WO2006128396A1 - Mess- oder schutzgerät mit unabhängigen software modulen - Google Patents

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WO2006128396A1
WO2006128396A1 PCT/DE2005/001006 DE2005001006W WO2006128396A1 WO 2006128396 A1 WO2006128396 A1 WO 2006128396A1 DE 2005001006 W DE2005001006 W DE 2005001006W WO 2006128396 A1 WO2006128396 A1 WO 2006128396A1
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measuring
software
protective device
module
protective
Prior art date
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PCT/DE2005/001006
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English (en)
French (fr)
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Klaus BÖHME
Gerhard Lang
Oliver Woller
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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Priority to US11/916,369 priority patent/US7788418B2/en
Priority to DE112005003583T priority patent/DE112005003583B4/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
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    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • H04L12/40032—Details regarding a bus interface enhancer
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36159—Detachable or portable programming unit, display, pc, pda

Definitions

  • the invention relates to a measuring or protective device with a connection for establishing a connection to a data bus and with a control device, which determines the measuring or protective operation of the measuring or protective device, the operation of the outside of the terminal is changeable.
  • Such a protective device is sold, for example, by Siemens AG under the product name SIPROTEC.
  • the operation of the protection device can be changed from the outside via a data bus connection by a new parameterization of the device is made. This means that a new set of parameters is transferred to the device, which redefines the properties of the device.
  • the invention is based on the object, a measuring or
  • Protective device of the type described to be improved so that it allows evaluation processes, in particular test operations, from the outside even easier than before.
  • evaluation or test operations should be possible without a reparameterization of the entire measuring or protective device - ie a change in the operation of the device defining parameters - is necessary.
  • the invention provides that the control device is designed such that it can operate at least two software modules in parallel and independently of each other.
  • One of the software modules is an operating module that supports the Determines the measuring or protection method of operation of the measuring or protective device.
  • At least one additional software module can have a further, ie different or additional function.
  • the control device has at least one software-side interface to which the additional software module can be coupled from the outside via the connection in software.
  • the essence of the invention is to provide within the measurement or protection device, a software-side interface that allows external coupling of an additional software module or more additional software modules.
  • a software-side interface can via an external data bus - for example, via a station bus or a process bus - z.
  • an additional software module can be installed without the configuration or parameterization of the operating module, which determines the measuring or protective operation of the measuring or protective device , needs to be changed. The operating module thus remains unchanged, although the functioning of the measuring or protection device is expanded overall.
  • a further advantage of the invention is that the design of the additional software module can be carried out very individually; any limitations due to insufficient functionality of the operating module do not exist because the operating module remains disconnected from other software modules.
  • additional "test software modules” can be achieved, for example, that a test engineer can rely directly on the time-related samples of the measuring or protective device on the input side connected transducer, although these data due to the design of the operating module and thus the measuring or protective operation of the If, for example, a conversion of time-related sampled values of the transducer into pointer values is carried out in the protection device, the time-related sampled values are no longer available on the output side solve this problem.
  • the individual software interfaces are preferably separated from one another such that a re-installed software module newly installed via the data bus can not subsequently influence or impair the permanently installed operating module. This ensures that the fixed operating module continues to run independently of any additional software modules that are "docked" and operated.
  • each software module of the control device is coupled via a software-side interface, wherein each software-side interface can be addressed from the outside via the connection.
  • the control device preferably has a software platform with a plurality of software-side interfaces. All software modules are coupled in this case via the software interfaces of the software platform. With regard to compatibility with one another, it is considered advantageous if several, for example all, software-side interfaces of the software platform are designed identically in such a way that each software module is connected to several or any software-side interface. is pelbar.
  • the software platform is connected to an operating system that operates in accordance with the IEC 61850 standard.
  • this preferably has a process bus connection.
  • the invention also relates to a protection system with a measuring or protective device and a data bus, which is connected to the measuring or protective device.
  • the invention is in this respect the task of improving a protection system of this kind to the extent that it allows evaluation processes, in particular test procedures, from the outside very easily, without requiring a reparameterization of the measuring or protective device.
  • an evaluation unit in particular a test device
  • the measuring or protective device is designed such that, for evaluation or test purposes, an evaluation or evaluation signal fed to the data bus by the evaluation unit
  • the test software module receives and connects to a software-side interface and starts the evaluation or testing software module.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a protection system according to the invention with an exemplary embodiment of a measuring and / or protective device according to the invention
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a software platform for coupling software modules for the
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a protection system 5 according to the invention.
