电过程接口设备制造技术

本发明专利技术涉及一种电过程接口设备，用于在变电站自动化或者配电自动化系统的低控制和保护层级中提供。设备（１６）包括过程接口单元（２６），用于在低控制和保护层级与电过程接口连接，该单元具有多个并行数据连接，在其上可以传送与更高控制和保护层级上的控制和保护设备相关的Ｉ／Ｏ数据。该设备（１６）还包括连接到这些数据连接的信号转换单元（２４），该单元根据在至少一个更高控制和保护层级上的控制和保护设备所使用的通信标准对数据连接的数据进行打包，以便允许所述数据在低控制和保护层级上的电接口设备（１６）与更高控制和保护层级上的其他设备之间直接传送。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般性地涉及变电站自动化或者配电自动化系统的领域，并且更具体地涉 及一种用于在变电站自动化或者配电自动化系统的低控制和保护层级中提供的电过程接 口设备。
技术介绍
为了实现变电站自动化或者配电自动化系统中各设备之间的通信，已经开发了允 许在不同设备供应商的不同设备之间进行通信的标准。该标准为IEC 61850。根据该标准， 设备的软件组件以多个层级中分级地组织，所述多个层级包括逻辑设备层级，逻辑节点层 级，数据对象层级以及数据属性层级。此处，逻辑设备通常对应于这样的系统中的设备，而 逻辑节点对应于设备的功能，数据对象和数据属性涉及这样的功能的数据。此处，逻辑设备 中可以有若干逻辑节点用于多种不同功能。这样的系统中使用的一种类型的设备是智能电子设备(IED)，其用于监视和/或 控制这样的系统中的本地过程设备，例如像是断路器和变压器的设备。为了执行该监视和 控制，在IED上提供了通向这样的设备的1/0(输入/输出)连接。这些本地过程设备是过 程接口设备，因为它们是到变电站自动化或者配电自动化系统所控制的电过程的接口。电 过程可以是发电过程，输电或供电过程。从而，这样的IED使用直接点对点连接或者本地通 信网络直接与这些过程接口设备通信。IED和更高层级上的设备确实使用IEC 61850通信标准来相互通信。这样的例子 为ABB销售的保护和控制产品系列IED670中的设备。然而，当今过程接口设备确实通常不具有与除了它们所连接的IED之外系统中更 高层级上的其他设备进行通信的能力。因此，如果这些设备能够与更高控制和保护层级上的其他设备通信将是有利的， 这将使得能够提供例如更灵活的控制和保护结构。CN101035099描述了用于将103协议转换到IEC 61850标准的通用网关设计方法。WO 2005/055538描述了一种过程接口设备，其可以是温度传感器，该温度传感器 使用串行RS 232-接口与媒介转换器通信。媒介转换器是串行/以太网转换器，其将来自 设备的数据转换成第一格式χ。接着，具有第一格式χ的数据消息被传送到数据总线上的网 关，该网关接着将其转换成根据第二格式的数据消息，该第二格式是IEC 61850格式。此后 IEC 61850消息被传送到IEC 61850设备。因此，所关心的是提供变电站自动化或者配电自动化系统中的改进的过程接口设 备，其允许与若干更高层级上的设备通信。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一是提供一种改进的电过程接口设备，用于提供在变电站 自动化或者配电自动化系统的低控制和保护层级中，并能够与若干更高控制和保护层级上的设备通信。 根据本专利技术的第一方面，该目的通过一种电过程接口设备而实现，该电过程接口设备用于提供在变电站自动化或者配电自动化系统的低控制和保护层级中，并且包括过程接口单元，用于在所述低控制和保护层级与电过程接口连接，并具有多个并 行数据连接，在其上可以传送与至少一个更高控制和保护层级上的控制和保护设备相关的 I/O数据，以及信号转换单元，该信号转换单元连接到所述数据连接，并被布置为根据由所述至 少一个更高控制和保护层级上的控制和保护设备所使用的通信标准对数据连接的数据进 行打包，以便允许所述数据在所述低控制和保护层级上的电接口设备与更高控制和保护层 级上的至少一个其他设备之间直接传送。本专利技术具有多个优点。其提供一种可以经由计算机通信网络与任何其他设备直接 通信的电过程接口设备。从而可以在低控制和保护层级上的电接口设备和更高控制和保护 层级上的其他设备之间直接传送数据。这使得能够以更灵活的方式在电过程接口设备和更 高层级上的控制和保护设备之间提供数据，诸如状态和控制数据，并且不需要中间信号转换。附图说明下文将参考附图描述本专利技术，附图中图1示意性地示出了变电站自动化系统，其包括处于各种分级控制和保护层级的 多个设备，其中一个设备是本专利技术的电过程接口设备，图2示出根据本专利技术的电过程接口设备的方框示意图，图3示出图2的电过程接口设备中的通信模块的方框示意图，以及图4示意性示出根据IEC 68150的软件组件的分级结构。具体实施例方式下文中，将给出根据本专利技术的设备的优选实施方式的详细描述。本专利技术可以在变电站自动化或者配电自动化系统中提供。一个这样的系统10在 图1中示意性地示出。在图1中，有多个设备连接到计算机通信网络12。此处有第一设备 14，其是智能电子设备(IED)；第二设备16，其是根据本专利技术的电过程接口设备；第三设备 18，其可以是HMI (人机接口)；以及第四设备20，其可以是变电站控制器。这些设备都使用 IEC 68150通信协议经由计算机通信网络12通信。