用于将过程自动化系统和电气自动化系统进行接口的设备技术方案

本发明专利技术涉及用于将过程自动化系统和电气自动化系统进行接口的设备。公开了下述系统、方法和设备，其用于将过程自动化系统中的过程控制器与电气自动化系统的一个或更多个智能电气装置进行接口以使用过程和电气控制空间信息来执行动作并且做出与连接的企业系统中的动作有关的决策，以根据电气控制空间信息和过程控制空间信息来促进实现能量管理目标和过程控制目标。一些实施方式包括用于电机控制中心单元的外壳，其包括：DC电源；以太网交换机；网络网关模块；和控制器。

【技术实现步骤摘要】
用于将过程自动化系统和电气自动化系统进行接口的设备相关申请的交叉引用本申请是于2016年8月23日提交的题为“INDUSTRIALAUTOMATIONPACKAGEDPOWERSOLUTIONFORINTELLIGENTMOTORCONTROLANDINTELLIGENTSWITCHGEARWITHENERGYMANAGEMENT”的美国专利申请No.15/244,035的部分继续申请并且要求美国专利申请的优先权和权益，该美国专利申请要求于2015年9月15日提交的题为“INDUSTRIALAUTOMATIONPACKAGEDPOWERSOLUTIONFORINTELLIGENTMOTORCONTROLANDINTELLIGENTSWITCHGEARWITHENERGYMANAGEMENT”的美国临时申请No.62/218,801的优先权和权益，上述美国专利申请和美国临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。本申请依据美国法典第35卷第119条要求于2015年12月22日提交的题为“PACKAGEDPOWERMCCINTERFACEBUCKET(NEMA)”的美国临时申请系列No.62/270,904的优先权和权益，该美国临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。本申请依据美国法典第35卷第119条要求于2015年12月22日提交的题为“PACKAGEDPOWERMCCINTERFACEBUCKET(IEC)”的美国临时申请系列No.62/270,939的优先权和权益，该美国临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。本申请依据美国法典第35卷第119条要求于2015年12月22日提交的标题为INTELLIGENT，INTEGRATEDPOWERCONTROLLINEUP的美国临时系列No.62/270,892的优先权和权益，该美国临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。本申请依据美国法典第35卷第119条要求于2015年12月22日提交的题为INTELLIGENT，INTEGRATEDPOWERCONTROLLINEUP的美国临时申请系列No.62/270,918的优先权和权益，该美国临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术介绍
制造设施和其他企业通常包括机器、电机以及由形成过程自动化系统的过程控制设备操作的其他受控的装置和过程。这些受控的过程和装置转而由配电系统供电。已经开发了可以用于保存能量、对配电系统内的多个电气装置执行负载分散、负载共享和其他动作的电气自动化系统。然而，过程控制目标与电气自动化或能量管理目标通常相冲突，并且常规系统不提供彼此一致的过程控制和电气自动化系统动作来实现最佳的能量管理以及过程自动化目标。
技术实现思路
描述了下述连接的企业系统、技术和设备，用于促进控制空间或过程自动化系统与企业的电气自动化系统空间的集成以根据过程控制空间操作和考虑来促进智能电气空间操作和智能电力管理。公开的示例包括一种将过程自动化系统与电气自动化系统进行接口的设备，其中，过程自动化系统包括连接到第一网络的一个或更多个过程自动化系统装置，电气自动化系统包括连接到第二网络的智能电气装置(IED)。该设备包括：具有内部的外壳；网络交换机，该网络交换机布置在外壳的内部中并且与第一网络在操作上耦接；过程控制器，该过程控制器布置在外壳的内部中并且与网络交换机在操作上耦接；以及网络网关模块，该网络网关模块布置在外壳的内部中并且与第二网络和网络交换机在操作上耦接，该网络网关模块能够操作成将由IED在第二网络上发送的用于过程控制器的LED数据转变成第一网络的消息格式(EtherNet/IP)并且将经转变的第一数据提供到网络交换机。过程控制器被配置成执行附加(add-on)指令(AOI)以选择性地将无符号IED数据转换成有符号IED数据，并且根据用户定义的缩放因子对来自IED的原始IED数据进行缩放以提供由过程控制器在控制至少一个过程时使用的经缩放的数据。