DE102009020151A1

DE102009020151A1 - Verfahren zur Ermittlung und Bewertung von Kenngrößen einer elektrischen Energieversorgung

Info

Publication number: DE102009020151A1
Application number: DE102009020151A
Authority: DE
Inventors: Rainer Hauser
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2009-05-06
Filing date: 2009-05-06
Publication date: 2010-11-11
Also published as: US20100286936A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung und Bewertung von Kenngrößen einer elektrischen Energieversorgung, bei dem die Bewertung eine Verletzung vorgegebener Grenzwerte (GW) umfasst und bei dem einer Verletzung jeweils derselbe Binärwert zugeordnet wird. Um eine benutzerfreundliche Parametrierung von Grenzwert-Verknüpfungen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass mehrere Funktionsblöcke (2) vorgesehen sind, die jeweils mehrere Eingänge (3) und einen Ausgang (4) aufweisen, wobei die anliegenden binären Signale gemäß einer logischen Funktion miteinander verknüpft werden und das Ergebnis als binäres Signal am Ausgang (4) zur Verfügung steht, dass zumindest das binäre Ausgangssignal eines Funktionsblocks (2) auf den Eingang (3) eines anderen Funktionsblocks (2) geschaltet ist, dass der an dem jeweiligen Eingang (3) anliegende Grenzwert (GW) als auch die logische Funktion des Funktionsblocks (2) selbst zur Parametrierung der Bewertung aus einer vorgegebenen Anzahl von Grenzwerten (GW) bzw. logischen Funktionen auswählbar sind und dass ein binäres Gesamt-Signal (4a) erzeugt wird, um, insbesondere einer Bedienperson oder einer Weiterverarbeitung, eine Verletzung von Kenngrößen anzuzeigen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung und Bewertung von Kenngrößen einer elektrischen Energieversorgung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Geräte für elektrische Energieversorgungen, insbesondere Stromnetze, die zur Ermittlung und Bewertung von Kenngrößen dienen, sind als PMDs (Power Monitoring Device) bekannt. Dabei kann es sich bei den Kenngrößen um von den PMDs ermittelte Messwerte handeln, als auch um aus den Messwerten abgeleitete Größen. Die Bewertung der Kenngrößen erfolgt anhand einer Verletzung vorgegebener Grenzwerte, wobei unter Grenzwerte auch Grenzwertbedingungen verstanden werden. Zur Bewertung wird einer Verletzung jeweils ein Binärwert eines binären Signals, z. B. eine logische Eins, und einer Nicht-Verletzung der jeweils andere Binärwert dieses Signals, z. B. eine logische Null, zugeordnet. Weiter werden die Binärwerte logisch miteinander verknüpft, um daraus einen Gesamt-Binärwert (ein Gesamt-Signal) zu erzeugen, das einer Bedienperson eine Verletzung von Kenngrößen anzeigt und so zur Auslösung von Schutzmaßnahmen führt. Dieser Gesamt-Binärwert in Form einer logischen Eins oder Null kann auch zur maschinellen Weiterverarbeitung verwendet werden. Die Verknüpfung der Binärwerte erfolgt heute durch textuelle Parametrierung und Programmierung in einer geeigneten Sprache. Nachteilig ist dabei, dass viele logische Verknüpfungen aufgrund fehlender Klammerebenen nur beschränkt ausführbar sind. Sinnvolle Verknüpfungen beschränken sich auf „alle” oder mindestens „einer”.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine benutzerfreundliche Parametrierung von Grenzwert-Verknüpfungen zu ermöglichen.
Die Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gegeben; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.