第一设备14此外连接到第一本地设备 22。该本地设备22是传统电过程接口设备，该传统电过程接口设备是到由IED 14控制或 者监视的过程的接口。该过程通常为电过程，像发电或者输电过程或者供电过程。关于这 一点，该本地设备22可以是断路器或者变压器。此处该本地设备22具有到IED 14的直接 点到点连接。因此，对于该设备22而言，没有在计算机通信网络12上的通信。另一方面， 根据本专利技术的电过程接口设备16连接到计算机通信网络12，该电过程接口设备16也与该 电过程接口连接并且也可以包括断路器或者变压器或者某种其他类型的元件。这意味着其 可以与IED14通信，并且还可以与连接到计算机通信网络12的其他设备18和20通信。此 处设备14、18和20是控制和保护设备。此处该本地设备22和电过程接口设备16提供在低分级控制和保护层级上，该层 级在此处还是第一最低分级控制和保护层级，而此处第一设备14提供在更高分级控制和 保护层级上，此处是在第二控制和保护层级上，而第三和第四设备18和20提供在还要高的 分级控制和保护层级上，其在此处为第三并且最高控制和保护层级。此处，电过程接口设备 16可以与计算机通信网络12上的所有其他设备通信。图2示出根 据本专利技术的电过程接口设备16的方框示意图。设备16包括是模块化 单元的信号转换单元24。其之所以是模块化的原因在于，其包括多个硬件模块28、30、32、 34,36和38以用于提供设备16的各种功能性。这些硬件模块是可替换的并且可机械分离 的。这意味着有可能改变信号转换单元24中的硬件模块的数量和类型。此处有第一硬件 模块28，其是电源模块PSM，并连接到电源以为整个信号转换单元24接收电力并用于向该 单元24中的其他模块供给电力。电力此处可以从系统中被控制的过程接收。第二模块30 连接到该第一模块28，第二模块30是通信模块CM。该通信模块30被提供用于与计算机通 信网络上的其他设备通信，此处该通信为串行以太网IEC 61850通信。第二模块30又连接 到第三模块32，第三模块是第一 I/O模块101，该第一 I/O模块IOl可以是第一类型的输入 模块，例如用于处理模拟输入值的输入模块。后面跟随的是第四模块34，其在此处可以是第 二 I/O模块102，该第二 I/O模块102可以是第二类型的输入模块，例如用于处理数字输入 值的输入模块。此处该第四模块34之后可以跟随第五模块36，其在此处是第三I/O模块 103，该第三I/O模块103可以是第一类型的输出模块，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电过程接口设备（１６），用于在变电站自动化或者配电自动化系统（１０）的低控制和保护层级中提供，并且包括：　　过程接口单元（２６），用于在所述低控制和保护层级与电过程接口连接，并具有多个并行数据连接，在其上可传送与在至少一个更高控制和保护层级上的控制和保护设备（１４，２０，２２）相关的Ｉ／Ｏ数据，以及　　信号转换单元（２４），该信号转换单元连接到所述数据连接，并被布置为根据所述至少一个更高控制和保护层级上的控制和保护设备所使用的通信标准对数据连接的数据进行打包，以便允许所述数据在所述低控制和保护层级上的电接口设备（１６）与更高控制和保护层级上的至少一个其他设备（１４，１８，２０）之间直接传送。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP08158974.92008年6月25日1.一种电过程接口设备(16)，用于在变电站自动化或者配电自动化系统(10)的低控 制和保护层级中提供，并且包括过程接口单元06)，用于在所述低控制和保护层级与电过程接口连接，并具有多个并 行数据连接，在其上可传送与在至少一个更高控制和保护层级上的控制和保护设备(14， 20，22)相关的I/O数据，以及信号转换单元04)，该信号转换单元连接到所述数据连接，并被布置为根据所述至少 一个更高控制和保护层级上的控制和保护设备所使用的通信标准对数据连接的数据进行 打包，以便允许所述数据在所述低控制和保护层级上的电接口设备(16)与更高控制和保 护层级上的至少一个其他设备(14，18，20)之间直接传送。2.根据权利要求1的设备(16)，其中所述信号转换单元04)提供根据所述通信标准 的设备功能性的构造，该标准提供一系列元件(LD，LNl，LN2, LN3, DOl，D02, D03, D04, D05， D06，DAI, DA2，DA3，DA4，DA5，DA6)，所述一系列元件分级地相互链接，并包括设备相关元件 (LD)、链接到所述设备相关元件(LN)的多个功能元件(LN 1，LN2，LN3)、以及链接到所述功 能元件的多个数据提供元件(D01，D02, D03, D04, D05, D06, DAl，DA2, DA3, DA4, DA5, DA6)。3.根据权利要求2的设备(16)，其中所述信号转换单元04)作为经由模块间总线 (40)互连的模块( ，30，32，34，36，38)而被提供，所述模块实施与所述标准的功能相关元 件(LN1，LN2，LN3)相关的功能性，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·巴尔加德，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH