VERFAHREN ZUR STEUERUNG VON SCHALTZUSTÄNDEN

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Schaltzuständen von zwei oder mehr Schützen (S1, S2, S3) einer Schaltanlage. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
a) Bereitstellen eines Bussystems, welches als durch eine Busleitung miteinander verbundene Teilnehmer des Bussystems eine Steuereinheit und durch die Steuereinheit steuerbare Aktoren aufweist, wobei den Schützen die Rolle von Aktoren des Bussystems zugewiesen wird;
b) Bereitstellen eines Datensatzes in dem Bussystem, wobei der Datensatz Informationen enthält, welche der Schaltkonstellationen, die aus möglichen Schaltzuständen der Schütze gebildet werden können, als zulässig bzw. unzulässig definiert sind;
c) Prüfen, im Fall eines anstehendes Schaltsignals der Steuereinheit, zu welcher zukünftigen Schaltkonstellation das Schaltsignal ausgehend von einer gegenwärtigen Schaltkonstellation führen würde; und
d) Verwerfen des Schaltsignals, falls es eine unzulässige Schaltkonstellation zur Folge hätte.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Schaltzuständen sowie ein Bussystem.

[0002] Gemäß dem International Electrotechnical Vocabulary (IEV), herausgegeben von der International Electrotechnical Commission (IEC), ist eine Verriegelungseinrichtung eine Einrichtung, die die Betätigung eines elektrischen Betriebsmittels von dem Zustand, der Stellung oder der Betätigung eines oder mehrerer anderer Betriebsmittel abhängig macht (IEV-Nummer 441-16-40 MOD). Eine Verriegelung dient dazu, einen unsicheren Betrieb zu verhindern, Personal zu schützen und Gefährdungen zu vermeiden (IEV-Nummer 395-07-120).

[0003] Schütze werden oft mit einer Verriegelung versehen, d. h. einer beabsichtigten Blockierung eines Schützes durch ein anderes. Durch eine Verriegelung, z. B. in Form einer Schützverriegelung oder einer Wende-Schützschaltung, kann, falls ein erster Stromkreis geschlossen ist, ein zweiter Stromkreis infolge eines geöffneten Verriegelungskontaktes nicht geschlossen werden.

[0004] Diese Verriegelungsfunktion kann durch am Schütz vorhandene Hilfsschalter elektromechanisch realisiert sein: Die Hilfsschalter unterbrechen die Spannungsversorgung eines zweiten Schützes, wenn ein erstes Schütz aktiv geschaltet ist. Ein solches Stromlos-Schalten eines Schützes im Rahmen einer Verriegelung steht allerdings einer Aufnahme des Schützes in ein Kommunikationssystem entgegen, weil dort eine dauerhafte Spannungsversorgung der Teilnehmer des Kommunikationssystems nötig ist, um eine Kommunikation in dem Kommunikationssystem aufrecht erhalten zu können.

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, eine verbesserte Verriegelung von Schützen bereitzustellen.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren dient einer Steuerung von Schaltzuständen von zwei oder mehr Schützen einer Schaltanlage. Es wird ein Bussystem bereitgestellt, welches eine Busleitung sowie eine Steuereinheit und Aktoren aufweist. Dabei sind die Aktoren durch die Steuereinheit steuerbar. Die Steuereinheit und die Aktoren sind Teilnehmer des Bussystems, die durch die Busleitung miteinander verbunden sind. Den Schützen wird die Rolle von Aktoren des Bussystems zugewiesen. Es wird außerdem ein Datensatz in dem Bussystem bereitgestellt. Der Datensatz enthält Informationen, welche Schütze des Bussystems gegeneinander verriegelt werden, d. h. deren Betätigung von einem Zustand, einer Stellung oder einer Betätigung eines oder mehrerer der anderen Schütze innerhalb der Gruppe abhängig ist. Die Schütze des Bussystems, die gegeneinander verriegelt werden, bilden eine Verriegelungsgruppe, kurz: Gruppe. Der Datensatz enthält außerdem Informationen, welche Schaltkonstellationen, die aus möglichen Schaltzuständen der Schütze der Gruppe gebildet werden können, als zulässig bzw. unzulässig definiert sind; diese Informationen können als "Beziehungsdaten" bezeichnet werden. Falls ein Schaltsignal der Steuereinheit ansteht, wird geprüft, zu welcher zukünftigen Schaltkonstellation das Schaltsignal ausgehend von einer gegenwärtigen Schaltkonstellation führen würde. Falls eine unzulässige Schaltkonstellation auftritt, wird das Schaltsignal verworfen. Zusätzlich kann über das Bussystem die Steuereinheit über das Verwerfen des Schaltsignals informiert werden.