Die Lösung sieht vor, dass mehrere Funktionsblöcke vorgesehen sind, die jeweils mehrere Eingänge und einen Ausgang aufweisen, wobei die binären Signale zumindest zweier Grenzwerte jeweils an einem Eingang eines Funktionsblocks anliegen, die anliegenden binären Signale gemäß einer dem Funktionsblock zugeordneten logischen Funktion miteinander verknüpft werden und das Ergebnis der Verknüpfung ebenfalls als binäres Signal, insbesondere als logische Eins oder Null, am Ausgang jeweils zur Verfügung steht, dass zumindest das binäre Ausgangssignal eines Funktionsblocks auf den Eingang eines anderen Funktionsblocks geschaltet ist, dass der an dem jeweiligen Eingang anliegende Grenzwert als auch die logische Funktion des Funktionsblocks selbst zur Parametrierung der Bewertung aus einer vorgegebenen Anzahl von Grenzwerten bzw. logischen Funktionen auswählbar sind und dass ein binäres Gesamt-Signal erzeugt wird, um, insbesondere einer Bedienperson oder einer Weiterverarbeitung, eine Verletzung von Kenngrößen anzuzeigen (und entsprechende Schutzmaßnahmen einzuleiten). Die Verwendung von Funktionsblöcken ermöglicht es, ausgewählte Grenzwerte in Bezug auf ihre Verletzung, über einen Funktionsblock durch ein und dieselbe logische Funktion miteinander zu verknüpfen, also durch die Funktion „AND”, „NAND”, „OR”, „NOR” usw. Dabei kann jeder Funktionsblock eine vorgegebene Anzahl von Eingängen aufweisen, beispielsweise vier Eingänge. Jedem dieser Eingänge kann durch Auswahl aus einer Liste (z. B. eines Pull-Down-Menüs) ein Grenzwert zugeordnet werden. Die Abarbeitung einer Bewertung erfolgt funktionsblockweise, was einer Klammerung entspricht, also auch eine Klammerebene ermöglicht.
Eine besonders einfache Ausführung sieht vor, dass die Funktionsblicke mit ihren Eingängen auf einem Display in einer fest vorgegebenen Anordnung und Verknüpfung dargestellt sind. Die Parametrierung im Zusammenspiel mit der festen Anordnungsstruktur und Funktionsblicken ist benutzerfreundlich und kann auch auf einem relativ kleinen Display erfolgen.
Zweckmäßigerweise wird das Ergebnis der Bewertung mittels eines Ausgangs-Funktionsblocks erfolgt, der ein binäres Gesamt-Signal abgibt.
Die Übersicht der Bewertung lässt sich verbessern, wenn jede Verletzung an dem entsprechenden Eingang der Funktionsblöcke angezeigt wird.
Das Verfahren lässt sich über die reine Bewertung von Kenngrößen erweitern, wenn an den Eingängen neben Grenzwerten auch weitere digitale Signale, insbesondere der Schaltzustand eines Schalters, als binäres Signal anliegen kann.
Zur Vereinfachung wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Ausgang eines Funktionsblocks als invertierender Ausgang parametrierbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, wobei die einzige Figur der Zeichnung ein Display 1 eines PMD (Power Monitoring Device) zeigt. Das PMD dient zur Ermittlung und Bewertung von Kenngroßen einer nicht weiter gezeigten elektrischen Energieversorgung, wobei die vom PMD ermittelten Messwerte der elektrischen Energieversorgung selbst als Kenngrößen fungieren können. In der Regel werden die Kenngrößen jedoch aus den ermittelten Messwerten abgeleitet.
Das Display 1 weist mehrere Funktionsblöcke 2 in einer festen Anordnung und mit einer fest vorgegeben Verknüpfung V der Funktionsblöcke 2 auf. Jeder Funktionsblock 2 verfügt über mehrere Eingänge 3 und je einen Ausgang 4. An den Eingängen 3 liegen Grenzwerte GW (GW1 bis GW11) in Form von binären Signalen an. Jedes binäre Signal beinhaltet zwei Binärwerte, denen eine logische Eins und eine logische Null zugeordnet sind (ein Binärwert entspricht also jeweils einer logischen Eins und der andere jeweils einer logischen Null). Liegt für einen Grenzwert GW eine logische Eins am Eingang eines Funktionsblocks 2 an, so bedeutet dies, dass dieser Grenzwert verletzt ist. Eine logische Null entspricht folglich einer Nicht-Verletzung des zugehörigen Grenzwerts GW. Unter Grenzwert ist hier auch eine Grenzwertbedingung zu verstehen.
