用于智能电子装置的无接触委任的系统和方法

摘要

本公开的发明名称为“用于智能电子装置的无接触委任的系统和方法”。本文公开的主题涉及智能电子装置（IED），并且更具体地，涉及用于IED安装后的初始配置或委任的系统和方法。在实施例中，一种系统包括智能电子装置（IED）配置系统，其具有IED，该IED在部署之前配置有无线网络配置，其使IED在特定无线网络被检测到时能够自动连接到该无线网络。IED配置系统还包括IED配置装置，其配置成根据IED的无线网络配置来主管特定无线网络。此外，IED配置装置配置成经由无线网络将多个配置设置传达到IED以便一旦IED连接到无线网络则委任IED。

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及智能电子装置（IED），并且更具体地，涉及用于IED安装后的初始配置或委任（commissioning）的系统和方法。

背景技术

例如保护和控制系统、工厂或配电系统等一些系统可包括智能电子装置（IED）。IED可配置成在这样的系统内提供计量、保护和/或控制功能。例如，IED可从例如变压器等电力设备接收数据测量，并且基于接收的测量将状态传送到管理装置。因此，IED可从管理装置接收控制信号来控制IED并且发送数据信号以将数据传达到管理装置。这些保护和控制系统可包括高压设备，并且从而使操作者能够在一定距离以安全方式与IED通信，这可是有益的。

发明内容

与最初要求保护的本发明在范围上相当的某些实施例在下文概述。这些实施例不意在限制要求保护的本发明的范围，而相反这些实施例只意在提供本发明的可能形式的简短概要。实际上，本发明可包含与下文阐述的实施例相似或不同的多种形式。

在实施例中，一种系统包括智能电子装置（IED）配置系统，其具有IED，该IED在部署之前配置有无线网络配置，其使IED在IED检测到特定无线网络时能够自动连接到该无线网络。IED配置系统还包括IED配置装置，其配置成根据IED的无线网络配置来主管特定无线网络。此外，IED配置装置配置成经由无线网络将多个配置设置（setting）传达到IED以一旦IED连接到无线网络则委任IED。

在另一个实施例中，一种方法包括将无线网络配置存储在智能电子装置（IED）的存储器装置中，该无线网络配置包括无线网络的服务集标识符（SSID）和该无线网络的网络安全密钥或密码。该方法包括采用无线委任模式操作IED，其中无线委任模式牵涉IED使用存储的无线网络配置自动搜索并且连接到无线网络。该方法包括当采用无线委任模式操作时定位并且连接到无线网络。该方法进一步包括从耦合于无线网络的处理器接收多个IED配置设置并且通过用接收的多个IED配置设置更新存储在IED的存储器装置中的IED配置来委任IED。

在另一个实施例中，由智能电子装置（IED）的处理器可执行的方法包括将无线网络配置存储在智能电子装置（IED）配置装置的存储器装置中，该无线网络配置包括无线网络的服务集标识符（SSID）和该无线网络的网络安全密钥或密码。该方法包括采用自动发现模式操作IED配置装置，其中自动发现模式牵涉激活IED配置装置的通信模块以基于无线网络配置建立无线网络。方法进一步包括认证由IED提供的一个或多个凭证并且允许IED连接到无线网络。

本公开提供以下技术方案：

1. 一种系统，包括：

智能电子装置（IED）配置系统，包括：

IED，所述IED在部署之前配置有无线网络配置，所述无线网络配置使所述IED在所述IED检测到特定无线网络时能够自动连接到所述无线网络；以及

IED配置装置，配置成根据所述IED的所述无线网络配置来主管所述特定无线网络，其中所述IED配置装置配置成经由所述无线网络将多个配置设置传达到所述IED以便一旦所述IED已连接到所述无线网络则委任所述IED。

2. 如技术方案1所述的系统，其中所述IED配置装置包括接入点部件，该部件配置成主管所述特定无线网络。

3. 如技术方案2所述的系统，其中所述IED配置装置包括配置装置部件，该部件配置成连接到由所述接入点部件主管的无线网络并且配置成经由所述无线网络将所述多个配置设置传达到所述IED。

4. 如技术方案3所述的系统，其中所述配置装置部件包括平板计算机、膝上型计算机或智能电话计算装置。

5. 如技术方案3所述的系统，其中所述无线网络配置包括所述IED配置装置的接入点部件的互联网协议（IP）地址，和所述IED配置装置的配置装置部件的IP地址。

6. 如技术方案1所述的系统，其中所述无线网络配置包括所述无线网络的服务集标识符（SSID）、所述无线网络的网络安全密钥或密码以及对于所述无线网络上的所述IED的互联网协议（IP）地址。