[0007] Jedes der Schütze kann mehrere unterschiedliche Schaltzustände, z. B. An und Aus, einnehmen, die sogenannten "möglichen Schaltzustände". Eine Schaltkonstellation (kurz: SK) der Schütze ist eine bestimmte Kombination der Schaltzustände aller betrachteten Schütze, d. h. der Schütze der Gruppe. Beispielsweise sind bei zwei Schützen, nämlich einem ersten Schütz 1 (= S1) und einem zweiten Schütz 2 (= S2), mit jeweils zwei Schaltzuständen "An" und "Aus" insgesamt vier unterschiedliche Schaltkonstellationen SK1 bis SK4 möglich, falls man nur den durch das Schaltsignal erreichten Schaltzustand betrachtet, aber außer Acht lässt, in welchem Schaltzustand sich die Schütze vorher befanden:

SK1: S1 an; S2 an

SK2: S1 an; S2 aus

SK3: S1 aus; S2 an

SK4: S1 aus; S2 aus

[0008] Bei der Unterscheidung verschiedener Schaltkonstellationen kann auch berücksichtigt werden, in welchem Schaltzustand die Schütze sich befanden, bevor sie, getriggert durch ein Schaltsignal, in die gegenwärtige Schaltkonstellation gelangten. Bezogen auf das o.g. Beispiel mit zwei Schützen mit jeweils zwei Schaltzuständen "An" und "Aus" gibt es also insgesamt 12 SK:

SK1_1: S1 an, war vorher an; S2 an, war vorher aus

SK1_2: S1 an, war vorher aus; S2 an, war vorher an

SK1_3: S1 an, war vorher aus; S2 an, war vorher aus

SK2_1: S1 an, war vorher an; Schütz 2 aus, war vorher an

SK2_2: S1 an, war vorher aus; Schütz 2 aus, war vorher aus

SK2_3: S1 an, war vorher aus; Schütz 2 aus, war vorher an

SK3_1: S1 aus, war vorher aus; Schütz 2 an, war vorher aus

SK3_2: S1 aus, war vorher an; Schütz 2 an, war vorher an

SK3_3: S1 aus, war vorher an; Schütz 2 an, war vorher aus

SK4_1: S1 aus, war vorher aus; Schütz 2 aus, war vorher an

SK4_2: S1 aus, war vorher an; Schütz 2 aus, war vorher aus

SK4_3: S1 aus, war vorher an; Schütz 2 aus, war vorher an

[0009] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Einbindung von Schützen in ein Kommunikationssystem als vollwertige Kommunikationsteilnehmer eine neue Art der Verriegelung erforderlich macht, weil ein Stromlos-Schalten eines Schützes nicht mehr möglich ist; vollwertig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Schütz ununterbrochen mit Spannung versorgt wird und also jederzeit Informationen empfangen und Informationen senden kann. Die Erfindung schlägt vor, in einem Bussystem, in dem die zu verriegelnden Schütze Kommunikationsteilnehmer sind, einen Datensatz bereitzustellen, der Informationen enthält, welche der Schaltkonstellationen, die aus möglichen Schaltzuständen der Schütze gebildet werden können, als zulässig bzw. unzulässig definiert sind. Ein Schalten der Schütze in eine der als unzulässig definierten Schaltkonstellationen wird konsequent ausgeschlossen; auf diese Weise wird eine Verriegelung der Schütze erreicht.

[0010] Die Erfindung erlaubt also, Schütze als vollwertige Teilnehmer eines Kommunikationssystems zu integrieren. Es ist also eine ständige Diagnose des Schützes möglich, z. B. im Hinblick auf eine Anzahl an Schaltspielen, Verschleiß, Temperatur, Leistungsaufnahme, Signalgüte. Mit Hilfe eines Bussystems als Busteilnehmer angeschlossene Schütze könnten diese Informationen zu jedem Zeitpunkt an eine übergeordnete Steuerung liefern.

[0011] Dabei können Hilfskontakte der Schütze, die bisher für die Realisierung der Verriegelung nötig waren, eingespart werden. Da keine Hilfsschalter mit einer jeweils unterschiedlichen Anzahl von NO- und NC-Hilfskontakten mehr notwendig sind, kann die Varianz der einzelnen Schütze deutlich reduziert werden (NO = Normally Open; NC = Normally Closed).