  • the protection system 5 has a superordinate control system 10, which is connected to a measuring and / or protective device 30 via a superordinate data bus 20 - referred to below as a station bus.
  • a station bus a superordinate data bus 20 - referred to below as a station bus.
  • a station bus a superordinate data bus 20 - referred to below as a station bus.
  • a station bus 20 for reasons of clarity, only a single such measuring and / or protective device 30 is shown; Of course, a plurality of measuring and / or protective devices 30 can be connected to the station bus 20 and receive and evaluate the telegrams present on the station bus 20.
  • the measuring and / or protective device 30 is also connected to a further data bus 40 - referred to below as the process bus - which allows a connection of the measuring and / or protective device 30 with one or more transducers 50.
  • the transducers 50 are connected to phase conductors (not shown in FIG. 1) of an electrical network with a mains frequency of 50 Hz or 60 Hz.
  • the figure 1 also shows the internal structure of the measuring and / or protection device 30.
  • the 3-port network interfaces 110 and 120 may be, for example, such act, which are described in German Patent Application DE 102 60 806 Al.
  • One of the two 3-port network interfaces 110 has two external ports 130 and 140, which allow an interface 150 for connecting the measuring and / or protective device 30 to the process bus 40.
  • the term "port” is thus to be understood as meaning an electrical bus connection or a bus interface
  • An inner port 160 of a 3-port network connection 110 is connected to a control-system-side connection A100a of the control device 100.
  • the further 3-port network interface 120 also has two external ports 200 and 210; These external ports 200 and 210 form an interface or a connection 220 for connecting the measuring and / or protective device 30 to the superordinate data bus formed by the station bus 20.
  • An inner port 230 of the further 3-port network interface 120 is connected to a station bus-side terminal AlOOb of the control device 100 in connection.
  • the two 3-port network interfaces 110 and 120 and the control device 100 are shown in FIG. 1 as separate elements that are contained in the measurement and / or protection device 30.
  • the two 3-port network interfaces 110 and 120 and the control device 100 are preferably formed by a single structural unit, preferably by a freely programmable gate array, for example a monolithically integrated array.
  • FIG. 1 also shows a test device 350, which is connected to the station bus 20 and is to be used to test the measuring and / or protective device 30.
  • the protection system 5 operates as follows:
  • the transducers 50 generate phasor-related samples U and I, which via the process bus 40 for measuring and / or Protective device 30 are transmitted in the form of telegrams Tp.
  • the measurement and / or protection device 30 when processing the phase-ladder-related samples U and I of the transducers 50, the measurement and / or protection device 30 performs a "downsampling." This means that the number of samples supplied by the transducers 50 before forwarding to the Station bus 20 can be reduced, for example, by discarding nine out of ten sample values of the transducers 50 and only canceling a single sample at a time If the sampling rate for the transducers 50 is, for example, 10 kHz or 20 kHz, the station bus takes the form of the In spite of the reduction in the sampling rate, a "transparency" of the measured values-seen from the higher-level station bus 20 -is still obtained because, despite the transmission of only every tenth sample, there are still sufficient measured values for the station bus 20 reach the respective measured value situation in each of the transducers 50 sufficiently c harakter ensue. The resulting transparency is schematically indicated by the reference symbol V in FIG.
  • a data reduction can also take place by a conversion of the samples into complex measured value pointers.
  • the measuring and / or protective device 30 determines complex measured-value pointers from the received phase-conductor-related samples U and I of the measuring transducers 50, which indicate the magnitude and the phase of the current or the voltage on the assigned phase conductors.
  • the data rate can be reduced significantly, so that, for example, a transmission rate of 50 Hz is sufficient to characterize the measured values of the current transformers 50.
  • the described "downsampling" and / or the pointer conversion can be performed in the control device 100, for example by digital means.
  • tale signal processors are carried out, one of which by way of example in Figure 1 by the reference numeral 300 is indicated.
  • controller 100 has the ability to operate additional software modules in parallel and independently of each other. This is shown in FIG 2 schematically.
  • the software module specifying the measuring and / or protective operation of the measuring or protective device 30 is referred to below as the operating module and is identified by the reference numeral 400 in FIG.
  • the operating module 400 can be parameterized externally via the connection 220 via the station bus 20; this means that by entering operating parameters of the operation of the service module 400 can be modified from the outside / alternatively, the loading may be as steady operating module also "unparametrierbar".
  • the operating module 400 is coupled to a software platform 410, which for this purpose has a software-side interface 420 has.
  • the software platform 410 is equipped with further software interfaces 430, 440, and 450 that allow additional software modules to be docked.
  • Such an additional software module is identified by the reference numeral 460.
