DE4230603C1 - Verfahren und Einrichtung zum schaltfehlergeschützten Steuern von Schaltgeräten einer Schaltanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schaltfehlerge­ schützten Steuern von Schaltgeräten in Schaltfeldern einer Schaltanlage in einer elektrischen Energieverteilungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das Verfahren und die zugehörige Einrichtung werden übli­ cherweise als Schaltfehlerschutz bezeichnet. Der Schaltfeh­ lerschutz ist der wichtigste Teil der Aufgabe einer Steue­ rungseinrichtung, die Veränderung eines bestimmten Ist-Zu­ standes in einen gewünschten Soll-Zustand in einer Schalt­ anlage zu bewirken. Die Steuerungseinrichtung in einer Schaltanlage besteht in der Regel aus schaltgerätbezogenen, aus feldbezogenen und aus anlagenbezogenen Einrichtungen. Die schaltgerätbezogenen Einrichtungen sind in einem Ge­ häuse am Schaltgerät selbst untergebracht. Die feldbezoge­ nen Einrichtungen sind in der Regel in einem Steuerschrank oder einem Relaishaus vor Ort, die anlagenbezogenen Ein­ richtungen in zentralen Relaishäusern oder im Betriebs­ gebäude untergebracht.

Bekannte Einrichtungen für den Schaltfehlerschutz in einer Hochspannungsschaltanlage sind als feldbezogene Einrichtung üblicherweise in einem Steuerschrank untergebracht. Sie tauschen die notwendigen Daten mit den anlagenbezogenen Einrichtungen über bidirektionale Busleitungen aus, die auch als Lichtleiter ausgeführt sein können. Auch der Da­ tenaustausch mit den Einrichtungen in anderen Feldern wird so vollzogen. So z. B. in Einrichtungen, die in den Druck­ schriften EP 01 03 137 B1 und EP 01 03 151 B1 beschrieben sind. Der Datenaustausch zwischen der feldbezogenen Ein­ richtung und den zum Feld gehörenden schaltgerätbezogenen Einrichtungen wird dort noch herkömmlich über Drahtleitun­ gen vorgenommen. Für jedes einzelne binäre Signal ist je­ weils eine eigene Drahtleitung notwendig; für Steuersi­ gnale, die potentialfrei übertragen werden müssen, sind so­ gar jeweils zwei Drahtleitungen pro Signal erforderlich. Abgesehen vom hohen Verdrahtungs- und Verkabelungsaufwand haben solche Drahtleitungen auch noch den Nachteil, daß über sie elektromagnetische Störsignale von der Hochspan­ nungsschaltanlage zu den Steuerungseinrichtungen übertragen werden. Sind in diesen, wie heute üblich, elektronische oder mikroprozessorgestützte Betriebsmittel verwendet, so sind aufwendige Schirmungsmaßnahmen gegen diese Störsignale notwendig.

Aus der EP 02 55 505 B1 ist eine Einrichtung zur Steuerung und Überwachung einer elektrischen Energieverteilungsanlage bekannt, welche die zuvor genannten Nachteile vermeidet. Sämtliche gerätbezogenen Einrichtungen eines Schaltfeldes, dort Schaltgeräteantriebskästen genannt, sind durch bidi­ rektionale Lichtwellenleiter miteinander verbunden, die an eine in der Schaltstation befindliche Steuer- und Überwa­ chungseinheit, eine feldbezogene Einrichtung, mit einem Mi­ kroprozessor pro Schaltfeld angeschlossen sind, wobei die Umsetzung der digitalen Signale in den Schaltgerätean­ triebskästen erfolgt, und die elektrischen Signale zur Steuerung des jeweiligen Schalters und die Rückmeldung an die Steuer- und Überwachungs-Einheit von einem in der ge­ rätbezogenen Einrichtung vorhandenen Mikroprozessor vermit­ telt wird. Die eigentlichen Melde-, Meß- und Schutzfunktio­ nen werden in der Schaltstation von einer Steuer- und Über­ wachungseinheit, der feldbezogenen Einrichtung, wahrgenom­ men und verantwortet.

In dieser feldbezogenen Einrichtung werden sämtliche Steu­ erbefehle, von der Fernwirkanlage kommende, von der Schalt­ warte der Schaltstation kommende oder von den Schaltgerä­ teantriebskästen kommende Steuerbefehle, nach gespeicherten Programmen, z. B. Kontrolle Schaltfehlerschutz, Schaltauto­ matik, Schaltverriegelung, Synchronisierung, ausgewertet und umgesetzt. Gleichermaßen werden die Rückmeldungen ver­ arbeitet und zur Anzeige und Protokollierung gegebenenfalls an stationsbezogene Einrichtungen weitergeleitet.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Einrichtung jedoch noch die Konzentration der Auswertung und Umsetzung von Informa­ tionen über die Schaltgeräte und die Steuerbefehle nach ge­ speicherten Programmen in einer einzigen zentralen Einrich­ tung pro Schaltfeld, und zusätzlich einer einzigen zentra­ len Einrichtung pro Schaltanlage für sammelschienenbezogene Auswertung und Umsetzung von Informationen. Der Ausfall solcher zentralen Einrichtungen entzieht jeweils alle ihr zugeordneten Komponenten der Kontrolle und der Steuerung. Redundante Auslegungen solcher Einrichtungen erfordern mehr als den doppelten Aufwand für Geräte und Leitungsverbindun­ gen.

Ausgehend von der EP 02 55 505 B1 liegt die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, durch die in allen Betriebszu­ ständen einer Schaltanlage sämtliche für die Steuerung und die Verriegelung in Betracht kommenden Auswertungen und Um­ setzungen verarbeitet werden können, ohne daß irgend eine für mehrere Schaltgeräte zentrale Komponente aktiv daran beteiligt ist. Das Verfahren soll ergänzbar sein durch eine fehlergeschützte Schalthoheits-Zuteilung.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Außerdem wird die Aufgabe gemäß Patentanspruch 4 gelöst durch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Eine im Patentanspruch 2 angegebene vorteilhafte Ausgestal­ tung des Verfahrens bezieht sich auf den Einbezug einer fehlergeschützten Schalthoheits-Zuteilung in das Gesamtver­ fahren.

Eine im Patentanspruch 3 angegebene vorteilhafte Ausgestal­ tung des Verfahrens bezieht sich auf die Behandlung von Störfallsituationen.
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Vorteile der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen bestehen u. a. darin, daß neue kostengünstige Konzeptionen für Schaltfehlerschutzeinrichtungen ermöglicht werden. So kön­ nen durch Verzicht auf eine feldbezogene Datenverarbei­ tungseinrichtung die üblichen Steuerschränke je Feld ent­ fallen. Die Funktionen der regelmäßig mit Steuerschränken verbundenen Anzeige- und Bedieneinrichtungen könnten z. B. mobile, anschließbare Bedienstellen übernehmen.

Ein dem erfindungsgemäßen Verfahren ähnliches Verfahren ist in der (ältere Anmeldung) DE 41 37 489 A1 beschrieben. Das dort vorgeschlagene Schaltfehlerschutz-Verfahren vermeidet zwar eine Zentral­ einrichtung für eine gesamte Schaltanlage, indem autarke Feldeinheiten je Schaltfeld angeordnet werden, wodurch aber noch für mehrere Schaltgeräte eines Schaltfeldes gemeinsame Komponenten in Form der Feldeinheiten benötigt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Konfiguration einer Schaltanlage,

Fig. 2 Anordnung von Geräteeinheiten und Steuereinhei­ ten, verbunden durch ein Datenübertragungsnetz­ werk.

