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Title:
METHOD AND ARRANGEMENT FOR PROTECTING, CONTROLLING OR MONITORING AN ELECTRICAL SWITCHGEAR OR POWER SUPPLY STATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/062535
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates inter alia to a method for protecting, controlling or monitoring an electrical switchgear or power supply station (10). According to said method, a field device (20), especially a protective device, is used to generate data telegrams (D) that relate to the status of the switchgear or power supply station, and the data telegrams are transmitted to a higher-order command level device (40). According to the invention, a second field device (30) is redundant with respect to the first field device and is used to check whether the first field device (20) is operative by operating a communication link (60) between the two field devices via which link the second field device is informed of the functional status of the first field device. The second field device ceases forwarding own data telegrams (D) to the higher-order command level device if the first field device is operative, else it transmits data telegrams relating to the status of the switchgear or power supply station to the higher-order command level device.

Inventors:
DUFAURE THIERRY (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/009998
Publication Date:
May 22, 2009
Filing Date:
November 15, 2007
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
DUFAURE THIERRY (DE)
International Classes:
H02H7/26; H02H3/05
Domestic Patent References:
WO2000048282A12000-08-17
Foreign References:
US20060193099A12006-08-31
US20050043861A12005-02-24
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Verfahren zum Schützen, Steuern oder überwachen einer elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlage (10), wo- bei bei dem Verfahren

-mit einem Feldgerat (20), insbesondere einem Schutzgerat, Datentelegramme (D) erzeugt werden, die sich auf den Zustand der Schalt- oder Energieversorgungsanlage beziehen, und - die Datentelegramme an ein übergeordnetes Leitebenengerat

(40) übertragen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mit einem zu dem genannten ersten Feldgerat redundant arbeitenden zweiten Feldgerat (30) geprüft wird, ob das erste Feldgerat (20) funktionsfähig ist, indem

- eine Kommunikationsverbindung (60) zwischen den beiden Feldgeraten betrieben wird, über die das zweite Feldgerat von dem Funktionsstatus des ersten Feldgerates Kenntnis erlangt, und - das zweite Feldgerat das Weiterleiten eigener Datentelegramme (D) an das übergeordnete Leitebenengerat unterlasst, wenn das erste Feldgerat funktioniert, und andernfalls eigene Datentelegramme, die sich auf den Zustand der Schaltoder Energieversorgungsanlage beziehen, an das ubergeord- nete Leitebenengerat übersendet.

2. Verfahren 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 die Feldgerate untereinander sowie mit dem Leitebenengerat über ein Kommunikationsnetz (50) verbunden werden und die Datentelegramme über das Kommunikationsnetz an das Leitebenengerat übermittelt werden und

-dass als Kommunikationsverbindung (60) zwischen den beiden Feldgeraten eine Peer-to-Peer-Verbindung über das Kommunikationsnetz betrieben wird.

3. Verfahren 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 zweite Feldgerat die Datentelegramme derart erzeugt, dass diese inhaltlich mit den Datentelegrammen des ersten Feldge- rats übereinstimmen, und das Leitebenengerat diese in ldenti- scher Weise auswertet wie die Datentelegramme des ersten Feldgerats .

4. Verfahren 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 in dem ersten und dem zweiten Feldgerat jeweils

- ein Betriebsmodul (110, 111), das die Funktion des Schützens, Steuerns oder Uberwachens der elektrischen Schaltoder Energieversorgungsanlage unterstutzt und die Datentelegramme (D) für das übergeordnete Leitebenengerat er- zeugt,

- ein Uberwachungsmodul (120, 121), das die Kommunikationsverbindung (60) zwischen den Feldgeraten betreibt, - sowie ein Kommunikationsmodul (130, 131), das das Senden der Datentelegramme durchfuhrt, betrieben werden, wobei das Betriebsmodul und das Kommunikationsmodul durch das Uberwachungsmodul verbunden werden und das Weiterleiten der von dem Betriebsmodul erzeugten Datentelegramme an das Kommunikationsmodul von dem Uberwachungsmodul veranlasst oder blockiert wird.

5. Verfahren 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

das zweite Feldgerat das erste Feldgerat als nichtfunktions- fahig ansieht und die eigenen Datentelegramme an das übergeordnete Leitebenengerat sendet, wenn das Uberwachungsmodul des zweiten Feldgerates zu dem Uberwachungsmodul des ersten Feldgerates keine Kommunikationsverbindung aufbauen kann.