  • This additional software module is a test module which has been installed by the tester 350 via the station bus 220 in the measuring and / or protective device 30 for test purposes (cf.
  • the software platform 410 is configured such that it can operate the operating module 400 and the test module 460 in parallel and completely separately from each other; a mutual influence of the operating module 400 and the test module 460 is thus excluded.
  • Operating systems that allow a sequence of different software modules - also called applications - at the same time are well known today (eg Unix, Windows, etc.).
  • the test module 460 is now programmed, for example, such that it directly evaluates the received phase-conductor-related samples U and I of the transducer 50; It therefore does not access the sampling rate-reduced telegrams Tp of the operating module 400.
  • a test engineer working on the test apparatus 350 thus has immediate access to all the data present on the input side of the measuring and / or protective device 30, so that he can carry out all desired test and test procedures.
  • the test module 460 provides 100% data transparency up to and including the transducer level.
  • the software platform 410 may be based, for example, on an operating system 500 that can manage an "object directory" in accordance with the IEC 61850 standard running on an IEC 61850 compliant communication stack 510.
  • test apparatus 350 In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the mode of operation of the test apparatus 350 and the coupling capability of software modules have been explained in the case where the test apparatus 350 is connected to the station bus 20.
  • the test device 350 can also be coupled to the process bus 40 in order to install additional software modules in the measuring and / or protective device 30 from there.
  • the process bus 20 performs the function of a "parent" data bus and the port for feeding the software modules is formed by the interface 150.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mess- oder Schutzgerät (30) mit einem Anschluss (220) zum Herstellen einer Verbin­dung mit einem Datenbus (20) und mit einer Steuereinrichtung (100), die die mess- oder schutztechnische Arbeitsweise des Mess- oder Schutzgerätes (30) festlegt, wobei die Arbeits weise von außen über den Anschluss (220) veränderbar ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mess- oder Schutzgerät dieser Art dahingehend zu verbessern, dass es Auswertevorgänge, insbesondere Prüfvorgänge, von außen noch einfacher als bisher ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung (100) derart ausgestaltet ist, dass sie zumindest zwei Softwaremodule (400, 460) parallel und unabhängig voneinander betreiben kann, wobei eines der Softwaremodule ein Betriebsmodul (400) ist, das die mess- oder schutztechnische Arbeitsweise des Mess- oder Schutzgerätes festlegt, und wobei zumindest ein zusätzliches Softwaremodul (460) eine weitere Funktion aufweisen kann, und dass die Steuereinrichtung mindestens eine softwareseitige Schnittstelle (430) aufweist, an die das zusätzliche Softwaremodul (460) von außen über den Anschluss (220) softwaremäßig angekoppelt werden kann.

Description

Beschreibung
MESS- ODER SCHUTZGERÄT MIT UNABHÄNGIGEN SOFTWARE MODULEN
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mess- oder Schutzgerät mit einem Anschluss zum Herstellen einer Verbindung mit einem Datenbus und mit einer Steuereinrichtung, die die mess- oder schutztechnische Arbeitsweise des Mess- oder Schutzgerätes festlegt, wobei die Arbeitsweise von außen über den Anschluss veränderbar ist.
Ein derartiges Schutzgerät wird beispielsweise von der Siemens AG unter dem Produktnamen SIPROTEC vertrieben. Bei diesem Schutzgerät lässt sich die Arbeitsweise des Schutzgerätes von außen über einen Datenbus-Anschluss verändern, indem eine Neu-Parametrierung des Gerätes vorgenommen wird. Dies bedeutet, dass ein neuer Satz an Parametern in das Gerät übertragen wird, der die Eigenschaften des Gerätes neu bestimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mess- oder
Schutzgerät der beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, dass es Auswertevorgänge, insbesondere PrüfVorgänge, von außen noch einfacher als bisher ermöglicht. Insbesondere sollen Auswerte- oder Prüfvorgänge möglich sein, ohne dass eine Neuparametrierung des gesamten Mess- oder Schutzgerätes - also eine Veränderung der die Arbeitsweise des Gerätes festlegenden Parameter - notwendig ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Mess- oder Schutzgerät der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie zumindest zwei Softwaremodule parallel und unabhängig voneinander betreiben kann. Eines der Softwaremodule ist ein Betriebsmodul, das die mess- oder schutztechnische Arbeitsweise des Mess- oder Schutzgerätes festlegt. Zumindest ein zusätzliches Softwaremodul kann eine weitere, also andere bzw. zusätzliche Funktion aufweisen. Erfindungsgemäß weist die Steuereinrichtung mindestens eine softwareseitige Schnittstelle auf, an die das zusätzliche Softwaremodul von außen über den Anschluss softwaremäßig angekoppelt werden kann.