Fig. 1 zeigt beispielhaft die Konfiguration einer Schalt­ anlage. Gezeigt sind fünf Schaltfelder 1 bis 5 in einer Doppelsammelschienenkonfiguration, wobei die Sammelschienen mit I und II bezeichnet sind. Das Schaltfeld 1 umfaßt Sam­ melschienenerder Q15 und Q25. Die Schaltfelder 2 und 3 die­ nen zur Anschaltung von Zu- oder Ableitungen an die Sammel­ schienen I und II. Sie umfassen jeweils einen Leistungs­ schalter Q0, Trennschalter Q1, Q2, Q9 und die Erdungsschal­ ter Q8, Q51 und Q52. Das Schaltfeld 4 ermöglicht die Kupp­ lung der Sammelschienen I, II über einen Leistungsschalter Q0 und Trennschalter Q10 und Q20. Es sind außerdem Erdungs­ schalter Q51 und Q52 vorhanden. Das Schaltfeld 5 umfaßt Trennschalter Q11 und Q21, mit denen jeweils ein benachbar­ ter weiterer Sammelschienenabschnitt angekuppelt werden kann, dem weitere Schaltfelder der Schaltanlage zugeordnet sind.

Jedem Schaltgerät, also jedem Leistungsschalter, Trenn­ schalter und Erdungsschalter, ist eine Funktionseinheit zu­ geordnet, welche die Steuerung des Schaltgerätes eines Schaltfeldes als Aufgabe hat. Eine solche Funktionseinheit wird im Folgenden als Geräteeinheit 1.15 bis 5.21 (vgl. Fig. 2) bezeichnet. Der Geräteeinheit werden alle Signale zugeführt, die für das Erkennen des Zustandes der von ihr zu kontrollierenden Schaltgeräte notwendig sind.

Die Geräteeinheit ist die Instanz, welche den tatsächlichen Gerätezustand aufgrund der ihr zugeführten diskreten elek­ trischen Signale von Signalgebern der ihr zugeordneten Ge­ räte erkennen und verarbeiten kann. Ihr werden gegebenen­ falls auch diskrete elektrische Signale als Befehle zum Schalten dieser Geräte zugeführt, wenn die Baueinheit, in welcher die Geräteeinheit untergebracht ist, Signalgeber dazu vorsieht, z. B. Drucktaster für das Ein- und Ausschal­ ten.

Wenn im Zusammenhang mit dem Begriff Geräteeinheit von die­ ser zugeordneten Schaltgeräten (Mehrzahl) gesprochen wird, so sind in der Regel höchstens zwei solcher Schaltgeräte gemeint, etwa Q10 und Q51 im Feld 4, und zwar genau dann, wenn aus konstruktiven Gründen Trenner und Arbeitserder eine Einheit bilden, für die es auch nur einen Gerätean­ triebskasten oder ein sonstwie bezeichnetes Gehäuse gibt, worin die Umsetzung der gerätebezogenen Signale erfolgt. Der Klarheit der Aussagen wegen wird nachfolgend jedoch nur von jeweils einem Schaltgerät pro Geräteeinheit gesprochen, auch wenn im konkreten Ausführungsfall die eben erwähnte Kombination zweckmäßigerweise verwendet wird, auch wenn aus anderen konstruktiven Gründen in einem solchen Gehäuse Si­ gnale mehrerer Schalter umgesetzt werden.

Die Geräteeinheit ist die Instanz, der von außen gegebenen­ falls Schaltbefehle für das ihr zugeordnete Schaltgerät zu­ geführt werden. Nur die Geräteeinheit gibt Signale an das Schaltgerät ab, wenn dessen Zustand sich ändern soll, wenn geschaltet werden soll. Die Geräteeinheit ist damit die In­ stanz, welche die Verriegelungsbedingungen beachten kann und muß, um Schaltbefehle zuverlässig ausführen zu können. Sie muß Schaltbefehle zurückweisen, wenn deren Ausführung auch nur eine der Verriegelungsbedingungen verletzen würde.

Die Aufgaben für die Geräteeinheit sind vielfältig und kom­ plex. Es ist Stand der Technik, diese Aufgaben von Mikro­ prozessoren bearbeiten zu lassen, die wesentlicher Bestand­ teil dieser Funktionseinheit sind. Die zu beachtenden Ver­ riegelungsbedingungen sind in Teilen des Speichers hinter­ legt, die den Mikroprozessoren der Geräteeinheit zugeordnet sind.

Ein Teil der Verriegelungsbedingungen ist gerätebezogen. Beispielsweise darf ein Schaltbefehl für einen Trenner dann nicht ausgeführt werden, wenn eine Handkurbel zum manuellen Bewegen des Schalters gesteckt ist, was der Geräteeinheit über ein entsprechendes Signal mitgeteilt wird. Ein mit Servounterstützung ausgerüstetes Schaltgerät, beispiels­ weise ein Leistungsschalter, darf nur dann einen Schaltbe­ fehl erhalten, wenn die Servokraft auch vorhanden ist. Ent­ sprechende Signale werden der Geräteeinheit mitgeteilt. Sie hat diese Signale anhand der ihr bekannten gerätebezogenen Verriegelungsbedingung zu prüfen und diesen Bedingungen entgegenstehende Schaltbefehle von außen zurückzuweisen. Dies kann die Geräteeinheit ohne Hilfe von außen tun, da sie den Zustand des von ihr gesteuerten Schaltgerätes kennt. Wären nur die gerätebezogenen Verriegelungsbedingun­ gen zu beachten, könnte die Geräteeinheit völlig autark ar­ beiten und ihr zugeführte Schaltbefehle zuverlässig ausfüh­ ren oder gegebenenfalls zurückweisen.

Aus Tafel 1 auf Seite 1275 von Heft 23/1991 der Zeitschrift Elektrizitätswirtschaft ist eine Realisierungsmöglichkeit für einen Teil der Funktionen einer hier beschriebenen Ge­ räteeinheit zu entnehmen, nämlich die Steuerung und Überwa­ chung eines Trenners in einer Hochspannungsschaltanlage. Als Ergebnis der Überwachung aller relevanten Signale hin­ terlegt dort ein Programm-Modul Schaltersteuerung Informa­ tionen über den Zustand des Schaltgerätes in überprüfter und verdichteter Form im Speicher des Mikroprozessors zur Weiterverarbeitung durch andere Programm-Module bzw. Funk­ tionseinheiten.

Zyklisch oder spontan wird der erkannte und gespeicherte Zustand des Schaltgerätes von der Geräteeinheit mit Hilfe der Dienste eines Datenübertragungsnetzwerkes ohne Zutun irgend einer zentralen Instanz allen anderen an das Netz­ werk angeschlossenen Geräteeinheiten bekannt gemacht. Be­ kannte Netzwerke erlauben es, alle diese Informationen mehr als ausreichend oft allen angeschlossenen Einheiten zukom­ men zu lassen, ohne daß dadurch merkbare oder gar unzuläs­ sige zeitliche Verzögerungen bei der Datenübertragung auf­ treten. Verfügbare Speicherbausteine erlauben es den Gerä­ teeinheiten, alle diese Informationen zu speichern, ohne daß deshalb merkbarer oder gar unzumutbarer zusätzlicher Aufwand notwendig ist.

Wird ein Befehl zum Steuern des Schaltgerätes von außen der Geräteeinheit zugeführt, so reicht es im normalen Betrieb einer Schaltanlage nicht aus, die gerätebezogenen Verriege­ lungsbedingungen zu prüfen. Zusätzlich sind feldbezogene Verriegelungsbedingungen und anlagenbezogene Verriegelungs­ bedingungen zu prüfen und zu beachten.