6. Verfahren 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 das zweite Feldgerat das erste Feldgerat als nichtfunktions- fähig ansieht und die eigenen Datentelegramme an das übergeordnete Leitebenengerat übersendet, wenn das Uberwachungsmodul des ersten Feldgerates dem Uberwachungsmodul des zweiten Feldgerates über die Kommunikationsverbindung mitteilt, dass das Betriebsmodul und/oder das Kommunikationsmodul des ersten Feldgerates defekt ist.

7. Verfahren 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 Uberwachungsmodul und das Betriebsmodul in der Anwen- dungsschicht 7 des OSI-Models und das Kommunikationsmodul in der Sicherungsschicht 2 des OSI-Models betrieben werden und der Zugriff des Betriebsmoduls aus der Schicht 7 auf das Kommunikationsmodul in der Schicht 2 von dem Uberwachungsmodul überwacht wird.

8. Anordnung (10) zum Schützen, Steuern oder überwachen einer elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlage,

-mit einem Feldgerat (20), insbesondere einem Schutzgerat, zum Erzeugen von Datentelegrammen, die sich auf den Zustand der Schalt- oder Energieversorgungsanlage beziehen,

- mit einem zu dem ersten Feldgerat redundant arbeitenden zweiten Feldgerat (30), und

- mit einem den beiden Feldgeraten übergeordneten Leitebenengerat (40), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- die beiden Feldgerate über eine Kommunikationsverbindung (60) miteinander verbunden sind,

- das zweite Feldgerat derart ausgestaltet ist, dass es über die Kommunikationsverbindung von dem Funktionsstatus des ersten Feldgerates Kenntnis erlangen kann und das Weiterleiten eigener Datentelegramme an das übergeordnete Leit- ebenengerat unterlasst, wenn das erste Feldgerat funktioniert, und andernfalls eigene Datentelegramme, die sich auf den Zustand der Schalt- oder Energieversorgungsanlage beziehen, an das übergeordnete Leitebenengerat übersendet.

9. Anordnung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

- dass die Feldgerate untereinander sowie mit dem Leitebenengerat über ein Kommunikationsnetz (50) verbunden sind und die Datentelegramme über das Kommunikationsnetz an das Leitebenengerat übermittelt werden und

- dass als Kommunikationsverbindung zwischen den beiden Feldgeraten eine Peer-to-Peer-Verbindung über dieses Kommunikationsnetz betrieben wird.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in dem Leitebenengerat für die beiden Feldgerate eine gemeinsame Konfigurationsdatei gespeichert ist, die sowohl zum Auswerten der Datentelegramme des ersten Feldgerates als auch zum Auswerten der Datentelegramme des zweiten Feldgerates herangezogen wird.

11. Feldgerat (30) zum Schützen, Steuern oder überwachen einer elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlage, das geeignet ist, Datentelegramme, die sich auf den Zustand der Schalt- oder Energieversorgungsanlage beziehen, zu erzeugen und an ein übergeordnetes Leitebenengerat zu übersenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass -das Feldgerat eine Redundanzbetriebsart aufweist, in der es dazu bestimmt ist, eine Kommunikationsverbindung (60) zu einem anderen Feldgerat (20) zu betreiben, von dem Funk- tionsstatus dieses anderen Feldgerates Kenntnis zu erlangen und das Weiterleiten eigener Datentelegramme (D) an das übergeordnete Leitebenengerat (40) zu unterlassen, wenn das andere Feldgerat funktioniert, und andernfalls eigene Datentelegramme, die sich auf den Zustand der Schalt- oder Energieversorgungsanlage beziehen, an das übergeordnete Leitebenengerat zu übersenden.

12. Feldgerat nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Feldgerat aufweist

-ein Betriebsmodul (111), das die Funktion des Schützens, Steuerns oder Uberwachens der elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlage unterstutzt und die Datentelegramme für das übergeordnete Leitebenengerat erzeugt, - ein Uberwachungsmodul (121), das die

Kommunikationsverbindung zwischen den Feldgeraten verwaltet, und

- ein Kommunikationsmodul (131), das das Senden und Empfangen von Datentelegrammen über das Kommunikationsnetz durchfuhrt, wobei das Betriebsmodul und das Kommunikationsmodul durch das Uberwachungsmodul verbunden sind und das Weiterleiten der von dem Betriebsmodul erzeugten Datentelegramme an das Kommunika-

tionsmodul von dem Uberwachungsmodul durchgeführt und/oder blockiert wird.

