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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet intelligenter Schaltanlagen und insbesondere auf ein Verfahren zum automatischen Management von Konfigurationsinformationen auf Basis einer intelligenten Schaltanlage.
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Hintergrund der Erfindung
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Schaltanlagen entwickeln sich zu intelligenten Schaltanlagen weiter, wobei die Kommunikation zwischen intelligenten elektronischen Geräten in den intelligenten Schaltanlagen und die entsprechenden Systemvoraussetzungen in der Norm IEC-61850 definiert sind und Kommunikation, Konfiguration, Management, Überwachung und dergleichen der Geräte in der intelligenten Schaltanlage die Norm IEC-61850 erfüllen müssen.
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Ein Konfigurationsmanagementverfahren auf Grundlage der Norm IEC-61850 wird auf alle Geräte in der intelligenten Schaltanlage (mit Ausnahme eines Industrial Ethernet-Schalters) angewendet; und jedes intelligente elektronische Gerät (Intelligent Electronic Device, IED) stellt eine IED-Konfigurationsbeschreibungsdatei (ICD-Datei) bereit, ein Systemkonfigurationstool der intelligenten Schaltanlage formuliert die Systemkonfiguration der gesamten Schaltanlage anhand der ICD-Dateien, und das Systemkonfigurationstool exportiert eine Konfigurationsdatei einer IED-Konfigurationsbeschreibung (Configured IED Description, CID) jedes IED-Gerätes, wobei die Konfigurationsdatei auf das IED-Gerät heruntergeladen werden muss, um dadurch die gesamte Schaltanlage zu konfigurieren.
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Der Industrial Ethernet-Schalter stellt ein Kommunikationsmedium für die jeweiligen IED-Geräte der Schaltanlage und eine Datenmanagementfunktion bereit, wobei er jedoch nicht das vorstehende Managementverfahren nach der Norm IEC-61850 bereitstellen muss; und ein bestehendes Schalterkonfigurationsschema bezieht sich allgemein auf eine Internetseite, eine Befehlszeile (Telnet- oder SSH-fähig) oder ein SNMP-Schema, und im Vergleich zu den anderen IED-Geräten der intelligenten Schaltanlage leidet dieses Schema unter einer komplizierten Konfiguration und ist störanfällig sowie konfigurationsfehleranfällig, insbesondere für einen Benutzer, der keinerlei Erfahrung mit der Verwendung des Schalters hat.
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Im Stand der Technik besteht eine Umsetzung darin, die Konfiguration des Industrial Ethernet-Schalters für die Datenmanagementfunktion unter Verwendung des GMRP-Protokolls gemäß einem Teilnehmer- und Verteiler-Modell des intelligenten Schaltanlagensystems zu verbessern, wobei sie auch einige ersichtliche Nachteile aufweist: erstens wird jeder Datensatz mit einer anderen MAC-Adresse bereitgestellt, so dass eine große Anzahl von Multicast-Gruppen, z. B mehr als 200 bei einer Schaltanlage üblicher Größe, zu registrieren sind, und bei einer derart großen Anzahl von Multicast-Gruppen besteht ein gewisses Datenmanagementrisiko sowie eine hohe Anforderung an den Schalter; zweitens wird das GMRP-Protokoll über ein VLAN aufgebaut, das ebenfalls konfiguriert werden muss, wobei eine automatische Konfigurationsfunktion nicht vollständig durchgeführt werden kann, obwohl die Konfiguration des VLAN durch das GMRP (GARP Multicast Registration Protocol) erleichtert werden kann; und drittens müssen die jeweiligen IED-Geräte und die Schalter in allen Netzwerken das GMRP-Protokoll unterstützen, was schwer durchführbar sein kann.
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Kurzfassung der Erfindung
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Daher stellt die Erfindung ein Verfahren zum automatischen Management von Konfigurationsinformationen auf Basis einer intelligenten Schaltanlage bereit.