Bekannte Verfahren weisen die Aufgabe der Prüfung und Be­ achtung der feldbezogenen Verriegelungsbedingungen einer heute allgemein als Feldeinheit bezeichneten Funktionsein­ heit zu, die einmal pro Schaltfeld vorhanden ist. Sie wei­ sen gegebenenfalls die Aufgabe der Prüfung und Beachtung der anlagenbezogenen Verriegelungsbedingungen einer ent­ sprechend als Anlageneinheit bezeichneten Funktionseinheit zu, die einmal pro Anlage vorhanden ist. Erfindungsgemäß soll es solche zentralen Komponenten, wie es die Feldein­ heiten und die Anlageneinheit sind, nicht geben, also nicht als nur einmal vorhandene Funktionseinheiten, deren Ausfall jeweils ein ganzes Schaltfeld oder gar die gesamte Schalt­ anlage der Steuerung und Überwachung entziehen würde.

Die Aufgabe der Prüfung und Beachtung von feldbezogenen und anlagenbezogenen Verriegelungsbedingungen wird den einzel­ nen Geräteeinheiten übertragen.

Wird ein Befehl zum Steuern des Schaltgerätes zugeführt, so werden die gerätebezogenen Verriegelungsbedingungen ge­ prüft; der Befehl wird zurückgewiesen, wenn er diesen zu­ folge unzulässig ist, anderenfalls werden die feldbezogenen Verriegelungsbedingungen geprüft; der Befehl wird zurückge­ wiesen, wenn er diesen zufolge unzulässig ist; es werden gegebenenfalls auch die anlagenbezogenen Verriegelungsbe­ dingungen geprüft, Befehle, die diesen zufolge unzulässig sind, werden zurückgewiesen.

Fig. 2 zeigt ein Datenübertragungsnetzwerk N, an das Gerä­ teeinheiten 1.15 bis 5.21 und Steuereinheiten 0.1 bis 0.4 angeschlossen sind.

Jede Geräteeinheit 1.15 bis 5.21 ist eindeutig einem Schaltgerät Q in der Schaltanlage und damit außerdem ein­ deutig einem Feld 1 bis 5 in der Schaltanlage zugeordnet. So sind gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel die Geräteeinheiten in Fig. 2 jeweils einem Schaltgerät in Fig. 1 zugeordnet, beispielsweise die mit 1.15 bezeichnete Geräteeinheit dem mit Q15 in Feld 1 be­ zeichneten Schaltgerät, die mit 2.0 bezeichnete Geräteein­ heit dem mit Q0 in Feld 2 bezeichneten Schaltgerät. Die vor dem Punkt stehende Ordnungsziffer in der Bezeichnung einer Geräteeinheit in Fig. 2 gibt somit die Nummer des Feldes wieder, dem die Geräteeinheit bzw. ihr zugehöriges Schalt­ gerät zugeordnet ist, die nach dem Punkt stehende Ordnungs­ ziffer gibt die Ordnungsnummer des Schaltgerätes selbst wie­ der. Geräteeinheiten in Fig. 2 sind demnach die beginnend mit 1.15 und endend mit 5.21 bezeichneten Objekte, zugeord­ net den Feldern 1 bis 5 in Fig. 1. Die Art und Weise der Bezeichnung von Schaltgeräten und von Geräteeinheiten ist hier beispielhaft, jede Geräteeinheit muß jedoch ihre Zu­ ordnung zu einem bestimmten Schaltfeld kennen, die Zuord­ nung anderer Geräteeinheiten zu deren Schaltfeldern kennen und dementsprechend die ihr über das Netzwerk mitgeteilten Informationen geräte- und feldbezogen verwalten können.

Jede Geräteeinheit kennt aus den ihr über das Netzwerk mit­ geteilten Informationen den Zustand jedes anderen zur Schaltanlage gehörenden Schalters, kennt deren Zuordnung zu den verschiedenen Schaltfeldern. Die Geräteeinheit hat da­ her Zugriff auf diese in dem ihr zugeordneten Speicher hin­ terlegten Informationen. Sie kann gegebenenfalls die feld­ bezogenen Verriegelungsbedingungen für das Feld prüfen, dem sie selbst zugeordnet ist, da sie den Schaltzustand aller zum Feld gehörenden Schalter und damit des Schaltfeldes kennt. Wären wegen der Zuführung eines Befehles nur die feldbezogenen Verriegelungsbedingungen zu beachten, könnte die Geräteeinheit völlig autark arbeiten und ihr zugeführte Schaltbefehle zuverlässig ausführen oder gegebenenfalls zu­ rückweisen.

Damit eine Geräteeinheit den an sie gerichteten Befehl zum Steuern des ihr zugeordneten Schaltgerätes auch tatsächlich sicher ausführen kann, muß die Schalthandlung nicht nur zum Zeitpunkt der Prüfung den Verriegelungsbedingungen entspre­ chend erlaubt sein. Es muß darüber hinaus sichergestellt sein, daß sie auch erlaubt bleibt, bis das angesteuerte Schaltgerät seine gewünschte neue Stellung erreicht und ge­ meldet hat. Schalthandlungen sollen deshalb zeitlich streng nacheinander vorgenommen werden. Die Mitteilung des jeweils aktuellen Schaltzustandes an die anderen Geräteeinheiten ermöglicht zwar die Prüfung der Verriegelungsbedingungen, garantiert aber nicht, daß ein Schaltzustand des Feldes, der ein Schalten zuläßt, auch bis zum Abschluß einer Schalthandlung unverändert bleibt. Dies ist nur durch ein zusätzliches Verfahren sicherzustellen, welches üblicher­ weise als Doppelbetätigungssperre bezeichnet wird. Notwen­ dig und hinreichend für dieses Verfahren ist, zugleich mit der Information über den Schaltzustand des Gerätes auch eine Information über den Aktivierungszustand den anderen Geräteeinheiten zukommen zu lassen.

Eine Geräteeinheit sei als "aktiv" bezeichnet von dem Zeit­ punkt an, zu welchem sie einen ihr zugeführten Schaltbefehl erkannt hat, bis zu dem Zeitpunkt, an welchem sie entweder den Abschluß einer von ihr als Reaktion auf den Befehl an­ geregten Schalthandlung erkannt hat, oder den Schaltbefehl zurückgewiesen hat, weil er die Verriegelungsbedingungen verletzen würde. Zu jeder anderen Zeit sei die Geräteein­ heit als passiv bezeichnet. Die erforderliche Doppelbetä­ tigungssperre ist dann wirksam, wenn zum Zeitpunkt der An­ regung einer Schalthandlung durch die Geräteeinheit nur diese allein aktiv ist, alle anderen Geräteeinheiten der noch zur Schaltanlage gehörenden Schaltgeräte aber passiv sind. Um dies zu erreichen, kann wie folgt verfahren wer­ den:

Jede Geräteeinheit teilt über das Netzwerk allen anderen Geräteeinheiten beispielsweise jeweils zusammen mit der In­ formation über den aktuellen Zustand des Schalters mit, ob sie gerade aktiv oder passiv ist. Ein Wechsel von passiv zu aktiv ist der Geräteeinheit nur dann erlaubt, wenn sich bis zu diesem Zeitpunkt noch keine andere Geräteeinheit aktiv gemeldet hat. Könnten die Informationsverarbeitung und die Datenübertragung ohne Zeitverbrauch stattfinden, wäre damit eine Doppelbetätigungssperre bereits verwirklicht. Da dies nicht möglich ist, muß Zusätzliches beachtet werden. Hat sich eine Geräteeinheit nach dem Empfang eines Schaltbefeh­ les aktiv gemeldet, weil sie damit augenblicklich die ein­ zig aktive wäre, so darf sie die Ausführung des Befehles erst dann beginnen, wenn sie nach ihrer eigenen Meldung von allen anderen angeschlossenen Geräteeinheiten wiederum ge­ meldet bekommen hat, daß keine andere aktiv ist.