Der Kern der Erfindung besteht darin, innerhalb des Mess- oder Schutzgerätes eine softwareseitige Schnittstelle bereitzustellen, die ein externes Ankoppeln eines zusätzlichen Softwaremoduls oder mehrerer zusätzlicher Softwaremodule erlaubt . Über eine solche softwareseitige Schnittstelle kann über einen externen Datenbus - beispielsweise über einen Sta- tionsbus oder einen Prozessbus - z. B. im Rahmen von Service- , Wartungs- oder Prüfarbeiten (oder dergleichen) von außen im Schutzgerät ein zusätzliches Softwaremodul installiert werden, ohne dass die Konfiguration oder Parametrierung des Betriebsmoduls, das die mess- oder schutztechnische Arbeits- weise des Mess- oder Schutzgerätes festlegt, verändert werden muss. Das Betriebsmodul bleibt also unverändert, obwohl die Funktionsweise des Mess- oder Schutzgerätes insgesamt erweitert wird. Abgesehen davon, dass eine Neu-Parametrierung des Betriebsmoduls aufwendig ist, besteht bei einer Neu-Parame- trierung des Betriebsmoduls stets die Gefahr, dass Fehler auftreten, und die ursprünglich korrekte Funktionalität des Schutzgerätes irrtümlich verändert oder vollständig außer Kraft gesetzt wird; derartige Fehler werden erfindungsgemäß durch die softwareseitige Schnittstelle und die Möglichkeit der Implementierung eines zusätzlichen Softwaremoduls vermieden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Ausgestaltung des zusätzlichen Softwaremoduls sehr individu- eil erfolgen kann; etwaige Einschränkungen aufgrund einer nur unzureichenden Funktionalität des Betriebsmoduls bestehen nicht, da das Betriebsmodul von anderen Softwaremodulen getrennt bleibt. Mit zusätzlichen „Prüf-Softwaremodulen" lässt sich beispielsweise erreichen, dass ein Prüfingenieur unmittelbar auf die zeitbezogenen Abtastwerte eines an das Mess- oder Schutzgerät eingangsseitig angeschlossenen Messwandlers zurückgreifen kann, obwohl diese Daten aufgrund der Ausgestaltung des Betriebsmoduls und damit der mess- oder schutztechnischen Arbeitsweise des Mess- oder Schutzgerätes üblicherweise aus- gangsseitig nicht zur Verfügung gestellt bzw. ausgegeben wer- den: Wird beispielsweise im Schutzgerät eine Umwandlung zeitbezogener Abtastwerte des Messwandlers in Zeigerwerte durchgeführt, so sind die zeitbezogenen Abtastwerte ausgangsseitig nicht mehr verfügbar. Durch ein Nachladen zusätzlicher Softwaremodule lässt sich dieses Problem lösen.
Die einzelnen Software-Schnittstellen sind vorzugsweise derart voneinander getrennt, dass ein nachgeladenes über den Datenbus neu installiertes Softwaremodul das fest installierte Betriebsmodul nicht nachträglich beeinflussen oder beein- trächtigen kann. So wird sichergestellt, dass das fest installierte Betriebsmodul unabhängig davon weiterläuft, wenn zusätzliche Softwaremodule „angekoppelt" und betrieben werden.
Vorzugsweise ist jedes Softwaremodul der Steuereinrichtung über eine softwareseitige Schnittstelle angekoppelt, wobei jede softwareseitige Schnittstelle von außen über den An- schluss ansprechbar ist .
Bevorzugt weist die Steuereinrichtung eine Softwareplattform mit einer Mehrzahl an softwareseitigen Schnittstellen auf. Alle Softwaremodule werden in diesem Falle über die softwareseitigen Schnittstellen der Softwareplattform angekoppelt. Im Hinblick auf eine Kompatibilität untereinander wird es als vorteilhaft angesehen, wenn mehrere, beispielsweise alle, softwareseitigen Schnittstellen der Softwareplattform derart identisch ausgeführt sind, dass jedes Softwaremodul an mehrere bzw. jede beliebige softwareseitige Schnittstelle ankop- pelbar ist .
Die Softwareplattform ist beispielsweise an ein Betriebssystem angekoppelt, das nach dem IEC 61850-Standard arbeitet.