[0012] Ebenso kann eine zusätzliche Verkabelung der Schütze für die Realisierung der Verriegelung entfallen. Das verringert den Installationsaufwand.

[0013] Darüber hinaus können Schütze, aufgrund ihrer Kommunikationsfähigkeit in einem Bussystem, in einen Hardware-Katalog einer Automatisierungs-Software integriert werden, wie z. B. das TIA Portal der Siemens AG; TIA (= Totally Integrated Automation) ist eine offene Systemarchitektur, die für ein nahtloses Zusammenspiel von Automatisierungskomponenten, der beteiligten Software und übergeordneter Systeme sowie Services benutzt werden kann. Das erhöht den Bedienungskomfort für einen Automatisierungsnutzer.

[0014] Die Informationen des Datensatzes beschreiben Abhängigkeiten der Schaltzustände der verschiedenen Aktoren. Durch diese Abhängigkeiten können bestimmte Schaltkonstellationen bereits vor der Programmerstellung, für die Anlage, ausgeschlossen werden.

[0015] Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Computerprogramm mit den in Anspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst. Das erfindungsgemäße Computerprogramm dient zur Ausführung in einem Bussystem. Das Bussystem weist zwei oder mehr Schütze, denen die Rolle von Aktoren des Bussystems zugewiesen ist, eine Steuereinheit zur Steuerung der Aktoren, eine Busleitung, mit der die Schütze und die Steuereinheit zur Kommunikation verbunden sind, und einen Datensatz auf. Dabei enthält der Datensatz Informationen, welche der Schaltkonstellationen, die aus möglichen Schaltzuständen der Schütze gebildet werden können, als zulässig bzw. unzulässig definiert sind. Dabei sind die Schütze und/oder die Steuereinheit dazu ausgebildet sind, das Prüfen, im Fall eines anstehendes Schaltsignals der Steuereinheit, zu welcher zukünftigen Schaltkonstellation das Schaltsignal ausgehend von einer gegenwärtigen Schaltkonstellation führen würde, und das Verwerfen des Schaltsignals, falls es eine unzulässige Schaltkonstellation zur Folge hätte, auszuführen.

[0016] Die skizzierte Aufgabenstellung wird auch durch ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt gelöst. Das Computerprogrammprodukt ist in einer separaten Steuereinheit oder in einer Steuereinheit, die in einem Schütz integriert ist, ausführbar ausgebildet. Das Computerprogrammprodukt kann als Software oder Firmware in einem Speicher speicherbar und durch ein Rechenwerk ausführbar ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann das Computerprogrammprodukt auch zumindest teilweise als festverdrahtete Schaltung ausgebildet sein, beispielsweise als ASIC. Das Computerprogrammprodukt ist dazu ausgebildet, Steuerdaten zu empfangen, auszuwerten und Befehle (Schaltsignale) an eine Schalteinheit eines Schützes zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist das Computerprogrammprodukt dazu ausgebildet, mindestens eine Ausführungsform des skizzierten Verfahrens umzusetzen und durchzuführen. Dabei kann das Computerprogrammprodukt sämtliche Teilfunktionen des Verfahrens in sich vereinigen, also monolithisch ausgebildet sein. Alternativ kann das Computerprogrammprodukt auch segmentiert ausgebildet sein und jeweils Teilfunktionen auf Segmente verteilen, die auf separater Hardware ausgeführt werden. Beispielsweise kann ein Teil des Verfahrens in einer separaten Steuereinheit eines Bussystems oder in einer Steuereinheit, die in ein Schütz des Bussystems integriert ist, durchgeführt werden und ein anderer Teil des Verfahrens in einer dem Bussystem übergeordneten Steuereinheit, wie beispielsweise einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) oder einer Computer-Cloud.

[0017] Das Computerprogrammprodukt kann direkt in den internen Speicher einer digitalen Recheneinheit geladen werden und umfasst Softwarecodeabschnitte, mit denen die Schritte c) und d)des hierin beschriebenen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Produkt auf der Recheneinheit läuft. Die Recheneinheit ist insbesondere eine Recheneinheit zur Steuerung der Schutzschaltglieder in einem erfindungsgemäßen Energieversorgungsnetzwerk. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem Datenträger gespeichert sein, wie z.B. einem USB-Speicherstick, einer DVD oder einer CD-ROM, einem Flash-Speicher, EEPROM oder einer SD-Karte. Das Computerprogrammprodukt kann auch in der Form eines über ein drahtgebundenes oder drahtloses Netzwerk ladbares Signal vorliegen.