13. Feldgerat nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Uberwachungsmodul und das Betriebsmodul in der Anwen ¬ dungsschicht 7 des OSI-Models und das Kommunikationsmodul in der Sicherungsschicht 2 des OSI-Models angeordnet sind und das Betriebsmodul aus der Schicht 7 von dem Kommuni kationsmo- dul in der Schicht 2 durch das Uberwachungsmodul getrennt ist.

Description:

Beschreibung

Verfahren und Anordnung zum Schützen, Steuern oder überwachen einer elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schützen, Steuern oder überwachen einer elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlage, wobei bei dem Verfahren mit einem Feldgerat, insbesondere einem Schutzgerat, Datentelegramme er- zeugt werden, die sich auf den Zustand der Schalt- oder Energieversorgungsanlage beziehen, und die Datentelegramme an ein übergeordnetes Leitebenengerat übertragen werden.

Zum Schützen, Steuern und überwachen von elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlagen werden beispielsweise so genannte Stationsautomatisierungssysteme eingesetzt. Ein solches Stationsautomatisierungssystem weist im Allgemeinen Feldgerate, insbesondere Schutzgerate, sowie zumindest ein übergeordnetes Leitebenengerat auf, wobei die Gerate zur Er- fullung ihrer Aufgaben untereinander Informationen austauschen. Zum Austausch von Informationsobjekten wird eine vorgegebene Kommunikationstechnologie mit einem Ubertragungsme- dium und mit einem Kommunikationsprotokoll eingesetzt. Beispielsweise kann bei Stationsautomatisierungssystemen das Kommunikationsprotokoll nach dem IEC 61850-Standard verwendet werden .

Um die Zuverlässigkeit solcher Anordnungen zum Schützen, Steuern oder überwachen von elektrischen Schalt- oder Ener- gieversorgungsanlagen zu erhohen, ist es darüber hinaus bekannt, Feldgerate redundant zu betreiben: Fallt eines der Feldgerate aus, so kommt es dennoch zu keinem kompletten Systemausfall, weil die Aufgaben des ausgefallenen Feldgerats durch das zugeordnete parallel arbeitende Ersatzgerat wahrge-

nommen werden. Ein Nachteil eines solchen Redundanzkonzepts ist jedoch, dass der Aufwand bei der Konfigurierung des übergeordneten Leitebenengerats anwachst, weil funktionsgleiche Feldgerate doppelt oder mehrfach vorhanden sind und demgemäß bei der Konfiguration der Leitebene bzw. bei der Konfiguration der Leitebenengeraten auch doppelt bzw. mehrfach berücksichtigt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein redundant ar- beitendes Verfahren zum Schützen, Steuern oder überwachen einer elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlage anzugeben, das derart ausgestaltet ist, dass der Konfigurationsaufwand bei den übergeordneten Leitebenengeraten trotz Redundanz möglichst gering ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemaß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelost. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemaßen Verfahrens sind in Unteranspruchen an- gegeben.

Danach ist erfindungsgemaß vorgesehen, dass mit einem zu einem ersten Feldgerat redundant arbeitenden zweiten Feldgerat geprüft wird, ob das erste Feldgerat funktionsfähig ist, indem eine Kommunikationsverbindung zwischen den beiden Feldgeraten betrieben wird, über die das zweite Feldgerat von dem Funktionsstatus des ersten Feldgerates Kenntnis erlangt, und das zweite Feldgerat das Weiterleiten eigener Datentelegramme an das übergeordnete Leitebenengerat unterlasst, wenn das erste Feldgerat funktioniert, und andernfalls eigene Datente ¬ legramme, die sich auf den Zustand der Schalt- oder Energie ¬ versorgungsanlage beziehen, an das übergeordnete Leitebenen ¬ gerat übersendet.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass bei diesem das redundant arbeitende zweite Feldgerat bei der Konfiguration des übergeordneten Leitebenengerats nicht selbständig berücksichtigt werden muss; denn das Leitebenengerat erhalt Datentelegramme stets nur einmal, sei es von dem ersten „Haupt-Feldgerat" oder von dem zweiten „Ersatz-Feldgerat" . Es reicht somit bei dem er- findungsgemaßen Verfahren aus, für die Konfiguration des ersten und des zweiten Feldgerats im Leitebenengerat lediglich einen einzigen gemeinsamen Parametersatz vorzusehen - im Unterschied zu herkömmlichen vorbekannten Verfahren, bei denen für jedes Feldgerat jeweils ein individueller Parametersatz in dem Leitebenengerat vorgesehen werden muss, weil stets alle Feldgerate, also auch die redundanten „Ersatz-Feldge- rate", Datentelegramme senden, auch wenn die „Haupt-Feldge- rate" noch korrekt arbeiten. Demgemäß kann der Konfigurationsaufwand beispielsweise bei zwei Feldgeraten, von denen eines eine Redundanzaufgabe hat, gegenüber vorbekannten Verfahren zumindest annäherungsweise halbiert werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass das Leitebenengerat entlastet wird, da es Datentelegramme identischen Inhalts nicht doppelt erhalt und demgemäß nicht doppelt auswerten muss; denn bei dem erfindungsgemaßen Verfahren werden von dem zweiten Feldgerat, also dem „Ersatz-Feldgerat", nur dann Datentelegramme gesendet, wenn das erste Feldgerat ( „Haupt-Feldge- rat") defekt ist und selbst keine Datentelegramme mehr übermittelt. Es wird also in vorteilhafter Weise auch die Kommu- nikationsverbindung zwischen den Feldgeraten und dem Leitebenengerat entlastet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Feldgerate untereinander sowie mit dem

Leitebenengerät über ein Kommunikationsnetz verbunden werden und die Datentelegramme über das Kommunikationsnetz an das Leitebenengerat übermittelt werden und dass als Kommunikationsverbindung zwischen den beiden Feldgeraten eine Peer-to- Peer-Verbindung über das Kommunikationsnetz betrieben wird. Alternativ kann als direkte Kommunikationsverbindung zwischen den beiden Feldgeraten auch eine von dem Kommunikationsnetz getrennte, separate Datenverbindung aufgebaut werden.

Als Datentelegramme können beispielsweise GOOSE-Telegramme gemäß dem IEC61850-Standard an das übergeordnete Leitebenengerat übertragen werden. Bei GOOSE-Telegrammen handelt es sich um „Multicast-Telegramme", die an alle an das Kommunikationsnetz angeschlossenen Gerate gesendet werden, eine 1:1- Adresszuweisung - wie bei Peer-to-Peer-Verbindungen -, durch die die Telegramme nur an einen einzigen Empfanger geschickt werden wurden, erfolgt dabei nicht.

Um die Verarbeitung der Datentelegramme in dem Leitebenenge- rat zu vereinfachen, wird es außerdem als vorteilhaft angesehen, wenn das zweite Feldgerat die Datentelegramme derart erzeugt, dass diese inhaltlich mit den Datentelegrammen des ersten Feldgerats inhaltlich übereinstimmen bzw. mit diesen identisch sind; bei dieser Ausgestaltung muss das Leitebenen- gerat die Datentelegramme der beiden Feldgerate also nicht unterscheiden und kann sie in identischer Weise weiterverarbeiten.

Gemäß einer anderen besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in dem ersten und dem zweiten Feldgerat jeweils ein Betriebsmodul, das die Funktion des Schützens, Steuerns oder Uberwachens der elektrischen Schaltoder Energieversorgungsanlage wahrnimmt und die Datentelegramme für das übergeordnete Leitebenengerat erzeugt, ein

Uberwachungsmodul, das die direkte Kommunikationsverbindung zwischen den Feldgeraten betreibt, sowie ein Kommunikationsmodul, das das Senden der Datentelegramme durchfuhrt, betrieben werden, wobei das Betriebsmodul und das Kommunikationsmo- dul durch das Uberwachungsmodul verbunden werden und das Weiterleiten der von dem Betriebsmodul erzeugten Datentelegramme an das Kommunikationsmodul von dem Uberwachungsmodul durchgeführt und/oder überwacht und/oder blockiert wird.

Vorzugsweise sieht das zweite Feldgerat das erste Feldgerat als nichtfunktionsfahig an und übersendet die eigenen Datentelegramme an das übergeordnete Leitebenengerat, wenn das Uberwachungsmodul des zweiten Feldgerates zu dem Uberwachungsmodul des ersten Feldgerates keine direkte Kommunika- tionsverbmdung aufbauen kann. Auch kann das zweite Feldgerat das erste Feldgerat als nichtfunktionsfahig ansehen und die eigenen Datentelegramme an das übergeordnete Leitebenengerat übersenden, wenn das Uberwachungsmodul des ersten Feldgerates dem Uberwachungsmodul des zweiten Feldgerates über die di- rekte Kommunikationsverbindung mitteilt, dass das Betriebsmodul und/oder das Kommunikationsmodul des ersten Feldgerates defekt ist.

