[發明專利]保護或控制技術設備

有效

• 申請號: 200680050756.0
• 申請日: 2006-03-29
• 公開（公告）號: CN101356780A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 克萊門斯·霍戈;格哈特·蘭;戈茨·諾伊曼
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種用于供電設備的保護或控制技術設備，其中，多個設備內 部的設備模塊為進行數據交換而彼此相連。

背景技術

數字開關設備控制及保護技術領域的設備優選配備有模塊化硬件平臺，因 此所述設備能夠針對結構和功能等級簡單且成本優化地適應有關需求。這種需 求在于例如通信接口的類型和性能、二進制輸入和輸出的數目、以及設備的功 能密度和性能。保護或控制技術設備的平臺特性目前是在硬件側通過內部設備 總線提供的。關于這點，公知的例如有西門子公司的如下保護設備：該設備的 以產品名SIPROTEC進行銷售，并配備有并行地址、數據及控制總線。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種保護或控制技術設備，該設備 具有模塊化結構并能夠在需要時簡單且成本低廉地更換設備模塊或者向該設備 中添加附加的設備模塊；盡管如此在保護或控制技術設備內部應該保證極其高 的數據可靠性等級。

根據本發明，該技術問題如下地解決：設備內部的設備模塊分別通過以太 網開關與設備內部的以太網環相連并通過該以太網環交換它們的數據。

本發明的保護或控制技術設備的一個顯著優點在于，該設備在設備內部的 模塊連接方面采用公知的以太網技術，這使得可以采用一般可得到的和成熟的 驅動組件。

本發明的保護或控制技術設備的另一個顯著優點在于，該設備由于有設備 內部的以太網環而保證了很高的數據可靠性，因為由于環狀結構而存在冗余： 即，如果以太網環在一個位置有意或意外地斷開，則仍然保持與該環相連的設 備模塊之間的數據連接，因為該環使繞過斷點位置的數據傳輸得以實現。

如果采用三端口開關作為以太網開關，例如在德國公開文獻DE?10260806 A1中所描述的那樣，則可以尤其成本低廉并有利地為保護或控制技術設備配備 以太網環。三端口開關優選地由單片式集成組件、尤其是由FPGA或ASIC設 計構成。

針對要在保護或控制技術設備中處理時間關鍵的數據，有利地將以太網環 構造為具有實時能力。例如，以太網環可以按照公知的Profinet標準“i-RTE” 工作。

針對最大數據傳輸速率，有利的是，如果以太網開關按照所謂的“直通交 換(Cut-Through)”方法工作。這種方法在技術文獻中也被稱作“直通交換路 由(Cut-Through-Routing)”。直通交換方法是指這樣一種方法，其中，如果確 定數據不是用于與有關開關相連的設備模塊，則到達以太網開關的數據不經臨 時存儲即被繼續傳遞。

為了使保護或控制技術設備實現一種特別簡單的機械結構，有利地將設備 模塊固定在所謂的帶頂蓋導軌(Hutschiene)上，如同保險盒等公知的那樣；這 種帶頂蓋導軌使得附加的設備模塊能夠通過將帶頂蓋導軌上的設備模塊與所希 望的連接點移動到一起，或者通過使附加的設備模塊安放在帶頂蓋導軌的外邊 緣并使其與以太網環上的其余的設備模塊相連，而以一種簡單的方式集成到以 太網環內。

以太網開關優選地由FPGA或ASIC器件構成；這種類型的器件使得低的 生產成本得以實現。

對于尤其低的生產成本有利的是，兩個或多個以太網開關集成在同一個單 片式集成器件、例如FPGA或ASIC器件中，并構成給一個完整的集成以太網 環。在這種情況下，數據傳輸如下地以一種簡單的方式實現：設備內部的模塊 從外部與單片式集成器件相連；這樣就在單片式集成器件內實現了基于環的數 據傳輸。

此外，集成電子器件、尤其是FPGA或ASIC器件被作為獨立的發明，其 中，(例如為了在保護或控制技術設備中的實現)完整的數據傳輸環這樣地集成 有多個環元件開關，使得至少兩個環元件開關可以從外部電氣地訪問并控制， 并且數據可以從所述至少兩個環元件開關中的一個傳輸到所述至少兩個環元件 開關中的另一個。在所述器件中，優選地一個完整的以太網環集成有多個以太 網開關；這些開關優選地全部都可以從外部電氣地訪問并控制，并且使得彼此 間數據傳輸得以實現。