In der Figur weist jeder Funktionsblock 2 vier Grenzwert-Eingänge 3 auf, wobei an dem Funktionsblock 2e beispielhaft nur ein Grenzwert, der Grenzwert GW0, anliegt. Jedem Funktionsblock 2 ist eine logische Funktion („AND”, „NAND”, „OR”, „NOR” usw.) zugeordnet, durch welche die an den Eingängen 3 anliegenden binären Signale logisch miteinander verknüpft werden. So ist dem Funktionsblock 2a die logische Funktion „AND” (angezeigt als „&”) zugeordnet, was folgender logischer Verknüpfung entspricht: „GW0 AND GW1 AND GW2 AND GW3”. Bei den Funktionsblöcken 2b, 2c, 2e wird überprüft, ob einer der an den Eingängen anliegenden Grenzwerte GW >= 1 ist. Ist dies der Fall, so wird an den Ausgängen 4 der Funktionsblöcke 2b, 2c, 2e als Ergebnis der Bewertung ein entsprechendes binäres Signal, hier die logische Eins, ausgegeben. Die binären Sig nale der Ausgänge 4 werden alle auf einen Ausgangs-Funktionsblock 2d gegeben, welcher diese durch eine „&”-Funktion verknüpft. Der Ausgangs-Funktionsblock 2d erzeugt daraus ein binäres Gesamt-Signal 4a, welches beispielsweise einer Bedienperson angezeigt werden kann, um entsprechende Schutzmaßnahmen auszulösen. Es ist aber auch möglich, dieses Gesamt-Signal 4a maschinell weiter zu verarbeiten. Zeigt das Gesamt-Signal 4a eine Verletzung an, so wird diese auf dem Display stilisiert als „1” angezeigt.
Zur Parametrierung sind am unteren Rand vier Felder 5, 6, 7, 8 vorgesehen, die in der Figur mit ESC (Feld 5), „Pfeil nach oben” (Feld 6), „Pfeil nach unten” (Feld 7) und EDIT (Feld 8) bezeichnet sind. Die Aktivierung der Felder 5 kann durch Berührung erfolgen, wenn das Display als Touch-Screen ausgestaltet ist. Es ist aber auch möglich, dass die Felder 5 als Tasten ausgeführt sind.
Der Start der Parametrierung erfolgt durch Betätigung des Felds 8 (EDIT), wodurch ein Funktionsblock markiert wird. In der Figur ist der Funktionsblock 2e als markiert gezeigt. Mittels der Pfeil-Felder 6, 7 kann von einem Funktionsblock 2 zu einem anderen gewechselt werden, also vom Funktionsblock 2e zum Funktionsblock 2d und so weiter. Eine weitere Betätigung des Felds 8 (EDIT) bewirkt für den jeweils markierten Funktionsblock 2e, dass die Grenzwerte GW einstellbar sind, wobei mit den Pfeil-Feldern 6, 7 zunächst der entsprechende Eingang ausgewählt wird. Für den ausgewählten Eingang lässt sich dann der Grenzwert GW durch nochmaliges Betätigen des EDIT-Feldes 8 auswählen, wobei alle Grenzwerte GW in einem Pull-Down-Menü erscheinen, von denen der gewünschte Grenzwert GW wiederum mittels der Pfeil-Felder 6, 7 und anschließend dem EDIT-Feld 8 ausgewählt wird. Eine weitere Betätigung des EDIT-Feldes 8 führt zur Parametrierung der logischen Funktion des Funktionsblocks 2, wobei durch die Betätigung der Pfeil-Felder 6, 7 die einzelnen logischen Funktionen nacheinander in dem Funktionsblock erscheinen. Eine weitere Betätigung des EDIT-Feldes 8 hält wiederum die logische Funktion fest (ordnet die angezeigte logische Funktion dem Funktionsblock 2 zu). Mittels des ESC-Feldes 5 kann man sich wieder stufenweise (ebenenweise) zurückbewegen und damit die letzte EDIT-Betätigung rückgängig machen. Entsprechend wechselt man zum nächsten Funktionsblock 2 und so weiter.
