet die im Messgerät 1 enthaltene Sendevorrichtung. Mittels der Sendevorrichtung können gezielt Signale, die durch die zweite Auswahlvorrichtung 11 ausgewählt werden können, in das Netzwerk gesendet werden. Beispielsweise erlaubt das Messgerät 1 ein Signal auszuwählen, das über das Verbindungselement 8c an das Schutzgerät gesendet wird und den Status des Schutzgeräts abfragt. Die Antwort des Schutzgeräts wird in Form von Signalen über das Verbindungselement 8c an das Messgerät 1 zurückgegeben und dort von der Anzeigevorrichtung 9 dargestellt. Die von der Anzeigevorrichtung 9 dargestellten Signale können nun zur Überprüfung des Schutzgeräts verwendet werden. Diese Vorgehensweise kann für verschiedene elektronische Geräte im Netzwerk angewandt werden. Des Weiteren können solche Sendesignale auch dazu verwendet werden, um bestimmte Funktionen der elektronischen Geräte auszulösen. Auch dies kann für eine Überprüfung des Netzwerks unter bestimmten Umständen sinnvoll sein.
Das erfindungsgemäße Messgerät 1 kann auch vorteilhaft zum Aufbau oder zur Erweiterung eines Netzwerks verwendet werden. Nach jedem Hinzufügen einer weiteren elektronischen Komponente in das Netzwerk kann mit dem Messgerät 1 die Funktion des erweiterten Netzwerkbereichs geprüft werden. Dies erlaubt es, Fehlerstellen schnell zu finden.

1: Messgerät
2: Netzwerk
3: Bus
4a: Wandler
4b: Wandler
4c: Wandler
5: Merging Unit
6: Switch
7: Schutzgerät
8a: Verbindungselement
8b: Verbindungselement
8c: Verbindungselement
9: Anzeigevorrichtung
10: erste Auswahlvorrichtung
11: zweite Auswahlvorrichtung
12: Schnittstelle
13: Verbindung
14: Rechner
15: Schnittstelle

Claims

Messgerät (1) zur bereichsweisen Überprüfung eines Netzwerks (2), welches zumindest einen Bus (3) und über diesen Bus mittels eines Protokolls kommunizierende elektronische Geräte (4, 5, 6, 7) enthält, wobei das Messgerät (1) zwecks Einsatz an verschiedenen Orten portabel ist, und mittels eines Verbindungselementes (8) mit dem Bus (3) direkt oder mit einem der Geräte über Schnittstellen verbindbar ist, und eine Anzeigevorrichtung (9) zur Darstellung der an der Stelle der Verbindung im Netzwerk (2) gemäß des verwendeten Protokolls übertragenen Signale aufweist.
Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk (2) elektronische Geräte wie Wandler (4) und/oder Schutzgeräte (7) und/oder Steuergeräte enthält.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk (2) ein Ethernet-Netzwerk ist.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellen Ethernet-Schnittstellen sind.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Netzwerk (2) verwendete Bus und das im Netzwerk (2) verwendete Protokoll dem Standard IEC 61850 entsprechen.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (9) eine Anzeigevorrichtung (9) zur Darstellung der im Netzwerk (2) übertragenen Signale der im Netzwerk (2) enthaltenen Wandler (4) ist.
Messgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (1) eine Auswerteeinrichtung aufweist, mittels derer die an der Stelle der Verbindung im Netzwerk (2) übertragenen und vom Messgerät (1) aufgenommenen Signale, welche Informationen von Strom- und/oder Spannungswandlern (4) des Energienetzes wiedergeben, zeitlich auswertbar sind zwecks Überprüfung der Qualität des Energienetzes.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (1) eine erste Auswahlvorrichtung (10) enthält, mit der die auf der Anzeigevorrichtung (9) darzustellenden Signale gezielt ausgewählt werden können.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (1) eine Sendevorrichtung beinhaltet, mittels derer über das Verbindungselement (8) Signale gemäß dem verwendeten Protokoll in das Netzwerk (2) gesendet werden können.
Messgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (1) eine zweite Auswahlvorrichtung (11) enthält, mit der die vom Messgerät (1) in das Netzwerk (2) zu sendenden Signale ausgewählt werden können.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (1) eine Vorrichtung aufweist, mittels derer die physikalischen Eigenschaften des über die Stelle der Verbindung gewählten Bereichs des Netzwerks (2) überprüft werden können.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (1) als Handheld-Computer ausgebildet ist.
Verfahren zur bereichsweisen Überprüfung eines Netzwerks (2), welches zumindest einen Bus (3) und über diesen Bus (3) mittels eines Protokolls kommunizierende elektronische Geräte (4, 5, 6, 7) enthält, enthaltend den Schritt, dass ein Messgerät (1) nach den Ansprüchen 1–12 mittels eines Verbindungselementes (8) mit dem Bus (3) direkt oder mit einem der Geräte (4, 5, 6, 7) über eine Schnittstelle verbunden wird, und die an der Stelle der Verbindung im Netzwerk gemäß des ver wendeten Protokolls übertragenen Signale mittels der Anzeigevorrichtung (9) des Messgeräts, welches die Signale als Daten darstellt, überprüft werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Erweiterung des Netzwerks (2) durch weitere elektronische Geräte (4, 5, 6, 7) nach jeder Erweiterung um jeweils ein elektronisches Gerät der Bereich des Netzwerks (2) geprüft wird, der durch die Erweiterung neu entstanden ist.
Verfahren zur Überprüfung eines elektronischen Geräts (4, 5, 6, 7), welches Bestandteil eines Netzwerks (2) ist, wobei das Netzwerk (2) zumindest einen Bus (3) und über diesen Bus (3) mittels eines Protokolls kommunizierende weitere elektronische Geräte (4, 5, 6, 7) enthält, enthaltend den Schritt, dass ein Messgerät (1) nach Anspruch 9 oder 10 mittels eines Verbindungselementes (8) mit dem Bus direkt oder mit einem der Geräte (4, 5, 6, 7) über Schnittstellen verbunden wird, und über das Verbindungselement (8) an das zu überprüfende Gerät adressierte Fragesignale gemäß des verwendeten Protokolls in das Netzwerk (2) gesendet werden, und auf die Fragesignale folgende Antwortsignale des adressierten Geräts mittels der Anzeigevorrichtung (9) des Messgeräts, welches die Antwortsignale als Daten darstellt, überprüft werden.