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Die Erfindung sieht ein Verfahren zum automatischen Management von Konfigurationsinformationen auf Basis einer intelligenten Schaltanlage vor, wobei die der Norm IEC-61850 entsprechende, intelligente Schaltanlage IED-Geräte und einen Schalter aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Parsing einer Konfigurationsdatei für die intelligente Schaltanlage, um Kommunikationskonfigurationsinformationen und Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen der IED-Geräte zu erfassen, und
Erzeugen einer Schalterkonfigurationsdatei aus den Kommunikationskonfigurationsinformationen und den Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen der IED-Geräte.
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Vorzugsweise umfasst das Verfahren zudem folgende Schritte:
Laden der Schalterkonfigurationsdatei in den Schalter;
Erkennung eines an einen Anschluss des Schalters angeschlossenen IED-Gerätes durch den Schalter anhand der Schalterkonfigurationsdatei, und
dynamische Registrierung eines mit dem Schalter bestehenden VLAN durch den Schalter anhand des erkannten, angeschlossenen IED-Gerätes und der Schalterkonfigurationsdatei.
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Vorzugsweise enthält die Konfigurationsdatei für die intelligente Schaltanlage SCD-Dateien, die eine Beschreibung von IED-Gerätefähigkeiten, eine Beschreibung des IED-Kommunikationsabschnitts, ein Assoziationsbeziehungsmodell zwischen den IED-Geräten, und ein IED-Konfigurationsbeschreibungs- und -Attributtemplate umfassen.
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Die Kommunikationskonfigurationsinformationen der IED-Geräte umfassen vorzugsweise IED-Namen, Steuerblocknamen, MAC-Adressen und eine VLAN-ID, und/oder die Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen der IED-Geräte umfassen einen Local-IED-Namen, einen Remote-IED-Namen und einen Steuerblocknamen.
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Vorzugsweise enthält die Schalterkonfigurationsdatei eine IED-Kommunikationsmodellkonfigurationsdatei und eine IED-Kommunikationsassoziationskonfigurationsdatei; die IED-Kommunikationsmodellkonfigurationsdatei enthält IED-Namen, Steuerblocknamen, MAC-Adressen und eine VLAN-ID, und die IED-Kommunikationsassoziationskonfigurationsdatei enthält einen Local-IED-Namen, einen Remote-IED-Namen und einen Steuerblocknamen.
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Die Schalterkonfigurationsdatei wird vorzugsweise aus den Kommunikationskonfigurationsinformationen der IED-Geräte erzeugt durch:
Parsing der Kommunikationskonfigurationsinformationen des IED-Gerätes in eine SCD-DOM-Datei durch eine DOM-Schnittstelle;
Durchsuchen der SCD-DOM-Datei nach Knoteninformationen und Speichern der Knoteninformationen in einer IED-Kommunikationsmodell-Verknüpfungstabelle, und
Durchlaufen der IED-Kommunikationsmodell-Verknüpfungstabelle und Ausgabe einer Kommunikationsmodell-Konfigurationsdatei in einem Schalterformat,
wobei die Kommunikationsmodell-Konfigurationsdatei die IED-Namen, die Steuerblocknamen, die MAC-Adressen und die VLAN-ID enthält.
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Die Schalterkonfigurationsdatei wird vorzugsweise aus den Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen der IED-Geräte erzeugt durch: Parsing der Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen des IED-Gerätes in eine SCD-DOM-Datei durch eine DOM-Schnittstelle;
Durchsuchen der SCD-DOM-Datei nach einer virtuellen Terminalverbindung und Speichern der virtuellen Terminalverbindung in einer IED-Kommunikationsassoziationsverknüpfungstabelle,
Durchlaufen der IED-Kommunikationsassoziationsverknüpfungstabelle und Suchen nach einem Datensatz virtueller Terminalverbindungen;
Durchsuchen des Datensatzes virtueller Terminalverbindungen nach einem IED-Kommunikationsassoziationssteuerblock, und
Ausgabe der IED-Kommunikationsassoziationskonfigurationsdatei in einem Schalterformat.