Zum Anschluss des Mess- oder Schutzgeräts an Messwandler weist dieses vorzugsweise einen Prozessbus-Anschluss auf.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Schutzsystem mit einem Mess- oder Schutzgerät und einem Datenbus, der mit dem Mess- oder Schutzgerät verbunden ist.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Schutzsystem dieser Art dahingehend zu verbessern, dass es Auswertevorgänge, insbesondere PrüfVorgänge, von außen sehr einfach ermöglicht, ohne eine Neuparametrierung des Messoder Schutzgerätes erforderlich zu machen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an den Datenbus eine Auswerteeinheit, insbesondere ein Prüfgerät, angeschlossen ist und das Mess- oder Schutzgerät derart ausgestaltet ist, dass es zu Auswerte- oder Prüfzwecken ein von der Auswerteeinheit in den Datenbus eingespeistes Aus- wert- oder Prüf-Softwaremodul empfängt und an eine Software- seitige Schnittstelle ankoppelt und das Auswert- oder Prüf- Softwaremodul startet .
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Schutzsystems wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem er- findungsgemäßen Mess- oder Schutzgerät verwiesen.
Als Erfindung wird außerdem ein Verfahren zum Betreiben des beschriebenen Mess- oder Schutzgeräts angesehen; das Verfahren ist in den Patentansprüchen definiert. Bezüglich der Vor- teile des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Mess- oder Schutzgerät verwiesen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert; dabei zeigen
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä- ßen Schutzsystems mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mess- und/oder Schutzgerätes und
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer Softwareplatt- form zum Ankoppeln von Softwaremodulen für das
Mess- und/oder Schutzgerät gemäß Figur 1.
In der Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs- gemäßen Schutzsystems 5 dargestellt. Das Schutzsystem 5 weist ein übergeordnetes Leitsystem 10 auf, das über einen übergeordneten Datenbus 20 - nachfolgend Stationsbus genannt - mit einem Mess- und/oder Schutzgerät 30 verbunden ist. Bei der Darstellung gemäß der Figur 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich ein einziges solches Mess- und/oder Schutzgerät 30 dargestellt; selbstverständlich können an den Stationsbus 20 auch mehrere Mess- und/oder Schutzgeräte 30 angeschlossen sein, die die auf dem Stationsbus 20 vorhandenen Telegramme empfangen und auswerten.
Das Mess- und/oder Schutzgerät 30 ist darüber hinaus mit einem weiteren Datenbus 40 - nachfolgend Prozessbus genannt - verbunden, der eine Verbindung des Mess- und/oder Schutzgerätes 30 mit einem oder mehreren Messwandlern 50 ermöglicht. Die Messwandler 50 sind an in der Figur 1 nicht gezeigte Pha- senleiter eines elektrischen Netzes mit einer Netzfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz angeschlossen.
Die Figur 1 zeigt darüber hinaus den inneren Aufbau des Mess- und/oder Schutzgerätes 30. Man erkennt eine Steuereinrichtung 100, die mit zwei vollduplex-fähigen, im Mess- und/oder
Schutzgerät baulich enthaltenen 3-Port-Netzwerkanschaltungen 110 und 120 in Verbindung steht. Bei den 3-Port-Netzwerkan- schaltungen 110 und 120 kann es sich beispielsweise um solche handeln, die in der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 60 806 Al beschrieben sind.
Die eine der beiden 3-Port-Netzwerkanschaltungen 110 weist zwei externe Ports 130 und 140 auf, die eine Schnittstelle 150 zum Anschluss des Mess- und/oder Schutzgerätes 30 an den Prozessbus 40 erlauben. Unter dem Begriff „Port" ist also ein elektrischer Bus-Anschluss bzw. eine Bus-Schnittstelle zu verstehen. Ein innerer Port 160 der einen 3-Port-Netzwerkan- Schaltung 110 steht mit einem prozessbusseitigen Anschluss AlOOa der Steuereinrichtung 100 in Verbindung.
Die weitere 3-Port-Netzwerkanschaltung 120 weist ebenfalls zwei externe Ports 200 und 210 auf; diese externen Ports 200 und 210 bilden eine Schnittstelle bzw. einen Anschluss 220 zur Verbindung des Mess- und/oder Schutzgerätes 30 mit dem durch den Stationsbus 20 gebildeten übergeordneten Datenbus. Ein innerer Port 230 der weiteren 3-Port-Netzwerkanschaltung 120 steht mit einem stationsbusseitigen Anschluss AlOOb der Steuereinrichtung 100 in Verbindung.