Besonders bevorzugt werden das Uberwachungsmodul und das Be- triebsmodul in der Anwendungsschicht 7 des OSI-Models und das Kommunikationsmodul in der Sicherungsschicht 2 des OSI-Models betrieben: In diesem Fall wird der Zugriff des Betriebsmoduls, der aus der Schicht 7 heraus auf das Kommunikationsmodul in der Schicht 2 erfolgt, also von der Schicht 7 aus überwacht.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Anordnung zum Schützen, Steuern oder überwachen einer elektrischen Schaltoder Energieversorgungsanlage, mit einem Feldgerat, insbeson-

dere einem Schutzgerät, zum Erzeugen von Datentelegrammen, die sich auf den Zustand der Schalt- oder Energieversorgungsanlage beziehen, mit einem zu dem ersten Feldgerat redundant arbeitenden zweiten Feldgerat und mit einem den beiden FeId- geraten übergeordneten Leitebenengerat.

Erfindungsgemaß ist diesbezüglich vorgesehen, dass die beiden Feldgeräte über eine direkte Kommunikationsverbindung miteinander verbunden sind, das zweite Feldgerat derart ausgestal- tet ist, dass es über die direkte Kommunikationsverbindung von dem Funktionsstatus des ersten Feldgerates Kenntnis erlangen kann und das Weiterleiten eigener Datentelegramme an das übergeordnete Leitebenengerat unterlasst, wenn das erste Feldgerat funktioniert, und andernfalls eigene Datentele- gramme, die sich auf den Zustand der Schalt- oder Energieversorgungsanlage beziehen, an das übergeordnete Leitebenengerat übersendet .

Bezuglich der Vorteile der erfindungsgemaßen Anordnung sei auf die obigen Ausfuhrungen im Zusammenhang mit dem erfin- dungsgemaßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile des erfin- dungsgemaßen Verfahrens denen der erfindungsgemaßen Anordnung im Wesentlichen entsprechen.

Vorzugsweise handelt es sich bei der direkten Kommunikationsverbindung zwischen den beiden Feldgeraten um eine Peer-to- Peer-Verbindung .

Bevorzugt ist in dem Leitebenengerat für die beiden Feldge- rate eine einzige gemeinsame Konfigurationsdatei gespeichert, die sowohl zum Auswerten der Datentelegramme des ersten Feld ¬ gerätes als auch zum Auswerten der Datentelegramme des zweiten Feldgerates herangezogen wird.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Feldgerat zum Schützen, Steuern oder überwachen einer elektrischen Schaltoder Energieversorgungsanlage, das geeignet ist, Datentelegramme, die sich auf den Zustand der Schalt- oder Energiever- sorgungsanlage beziehen, zu erzeugen und an ein übergeordnetes Leitebenengerat zu übersenden.

Erfindungsgemaß ist vorgesehen, dass das Feldgerat eine Redundanzbetriebsart aufweist, in der es dazu bestimmt ist, eine direkte Kommunikationsverbindung zu einem anderen Feldgerat zu betreiben, von dem Funktionsstatus dieses anderen Feldgerates Kenntnis zu erlangen und das Weiterleiten eigener Datentelegramme an das übergeordnete Leitebenengerat zu unterlassen, wenn das andere Feldgerat funktioniert, und an- dernfalls eigene Datentelegramme, die sich auf den Zustand der Schalt- oder Energieversorgungsanlage beziehen, an das übergeordnete Leitebenengerat zu übersenden.

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemaßen Feldgerats sei auf die obigen Ausfuhrungen im Zusammenhang mit dem erfin- dungsgemaßen Verfahren verwiesen.

Im Hinblick auf einen einfachen Aufbau wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Feldgerat aufweist: ein Betriebsmo- dul, das die Funktion des Schützens, Steuerns oder Uberwa- chens der elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlage unterstutzt und die Datentelegramme für das übergeordnete Leitebenengerat erzeugt, ein Uberwachungsmodul , das die direkte Kommunikationsverbindung zwischen den Feldgeraten ver- waltet, und ein Kommunikationsmodul, das das Senden und Empfangen von Datentelegrammen über das Kommunikationsnetz durchfuhrt, wobei das Betriebsmodul und das Kommunikationsmodul durch das Uberwachungsmodul verbunden sind und das Wei ¬ terleiten der von dem Betriebsmodul erzeugten Datentelegramme

an das Kommunikationsmodul von dem Uberwachungsmodul durchgeführt und/oder überwacht und/oder blockiert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfuhrungsbeispie- len naher erläutert. Dabei zeigen beispielhaft