Die Zeit, die bis dahin vergeht, ist beim Einsatz heute be­ kannter Netzwerke so gering, daß diese Verfahrensweise keine merkliche Verzögerung einer Befehlsausführung bedeu­ tet. Es kann wegen der absoluten Autarkie der einzelnen Ge­ räteeinheiten dennoch vorkommen, daß eine sich aktiv mel­ dende Geräteeinheit von einer anderen Geräteeinheit deren Aktivmeldung empfängt. Auch dieser Konfliktfall ist lösbar. Schaltanlagen bestehen aus einer genau bekannten Anzahl von Schaltgeräten. Diese sind aus Gründen, die den Betrieb der Schaltanlage angehen, stets eindeutig identifiziert, ge­ nauso auch die Geräteeinheiten als Endgeräte am Netzwerk. Es kann daher zweckmäßigerweise eine Prioritätsfolge ver­ einbart werden, so daß im Konfliktfalle die Geräteeinheit mit der höheren Priorität aktiv bleiben und den Schaltbe­ fehl ausführen kann, während die andere den empfangenen Schaltbefehl jetzt zurückweisen muß und wieder passiv wer­ den muß.

Der Datenaustausch zwischen den Geräteeinheiten zur gegen­ seitigen Information über den Schaltzustand der Schaltge­ räte und über die Absicht, einen Befehl auszuführen, ist in einer Art und Weise zu organisieren, die sicherstellt, daß wirklich aktuelle Informationen zur Verfügung stehen. Es ist in diesem Zusammenhang unerheblich, ob die Datenüber­ tragung in regelmäßigen zeitlichen Abständen (zyklisch) oder aber jeweils als Folge eines Ereignisses (spontan) er­ folgt. Wichtig ist allein, daß eine Geräteeinheit zu jeder Zeit sicher sein kann, von allen angeschlossenen anderen Geräteeinheiten aktuelle Informationen zu besitzen. Genau diese Information kann beispielsweise auch schon daraus ge­ schlossen werden, daß die betreffenden Geräteeinheiten in Betrieb sind und ihre ihnen zukommende Aufgabe wahrnehmen. Das wiederum können die Dienste, die für die Kommunikation über das Netzwerk von jeder Geräteeinheit benutzt werden, schon signalisieren, wenn eine Geräteeinheit mittels eines Datenübertragungskanales an des Netzwerk angeschlossen ist. In die Verriegelungsbedingungen oder aber in die Gesamtheit aller Bedingungen, die vor der Ausführung eines Schaltbe­ fehles von der Geräteeinheit zu überprüfen sind, können auch solche Bedingungen aufgenommen werden, die ein vorher­ bestimmtes Verhalten der einzelnen Schaltfelder auch dann sicherstellen, wenn einzelne Geräteeinheiten einer Schalt­ anlage zu irgend einer Zeit keine Daten mehr senden, oder aber erstmals bzw. nach einer Pause wieder Daten über das Netzwerk senden. So ist schließlich die vollständige Autar­ kie jeder einzelnen Geräteeinheit möglich. Das zuverlässige Steuern von Schaltgeräten unter Beachtung aller Verriege­ lungsbedingungen und etwaiger zusätzlicher Bedingungen ist ohne eine ausfallgefährdete zentrale Komponente für alle Schaltgeräte möglich, deren Geräteeinheit bestimmungsgemäß arbeitet.

Ein Beispiel für ein Datenübertragungsnetzwerk, das die für das Verfahren notwendigen Leistungsmerkmale aufweist, ist eine Datenübertragung nach IEEE 802.3 (Ethernet). Netzwerke nach diesem Standard benötigen selbst keine zentralen Kom­ ponenten. Die Datenübertragungswege können redundant, z. B. doppelt aufgebaut werden, um auch bei Zerstörung einzelner solcher Wege die Kommunikation aller an das Netzwerk ange­ schlossenen Einheiten untereinander vollständig aufrecht erhalten zu können. Mit heute schon verfügbaren Single Chip Ethernet Controllern können Mikroprozessoreinheiten gebaut werden, die alle notwendigen Übertragungskanäle bereits auf der Prozessorplatine haben (siehe Seite 14 im Heft 27/1992 der Zeitschrift Markt & Technik). Damit sind Geräteeinhei­ ten mit den für das hier beschriebene Verfahren notwendigen Eigenschaften verfügbar. Werden darüberhinaus für die Da­ tenübertragungswege Lichtwellenleiter eingesetzt, so können über diese selbst keine elektromagnetischen Störsignale in die Geräteeinheit eindringen, sind Abschirmungen hier nicht erforderlich.

Es kann zweckmäßig sein, die Überprüfung der Verriegelungs­ bedingungen schrittweise vorzunehmen. In einem ersten sol­ chen Schritt würden die gerätespezifischen Verriegelungsbe­ dingungen geprüft. In einem zweiten Schritt würden die feldbezogenen Verriegelungsbedingungen geprüft. In eventu­ ell mehreren weiteren Schritten würden z. B. sammelschienen­ abschnittsbezogene und schließlich gesamtschaltanlagenbezo­ gene Verriegelungsbedingungen geprüft. Der Vorteil dieser Aufteilung liegt darin, daß jede Geräteeinheit nur bei der Prüfung der feldbezogenen Verriegelungsbedingungen für das eigene Schaltfeld alle einzelnen Informationen über den Zu­ stand der Schaltgeräte ihres Schaltfeldes in die Prüfung einbeziehen muß. Das Ergebnis der Überwachung aller zum ei­ genen Schaltfeld gehörenden Schaltgeräteinformationen könnte zu einer Information über den Schaltzustand des Schaltfeldes selbst verdichtet werden. Diese feldbezogene Information, die Auskunft gibt über Verfügbarkeit und Schaltzustand des Schaltfeldes mit Bezug auf die Sammel­ schiene, könnte in der gleichen Art und Weise wie die gerä­ tebezogene Information allen anderen Geräteeinheiten mit Hilfe der Dienste des Datenübertragungsnetzwerkes ohne Zu­ tun einer zentralen Instanz mitgeteilt werden. Die Prüfung der feldbezogenen Verriegelungsbedingungen könnte unter Verwendung nur dieser feldbezogenen Informationen durchge­ führt werden. Der Vorteil hierbei liegt darin, daß die ent­ sprechenden Verriegelungsbedingungen vom Umfang her kürzer und vom Inhalt her klarer und übersichtlicher formuliert und gespeichert werden können. Gleiches gilt für eventuell weitere Verfahrensschritte mit jeweiliger Verdichtung der feldbezogenen Information zu sammelschienenabschnittsbezo­ gener Information bzw. noch höheren Verdichtungen bis hin zur gesamtschaltanlagenbezogenen Information. Das Prinzip des die Erfindung kennzeichnenden Verfahrens wird dadurch nicht verändert.