Die beiden 3-Port-Netzwerkanschaltungen 110 und 120 sowie die Steuereinrichtung 100 sind in der Figur 1 als getrennte Elemente gezeigt, die in dem Mess- und/oder Schutzgerät 30 ent- halten sind. Vorzugsweise sind die beiden 3-Port-Netzwerkan- schaltungen 110 und 120 und die Steuereinrichtung 100 durch eine einzige bauliche Einheit, vorzugsweise durch ein frei programmierbares Gatearray, beispielsweise ein monolithisch integriertes Array, gebildet .
In der Figur 1 erkennt man außerdem ein Prüfgerät 350, das an den Stationsbus 20 angeschlossen ist und zum Prüfen des Mess- und/oder Schutzgeräts 30 eingesetzt werden soll.
Das Schutzsystem 5 gemäß Figur 1 arbeitet wie folgt:
Die Messwandler 50 erzeugen phasenleiterbezogene Abtastwerte U und I, die über den Prozessbus 40 zum Mess- und/oder Schutzgerät 30 in Form von Telegrammen Tp übertragen werden.
Bei der Bearbeitung der phasenleiterbezogenen Abtastwerte U und I der Messwandler 50 führt das Mess- und/oder Schutzgerät 30 beispielsweise ein „downsampling" durch. Dies bedeutet, dass die Anzahl der Abtastwerte, die von den Messwandlern 50 geliefert werden, vor der Weiterleitung an den Stationsbus 20 reduziert werden, indem beispielsweise neun von zehn Abtast- werte der Messwandler 50 weggeworfen und nur jeweils ein ein- ziger Abtastwert aufgehoben wird. Beträgt die Abtastrate bei den Messwandlern 50 beispielsweise 10 kHz oder 20 kHz, so wird auf dem Stationsbus in Form der Telegramme Ts lediglich eine Abtastrate von 1 bzw. 2 kHz weitergeleitet. Trotz der Reduktion der Abtastrate bleibt dennoch eine „Transparenz" der Messwerte - vom übergeordneten Stationsbus 20 aus gesehen - erhalten, weil trotz des Übertragens nur jedes zehnten Abtastwertes noch ausreichend Messwerte zum Stationsbus 20 gelangen, die die jeweilige Messwertsituation bei jedem der Messwandler 50 hinreichend charakterisieren. Die resultie- rende Transparenz ist in der Figur 1 schematisch durch das Bezugszeichen V gekennzeichnet .
Anstelle der beschriebenen Abtastwertreduktion, bei der nur jeder n-te (z. B. n = 10) Abtastwert weiter verwendet wird, kann eine Datenreduktion auch durch eine Umwandlung der Abtastwerte in komplexe Messwertzeiger erfolgen. Bei dieser Variante ermittelt das Mess- und/oder Schutzgerät 30 aus den empfangenen phasenleiterbezogenen Abtastwerten U und I der Messwandler 50 komplexe Messwertzeiger, die den Betrag und die Phase des Stromes bzw. der Spannung auf den zugeordneten Phasenleitern angeben. Bei einer solchen Datenreduktion durch „Zeigerumwandlung" lässt sich die Datenrate sehr deutlich reduzieren, so dass beispielsweise eine Übertragungsrate von 50 Hz ausreicht, um die Messwerte der Stromwandler 50 zu charak- terisieren.
Das beschriebene „downsampling" und/oder die Zeigerumwandlung kann in der Steuereinrichtung 100 beispielsweise durch digi- tale Signalprozessoren durchgeführt werden, von denen beispielhaft einer in der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 300 gekennzeichnet ist .
Ergebnis der beschriebenen Datenreduktion ist somit, dass auf dem Stationsbus 20 nicht mehr alle Abtastwerte übertragen werden, die prozessbusseitig zum Mess- und/oder Schutzgerät 30 gelangt sind. Will man nun mithilfe des Prüfgerätes 350 feststellen, ob das Mess- und/oder Schutzgerät 30 oder die Messwandler 50 richtig arbeiten, so ist dies nicht unmittelbar vom Stationsbus 20 aus möglich, da nicht alle erforderlichen Informationen vorliegen. Eine Möglichkeit, an alle vom Mess- und/oder Schutzgerät 30 empfangenen Abtastwerte zu gelangen, bestünde nun beispielsweise darin, die Arbeitsweise des Mess- oder Schutzgerätes 30 zu verändern, indem das Messoder Schutzgerät neu parametriert wird. Eine solche Neupara- metrierung ist jedoch - wie eingangs beschrieben - aufwändig und riskant, weil Fehler auftreten können und die Funktionsweise des Mess- oder Schutzgerätes 30 ganz oder vollständig beeinträchtigt werden könnte.