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Vorzugsweise erkennt der Schalter ein an einen Schalteranschluss angeschlossenes IED-Gerät anhand der Schalterkonfigurationsdatei dadurch,
dass alle Anschlüsse des Schalters das LLDP-Protokoll in einem Default-Status starten, und wenn ein Anschluss eine LLDP-Protokollnachricht empfängt, in der ein lokales Gerät das Schaltgerät ist, dann wird der Anschluss als Kaskadenanschluss des Schalters festgelegt; andernfalls wird der Anschluss als Nicht-Kaskadenanschluss festgelegt;
dass der Schalter eine ACL-Funktion am Nicht-Kaskadenanschluss freigibt und eine Nachricht vom GOOSE/GSE-Typ nach einer Matching-Regel erhält, und
dass der Schalter eine MAC-Adresse in der IED-Kommunikationsmodellkonfigurationsdatei mit einer MAC-Zieladresse in der Nachricht vom GOOSE/GSE-Typ abgleicht, um ein an den Schalteranschluss angeschlossenes IED-Gerät zu erkennen.
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Die dynamische Registrierung des mit dem Schalter bestehenden VLAN durch den Schalter anhand des erkannten, angeschlossenen IED-Gerätes und der Schalterkonfigurationsdatei erfolgt vorzugsweise dadurch, dass:
die Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen in der Schalterkonfigurationsdatei anhand des durch den Schalter erkannten Local-IED-Gerätes abgefragt werden, um einen Remote-IED-Namen und einen Steuerblocknamen zu erhalten, und die Kommunikationskonfigurationsinformationen des IED-Gerätes in der Schalterkonfigurationsdatei anhand des Remote-IED-Namens und des Steuerblocknamens abgefragt werden, um für den Schalter zu konfigurierende VLAN-ID-Informationen zu erhalten, und
anhand der für den Schalter zu konfigurierenden VLAN-ID-Informationen zunächst der Schalteranschluss, an den das lokale IED angeschlossen ist, mit der VLAN-ID konfiguriert wird und die VLAN-ID mit anderen Nicht-Kaskadenanschlüssen als dem Schalteranschluss, an den das lokale IED angeschlossen ist, durch das GVRP-Protokoll registriert wird.
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Die Erfindung ermöglicht das Erzeugen der Schalterkonfigurationsdatei durch Parsing der Konfigurationsdatei für die intelligente Schalteranlage und die Durchführung einer automatischen Konfiguration des Industrial Ethernet-Schalters in der intelligenten Schaltanlage unter Verwendung der Schalterkonfigurationsdatei. Aufgrund der Verwendung der Informationen in der bestehenden Konfigurationsdatei für die intelligente Schaltanlage ist die Umsetzung sehr einfach. Darüber hinaus können mit dem erfindungsgemäßen Managementverfahren Managementvorgänge für die Konfigurationsinformationen vereinfacht und zweckmäßiger werden und die spätere Wartung und Fehlersuche erleichtern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen zum besseren Verständnis der Erfindung und sind Teil derselben, und beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung und deren Beschreibung dienen zur Erläuterung, aber nicht zur unangemessenen Einschränkung der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahren zum automatischen Management von Konfigurationsinformationen auf Basis einer intelligenten Schaltanlage;
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2 ein Ablaufdiagramm des Parsings von Kommunikationskonfigurationsinformationen eines IED-Gerätes anhand von IED-Gerätekonfigurationsinformationen;
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3 ein Ablaufdiagramm des Parsings von Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen eines IED-Gerätes anhand einer IED-Gerätekonfigurationsdatei, und
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4 ein Ablaufdiagramm der Erkennung eines an einen Schalteranschluss angeschlossenen IED-Gerätes durch den Schalter anhand einer Konfigurationsinformationsdatei.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei sich versteht, dass die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen die Erfindung lediglich erläutern und darlegen, aber nicht einschränken sollen.
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Nach der Norm IEC-61850 muss jedes IED-Gerät ein Gerätefähigkeitsmodell, d. h. eine ICD-Datei, bereitstellen. Ein Systemkonfigurationstool einer intelligenten Schaltanlage formuliert die Systemkonfiguration der gesamten Schaltanlage anhand der ICD-Dateien der jeweiligen IED-Geräte in einer SCD-Konfigurationsdatei (einer Systemkonfigurationsdatei der intelligenten Schaltanlage), und das Systemkonfigurationstool exportiert eine Konfigurationsdatei CID (eine IED-Gerätekonfigurationsdatei) jedes IED-Gerätes, wobei die Konfigurationsdatei in das IED-Gerät importiert werden muss, um dadurch die gesamte Schaltanlage zu konfigurieren.