Die Doppelbetätigungssperre kann gegebenenfalls etwas dif­ ferenzierter ausgestaltet werden. So kann es aus der be­ trieblichen Praxis heraus zweckmäßig sein, Schalthandlungen durchaus gleichzeitig ausführen zu lassen, wenn dabei je­ weils Schaltgeräte geschaltet werden, die zu verschiedenen Schaltfeldern gehören, und diese nicht an die gleiche Sam­ melschiene geschaltet sind. Es dürfen dann sehr wohl zwei Geräteeinheiten gleichzeitig aktiv sein, wenn diese nur zu jeweils anderen Schaltfeldern gehören. Eine entsprechende Ausgestaltung der Verrieglungsbedingungen ist möglich. Das Prinzip des die Erfindung kennzeichnenden Verfahrens wird dadurch nicht verändert.

In den voranstehenden Erläuterungen des Verfahrens ist stets lediglich davon die Rede, daß Befehle zum Schalten eines Schaltgerätes den Geräteeinheiten "von außen" zuge­ führt werden. Es ist für das erläuterte Verfahren auch un­ erheblich, wie dieses geschieht. Eine zweckmäßige Ergänzung des bisher erläuterten Verfahrens wird hieran anschließend als weiteres Verfahren beschrieben.

Schaltbefehle werden von Steuerplätzen aus gegeben. Es ist heute üblich, solche Steuerplätze wie folgt zu unterschei­ den: schaltgerätbezogene Einrichtungen, schaltfeldbezogene Einrichtungen, schaltanlagenbezogene Einrichtungen und dazu fernwirkende Einrichtungen. Letztere sind Einrichtungen in der Schaltanlage, die über Fernwirkleitungen Befehle z. B. von zentralen Netzleitstellen empfangen und umsetzen. Die schaltanlagenbezogene Einrichtung ist beispielsweise die Anlagenwarte im Betriebsgebäude. Schaltfeldbezogene Ein­ richtungen sind in der Regel im Steuerschrank unterge­ bracht, von wo aus Schaltbefehle für alle Schalter eines Feldes gegeben werden können. Für jedes Feld gibt es je­ weils einen eigenen Steuerschrank. Schaltgerätebezogene Einrichtungen schließlich sind solche Vorrichtungen, die an den Schaltgeräten selbst bzw. am Schalterantriebskasten die Möglichkeit bieten, das betreffende Schaltgerät unmittelbar mit einem Schaltbefehl zu beeinflussen.

Mindestens genauso wichtig, wie die Doppelbetätigungs­ sperre, die gewährleisten soll, daß in der Schaltanlage oder auch nur in einem Sammelschienenabschnitt jeweils nur ein einziges Schaltgerät aktiv ist, d. h. ein Schaltbefehl befolgt wird, ist ein Verfahren, welches hier als Doppelzu­ teilungssperre bezeichnet wird. Die Doppelzuteilungssperre soll gewährleisten, daß in der Schaltanlage jeweils nur ein einziger Steuerplatz aktiv ist und damit einen Schaltbefehl über das Netzwerk einer Geräteeinheit zuführen kann.

Jedem Steuerplatz in einer Schaltanlage wird eine Funkti­ onseinheit zugeordnet, welche die Zuführung eines Befehles über das Netzwerk an eine durch den Befehl bestimmte Gerä­ teeinheit als Aufgabe hat. Für das in der Zeichnung darge­ stellte Ausführungsbeispiel sind vier Steuerplätzen vier im Folgenden als Steuereinheit bezeichnete Funktionseinheiten zugeordnet. Diese Steuereinheiten sind in Fig. 2 mit 0.1 bis 0.4 bezeichnet. Ihre Zuordnung zu konkreten Steuerplät­ zen, beispielsweise der Anlagenwarte oder der Fernwirkein­ richtung oder einer anderen als Steuerplatz vorgesehenen Einrichtung ist für das Verfahren unerheblich.

Der Steuereinheit werden alle Signale zugeführt, die für das Erkennen des Zustandes des von ihr zu kontrollierenden Steuerplatzes notwendig sind. Sie ist die Instanz, welche den tatsächlichen Steuerplatzzustand aufgrund der ihr zuge­ führten diskreten elektrischen Signale von Signalgebern der ihr zugeordneten Einrichtungen erkennen und verarbeiten kann. Ihr werden gegebenenfalls auch diskrete elektrische Signale als Befehle zum Schalten von Schaltgeräten in der Schaltanlage zugeführt, wenn die Baueinheit, in welcher die Steuereinheit untergebracht ist, Signalgeber dazu vorsieht, z. B. Drucktaster für das Ein- und Ausschalten der Schaltge­ räte. Ein Steuerplatz kann zusätzlich auch an Datenübertra­ gungseinrichtungen angeschlossen sein und dann einen Teil seiner Zustandsinformation seiner Steuereinheit in anderer Weise als über diskrete elektrische Signale zuführen. Die Fernwirkeinrichtung ist ein Beispiel dafür.

Die Steuereinheit ist die Instanz, der von außen gegebenen­ falls Schalthoheitsverlangen für den ihr zugeordneten Steu­ erplatz zugeführt werden. Nur die Steuereinheit gibt Si­ gnale an den Steuerplatz ab, wenn dessen Zustand sich än­ dern soll, wenn er die Schalthoheit zugeteilt bekommt. Die Steuereinheit ist damit die Instanz, welche die Zuteilungs­ bedingungen beachten kann und muß, um Schalthoheitsverlan­ gen zuverlässig in Zuteilungen umsetzen zu können. Sie muß Schalthoheitsverlangen zurückweisen, wenn eine entspre­ chende Zuteilung die Zuteilungsbedingungen verletzen würde. Beispiele für Signalgeber, über die ein Schalthoheitsver­ langen kundgetan werden kann, sind Schlüsselschalter in Schaltpulten oder -tafeln. Das Schalthoheitsverlangen kann auch andersartig signalisiert werden, z. B. für die Fern­ wirkeinrichtung.

Die Aufgaben für die Steuereinheit 0.1 bis 0.4 sind, wie die Aufgaben für die Geräteeinheit, vielfältig und komplex. Es ist Stand der Technik, diese Aufgaben von Mikroprozesso­ ren bearbeiten zu lassen, die wesentlicher Bestandteil die­ ser Funktionseinheit sind. Die zu beachtenden Zuteilungsbe­ dingungen sind in Teilen des Speichers hinterlegt, die den Mikroprozessoren der Steuereinheit zugeordnet sind.

Zyklisch oder spontan wird der erkannte und gespeicherte Zustand des Steuerplatzes von der Steuereinheit mit Hilfe der Dienste eines Datenübertragungsnetzwerkes ohne Zutun irgend einer zentralen Instanz allen anderen an das Netz­ werk angeschlossenen Steuereinheiten bekannt gemacht. Zweckmäßigerweise wird als Netzwerk dasjenige genutzt, das auch von den Geräteeinheiten zum Informationsaustausch un­ tereinander genutzt wird. Wird ein Schalthoheitsverlangen von außen der Steuereinheit zugeführt, müssen Zuteilungsbe­ dingungen geprüft werden.

Die Aufgabe der Prüfung und Beachtung aller Zuteilungsbe­ dingungen wird den einzelnen Steuereinheiten übertragen.

Wird ein Verlangen zur Zuteilung der Schalthoheit an den Steuerplatz zugeführt, so werden die Zuteilungsbedingungen geprüft; Verlangen, die diesen zufolge unzulässig sind, werden zurückgewiesen.