Figur 1 ein Ausfuhrungsbeispiel für eine Anordnung mit Feldgeraten und einem Leitebenengerat, bei der die Feldgerate über eine separate Datenleitung miteinander verbunden sind,

Figuren 2-3 beispielhaft den Betrieb der Anordnung gemäß Figur 1,

Figur 4 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel für eine Anordnung mit Feldgeraten und einem Leitebenengerat, wobei die Feldgerate über eine Peer-to-Peer-Verbindung miteinander kommunizieren,

Figur 5 ein drittes Ausfuhrungsbeispiel für eine Anordnung mit Feldgeraten und einem Leitebenengerat, wobei das Leitebenengerat in die Peer-to-Peer-Struktur eingebunden ist,

Figur 6 ein Ausfuhrungsbeispiel für einen Aufbau der Feldgerate gemäß Figur 4 anhand des OSI- Schichtenmodells und

Figur 7 ein Ausfuhrungsbeispiel für den Aufbau des Leitebenengerats gemäß Figur 5 anhand des OSI-Schichtmodells .

In den Figuren werden der übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezυgszeichen verwendet .

In der Figur 1 erkennt man eine Anordnung 10 zum Schützen, Steuern und überwachen einer elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlage. Die Schalt- oder Energieversorgungsanlage ist der übersicht halber in der Figur 1 selbst nicht gezeigt .

Die Anordnung 10 umfasst ein erstes Feldgerat 20, ein zweites Feldgerat 30 sowie ein Leitebenengerat 40. Die drei Gerate 20, 30 und 40 sind über ein Kommunikationsnetz 50 miteinander verbunden .

Außerdem erkennt man in der Figur 1 eine direkte Kommunikationsverbindung 60, mit der die beiden Feldgerate 20 und 30 unmittelbar miteinander in Verbindung stehen.

Die beiden Feldgerate 20 und 30 weisen jeweils ein Betriebsmodul 110 bzw. 111, ein Uberwachungsmodul 120 bzw. 121 sowie ein Kommunikationsmodul 130 bzw. 131 auf. Das Leitebenengerat 40 ist mit einem Leitebenenmodul 112 sowie mit einem Kommunikationsmodul 132 ausgestattet.

Wie sich in der Figur 1 erkennen lasst, sind die Kommunika- tionsmodule 130, 131 sowie 132 mit dem Kommunikationsnetz 50 verbunden, so dass die drei Gerate 20, 30 und 40 über ihre Kommunikationsmodule 130, 131 und 132 miteinander kommumzie- ren können und Datentelegramme austauschen können.

über die direkte Kommunikationsverbindung 60, die bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß der Figur 1 als separate Datenleitung ausgeführt ist, ist darüber hinaus ein unmittelbarer Da-

tenaustausch zwischen den beiden Feldgeraten 20 und 30 möglich.

Der Betrieb der Anordnung gemäß Figur 1 wird nachfolgend bei- spielhaft anhand der Figuren 2 und 3 erläutert.

In der Figur 2 ist der Normalbetrieb der Anordnung 10 gemäß Figur 1 dargestellt. Bei diesem Normalbetrieb sind die beiden Feldgeräte 20 und 30 betriebsbereit. In diesem Fall wird das erste Feldgerat 20 als Hauptfeldgerat betrieben, und das zweite Feldgerat 30 bildet lediglich ein redundant arbeitendes Ersatzfeidgerat .

Das Betriebsmodul 110 des ersten Feldgerates 20 überwacht die nicht weiter dargestellte elektrische Schalt- oder Energieversorgungsanlage und erzeugt entsprechende Datentelegramme D. Die Datentelegramme D gelangen zu dem Uberwachungsmodul 120, das die Datentelegramme D weiter an das Kommunikationsmodul 130 übermittelt. Die Aufgabe des Kommunikationsmoduls 130 besteht darin, die Datentelegramme D an alle an das Kommunikationsnetz 50 angeschlossenen Gerate zu übersenden. Dies geschieht beispielsweise nach dem IEC61850-Standard in Form von GOOSE-Telegrammen, die als Multicast-Telegramme an alle an das Kommunikationsnetz 50 angeschlossenen Gerate geleitet werden.

Die von dem ersten Feldgerat 20 erzeugten Datentelegramme D gelangen somit auch zu dem Kommunikationsmodul 132 des Leitebenengerates 40 und nachfolgend zu dem Leitebenenmodul 112, das die Datentelegramme D leitebenenmaßig auswertet und weiter verarbeitet.