[0018] Das Verfahren ist zur automatischen Ausführung bevorzugt in Form eines Computerprogramms realisiert. Die Erfindung ist damit einerseits auch ein Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen und andererseits ein Speichermedium mit einem derartigen Computerprogramm, also ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, sowie schließlich auch eine Energiequelle oder eine Tertiärregelungseinheit, in deren Speicher als Mittel zur Durchführung des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen ein solches Computerprogramm geladen oder ladbar ist.

[0019] Wenn im Folgenden Verfahrensschritte oder Verfahrensschrittfolgen beschrieben werden, bezieht sich dies auf Aktionen, die aufgrund des Computerprogramms oder unter Kontrolle des Computerprogramms erfolgen, sofern nicht ausdrücklich darauf hingewiesen ist, dass einzelne Aktionen durch einen Benutzer des Computerprogramms veranlasst werden. Zumindest bedeutet jede Verwendung des Begriffs "automatisch", dass die betreffende Aktion aufgrund des Computerprogramms oder unter Kontrolle des Computerprogramms erfolgt.

[0020] Anstelle eines Computerprogramms mit einzelnen Programmcodeanweisungen kann die Implementierung des hier und im Folgenden beschriebenen Verfahrens auch in Form von Firmware erfolgen. Dem Fachmann ist klar, dass anstelle einer Implementation eines Verfahrens in Software stets auch eine Implementation in Firmware oder in Firm- und Software oder in Firm- und Hardware möglich ist. Daher soll für die hier vorgelegte Beschreibung gelten, dass von dem Begriff Software oder dem Begriff Computerprogramm auch andere Implementationsmöglichkeiten, nämlich insbesondere eine Implementation in Firmware oder in Firm- und Software oder in Firm- und Hardware, umfasst sind.

[0021] Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Bussystem mit den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst. Das erfindungsgemäße Bussystem weist zwei oder mehr Schütze, denen die Rolle von Aktoren des Bussystems zugewiesen ist, auf. Das Bussystem weist eine Steuereinheit zur Steuerung der Aktoren, auf. Das Bussystem weist eine Busleitung auf, mit der die Schütze und die Steuereinheit zur Kommunikation verbunden sind. Das Bussystem weist einen Datensatz auf, welcher Informationen enthält, welche der Schaltkonstellationen, die aus möglichen Schaltzuständen der Schütze gebildet werden können, als zulässig bzw. unzulässig definiert sind. Dabei sind die Schütze und/oder die Steuereinheit dazu ausgebildet, im Fall eines anstehendes Schaltsignals der Steuereinheit zu prüfen, zu welcher zukünftigen Schaltkonstellation das Schaltsignal ausgehend von einer gegenwärtigen Schaltkonstellation führen würde und das Schaltsignal zu verwerfen, falls es eine unzulässige Schaltkonstellation zur Folge hätte.

[0022] Die Information, welche Schütze eines Bussystems zu der Gruppe von Schützen gehören, deren Schaltzustände hinsichtlich der Verriegelung aufeinander abgestimmt werden müssen, ist in dem Datensatz enthalten: da der Datensatz Informationen enthält, welche der Schaltkonstellationen, die aus möglichen Schaltzuständen der Schütze gebildet werden können, als zulässig bzw. unzulässig definiert sind, gehören alle Schütze, deren Schaltzustand in den Schaltkonstellationen berücksichtigt wird, zu der Gruppe.

[0023] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren auch entsprechend den abhängigen Vorrichtungsansprüchen weitergebildet sein, und umgekehrt.

[0024] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ermittelt ein Schütz, bei dem ein an ihn adressiertes Schaltsignal der Steuereinheit eintrifft, eine gegenwärtige Schaltkonstellation, indem das Schütz die gegenwärtigen Schaltzustände der anderen in dem Datensatz genannten Schütze, d. h. die anderen Schütze der Gruppe, bei diesen Schützen abfragt. Nachfolgend führt das adressierte Schütz das Schaltsignal durch, falls eine aus dem Schaltsignal resultierende Schaltkonstellation zulässig ist. Von Vorteil ist dabei, dass die übergeordnete Steuereinheit in die das Verfahren zur Verriegelung nicht eingreifen muss und die Informationen der Schaltzustände nur dann abgefragt werden, wenn der Bedarf besteht; das führt zu einer Reduzierung des Datenaufkommens im Bussystem.