另一个公开的示例包括一种用于将过程自动化系统与电气自动化系统进行接口的设备，其中，过程自动化系统包括连接到第一网络的一个或更多个过程自动化系统装置，电气自动化系统包括连接到第二网络的智能电气装置(IED)。该设备包括：具有内部的外壳；网络交换机，该网络交换机布置在外壳的内部中并且与第一网络在操作上耦接；过程控制器，该过程控制器布置在外壳的内部中并且与网络交换机在操作上耦接；以及网络网关模块，该网络网关模块布置在外壳的内部中并且与第二网络和网络交换机在操作上耦接，该网络网关模块能够操作成将由LED在第二网络上发送的用于过程控制器的LED数据转变成第一网络的消息格式(EtherNet/IP)并且将经转变的第一数据提供到网络交换机。过程控制器被配置成根据来自与IED对应的电子数据表单(EDS)文件的信息向处理器发送附加配置文件(add-onprofile，AOP)程序以定义要通过网络通信协议以通信流在电气自动化系统的IED与过程控制器之间交换的数据。又一个公开的示例包括一种用于将过程自动化系统与电气自动化系统进行接口的系统，其中，过程自动化系统包括连接到第一网络的一个或更多个过程自动化系统装置，电气自动化系统包括连接到第二网络的智能电气装置(IED)。该设备包括：具有内部的外壳；网络交换机，该网络交换机布置在外壳的内部中并且与第一网络在操作上耦接；过程控制器，该过程控制器布置在外壳的内部中并且与网络交换机在操作上耦接；网络网关模块，该网络网关模块布置在外壳的内部中并且与第二网络和网络交换机在操作上耦接，该网络网关模块能够操作成将由LED在第二网络上发送的用于过程控制器的LED数据转变成第一网络的消息格式(EtherNet/IP)并且将经转变的第一数据提供到网络交换机；与交换机进行通信的高精度定时装置。高精度定时装置被配置成用于通过与过程自动化系统的过程控制器在操作上耦接的第一网络分发时间信号，并且通过与电气自动化系统的IED在操作上耦接的第二网络分发时间信号。附图说明图1是包括具有过程控制器的过程自动化系统和具有多个智能电气装置(IED)的电气自动化系统以及高精度定时装置的连接的企业的示意图，其中高精度定时装置将与过程自动化系统和电气自动化系统相关联的第一网络和第二网络中的信号的定时相关连。图2是另一示例连接的企业的示意图，其中高精度定时装置与第一交换装置连接且时间信号经由第一交换装置分发给第一网络，并且高精度定时装置经由第二交换装置连接到第二网络。图3是另一示例连接的企业的示意图，其中高精度定时装置与第二交换装置耦接以向第二网络分发时间信号，并且高精度定时装置被耦接成通过第一交换装置向第一网络分发时间信号。图4是另一示例连接的企业的示意图，其中高精度定时装置被实现在过程自动化系统的过程控制器中。图5是示出用于IED的附加配置文件(AOP)接口的示意图。图6是图示示例连接的企业中的示出显示屏幕的各种图形用户界面(GUI)呈现的示意图。图7是示出由连接的企业中的过程控制器实现的附加指令(AOI)的示意图。图8示出了连接的企业。图9进一步图示了某些示例的能力。图10示出了封装电力用例示例。图11示出了具有外壳的接口设备的实施方式。图12示出了包括具有一对冗余过程控制器、网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将过程自动化系统(110)与电气自动化系统(120)进行接口的设备(1100)，所述过程自动化系统(110)包括连接到第一网络(108a)的一个或更多个过程自动化系统装置(112，114，116，118)，所述电气自动化系统(120)包括连接到第二网络(108b)的智能电气装置(122)，所述设备(1100)包括：具有内部(1111)的外壳(1110)；网络交换机(104a)，所述网络交换机(104a)布置在所述外壳(1110)的所述内部(1111)中并且与所述第一网络(108a)在操作上耦接；过程控制器(112)，所述过程控制器(112)布置在所述外壳(1110)的所述内部(1111)中并且与所述网络交换机(104a)在操作上耦接；以及网络网关模块(1120)，所述网络网关模块(1120)布置在所述外壳(1110)的所述内部(1111)中并且与所述第二网络(108b)和所述网络交换机(104a)在操作上耦接，所述网络网关模块(1120)能够操作成将由所述智能电气装置(122)在所述第二网络上发送的用于所述过程控制器(112)的智能电气装置数据转变成所述第一网络(108a)的消息格式(EtherNet/IP)并且将经转变的第一数据提供到所述网络交换机(104a)；所述过程控制器(112)被配置成：执行附加指令(710)以选择性地将无符号智能电气装置数据转换成有符号智能电气装置数据；以及根据用户定义的缩放因子(730)对来自所述智能电气装置(122)的原始智能电气装置数据进行缩放以提供由所述过程控制器(112)在控制至少一个过程时使用的经缩放的数据值。...