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Alle ICD-, SCD- und CID-Dateien liegen im XML-Dateiformat vor, und entsprechende Dateiformate für die Konfiguration von intelligenten elektronischen Geräten (IED) und IED-Parameter, eine Kommunikationssystemkonfiguration, eine Schaltfeld(funktions)struktur und deren gegenseitige Beziehungen sind in der Norm IEC-61850 definiert. Diese Dateien (ICD, SCD und CID) sind so beschrieben, dass Daten in den Dateien zwischen den Entwicklungsanlagen für intelligente elektronische Geräte und den Systementwicklungsanlagen unterschiedlicher Hersteller kompatibel ausgetauscht werden können.
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Die Erfindung sieht ein Verfahren zum automatischen Management auf Basis einer intelligenten Schaltanlage vor, wobei die der Norm IEC-61850 entsprechende, intelligente Schaltanlage, wie in 1 dargestellt, IED-Geräte und einen Schalter aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- (1) Eine Konfigurationsdatei für die intelligente Schaltanlage wird geparst, um Kommunikationskonfigurationsinformationen und Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen der IED-Geräte zu erfassen;
- (2) eine Schalterkonfigurationsdatei wird durch eine IED-Einrichtung aus den Kommunikationskonfigurationsinformationen und den Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen der IED-Geräte erzeugt;
- (3) die Schalterkonfigurationsdatei wird in den Schalter geladen;
- (4) der Schalter erkennt anhand der Schalterkonfigurationsdatei ein an einen Anschluss des Schalters angeschlossenes IED-Gerät, und
- (5) der Schalter registriert anhand des erkannten, angeschlossenen IED-Gerätes und der Schalterkonfigurationsdatei, d. h. durch das GARP VLAN Registration Protocol (GVRP), dynamisch ein mit dem Schalter bestehendes VLAN.
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Die Konfigurationsdatei für die intelligente Schaltanlage enthält SCD-Dateien, die eine Beschreibung von IED-Gerätefähigkeiten, eine Beschreibung des IED-Kommunikationsabschnitts, ein Assoziationsbeziehungsmodell zwischen den IED-Geräten, und ein IED-Konfigurationsbeschreibungs- und -Attributtemplate umfassen.
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Die Kommunikationskonfigurationsinformationen der IED-Geräte umfassen IED-Namen, Steuerblocknamen, MAC-Adressen und eine VLAN-ID.
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Die Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen der IED-Geräte enthalten einen Local-IED-Namen, einen Remote-IED-Namen und einen Steuerblocknamen.
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Wie in 2 gezeigt, werden die IED-Gerätekonfigurationsinformationen geparst, um in den folgenden Schritten die Kommunikationskonfigurationsinformationen des IED-Gerätes zu erfassen:
- (1) Die Kommunikationskonfigurationsinformationen des IED-Gerätes werden durch eine Document Object Model (DOM)-Einrichtung in eine SCD-DOM-Datei geparst;
- (2) die SCD-DOM-Datei wird nach Knoteninformationen durchsucht, die wiederum in einer IED-Kommunikationsmodell-Verknüpfungstabelle gespeichert werden, und
- (3) die IED-Kommunikationsmodell-Verknüpfungstabelle wird durchlaufen, und eine Kommunikationsmodell-Konfigurationsdatei wird in einem Schalterformat ausgegeben.
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Die Kommunikationsmodell-Konfigurationsdatei enthält die IED-Namen, die Steuerblocknamen, die MAC-Adressen und die VLAN-ID.
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Im vorstehenden Verfahren hat die Verarbeitung durch DOM-Schnittstellensoftware mehrere Vorteile. Erstens liegt ein Baum dauerhaft in einem Speicher, so dass er dahingehend modifiziert werden kann, dass Daten und eine Struktur durch eine Anwendung verändert werden können; zweitens, ist jederzeit eine Navigieren im Baum nach oben und nach unten anstelle einer einmaligen Verarbeitung, wie bei SAX, möglich; und drittens ist auch die Benutzung eines DOM deutlich einfacher.