Um dies zu vermeiden, weist die Steuereinrichtung 100 die Möglichkeit auf, zusätzliche Softwaremodule parallel und unabhängig voneinander zu betreiben. Dies zeigt die Figur 2 schematisch.
Das die mess- und/oder schutztechnische Arbeitsweise des Mess- oder Schutzgerätes 30 festlegende Softwaremodul wird nachfolgend als Betriebsmodul bezeichnet und ist in der Figur 2 mit dem Bezugszeichen 400 gekennzeichnet. Das Betriebsmodul 400 ist über den Anschluss 220 über den Stationsbus 20 von außen parametrierbar; dies bedeutet, dass durch Eingabe von Betriebsparametern die Arbeitsweise des Betriebsmoduls 400 von außen modifiziert werden kann/ alternativ kann das Be- triebsmodul auch „unparametrierbar" als unveränderlich sein.
Man erkennt in der Figur 2, dass das Betriebsmodul 400 an eine Softwareplattform 410 angekoppelt ist, die hierzu eine softwareseitige Schnittstelle 420 aufweist. Außerdem ist die Softwareplattform 410 mit weiteren softwareseitigen Schnittstellen 430, 440 und 450 ausgestattet, die ein Ankoppeln zusätzlicher Softwaremodule ermöglichen.
In der Figur 2 ist ein solches zusätzliches Softwaremodul mit dem Bezugszeichen 460 gekennzeichnet. Bei diesem zusätzlichen Softwaremodul handelt es sich um ein Prüfmodul, das von dem Prüfgerät 350 über den Stationsbus 220 in dem Mess- und/oder Schutzgerät 30 zu Prüfzwecken installiert wurde (vgl. Fig.
1) , indem es an die weitere softwareseitige Schnittstelle 430 angekoppelt und anschließend gestartet wurde.
Die Softwareplattform 410 ist derart ausgestaltet, dass sie das Betriebsmodul 400 und das Prüfmodul 460 parallel und vollständig separat voneinander betreiben kann; eine gegenseitige Beeinflussung des Betriebsmoduls 400 und des Prüfmoduls 460 ist somit ausgeschlossen. Betriebssysteme, die einen Ablauf unterschiedlicher Softwaremodule - auch Applikationen genannt- gleichzeitig erlauben, sind heutzutage allgemein bekannt (z. B. Unix, Windows, etc.) .
Das Prüfmodul 460 ist nun beispielsweise derart programmiert, dass es die empfangenen phasenleiterbezogenen Abtastwerten U und I der Messwandler 50 unmittelbar auswertet; es greift also nicht auf die abtastratenreduzierten Telegramme Tp des Betriebsmoduls 400 zurück. Ein am Prüfgerät 350 arbeitender Prüfingenieur hat somit einen unmittelbaren Zugriff auf alle eingangsseitig am Mess- und/oder Schutzgerät 30 anliegenden Daten, so dass er alle gewünschten Prüf- und Testverfahren durchführen kann. Mit anderen Worten ermöglicht das Prüfmodul 460 eine 100%-tige Datentransparenz bis einschließlich auf die Messwandlerebene.
Wie sich in der Figur 2 erkennen lässt, kann die Softwareplattform 410 beispielsweise auf einem Betriebssystem 500 basieren, das ein „object directory" gemäß IEC 61850-Standard verwalten kann. Das Betriebssystem 500 kann beispielsweise auf einem IEC 61850-kompatiblen Kommunikationstack 510 laufen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 wurde die Funktionsweise des Prüfgerätes 350 und die Ankoppelbar- keit von Softwaremodulen für den Fall erläutert, dass das Prüfgerät 350 an den Stationsbus 20 angeschlossen wird. In entsprechender Weise kann das Prüfgerät 350 auch an den Prozessbus 40 angekoppelt werden, um von dort aus zusätzliche Softwaremodule im Mess- und/oder Schutzgerät 30 zu installieren. In diesem Falle übt der Prozessbus 20 die Funktion eines „übergeordneten" Datenbusses aus und der Anschluss zum Einspeisen der Softwaremodule wird durch die Schnittstelle 150 gebildet .