Die Zuteilungsbedingungen werden den Bedürfnissen für den Betrieb einer Schaltanlage entsprechend festgelegt. Stets ist dabei zu beachten, daß für ein bestimmtes Schaltgerät, allgemeiner wohl für ein bestimmtes Schaltfeld, jeweils nur einer der möglichen Steuerplätze die Schalthoheit zugeteilt bekommt und besitzt. In der Regel dominiert hierbei das Schalthoheitsverlangen eines näher am Schaltgerät bzw. am Schaltfeld verfügbaren Schaltplatzes dasjenige eines weiter entfernten, dem in diesem Fall die Schalthoheit zugunsten des näheren Platzes entzogen wird. In jedem Fall ist Prio­ rität und Dominanz im Sinne der Zuteilung von Schalthoheit Bestandteil der Zuteilungsbedingungen, die identisch im zu­ greifbaren Speicher jeder Steuereinheit gespeichert sind.

Jede Steuereinheit ist eindeutig einem Steuerplatz in der Schaltanlage zugeordnet. Die in Fig. 2 mit 0.1 bis 0.4 be­ zeichneten Steuereinheiten tragen hier nur beispielhaft Be­ zeichnungen. Alle Steuereinheiten haben hier die Ordnungs­ ziffer 0 vor dem Punkt und eine beliebige, aber eindeutige Ordnungsziffer nach dem Punkt.

Jede Steuereinheit muß jedoch ihre Zuordnung zu einem be­ stimmten Steuerplatz kennen, die Zuordnung anderer Steuer­ einheiten zu deren Steuerplätzen kennen, und dementspre­ chend die ihr über das Netzwerk mitgeteilten Informationen verwalten können.

Jede Steuereinheit kennt aus den ihr über das Netzwerk mit­ geteilten Informationen den Zustand jedes anderen zur Schaltanlage gehörenden Steuerplatzes. Die Steuereinheit hat daher Zugriff auf diese in dem ihr zugeordneten Spei­ cher hinterlegten Informationen. Sie kann gegebenenfalls die Zuteilungsbedingungen prüfen, da sie den Schalthoheits­ zustand aller zur Schaltanlage gehörenden Steuerplätze kennt. Wären wegen der Zuführung eines Schalthoheitsverlan­ gens nur die Zuteilungsbedingungen zu beachten, könnte die Steuereinheit völlig autark arbeiten und ihr zugeführte Schalthoheitsverlangen zuverlässig in eine Zuteilung der Schalthoheit umsetzen oder gegebenenfalls zurückweisen.

Damit eine Steuereinheit das an sie gerichtete Schaltho­ heitsverlangen des ihr zugeordneten Steuerplatzes auch tatsächlich sicher umsetzen kann, muß die Zuteilung der Schalthoheit nicht nur zum Zeitpunkt der Prüfung den Zutei­ lungsbedingungen entsprechend erlaubt sein. Es muß darüber­ hinaus sichergestellt sein, daß sie auch erlaubt bleibt, bis der anfordernde Steuerplatz seine gewünschte Schaltho­ heit erhalten und gemeldet hat. Schalthoheitszuteilungen sollen deshalb zeitlich streng nacheinander vorgenommen werden. Die Mitteilung des jeweils aktuellen Schalthoheits­ zustandes an die anderen Steuereinheiten ermöglicht zwar die Prüfung der Zuteilungsbedingungen, garantiert aber nicht, daß ein Schalthoheitszustand, der das Senden von Be­ fehlen zum Schalten von Schaltgeräten zuläßt, auch bis zum Abschluß einer Schalthandlung unverändert bleibt. Dies ist nur durch ein zusätzliches Verfahren sicherzustellen, wel­ ches hier als Doppelzuteilungssperre bezeichnet wird. Not­ wendig und hinreichend für dieses Verfahren ist, zugleich mit der Information über den Schalthoheitszustand des Schaltplatzes auch eine Information über den Aktivierungs­ zustand den anderen Steuereinheiten zukommen zu lassen.

Eine Steuereinheit 0.1 bis 0.4 sei als "aktiv" bezeichnet von dem Zeitpunkt an, zu welchem sie ein ihr zugeführten Schalthoheitsverlangen erkannt hat, bis zu dem Zeitpunkt, an welchem sie entweder den Entzug der Schalthoheit für ihren Steuerplatz vollzogen hat, oder das Schalthoheitsverlangen zurückgewiesen hat, weil es die Zuteilungsbedingungen ver­ letzen würde. Zu jeder anderen Zeit sei die Steuereinheit als "passiv" bezeichnet. Die erforderliche Doppelzutei­ lungssperre ist dann wirksam, wenn zum Zeitpunkt der Zutei­ lung der Schalthoheit durch die Steuereinheit nur diese al­ lein aktiv ist, alle anderen Steuereinheiten der noch zur Schaltanlage gehörenden Steuerplätze aber passiv sind. Um dies zu erreichen, kann wie folgt verfahren werden:

Jede Steuereinheit teilt über das Netzwerk allen anderen Steuereinheiten beispielsweise jeweils zusammen mit der In­ formation über den aktuellen Zustand des Steuerplatzes mit, ob sie gerade aktiv oder passiv ist. Ein Wechsel von passiv zu aktiv ist der Steuereinheit nur dann erlaubt, wenn zu diesem Zeitpunkt noch keine dominantere Steuereinheit aktiv gemeldet ist. Könnten die Informationsverarbeitung und die Datenübertragung ohne Zeitverbrauch stattfinden, wäre damit eine Doppelzuteilungssperre bereits verwirklicht. Da dies nicht möglich ist, muß Zusätzliches beachtet werden. Hat sich eine Steuereinheit nach dem Empfang eines Schaltbefeh­ les aktiv gemeldet, weil sie damit die einzige oder die do­ minante aktive wäre, so darf sie die Zuteilung der Schalt­ hoheit erst dann vornehmen, wenn sie nach ihrer eigenen Meldung von allen anderen angeschlossenen Steuereinheiten wiederum gemeldet bekommen hat, daß keine andere aktiv ist, auch keine gleich oder weniger dominante Steuereinheit.

Die Zeit, die bis dahin vergeht, ist beim Einsatz heute be­ kannter Netzwerke so gering, daß diese Verfahrensweise keine merkliche Verzögerung einer Schalthoheitszuteilung bedeutet. Es kann wegen der absoluten Autarkie der einzel­ nen Steuereinheiten dennoch vorkommen, daß eine sich aktiv meldende Steuereinheit von einer anderen Steuereinheit de­ ren Aktivmeldung empfängt. Auch dieser Konfliktfall ist lösbar. In Schaltanlagen gibt es immer eine genau bekannte Anzahl von Steuerplätzen. Diese sind aus Gründen, die den Betrieb der Schaltanlage angehen, stets eindeutig identifi­ ziert, genauso auch die Steuereinheiten als Endgeräte am Netzwerk. Es kann daher zweckmäßigerweise eine Prioritäts­ folge vereinbart werden, so daß im Konfliktfalle die Steu­ ereinheit mit der höheren Priorität aktiv bleiben und die Schalthoheit zuteilen kann, während die andere das empfan­ gene Schalthoheitsverlangen jetzt zurückweisen muß und wie­ der passiv werden muß.