[0025] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hören die Schütze die Schaltsignale der Steuereinheit, die an die jeweils anderen in dem Datensatz genannten Schütze, d. h. die anderen Schütze der Gruppe, adressiert sind, mit. Ein Schütz, bei dem ein an ihn adressiertes Schaltsignal der Steuereinheit eintrifft, ermittelt eine gegenwärtige Schaltkonstellation auf Basis mitgehörter Schaltsignale. Das adressierte Schütz führt das Schaltsignal aus, falls eine daraus resultierende Schaltkonstellation der Schütze zulässig ist.

[0026] Die Aktoren hören also nicht nur auf die Datentelegramme, die für sie bestimmt sind. Es wird auch auf Telegramme von zugehörigen Aktoren aus der gleichen Gruppe gehört. Diese Telegramme unterliegen vorteilhafterweise auch einer Verbindungs-überwachung, um auf ausbleibende Telegramme reagieren zu können. Von Vorteil ist dabei, dass kein Datenquerverkehr von Datensätzen implementiert werden muss.

[0027] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ermittelt die Steuereinheit, bei der ein Schaltsignal ansteht, eine gegenwärtige Schaltkonstellation auf Basis früherer ausgeführter Schaltsignale der Steuereinheit. Die Steuereinheit verwirft ein Schaltsignal, falls es eine unzulässige Schaltkonstellation zur Folge hätte. Von Vorteil ist dabei, dass die Steuereinheit die Steuerung der Verriegelung vollständig übernimmt und die Schütze keine weitere Aufgabe hinsichtlich der Verriegelungssteuerung übernehmen müssen.

[0028] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Abfragen, durch ein Schütz, der gegenwärtigen Schaltzustände der anderen in dem Datensatz genannten Schütze mittels eines Bus-Telegramms, das einen Datenquerverkehr zwischen den Aktoren erlaubt. Bei der Nutzung eines Datenquerverkehrs wird eine direkte Aktor-zu-Aktor Kommunikation ohne Umweg über die Steuereinheit ermöglicht. Dazu kann in dem Bussystem ein Telegramm eingesetzt werden, das es einem Aktor erlaubt, bevor der Aktor eine Aktion ausführt, sich bei allen anderen bekannten Aktoren einer definierten Gruppe von Aktoren zu informieren, ob der anfragende Aktor diese Aktion durchführen darf. Von Vorteil ist dabei, dass die Schütze einer Gruppe von mehreren Steuereinheiten, die nicht koordinierte Befehle an die Schütze ausgeben, angesprochen werden können.

[0029] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sendet das adressierte Schütz, falls eine aus dem Schaltsignal resultierende Schaltkonstellation der Schütze unzulässig ist, eine Fehlermeldung an die Steuereinheit. Von Vorteil ist dabei, dass ein Programmierer/Anlagenbetreiber über die Fehlfunktion der Anlage informiert werden kann.

[0030] Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist ein computerlesbares Medium, auf dem das oben beschriebene erfindungsgemäße Computerprogramm nach Anspruch 7 gespeichert ist.

[0031] Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnung erläutert.

[0032] Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich durch die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele, welche anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt jeweils schematisch und nicht maßstabsgetreu

Fig. 1

ein Bussystem;

Fig. 2

eine Tabelle zur Darstellung der in einem Datensatz gespeicherten Verriegelungsvorschriften;

Fig. 3

ein MSC (= Message Sequence Chart) einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens;

Fig. 4

ein MSC einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens; und

Fig. 5

ein MSC einer dritten Ausgestaltung des Verfahrens.

[0033] Fig. 1 zeigt ein Bussystem BS, welches eine Busleitung BL sowie als Busteilnehmer vier Aktoren A, A1, A2, A3, A4 und eine Steuereinheit SE zur Steuerung der Aktoren A, A1, A2, A3, A4 aufweist. Dabei sind die Steuereinheit SE und die Aktoren A durch die Busleitung BL miteinander elektrisch verbunden. Über die Busleitung BL können die Busteilnehmer A, S miteinander kommunizieren und elektrische Energie von einer Energiequelle, z. B. einem Netzteil, beziehen. Das Bussystem kann unter einem beliebigen Busprotokoll laufen, z. B. dem Industrial Ethernet Standard Profinet gemäß IEC 61158-1:2019 Industrial communication networks - Fieldbus specifications.

[0034] Drei Aktoren A1, A2, A3 der vier Aktoren A sind Schütze S1, S2, S3, die gegeneinander verriegelt sein sollen, der vierte Aktor A ist ein beliebiges anderes Gerät. Zur Einrichtung der Verriegelung stellt ein Anwender in dem Bussystem BS einen Datensatz DS bereit, in dem definiert ist, dass die Schütze S1, S2, S3 eine Gruppe G von Busteilnehmern A1, A2, A3 bilden, innerhalb der eine Verriegelung implementiert ist, und in dem Verriegelungsvorschriften definiert sind.