Wie die Figur zeigt, sind einzelne Eingänge, hier der Eingang 3a, mit einer stilisierten „1” versehen, was eine logische Eins bedeutet und damit einer Verletzung entspricht. In der Figur signalisiert der Funktionsblock 2e eine Verletzung und da nur ein Grenzwert, nämlich GW0, anliegt, die Verletzung des Grenzwerts GW0 bezogen auf die Grenzwertbedingung >= 1. Ebenfalls verletzt ist der Grenzwert GW3 (Funktionsblock 2a).
Weiter sind neben Grenzwerten auch digitale Signale anstelle von Grenzwerten an die Eingänge 3 der Funktionsblöcke anschließbar, beispielsweise der Schaltzustand eines Schalters, wobei die logische Eins dem Schaltzustand „eingeschaltet” und die logische Null dem Schaltzustand „ausgeschaltet” entspricht.
Jeder Ausgang ist als invertierender Ausgang parametrierbar, was wiederum über die Betätigung des EDIT-Feldes 8 erfolgt.

Claims

Verfahren zur Ermittlung und Bewertung von Kenngrößen einer elektrischen Energieversorgung, insbesondere von Messwerten als Kenngrößen als auch aus Messwerten abgeleitete Kenngrößen, bei dem die Bewertung der Kenngrößen eine Verletzung vorgegebener Grenzwerte (GW) umfasst, bei dem einer Verletzung jeweils derselbe Binärwert eines binären Signals und einer Nicht-Verletzung jeweils der andere Binärwert dieses binären Signals zugeordnet wird, insbesondere jeweils eine logische Eins bei einer Verletzung und jeweils eine logische Null bei einer Nicht-Verletzung, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Funktionsblöcke (2) vorgesehen sind, die jeweils mehrere Eingänge (3) und einen Ausgang (4) aufweisen, wobei die binären Signale zumindest zweier Grenzwerte (GW) jeweils an einem Eingang (3) eines Funktionsblocks (2) anliegen, die anliegenden binären Signale gemäß einer dem Funktionsblock (2) zugeordneten logischen Funktion miteinander verknüpft werden und das Ergebnis der Verknüpfung ebenfalls als binäres Signal, insbesondere als logische Eins oder Null, am Ausgang (4) jeweils zur Verfügung steht, dass zumindest das binäre Ausgangssignal eines Funktionsblocks (2) auf den Eingang (3) eines anderen Funktionsblocks (2) geschaltet ist, dass der an dem jeweiligen Eingang (3) anliegende Grenzwert (GW) als auch die logische Funktion des Funktionsblocks (2) selbst zur Parametrierung der Bewertung aus einer vorgegebenen Anzahl von Grenzwerten (GW) bzw. logischen Funktionen auswählbar sind und dass ein binäres Gesamt-Signal (4a) erzeugt wird, um, insbesondere einer Bedienperson oder einer Weiterverarbeitung, eine Verletzung von Kenngrößen anzuzeigen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsblöcke (2) mit ihren Eingängen (3) auf einem Display (1) in einer fest vorgegebenen Anordnung und Verknüpfung dargestellt sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangs-Funktionsblock (2d) das binäre Gesamt-Signal (4a) erzeugt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verletzung an dem entsprechenden Eingang (2) der Funktionsblöcke (2) angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Eingängen (3) neben Grenzwerten auch weitere digitale Signale, insbesondere den Schaltzustand eines Schalters, als binäre Signale anliegen können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ausgang (3) als invertierender Ausgang parametrierbar ist.