【技术特征摘要】
2015.12.22 US 62/270,904;2015.12.22 US 62/270,939;1.一种用于将过程自动化系统(110)与电气自动化系统(120)进行接口的设备(1100)，所述过程自动化系统(110)包括连接到第一网络(108a)的一个或更多个过程自动化系统装置(112，114，116，118)，所述电气自动化系统(120)包括连接到第二网络(108b)的智能电气装置(122)，所述设备(1100)包括：具有内部(1111)的外壳(1110)；网络交换机(104a)，所述网络交换机(104a)布置在所述外壳(1110)的所述内部(1111)中并且与所述第一网络(108a)在操作上耦接；过程控制器(112)，所述过程控制器(112)布置在所述外壳(1110)的所述内部(1111)中并且与所述网络交换机(104a)在操作上耦接；以及网络网关模块(1120)，所述网络网关模块(1120)布置在所述外壳(1110)的所述内部(1111)中并且与所述第二网络(108b)和所述网络交换机(104a)在操作上耦接，所述网络网关模块(1120)能够操作成将由所述智能电气装置(122)在所述第二网络上发送的用于所述过程控制器(112)的智能电气装置数据转变成所述第一网络(108a)的消息格式(EtherNet/IP)并且将经转变的第一数据提供到所述网络交换机(104a)；所述过程控制器(112)被配置成：执行附加指令(710)以选择性地将无符号智能电气装置数据转换成有符号智能电气装置数据；以及根据用户定义的缩放因子(730)对来自所述智能电气装置(122)的原始智能电气装置数据进行缩放以提供由所述过程控制器(112)在控制至少一个过程时使用的经缩放的数据值。2.根据权利要求1所述的设备(1100)，其中，所述过程控制器(112)还被配置成执行所述附加指令(710)以将来自所述智能电气装置(122)的无符号整数形式的数据缩放成有符号实数值或浮点值。3.根据权利要求1所述的设备(1100)，其中，所述过程控制器(112)还被配置成执行所述附加指令(710)以将有符号数据类型接口至计算系统环境内的工业控制器标签。4.根据权利要求1所述的设备(1100)，还包括冗余过程控制器(112)。5.根据权利要求1所述的设备(1100)，其中，所述外壳是NEMA外壳。6.根据权利要求1所述的设备(1100)，其中，所述外壳是IEC外壳。7.根据权利要求1所述的设备(1100)，其中，所述过程控制器(112)还被配置成：根据来自与所述智能电气装置(122)对应的电子数据表单文件(502)的信息向处理器(140)发送附加配置文件程序(510)以定义要通过网络通信协议以通信流在所述电气自动化系统(120)的所述智能电气装置(122)与所述过程控制器(112)之间交换的数据。8.根据权利要求1所述的设备(1100)，其中，所述智能电气装置(122)布置在所述外壳(1110)的所述内部(1111)中。9.根据权利要求8所述的设备(1100)，其中，所述智能电气装置(122)包括空气断路器(1122)。10.根据权利要求1所述的设备(1100)，还包括电机驱动器(114a)，所述电机驱动器(114a)布置在所述外壳(1110)的所述内部(1111)中并且在操作上耦接到所述第一网络(108a)。11.一种用于将过程自动化系统(110)与电气自动化系统(120)进行接口的设备，所述过程自动化系统(110)包括连接到第一网络(108a)的一个或更多个过程自动化系统装置(112，114，116，118)，所述电气自动化系统(120)包括连接到第二网络(108b)的智能电气装置(122)，所述设备(1100)包括：具有内部(1111)的外壳(1110)；网络交换机(104a)，所述网络交换机(104a)布置在所述外壳(1110)的所述内部(1111)中并且与所述第一网络(108a)在操作上耦接；过程控制器(112)，所述过程控制器(112)布置在所述外壳(1110)的所述内部(1111)中并且与所述网络交换机(104a)在操作上耦接；以及网络网关模块(1120)，所述网络网关模块(1120)布置在所述外壳(1110)的所述内部(1111)中并且与所述第二网络(108b)和所述网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·C·马祖尔，斯科特·D·戴，布鲁斯·K·韦纳，
申请(专利权)人：洛克威尔自动控制技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US