Die Zuteilungsbedingungen werden in der Regel eine Priori­ tät und Dominanz gewisser Steuerplätze gegenüber anderen Steuerplätzen ausweisen. Das an eine Steuereinheit gerich­ tete Schalthoheitsverlangen für einen im Sinne dieser Be­ dingungen zu bevorzugenden Steuerplatzes darf dann nicht einfach deshalb zurückgewiesen werden, weil ein anderer Steuerplatz die Schalthoheit besitzt, d. h. dessen Steuer­ einheit aktiv ist. Die Schalthoheit ist vielmehr diesem an­ deren Steuerplatz zu entziehen, so daß die zugehörige Steuereinheit passiv werden kann. Die Schalthoheit ist ei­ nem Steuerplatz somit nicht nur dann zu entziehen, wenn das entsprechende Signal zurückgenommen wird, mit welchem das Schalthoheitsverlangen kundgetan wurde, sondern unabhängig davon auch dann, wenn die Zuteilungsbedingungen dies zugun­ sten eines anderen Steuerplatzes vorschreiben. Dazu ist es ausreichend, daß jede Steuereinheit auch dann, wenn sie be­ reits aktiv ist, die Aktivmeldung einer anderen Steuerein­ heit registriert und daraufhin das für den Konfliktfall vorgesehene Verfahren zur Auflösung des Konfliktes befolgt. Dies heißt in einem solchen Fall, daß die bisher aktive Steuereinheit ihrem Steuerplatz die Schalthoheit entziehen muß um sich daraufhin passiv zu melden, so daß die andere Steuereinheit als einzig aktive übrigbleibt. Natürlich darf ein solcher Entzug erst dann vollzogen werden, wenn ein eventuell gerade erteilter Befehl an ein Schaltgerät auch vollständig ausgeführt oder aber zurückgewiesen worden ist, d. h. nur dann, wenn keine Geräteeinheit aktiv ist. In einem solchen Fall kann die Zeit, die vergeht, bis aufgrund einer Schalthoheitsanforderung auch die Zuteilung erfolgt, durch­ aus solange dauern, wie ein Schaltgerät zum Schalten benö­ tigt.

Der Datenaustausch zwischen den Steuereinheiten zur gegen­ seitigen Information über den Zustand der Schaltplätze und über die Absicht, eine Schalthoheit zuzuteilen, ist in ei­ ner Art und Weise zu organisieren, die sicherstellt, daß wirklich aktuelle Informationen zur Verfügung stehen. Es ist in diesem Zusammenhang unerheblich, ob die Datenüber­ tragung in regelmäßigen zeitlichen Abständen (zyklisch) oder aber jeweils als Folge eines Ereignisses (spontan) er­ folgt. Wichtig ist allein, daß eine Steuereinheit zu jeder Zeit sicher sein kann, von allen angeschlossenen anderen Steuereinheiten aktuelle Informationen zu besitzen. Dazu gilt das weiter vorne im Zusammenhang mit der Erläuterung des Verfahrens zum Schaltfehlerschutz und dessen Realisie­ rung mit Hilfe der Geräteeinheiten schon ausgeführte sinn­ gemäß auch für die Kommunikation der Steuereinheiten.

Es kann zweckmäßig sein, die Überprüfung der Zuteilungsbe­ dingungen schrittweise vorzunehmen. Schaltanlagenbezogene Steuerplätze sind dem Stand der Technik entsprechend heute mit Einrichtungen ausgerüstet, die Mikropressoren, Bild­ schirme und Tastaturen umfassen. Sie können mittels gespei­ cherter Programme komplexe Verfahren befolgen.

Anstatt in einem Konfliktfall zwischen der Anlagenwarte als schaltanlagenbezogenem Steuerplatz und einem Steuerschrank für ein einzelnes Schaltfeld der Anlagenwarte die Schaltho­ heit komplett zu entziehen, weil der näher gelegene Steuer­ schrank den Zuteilungsbedingungen gemäß die Dominanz hat, ist es in der betrieblichen Praxis erwünscht, dies nur par­ tiell für eben dieses Schaltfeld zu tun. Durch eine ent­ sprechende Ausgestaltung des Verfahrens und der Zuteilungs­ bedingungen ist dies auch realisierbar. Die Anlagenwarte als Steuerplatz wäre beispielsweise als Menge von Steuer­ plätzen für jeweils ein anderes Schaltfeld zu behandeln.

Die Zustandsinformation für die Anlagenwarte würde nach Schaltfeldern differenziert Schalthoheitsinformationen be­ inhalten. Die anderen Schalteinheiten könnten anhand der in Teilen ihrer Speicher hinterlegten Zuteilungsbedingungen entsprechend auswerten und reagieren. Die Anlagenwarte be­ käme die Schalthoheit nicht pauschal zugeteilt, sondern se­ lektiv jeweils für ein bestimmtes Schaltfeld. Gegebenen­ falls kann eine solche Differenzierung auch bis zur Zutei­ lung der Schalthoheit lediglich für ein einzelnes Schaltge­ rät ausgeweitet werden. Das Prinzip des die Erfindung kennzeichnenden Verfahrens wird dadurch nicht verändert.

Nur von einem aktiven Steuerplatz, der die Schalthoheit be­ sitzt, kann ein Befehl zum Steuern eines Schaltgerätes ge­ geben werden; ausgenommen sind lediglich Steuersignale von Schutzgeräten für Leistungsschalter; die Zuführung der Be­ fehle an die Schaltgeräte erfolgt zweckmäßig mit Hilfe der Dienste des Datenübertragungsnetzwerkes. Als Steuerplatz mit Schalthoheit für einen Teil der Schaltanlage, etwa ein Schaltfeld, im Sinne der Ausführungen des voranstehenden Absatzes kann auch eine Einrichtung vorgesehen werden, die weit entfernt von der Schaltanlage ist, die nur über bei­ spielsweise eine fernwirkende Einrichtung mit entsprechen­ der Steuereinheit an das lokale Datenübertragungsnetzwerk der Schaltanlage angeschlossen ist.

Claims (5)

1. Verfahren zum schaltfehlergeschützten Steuern von Schaltgeräten in Schaltfeldern einer Schaltanlage in einer elektrischen Energieverteilungsanlage,

• - deren Schaltgeräten jeweils eine Geräteeinheit zuge­ ordnet ist, in der der Zustand des Schaltgerätes aus den zugeführten Signalen der zu ihm gehörenden Si­ gnalgeber erkannt wird, und
• - deren Geräteeinheiten über ein Datenübertragungsnetz­ werk verbunden sind,
• - wobei Mittel vorhanden sind, die - wenn ein Befehl zum Steuern eines Schaltgerätes zugeführt wird - prü­ fen, ob die Durchführung des Befehls aufgrund von ge­ räte-, feld- und anlagebezogenen Verriegelungsbedin­ gungen zulässig ist, gekennzeichnet durch nachstehende weitere Verfahrensmerk­ male:
• a) der in den Geräteeinheiten erkannte Schaltgerätezu­ stand wird zyklisch oder spontan mit Hilfe des Daten­ übertragungsnetzwerkes allen anderen Geräteeinheiten bekannt gemacht;
• b) wird einer Geräteeinheit ein Befehl zum Steuern des zugehörigen Schaltgerätes zugeführt, so werden schrittweise die geräte-, feld- und anlagenbezogenen Verriegelungsbedingungen geprüft; der Befehl wird zu­ rückgewiesen, wenn er diesen zufolge unzulässig ist;
• c) wird ein Befehl als zulässig erkannt, nimmt die Gerä­ teeinheit einen Aktivzustand ein, der allen anderen Geräteteilen mitgeteilt wird;
• d) anhand der danach von allen Geräteeinheiten empfange­ nen Informationen wird in den aktiven Geräteeinheiten geprüft, ob wenigstens eine zweite Geräteeinheit ak­ tiv ist;
• e) anschließend wird in den aktiven Geräteeinheiten ge­ prüft, ob der anstehende Befehl aufgrund gespeicher­ ter Doppel-Betätigungs-Bedingungen zulässig ist;
• f) in Geräteeinheiten mit jeweils zugehörigem Schaltge­ rät, in denen der anstehende Schaltbefehl gemäß dem Prüfungsergebnis zulässig ist, wird der Schaltbefehl ausgeführt, und die Geräteeinheit verläßt nach er­ kannter Ausführung den Aktivzustand;
• g) falls ein Konfliktfall vorliegt, wird in jeder akti­ ven Geräteeinheit anhand gespeicherter Informationen geprüft, ob sie im gegebenen Fall Priorität hat; in der Geräteeinheit mit Priorität wird der Schaltbefehl ausgeführt; die anderen aktiven Geräteeinheiten wei­ sen Schaltbefehle zurück und verlassen den Aktivzu­ stand;
• h) das Verlassen des Aktivzustandes einer Geräteeinheit wird wie das Einnehmen dieses Zustandes allen anderen Geräteeinheiten mitgeteilt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ergänzt durch ein Ver­ fahren zur fehlergeschützten Schalthoheitszuteilung an Steuerplätze der Schaltanlage,