[0035] Fig. 2 zeigt eine Tabelle zur Darstellung der in dem Datensatz DS gespeicherten Verriegelungsvorschriften. Die Tabelle mit den Zeilen a, b, c und d und den Spalten α, β, γ und δ ist wie folgt zu lesen: In den Zeilen b, c, d ist jeweils in einem Tabellenfeld angegeben (Y = ja, N = nein), ob die im Tabellenkopf (Zeile a) angegebenen Schütze S1, S2, S3 angeschaltet werden dürfen, falls das in der Vorspalte α angegebene Schütz bereits angeschaltet ist. Zum Beispiel: Das Schütz S2 ist bereits angeschaltet; es soll nun geprüft werden, ob die Schütze S1 und S3 ebenfalls angeschaltet werden dürfen. Dafür sucht man in der Vorspalte α die Zeile, in der S2 steht: das ist die Zeile c. Nun geht man in der Zeile c nach rechts zu den Tabellenfeldern der Spalten β (für S1) und δ (für S3). In dem Tabellenfeld (c; β) ist ein Y eingetragen, d. h. das Schütz S1 darf angeschaltet werden, wenn das Schütz S2 bereits angeschaltet ist. In dem Tabellenfeld (c; δ) ist ein Y eingetragen, d. h. das Schütz S3 darf angeschaltet werden, wenn das Schütz S2 bereits angeschaltet ist.

[0036] Der Datensatz DS kann beim Hochlauf des Bussystems entweder nur der Steuereinheit SE oder auch den Aktoren A mitgeteilt werden.

[0037] Fig. 3 zeigt ein MSC einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens, bei der ein Schütz S1, bei dem ein an ihn adressiertes Schaltsignal der Steuereinheit SE eintrifft, eine gegenwärtige Schaltkonstellation ermittelt, indem es die gegenwärtigen Schaltzustände der anderen in dem Datensatz DS genannten Schütze S2, S3 bei diesen Schützen S2, S3 abfragt. Dazu wurde der Datensatz DS beim Hochlauf des Bussystems den in dem Datensatz DS genannten Schützen S1, S2, S3 mitgeteilt.

[0038] Zunächst sendet die Steuereinheit SE ein Schaltsignal 31, in dem ein Anschalten des ersten Schützes S1 gefordert wird, über die Busleitung BL. Nachdem das erste Schütz S1, an das der in dem Schaltsignal 31 enthaltene Einschaltbefehl gerichtet ist, das Schaltsignal 31 erhalten hat, sendet es Anfragen 32, 33 an die anderen in dem Datensatz genannten Schütze S2, S3, wobei es mit diesen Anfragen 32, 33 die gegenwärtigen Schaltzustände der Schütze S2, S3 abfragt. Das Abfragen erfolgt mittels eines Bus-Telegramms des Bussystems, das einen Datenquerverkehr zwischen den Aktoren erlaubt. Die Gruppe von Schützen bildet also eine sich selbst überwachende Verriegelungsgruppe. Das Zusammenfassen von Aktoren zu sich selbst überwachenden Schaltgruppen befreit den Anwender von weiteren Sicherheitsmaßnahmen (z. B. Verdrahtung der Hilfsschalter) und schützt ihn auch vor Defekten, die durch ein gleichzeitiges Ansprechen von Aktoren entstehen könnten (z. B. ein Kurzschluss (Phasenschluss), wenn ein Wendeschütz gleichzeitig mit einem Normalschütz angesteuert wird).

[0039] Getriggert durch die Anfragen 32, 33 des ersten Schützes S1 senden die beiden angefragten Schütze S2, S3 ihren aktuellen Schaltzustand 34, 35 an das erste Schütz S1 zurück. In einem ersten Fall I sind die gegenwärtigen Schaltzustände der Schütze S2, S3 derart, dass das erste Schütz S1, wie es den Verriegelungsvorschriften in dem Datensatz DS entnimmt, einschalten darf. Folglich schaltet das erste Schütz S1 ein 36. In einem zweiten Fall II sind die gegenwärtigen Schaltzustände der Schütze S2, S3 derart, dass das erste Schütz S1, wie es den Verriegelungsvorschriften in dem Datensatz DS entnimmt, nicht einschalten darf. Folglich schaltet das erste Schütz S1 nicht ein, sondern sendet eine Fehlermeldung 37 an die Steuereinheit SE.