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Mit der DOM-Schnittstellensoftware kann eine SCD-Textdatei in der XML-Sprache in ein SCL-DOM-Objekt geparst werden, um dadurch eine Basis für eine anschließende Suche zu liefern. Für eine anschließende Schnellsuche werden unbrauchbare Unterknoten in einem SCL-DOM-Objekt, wie z. B. History, dataTypeTemplates, IN und DOI, gelöscht.
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Bei der Suche wird nach einem ConnectedAP-Unterknoten unter einem Communication-Unterknoten eines Kommunikationsknotenabschnitts in einer SCD-Datei gesucht, und bei Vorliegen von SMV- und GSE-Unterknoten unter dem ConnectedAP-Unterknoten wird in einem Address-Unterknoten nach GOOSE und SMV gesucht, die wiederum in der IED-Kommunikationsmodell-Verknüpfungstabelle gespeichert werden. Die IED-Kommunikationsmodell-Verknüpfungstabelle ist wie folgt gegliedert: Tabelle 1
| ID | Name | Beschreibung |
| 1 | ied Name | IED-Name |
| 2 | cbName | Name des Steuerblocks in LLNO von Logikbaustein Idinst |
| 3 | macAddr | MAC-Adresse |
| 4 | VLAN | VLAN-ID |
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Die Kommunikationsmodell-Konfigurationsdatei im Schalterformat lautet wie folgt:
ied xianlibiankaiguan cbname gocb1 vlan 100 mac 01-0c-cd-01-00-01
ied xianlibiankaiguan cbname gocb2 vlan 200 mac 01-0c-cd-01-00-02
ied xianlibiankaiguan cbname gocb3 vlan 300 mac 01-0c-cd-01-00-03
ied xianlibiankaiguan cbname gocb4 vlan 400 mac 01-0c-cd-01-00-04
ied zhongkaiguan cbname gocb1 vlan 500 mac 01-0c-cd-01-00-05
ied zhongkaiguan cbname gocb2 vlan 600 mac 01-0c-cd-01-00-06
ied zhongkaiguan cbname gocb3 vlan 700 mac 01-0c-cd-01-00-07
ied zhongkaiguan cbname gocb4 vlan 800 mac 01-0c-cd-01-00-08
ied xianlubaohu cbname GO Gcb3 vlan 900 mac 01-0c-cd-01-00-09
ied xianlibiankaiguan cbname smvcb vlan 10 mac 01-0c-cd-04-00-01
ied zhongkaiguan cbname smvcb vlan 20 mac 01-0c-cd-04-00-02
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Wie in 3 gezeigt, wird die IED-Gerätekonfigurationsdatei geparst, um in den folgenden Schritten die Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen des IED-Gerätes zu erfassen:
- (1) Die Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen des IED-Gerätes werden durch die DOM-Schnittstelle in eine SCD-DOM-Datei geparst;
- (2) die SCD-DOM-Datei wird nach einer virtuellen Terminalverbindung durchsucht, die wiederum in einer IED-Kommunikationsassoziationsverknüpfungstabelle gespeichert wird;
- (3) die IED-Kommunikationsassoziationsverknüpfungstabelle wird durchlaufen und nach einem Datensatz virtueller Terminalverbindungen durchsucht;
- (4) der Datensatz virtueller Terminalverbindungen wird nach einem IED-Kommunikationsassoziationssteuerblock durchsucht, und
- (5) die IED-Kommunikationsassoziationskonfigurationsdatei wird ausgegeben.
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Die IED-Kommunikationsassoziationskonfigurationsdatei enthält einen Local-IED-Namen, einen Remote-IED-Namen und einen Steuerblocknamen.
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Die virtuelle Terminalverbindung ist eine Beschreibung einer Kommunikationsassoziation zwischen IED-Geräten, d. h. eines Korrespondenzverhältnisses zwischen externen Datenobjekten, die durch ein betreffendes IED-Datenobjekt zu assoziieren sind. Die virtuelle Terminalverbindung ist durch ein Feld „ExtRef” gekennzeichnet. Bei der Suche kann die IED-Datei (der Datensatz) anhand eines Parameters der virtuellen Terminalverbindung (z. B. eines IED-Namens) nach einem IED-Kommunikationsassoziationssteuerblock durchsucht werden.