• - deren Steuerplätzen jeweils eine Steuereinheit zuge­ ordnet ist, in der der Zustand des Steuerplatzes aus den zugeführten Signalen der zu ihm gehörenden Signalgeber erkannt wird, und
• - deren Steuereinheiten über ein Datenübertragungsnetz­ werk verbunden sind, die - wenn ein Schalthoheitsver­ langen dem Steuerplatz zugeführt wird - prüfen, ob die Zuteilung der Steuerhoheit aufgrund von Zutei­ lungsbedingungen zulässig ist, gekennzeichnet durch nachstehende weitere Verfahrens­ merkmale:
• a) der in der Steuereinheit erkannte Steuerplatzzustand wird zyklisch oder spontan mit Hilfe des Datenüber­ tragungsnetzwerkes allen anderen Steuerplätzen bekanntgemacht;
• b) wird einer Steuereinheit ein Schalthoheitsverlangen zugeführt, so werden schrittweise die platz-, feld- und anlagenbezogenen Zuteilungsbedingungen geprüft; das Schalthoheitsverlangen wird zurückgewiesen, wenn es diesen zufolge unzulässig ist;
• c) wird ein Schalthoheitsverlangen als zulässig erkannt, nimmt die Steuereinheit einen Aktivzustand ein, der allen anderen Steuereinheiten mitgeteilt wird;
• d) anhand der danach von allen Steuereinheiten empfan­ genen Informationen wird in den aktiven Steuerein­ heiten geprüft, ob wenigstens eine zweite Steuerein­ heit aktiv ist;
• e) anschließend wird in den aktiven Steuereinheiten ge­ prüft, ob das anstehende Schalthoheitsverlangen auf­ grund gespeicherter Doppelzuteilungsbedingungen zu­ lässig ist;
• f) in Steuereinheiten mit jeweils zugehörigem Steuer­ platz, in denen das anstehende Schalthoheitsverlangen gemäß dem Prüfungsergebnis zulässig ist, wird dem Steuerplatz die Schalthoheit zugeteilt, und die Steuereinheit bleibt solange im Aktivzustand bis das Schalthoheitsverlangen zurückgenommen oder entzogen wird, woraufhin sie den Aktivzustand verläßt;
• g) falls ein Konfliktfall vorliegt, wird in jeder akti­ ven Steuereinheit anhand gespeicherter Informationen geprüft, ob sie im gegebenen Fall Priorität hat; in der Steuereinheit mit Priorität wird solange gewartet bis alle anderen aktiven Steuereinheiten ihren Aktiv­ zustand verlassen haben, so daß das Verfahrensmerkmal f) mit zulässigem Schalthoheitsverlangen zutrifft; in den anderen aktiven Steuereinheiten wird das Schalt­ hoheitsverlangen zurückgewiesen oder dem Steuerplatz die Schalthoheit sobald zulässig entzogen und der Ak­ tivzustand verlassen;
• h) das Verlassen des Aktivzustandes einer Steuereinheit wird wie das Einnehmen dieses Zustandes allen anderen Steuereinheiten mitgeteilt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
In die Gesamtheit aller Bedingungen, die zur Entscheidung darüber, ob ein Befehl bzw. ein Schalthoheitsverlangen zu­ lässig ist, geprüft werden, sind Bedingungen aufgenommen, die ein vorherbestimmtes Verhalten auch dann sicherstellen, wenn von einzelnen Schaltgeräten oder Steuerplätzen der Schaltanlage

• a) zu irgend einer Zeit keine Information mehr über ih­ ren Zustand empfangen wird, oder
• b) solche Information nach einer Unterbrechung wieder oder auch erstmals empfangen wird.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) jedem Schaltgerät (Q, z. B. Q15) in Feldern (1 bis 5) einer Schaltanlage ist eine als Geräteeinheit (1.15 bis 5.21) bezeichnete Funktionseinheit zugeordnet, der alle Signale zugeführt sind, die für das Erkennen des Zustandes dieses Schaltgerätes (Q) notwendig sind (z. B. Signale des Schaltgeräts Q15 in Feld 1 der Ge­ räteeinheit 1.15);
• b) jedem Steuerplatz (z. B. der lokalen Warte) einer Schaltanlage ist eine als Steuereinheit (0.1 bis 0.4) bezeichnete Funktionseinheit zugeordnet, der alle Si­ gnale zugeführt sind, die für das Erkennen des Zu­ standes dieses Steuerplatzes notwendig sind (Signale der lokalen Warte sind beispielsweise der Steuerein­ heit 0.1 zugeführt);
• c) alle Einheiten (0.1 bis 0.4 und 1.15 bis 5.21) sind über jeweils einen eigenen Datenübertragungskanal an ein Datenübertragungsnetzwerk (N) angeschlossen, wel­ ches einen Datenaustausch zwischen ihnen jederzeit ermöglicht;
• d) jede solche Einheit (0.1 bis 0.4 und 1.15 bis 5.21) enthält Mittel (z. B. Sende-Empfangseinrichtungen und einen Mikroprozessor mit Datenspeicher), mit deren Hilfe sie alle anderen Einheiten (0.1 bis 0.4 und 1.15 bis 5.21) stets über den aktuellen Zustand ihres Schaltgerätes (Q) beziehungsweise ihres Steuerplatzes informiert, indem sie entsprechende Nachrichten in das Netzwerk (N) sendet; die Mittel ermöglichen es jeder Einheit sich selbst über den aktuellen Zustand der anderen Schaltgeräte oder Steuerplätze zu infor­ mieren, indem sie die entsprechenden Nachrichten der anderen aus dem Netzwerk empfängt und auswertet;
• e) jede Geräteeinheit (1.15 bis 5.21) enthält Mittel zur Erkennung ihrer eigenen gerätebezogenen Verriege­ lungsbedingungen, der feldbezogenen und der anlagen­ bezogenen Verriegelungsbedingungen;
• f) jede Steuereinheit (0.1 bis 0.4) enthält Mittel zur Erkennung ihrer eigenen platzbezogenen Zuteilungsbe­ dingungen, der feldbezogenen und der anlagenbezogenen Zuteilungsbedingungen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß jede Geräteeinheit (1.15 bis 5.21) und jede Steuereinheit (0.1 bis 0.4) außerdem Mittel zur Speicherung und Berücksichtigung von zusätzlichen Bedingungen hat, mit denen eine Doppelbetätigung bzw. Doppelzuteilung verhindert wird, mit denen auf die Unterbrechung des Nachrichtenflus­ ses von einer anderen Einheit (1.15 bis 5.21 bzw. 0.1 bis 0.4) reagiert wird und mit denen das erstmalige Empfangen der Informationen einer anderen Einheit behandelt wird.