Auch das Betriebsmodul 111 des zweiten Feldgerates 30 erzeugt Datentelegramme D. Die Datentelegramme D des zweiten Feldge-

rates 30 sind mit denen des ersten Feldgerates 20 völlig oder zumindest inhaltlich identisch, da das Feldgerat 30 als Er- satzfeidgerat redundant arbeitet und daher identische Arbeitsergebnisse wie das erste Feldgerat 20 erzeugt. Die Da- tentelegramme D des Betriebsmoduls 111 gelangen zu dem Uber- wachungsmodul 121 des zweiten Feldgerates 30.

Die beiden Uberwachungsmodule 120 und 121 der beiden Feldgerate 20 und 30 stehen über die direkte Kommunikationsverbin- düng 60 miteinander in Verbindung. über diese Kommunikationsverbindung 60 erfragt das Uberwachungsmodul 121 von dem Uber- wachungsmodul 120 des ersten Feldgerates 20 den jeweiligen Betriebszustand. Erkennt das Uberwachungsmodul 121 des zweiten Feldgerates 30, dass das erste Feldgerat 20 korrekt ar- beitet und die erforderlichen Datentelegramme D erzeugt sowie diese über das Kommunikationsmodul 130 an das Kommunikationsnetz 50 abgibt, so wird das Uberwachungsmodul 121 keine eigenen Datentelegramme D weiterleiten und die von dem Betriebsmodul 111 erzeugten eigenen Datentelegramme blockieren. Dies bedeutet, dass das Kommunikationsmodul 131 die Datentelegramme des Betriebsmoduls 111 weder erhalten noch weiterleiten wird und diese demgemäß nicht zu dem Kommunikationsnetz 50 gelangen können.

Aufgrund des beschriebenen Blockierens der Datentelegramme D durch das Uberwachungsmodul 121 gelangen zu dem Kommunikationsmodul 132 des Leitebenengerat 40 also lediglich die Datentelegramme D des ersten Feldgerates 20, so dass das Leitebenenmodul 112 lediglich diese Datentelegramme D auswerten muss.

Stellt nun wahrend des weiteren Betriebes das Uberwachungsmo ¬ dul 121 des zweiten Feldgerates 30 fest, dass das erste Feld ¬ gerat 20 defekt ist, weil beispielsweise das Betriebsmodul

110 nicht mehr die Datentelegramme D erzeugt, so wird es die von dem eigenen Betriebsmodul 111 erzeugten Datentelegramme D an das Kommunikationsmodul 131 weiterschalten, so dass diese über das Kommunikationsnetz 50 zu dem Leitebenengerat 40 ge- langen können. Das redundant arbeitende zweite Feldgerat 30 wird somit als neues „Hauptfeldgerat" arbeiten und die Funktion des defekten ersten Feldgerates 20 vollständig übernehmen. Diese übernahme der Funktion des ersten Feldgerates erfolgt dabei vorzugsweise erst dann, wenn das erste Feldgerat 20 keine eigenen Datentelegramme mehr erzeugt. Dadurch ist sichergestellt, dass bei dem Leitebenengerat 40 stets nur ein Satz Datentelegramme vorliegen wird, seien es - wahrend des Normalbetriebs - die Datentelegramme des ersten Feldgerates 20 oder - wahrend des „Ersatzbetriebes" - die Datentelegramme des zweiten Feldgerates 30.

Bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 3 ist beispielhaft davon ausgegangen worden, dass die Uberwachungs- module 120 und 121 über die separate Datenverbindung 60 mit- einander kommunizieren; eine solche separate Datenverbindung ist nicht zwingend erforderlich; alternativ konnte das Uber- wachungsmodul 121 des zweiten Feldgerates 30 die korrekte Funktionsweise des ersten Feldgerates 20 auch dadurch feststellen, dass es das Kommunikationsnetz 50 auf das Vorliegen der Datentelegramme D des ersten Feldgerats überwacht und bei Ausbleiben der entsprechenden Datentelegramme D des ersten Feldgerates 20 die selbst erzeugten eigenen Datentelegramme an das Leitebenengerat 40 übermittelt. Eine solche „mittelbare" überwachung über das Vorliegen oder Nichtvorliegen der Datentelegramme des ersten Feldgerates ist jedoch mit zeitlichen Verzogerungen verbunden, eine überwachung des ersten Feldgerates durch das zweite Feldgerat über eine zusätzliche direkte Kommunikationsverbindung ist demgegenüber deutlich schneller und somit zu bevorzugen.