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Die virtuelle Terminalverbindung wird in folgendem Format beschrieben:
<ExtRef daName=”stVal” doName=”Op2” iedName=”xianlubaohu” intAddr = ”PI/GOINGGIO1.SPCSO5.stVal” Idlnst=”P101” InClass=”GG10” Inlnst=”1”/>
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Die IED-Kommunikationsassoziationsverknüpfungstabelle ist wie in Tabelle 2 gezeigt, worin die Bedeutungen der jeweiligen Parameter der virtuellen Terminalverbindung beschrieben sind. Tabelle 2
| Internes Virtual Terminal | intAddr | Internes Virtual Terminal |
| Externes Virtual Terminal | daName | Datenattributname |
| doName | Datenobjektname |
| iedName | IED-Name |
| IdINst | Beispiel für Logikbaustein |
| InClass | Beispiel für Logikknoten |
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Für eine Schnellsuche werden unbrauchbare Unterknoten in einem SCL-DOM-Objekt, wie z. B. History, dataTypeTemplates, IN und DOI, gelöscht.
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Beim Durchlaufen der IED-Kommunikationsassoziationsverknüpfungstabelle, wird der Datensatz, in dem sich das Virtual Terminal befindet, nach iedName, IdINst, InClass, doName und daName in der virtuellen Terminalverbindung durchsucht; und der Datensatz, in dem sich das Virtual Terminal befindet, wird nach dem IED-Kommunikationsassoziationssteuerblock durchsucht.
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Die IED-Kommunikationsassoziationskonfigurationsdatei im Schalterformat lautet wie folgt:
localied xianlibiankaiguan vircon remote_ied xianlubaohu cbname GO_Gcb3
localied xianlibiankaiguan vircon remote_ied xianlubaohu cbname GO_Gcb3
localied xianlubaohu vircon remote_ied xianlibiankaiguan cbname smvcb
localied xianlubaohu vircon remote_ied xianlibiankaiguan cbname smvcb
localied xianlubaohu vircon remote_ied xianlibiankaiguan cbname smvcb
localied xianlubaohu vircon remote_ied zhongkaiguan cbname smvcb
localied xianlubaohu vircon remote_ied zhongkaiguan cbname smvcb
localied xianlubaohu vircon remote_ied xianlibiankaiguan cbname gocb1
localied xianlubaohu vircon remote_ied xianlibiankaiguan cbname gocb1
localied xianlubaohu vircon remote_ied xianlibiankaiguan cbname gocb1
localied xianlubaohu vircon remote_ied zhongkaiguan cbname gocb1
localied xianlubaohu vircon remote_ied zhongkaiguan cbname gocb1
localied xianlubaohu vircon remote_ied zhongkaiguan cbname gocb1
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Wie ersichtlich ist, enthält die IED-Kommunikationsassoziationskonfigurationsdatei im Schalterformat einen Lo-cal-IED-Namen, einen Remote-IED-Namen, einen Steuerblocknamen und ein Attribut einer virtuellen Verbindung zwischen dem Local-IED und dem Remote-IED. Es ist zu beachten, dass die IED-Kommunikationsassoziationskonfigurationsdatei das Attribut der virtuellen Verbindung zwischen dem Local-IED und dem Remote-IED auch nicht enthalten kann.
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Da zudem manche Geräte (z. B. ein Fehleraufzeichnungs-, Prüf- und Steuergerät) keine IEC-61850-Nachricht senden, kann der Schalter diese nicht erkennen. Das Fehleraufzeichnungs-, Prüf- und Steuergerät muss durch die IED-Einrichtung direkt an der Konfigurationseinrichtung nach Bedarf eines Benutzers konfiguriert werden.
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In einem Direktkonfigurationsverfahren müssen eine Schalter-IP-Adresse und dem IED zugeordnete Geräte in einer Konfigurationsschnittstelle festgelegt werden. Diese werden wie folgt zu einer Befehlszeilen-Konfigurationsdatei des Schalters konfiguriert:
Local ip [ip-addr] port [1-28] vircon remote ied [ied-name]
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Ein erfindungsgemäßes Beispiel stellt sich wie folgt dar:
Local ip port 1 vircon remote ied zhongkaiguan
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Zur Spezifikation einer Konfigurationsdateiversion wird eine durch den Schalter konfigurierte Konfigurationsdateiversions-ID dem Kopf der Konfigurationsdatei hinzugefügt; und die Konfigurationsdatei wird vom Benutzer so bezeichnet, dass zwischen unterschiedlichen Konfigurationsdateien unterschieden wird.
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Die Konfigurationsdatei wird auf zahlreiche Weisen geladen, z. B. kann sie mittels FTP-Software oder als Verarbeitungsstapel mittels Anlagensoftware auf entsprechende Schalter geladen werden. Ein besonderes Betriebsverfahren unter Verwendung von Anlagensoftware sieht wie folgt aus:
Die Anlagensoftware startet einen Dienst und sendet eine Nachricht mit einer Anweisung zum Laden einer Konfiguration an alle vernetzten Schalter, wobei die Nachricht mit der Anweisung zum Laden einer Konfiguration alle zwei Sekunden gesendet wird, während die Anlagensoftware gestartet wird; und eine aktuelle Versionsnummer der Konfigurationsdatei wird als Ladesequenznummer der Nachricht mit der Anweisung zum Laden einer Konfiguration verwendet, um zu verhindern, dass die Konfigurationsdatei wiederholt auf den Schalter geladen wird.
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Die Anlagensoftware startet einen TFTP/FTP-Server und legt einen Pfad, einen Benutzernamen und ein Passwort fest, und
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der Schalter empfängt die Anweisung zum Laden einer Konfiguration und entscheidet anhand der Ladeversionsnummer in der Anweisung, ob die Konfigurationsdatei geladen werden soll. Wenn die Versionsnummer der Konfigurationsdatei in der Anweisung nicht mit der des Schalters übereinstimmt, startet der Schalter einen TFTP/FTP-Client und lädt die Konfigurationsdatei von einem Anlagensoftware-Server herunter; andernfalls lädt der Schalter die in der Konfigurationsladeanweisung angegebene Konfigurationsdatei nicht herunter.
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Der Schalter öffnet die heruntergeladene Konfigurationsdatei und führt sie aus. Nach erfolgreicher Ausführung sendet der Schalter an den Anlagensoftware-Server eine Nachricht über das erfolgreiche Laden der Konfiguration, die essenzielle Informationen über den jeweiligen Schalter enthält, einschließlich einer IP-Adresse, einer MAC-Adresse, eines Gerätenamens, usw.
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Wie in 4 gezeigt, erkennt der Schalter ein an einen Schalteranschluss angeschlossenes IED-Gerät anhand der Konfigurationsinformationsdatei in den folgenden Schritten:
- (1) Alle Anschlüsse des Schalters starten das Link Layer Discovery Protocol (LLDP) in einem Default-Status, und wenn ein Anschluss eine LLDP-Protokollnachricht empfängt, in der ein lokales Gerät das Schaltgerät ist, dann wird der Anschluss als Kaskadenanschluss des Schalters festgelegt, andernfalls wird der Anschluss aber als Nicht-Kaskadenanschluss festgelegt;
- (2) der Schalter gibt eine Access Control List (ACL)-Funktion am Nicht-Kaskadenanschluss frei und erhält eine Nachricht vom GOOSE/GSE-Typ nach einer Matching-Regel, und
- (3) der Schalter gleicht eine MAC-Adresse in der IED-Kommunikationsmodellkonfigurationsdatei mit einer MAC-Zieladressinformationen in der Nachricht vom GOOSE/GSE-Typ ab, um ein an den Schalteranschluss angeschlossenes IED-Gerät zu erkennen.
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Beim Erkennungsvorgang können ein festgelegter Typ und eine quantifizierte IED-Gerätenachricht (z. B. eine GOOSE/GSE-Nachricht) erfasst werden, um dadurch einen IED-Gerätenamen zu erkennen; und nach Erkennung des Namens kann die Konfigurationsdatei durchlaufen werden, um eine Liste assoziierter VLANs zu erhalten.
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Die Art der GOOSE/GSE-Nachricht ist wie in Tabelle 3 dargestellt: Tabelle 3
| Anwendung | Ethernet-Typ-Codewert (hexadezimal) | APPID-Typ |
| IEC 61850-8-1 GOOSE | 88-B8 | 00 |
| IEC 61850-8-1 GSE-Management | 88-B9 | 00 |
| IEC 61850-9-1-Musterwert | 88-BA | 01 |
| IEC 61850-9-2-Musterwert | 88-BA | 01 |
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Das Ethernet-Typ-Feld wird nach der ACL-Regel abgeglichen, die 0x8868 und 0x88B9 enthält, und die erfassten Daten werden durch eine Datenflusssteuerung an eine CPU gesendet. Die Schalter-CPU kann eine MAC-Adresse in der Kommunikationsmodell-Konfigurationsdatei mit der erfassten Nachricht vom GOOSE/GSE-Typ abgleichen, um dadurch ein an den Schalteranschluss angeschlossenes IED-Gerät zu erkennen.
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Wenn in der IED-Kommunikationsassoziationskonfigurationsdatei kein Attribut einer virtuellen Verbindung zwischen einem Local-IED-Gerät und einem Remote-IED-Gerät vorliegt, läuft das Registrierungsverfahren wie folgt ab:
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Die Kommunikationsassoziationskonfigurationsinformationen in der Schalterkonfigurationsdatei werden anhand des durch den Schalter erkannten Local-IED-Gerätes abgefragt, um einen Remote-IED-Namen und einen Steuerblocknamen zu erhalten, und die Kommunikationskonfigurationsinformationen des IED-Gerätes in der Schalterkonfigurationsdatei werden anhand des Remote-IED-Namens und des Steuerblocknamens abgefragt, um für den Schalter zu konfigurierende VLAN-ID-Informationen zu erhalten, und anhand der für den Schalter zu konfigurierenden VLAN-ID-Informationen wird zunächst der Schalteranschluss, an den das lokale IED angeschlossen ist, mit der VLAN-ID konfiguriert und die VLAN-ID wird mit anderen Nicht-Kaskadenanschlüssen als dem Schalteranschluss, an den das lokale IED angeschlossen ist, durch das GVRP-Protokoll registriert.
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Wenn in der IED-Kommunikationsassoziationskonfigurationsdatei ein Attribut einer virtuellen Verbindung zwischen einem Local-IED-Gerät und einem Remote-IED-Gerät vorliegt, läuft das Registrierungsverfahren wie folgt ab: anhand mindestens eines erkannten Local-IED-Gerätenamens und eines Remote-IED-Gerätes bestimmt die Schalter- CPU aufgrund der IED-Kommunikationsassoziationskonfigurationsdatei, dass ein Attribut einer Verbindung zwischen dem mindestens einen Local-IED-Gerätenamen und dem Remote-IED-Gerät eine virtuelle Verbindung ist, und dann registriert die CPU eine VLAN-ID mit dem Schalter durch das GVRP-Protokoll, um dadurch eine automatische Konfiguration des Schalters durchzuführen und so eine VLAN-Verbindung zwischen den zwei IED-Geräten herzustellen.
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Die vorhergehende Beschreibung veranschaulicht und beschreibt die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, aber wie oben beschrieben, ist zu beachten, dass die Erfindung nicht auf die Offenbarung dieses Zusammenhangs beschränkt ist und nicht so ausgelegt werden soll, dass sie andere Ausführungsformen ausschließt. Vielmehr kann sie in verschiedenen anderen Kombinationen, Modifikationen und Umgebungen ausgeführt werden und im Hinblick auf die vorstehende Lehre oder aufgrund der Kenntnisse oder Erkenntnisse aus dem Stand der Technik modifiziert werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Die vom Fachmann ohne Abweichung vom Umfang der Erfindung vorgenommenen Modifikationen und Variationen sollen unter den Umfang der nachfolgenden Ansprüche der Erfindung fallen.