[0040] Fig. 4 zeigt ein MSC einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens, bei der die Schütze Schaltsignale der Steuereinheit, die an die jeweils anderen in dem Datensatz genannten Schütze adressiert sind, mithören und ein Schütz, bei dem ein an ihn adressiertes Schaltsignal der Steuereinheit eintrifft, eine gegenwärtige Schaltkonstellation auf Basis mitgehörter Schaltsignale ermittelt. Dazu wurde der Datensatz DS beim Hochlauf des Bussystems den in dem Datensatz DS genannten Schützen S1, S2, S3 mitgeteilt.

[0041] In dieser Ausgestaltung werden von der Steuereinheit SE über die Busleitung BL gesendete Schaltsignale 41, 42, 43, die an die Schütze S1, S2, S3 adressiert sind (41a, 42, 43a), generell von den jeweils anderen Schützen der Gruppe mitgehört (41b, 42b, 43b). Die mithörenden Schütze speichern die Informationen, die in Bezug auf einen Schaltzustand bzw. eine Schaltkonstellation von Belang sind, in einem Speicher ab.

[0042] Mit dem Schaltsignal 43 fordert die Steuereinheit SE ein Anschalten des ersten Schützes S1. Nachdem das erste Schütz S1, an das der in dem Schaltsignal 43 enthaltene Einschaltbefehl gerichtet ist, das Schaltsignal 43 erhalten hat, ermittelt es aus den Informationen, die es in der Vergangenheit mitgehört hat, die gegenwärtigen Schaltzustände der in dem Datensatz genannten anderen Schütze S2, S3. In einem ersten Fall I sind die gegenwärtigen Schaltzustände der Schütze S2, S3 derart, dass das erste Schütz S1, wie es den Verriegelungsvorschriften in dem Datensatz DS entnimmt, einschalten darf. Folglich schaltet das erste Schütz S1 ein 44. In einem zweiten Fall II sind die gegenwärtigen Schaltzustände der Schütze S2, S3 derart, dass das erste Schütz S1, wie es den Verriegelungsvorschriften in dem Datensatz DS entnimmt, nicht einschalten darf. Folglich schaltet das erste Schütz S1 nicht ein, sondern sendet eine Fehlermeldung 45 an die Steuereinheit SE.

[0043] Fig. 5 zeigt ein MSC einer dritten Ausgestaltung des Verfahrens, bei der die Steuereinheit SE, bei der ein Schaltsignal ansteht, eine gegenwärtige Schaltkonstellation auf Basis früherer ausgeführter Schaltsignale der Steuereinheit ermittelt. Dazu wurde der Datensatz DS beim Hochlauf des Bussystems der Steuereinheit SE mitgeteilt.

[0044] Bei der Steuereinheit SE entsteht aufgrund der Abarbeitung eines Steueralgorithmus ein Schaltsignal, mit dem ein Anschalten des ersten Schützes S1 gefordert werden soll. Die Steuereinheit SE, bei der das Schaltsignal ansteht, ermittelt auf Basis früherer ausgeführter Schaltsignale der Steuereinheit SE eine gegenwärtige Schaltkonstellation der Schütze S1, S2, S3. In einem ersten Fall I sind die gegenwärtigen Schaltzustände der Schütze S1, S2, S3 derart, dass das erste Schütz S1, wie die Steuereinheit SE den Verriegelungsvorschriften in dem Datensatz DS entnimmt, einschalten darf. Folglich sendet die Steuereinheit SE ein an das erste Schütz S1 adressiertes Schaltsignal 51 über die Busleitung BL. Nachfolgende schaltet das erste Schütz S1 ein 53. In einem zweiten Fall II sind die gegenwärtigen Schaltzustände der Schütze S1, S2, S3 derart, dass das erste Schütz S1, wie die Steuereinheit SE den Verriegelungsvorschriften in dem Datensatz DS entnimmt, nicht einschalten darf. Folglich verwirft die Steuereinheit das Schaltsignal und sendet die Steuereinheit SE kein an das erste Schütz S1 adressiertes Schaltsignal 51 über die Busleitung BL.