In der Figur 4 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel für eine Anordnung 10 zum Schützen, Steuern oder überwachen einer elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlage darge- stellt. Die Anordnung 10 gemäß Figur 4 entspricht im Wesentlichen der Anordnung 10 gemäß Figur 1; im Unterschied zu der Anordnung gemäß der Figur 1 ist die direkte Kommunikationsverbindung 60 zwischen den beiden Uberwachungsmodulen 120 und 121 der beiden Feldgerate 20 und 30 bei dem Ausfuhrungsbei- spiel gemäß Figur 4 anders ausgestaltet. Konkret wird die direkte Kommunikationsverbindung 60 über eine Peer-to-Peer-Ver- bindung realisiert, die über das Kommunikationsnetz 50 geleitet wird. Im Unterschied zu dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß der Figur 1 ist also keine separate Datenleitung zwischen den beiden Feldgeraten 20 und 30 vorhanden, die „direkte" Kommunikationsverbindung zwischen den Feldgeraten wird allein über das Kommunikationsnetz 50 abgewickelt.

In der Figur 5 ist ein drittes Ausfuhrungsbeispiel für eine Anordnung 10 zum Schützen, Steuern oder überwachen einer elektrischen Schalt- oder Energieversorgungsanlage dargestellt. Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel ist auch das Leitebenengerat 40 mit einem Uberwachungsmodul ausgestattet; dieses Uberwachungsmodul tragt in der Figur 5 das Bezugszeichen 122.

Wie sich in der Figur 5 erkennen lasst, steht das Uberwachungsmodul 122 mit den beiden Uberwachungsmodulen 120 und 121 jeweils in einer direkten Kommunikationsverbindung. Diese direkte Kommunikationsverbindung kann beispielsweise durch Peer-to-Peer-Verbindungen gewahrleistet werden, die über das Kommunikationsnetz 50 abgewickelt werden. Durch die direkte Anbindung des Leitebenengerats 40 an die beiden Uberwachungs- module 120 und 121 wird bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 5 gewahrleistet, dass auch das Leitebenengerat 40 über

den Zustand der Feldgerate informiert wird. Somit liegt in dem Leitebenengerat 40 zusatzlich die Information vor, ob die Datentelegramme D von dem ersten Feldgerat 20 oder von dem zweiten Feldgerät 30 übermittelt werden.

In der Figur 6 ist ein Ausfuhrungsbeispiel für die software- maßige Realisierung der Module der beiden Feldgerate 20 und 30 anhand des OSI (Open Systems Interconnection Reference Model) -Schichtenmodells dargestellt. Man erkennt die Bit-Uber- tragungsschicht 1, die Sicherungsschicht 2, die Vermittlungsschicht 3, die Transportschicht 4, die Sitzungsschicht 5, die Darstellungsschicht 6 sowie die Anwendungsschicht 7 des OSI- Modells. Darüber hinaus lasst sich erkennen, dass die beiden Kommunikationsmodule 130 bzw. 131 der beiden Feldgerate 20 und 30 in der Sicherungsschicht 2 angeordnet sind. Die Betriebsmodule 110, 111 sowie die Uberwachungsmodule 120, 121 der beiden Feldgerate 20 und 30 sind jeweils in der Anwendungsschicht 7 angeordnet.

Bezuglich der Betriebsmodule und der Uberwachungsmodule ist außerdem ersichtlich, dass die beiden Uberwachungsmodule 120 und 121 funktional zwischen den Betriebsmodulen 110 und 111 angeordnet sind, so dass der Zugriff der Betriebsmodule 110 bzw. 111 auf das jeweilige Kommunikationsmodul 130 bzw. 131 durch die Uberwachungsmodule 120 und 121 kontrolliert werden kann .

In der Figur 7 ist ein Ausfuhrungsbeispiel für den Modulaufbau des Leitebenengerats 40 gemäß Figur 5 dargestellt. Man erkennt, dass das Leitebenenmodul 112 sowie auch das Uberwa- chungsmodul 122 in der OSI-Anwendungsschicht 7 und das Kommunikationsmodul 132 in der OSI-Sicherungsschicht 2 angeordnet sind. Auch hier kann das Kommunikationsmodul 122 beispiels-

weise derart angeordnet, dass es das Leitebenenmodul 112 von dem Kommunikationsmodul 132 trennt.