Bezugszeichenliste
5 Schutzsystem
10 übergeordnetes Leitsystem
20 Stationsbus
30 Mess- und/oder Schutzgerät
40 Prozessbus
50 Messwandler
100 Steuereinrichtung
110 3-Port-Netzwerkanschaltung
120 weitere 3-Port-Netzwerkanschaltung
130,140 externe Ports der einen 3-Port-Netzwerkanschal- tung
150 eine Schnittstelle
160 interner Port der einen 3-Port-Netzwerkanschal- tung
200,210 externe Ports der weiteren 3-Port-
Netzwerkanscha11ung
220 weitere Schnittstelle
230 interner Port der weiteren 3 -Port-
Netzwerkanschaltung
300 Signalprozessor
350 Prüfgerät
400 Betriebsmodul
410 Softwareplattform
420 softwareseitige Schnittstelle
430 weitere softwareseitige Schnittstelle
440 weitere softwareseitige Schnittstelle
450 weitere softwareseitige Schnittstelle
460 zusätzliches Softwaremodul
500 Betriebssystem
510 Kommunikationstack
U, I Strom- und Spannungsabtastwerte
Ts, Tp Telegramme

Claims

Patentansprüche
1. Mess- oder Schutzgerät (30)
- mit einem Anschluss (220) zum Herstellen einer Verbindung mit einem Datenbus (20) und
- mit einer Steuereinrichtung (100) , die die mess- oder schutztechnische Arbeitsweise des Mess- oder Schutzgerätes (30) festlegt, wobei die Arbeitsweise von außen über den
Anschluss (220) veränderbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Steuereinrichtung (100) derart ausgestaltet ist, dass sie zumindest zwei Softwaremodule (400, 460) parallel und unabhängig voneinander betreiben kann, wobei eines der Softwaremodule ein Betriebsmodul (400) ist, das die mess- oder schutztechnische Arbeitsweise des Mess- oder Schutzgerätes festlegt, und wobei zumindest ein zusätzliches Softwaremodul (460) eine weitere Funktion aufweisen kann, und
- dass die Steuereinrichtung mindestens eine softwareseitige Schnittstelle (430) aufweist, an die das zusätzliche Soft- waremodul (460) von außen über den Anschluss (220) softwaremäßig angekoppelt werden kann.
2. Mess- oder Schutzgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Betriebsmodul (400) durch Eingabe von Betriebsparametern von außen über den Anschluss (220) parametrierbar ist.
3. Mess- oder Schutzgerät nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - jedes Softwaremodul (400, 460) der Steuereinrichtung über eine softwareseitige Schnittstelle (420, 430) angekoppelt ist und
- dass jede softwareseitige Schnittstelle (420, 430, 440, 450) von außen über den Anschluss (220) ansprechbar ist.
4. Mess- oder Schutzgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - die Steuereinrichtung (100) eine Softwareplattform (410) mit einer Mehrzahl an softwareseitigen Schnittstellen (420, 430, 440, 450) aufweist und
- dass alle Softwaremodule (400, 460) jeweils über eine soft- wareseitige Schnittstelle an die Softwareplattform angekoppelt werden.
5. Mess- oder Schutzgerät nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass alle softwareseitigen Schnittstellen (420, 430, 440, 450) der Softwareplattform derart identisch ausgeführt sind, dass jedes Softwaremodul an jede beliebige softwareseitige Schnittstelle ankoppelbar ist.
6. Mess- oder Schutzgerät nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Softwareplattform (410) an ein Betriebssystem (500) angekoppelt ist, das kompatibel zum IEC 61850 -Standard arbeitet .
7. Mess- oder Schutzgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Mess- oder Schutzgerät einen weiteren Anschluss (150) zum Herstellen einer Verbindung mit zumindest einem Messwandler (50) aufweist.
8. Schutzsystem (5) mit einem Mess- oder Schutzgerät (30) nach einem voranstehenden Ansprüche und mit einem Datenbus (20, 40) , der mit dem Mess- oder Schutzgerät (30) verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an den Datenbus eine Auswerteeinheit (350) , insbesondere ein Prüfgerät, angeschlossen ist und das Mess- oder Schutzgerät (30) derart ausgestaltet ist, dass es ein von der Auswerteeinheit (350) in den Datenbus eingespeistes zusätzliches Softwaremodul (460) empfängt und an eine softwareseitige Schnittstelle (430) ankoppelt.
9. Verfahren zum Betreiben eines Mess- oder Schutzgeräts (30) insbesondere nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mit dem Mess- oder Schutzgerät (30) eine Auswerteeinheit, insbesondere ein Prüfgerät (350) , verbunden wird,
- mit der Auswerteeinheit (350) zu Auswerte- oder Prüfzwecken ein zusätzliches Softwaremodul (460) an eine softwaresei- tige Schnittstelle (430) des Mess- oder Schutzgeräts ankop- pelt wird und
- das zusätzliche Softwaremodul (460) in dem Mess- oder Schutzgerät gestartet wird.
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