[0045] Die Steuereinheit überwacht also die Verriegelungsgruppe. Die Steuereinheit nimmt eine Nachbearbeitung der Protokolle vor: die Steuereinheit kann über den Datensatz abfragen, welche Einschaltbeziehungen nicht vorkommen dürfen und erkennt Fehlansteuerungen schon, bevor die Schaltsignale (Telegramme) an die Aktoren schickt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung von Schaltzuständen von zwei oder mehr Schützen einer Schaltanlage,
aufweisend folgende Schritte:

a) Bereitstellen eines Bussystems, welches als durch eine Busleitung miteinander verbundene Teilnehmer des Bussystems eine Steuereinheit und durch die Steuereinheit steuerbare Aktoren aufweist, wobei den Schützen die Rolle von Aktoren des Bussystems zugewiesen wird;

b) Bereitstellen eines Datensatzes in dem Bussystem, wobei der Datensatz Informationen enthält, welche der Schaltkonstellationen, die aus möglichen Schaltzuständen der Schütze gebildet werden können, als zulässig bzw. unzulässig definiert sind;

c) Prüfen, im Fall eines anstehendes Schaltsignals der Steuereinheit, zu welcher zukünftigen Schaltkonstellation das Schaltsignal ausgehend von einer gegenwärtigen Schaltkonstellation führen würde; und

d) Verwerfen des Schaltsignals, falls es eine unzulässige Schaltkonstellation zur Folge hätte.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

- Ermitteln einer gegenwärtigen Schaltkonstellation durch ein Schütz, bei dem ein an ihn adressiertes Schaltsignal der Steuereinheit eintrifft, indem es die gegenwärtigen Schaltzustände der anderen in dem Datensatz genannten Schütze bei diesen Schützen abfragt; und

- Ausführen des Schaltsignals durch das adressierte Schütz, falls eine aus dem Schaltsignal resultierende Schaltkonstellation zulässig ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1,

- Mithören, durch die Schütze, der Schaltsignale der Steuereinheit, die an die jeweils anderen in dem Datensatz genannten Schütze adressiert sind;

- Ermitteln einer gegenwärtigen Schaltkonstellation durch ein Schütz, bei dem ein an ihn adressiertes Schaltsignal der Steuereinheit eintrifft, auf Basis mitgehörter Schaltsignale;

- Ausführen des Schaltsignals durch das adressierte Schütz, falls eine daraus resultierende Schaltkonstellation der Schütze zulässig ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1,

- Ermitteln einer gegenwärtigen Schaltkonstellation durch die Steuereinheit, bei der ein Schaltsignal ansteht, auf Basis früherer ausgeführter Schaltsignale der Steuereinheit; und

- Verwerfen eines Schaltsignals durch die Steuereinheit, falls es eine unzulässige Schaltkonstellation zur Folge hätte.

5. Verfahren nach Anspruch 2,
wobei das Abfragen mittels eines Bus-Telegramms erfolgt, das einen Datenquerverkehr zwischen den Aktoren erlaubt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
wobei das adressierte Schütz, falls eine aus dem Schaltsignal resultierende Schaltkonstellation der Schütze unzulässig ist, eine Fehlermeldung an die Steuereinheit sendet.

7. Computerprogramm zur Ausführung in einem Bussystem, welches

- zwei oder mehr Schütze, denen die Rolle von Aktoren des Bussystems zugewiesen ist,

- eine Steuereinheit zur Steuerung der Aktoren,

- eine Busleitung, mit der die Schütze und die Steuereinheit zur Kommunikation verbunden sind, und

- einen Datensatz, enthaltend Informationen, welche der Schaltkonstellationen, die aus möglichen Schaltzuständen der Schütze gebildet werden können, als zulässig bzw. unzulässig definiert sind,

aufweist,

wobei die Schütze und/oder die Steuereinheit dazu ausgebildet sind, die Schritte c) und d) nach Anspruch 1 auszuführen.

8. Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 7 gespeichert ist.

9. Bussystem, aufweisend

- zwei oder mehr Schütze, denen die Rolle von Aktoren des Bussystems zugewiesen ist,

- eine Steuereinheit zur Steuerung der Aktoren,

- eine Busleitung, mit der die Schütze und die Steuereinheit zur Kommunikation verbunden sind,

- einen Datensatz, enthaltend Informationen, welche der Schaltkonstellationen, die aus möglichen Schaltzuständen der Schütze gebildet werden können, als zulässig bzw. unzulässig definiert sind,

wobei die Schütze und/oder die Steuereinheit dazu ausgebildet sind, im Fall eines anstehendes Schaltsignals der Steuereinheit zu prüfen, zu welcher zukünftigen Schaltkonstellation das Schaltsignal ausgehend von einer gegenwärtigen Schaltkonstellation führen würde und das Schaltsignal zu verwerfen, falls es eine unzulässige Schaltkonstellation zur Folge hätte.

Zeichnung