7. 如技术方案6所述的系统，其中对于所述IED的IP地址从与所述IED关联的序列号的至少一部分来生成。

8. 如技术方案1所述的系统，其中所述IED配置装置包括一个或多个输入装置，所述输入装置配置成从操作者接收指示对于所述IED的所述多个配置设置的输入。

9. 如技术方案1所述的系统，其中所述IED包括第一通信模块，所述模块配置成使所述IED能够连接到所述特定无线网络，并且其中所述IED包括配置成独立与其他装置通信的第二通信模块。

10. 如技术方案1所述的系统，其中所述系统是电网系统、保护和控制系统、工厂、配电系统或其任何组合。

11. 一种由智能电子装置（IED）的处理器可执行的方法，包括：

将无线网络配置存储在所述IED的存储器装置中，所述无线网络配置包括无线网络的服务集标识符（SSID）和所述无线网络的网络安全密钥或密码；

采用无线委任模式操作所述IED，其中无线委任模式包括所述IED使用存储的无线网络配置自动搜索并且连接到所述无线网络；

在采用无线委任模式操作时定位并且连接到所述无线网络；

从耦合于所述无线网络的处理器接收多个IED配置设置；以及

通过用接收的多个IED配置设置更新存储在所述IED的存储器装置中的所述IED的配置来委任所述IED。

12. 如技术方案11所述的方法，其中所述无线网络配置包括IED配置装置的接入点部件的互联网协议（IP）地址，和包括所述处理器的所述IED配置装置的配置装置部件的IP地址。

13. 如技术方案11所述的方法，其中所述无线网络配置包括对于所述无线网络上的所述IED的互联网协议（IP）地址。

14. 如技术方案13所述的方法，其中所述IED的IP地址配置成相对于分别存储在多个IED中的多个IP地址是唯一的以便安装在共同系统内。

15. 如技术方案11所述的方法，其中委任所述IED包括在操作者不与所述IED物理交互的情况下用接收的多个IED配置设置来更新所述IED的配置。

16. 一种方法，包括：

将无线网络配置存储在智能电子装置（IED）配置装置的存储器装置中，所述无线网络配置包括无线网络的服务集标识符（SSID）和所述无线网络的网络安全密钥或密码；

采用自动发现模式操作所述IED配置装置，其中自动发现模式包括激活所述IED配置装置的通信模块以基于所述无线网络配置来建立所述无线网络；以及

认证由IED提供的一个或多个凭证并且允许所述IED连接到所述无线网络。

17. 如技术方案16所述的方法，包括在所述一个或多个凭证与所述无线网络配置不匹配时拒绝由所述IED提供的所述一个或多个凭证并且不允许所述IED连接到所述无线网络。

18. 如技术方案16所述的方法，包括经由所述IED配置装置的至少一个输出装置对操作者呈现多个IED的列表，该列表包括已经被认证并且已连接到所述无线网络的所述IED。

19. 如技术方案16所述的方法，包括经由所述IED配置装置的至少一个输入装置从操作者接收多个IED配置设置以用于所述IED。

20. 如技术方案19所述的方法，包括：

经由所述无线网络将所述多个IED配置设置发送到所述IED以委任所述IED；以及

经由所述无线网络发送所述IED开始使用接收的IED配置设置并且中断无线委任模式操作的指令。

附图说明

当参照附图（其中类似的符号在整个附图中代表类似的部件）阅读下列详细描述时，本发明的这些和其他特征、方面和优势将变得更好理解，其中：

图1是生成、传输和分配控制系统的实施例的框图；

图2是在图1中描绘的具有管理中心和多个变电站（每个包括多个智能电子装置（IED））的保护和控制系统的实施例的框图；

图3是具有IED配置装置（其包括无线接入点）的IED配置系统的实施例的框图；

图4是具有带集成无线功能性的IED配置装置的IED配置系统的另一个实施例的框图；

图5是图示由此可部署IED的过程的实施例的流程图；

图6是图示IED配置装置由此可用于委任IED的过程的实施例的流程图；

图7是图示IED由此可在部署之前预先配置的过程的实施例的流程图；

图8是图示IED由此可采用无线委任模式操作的过程的实施例的流程图；

图9是图示IED配置装置由此可采用自动发现模式操作的过程的实施例的流程图；

图10是图示IED配置装置由此可从操作者接收对于IED的配置设置并且向IED提供该配置设置的过程的实施例的流程图；以及

图11是图示IED由此可从IED配置装置接收配置设置并且完成委任过程的过程的实施例的流程图。

具体实施方式

本发明的一个或多个特定实施例将在下文描述。为了提供这些实施例的简洁描述，可不在该说明书中描述实际实现的所有特征。应该意识到在任何这样的实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多实现特定的决定以达到开发者的特定目标，例如遵守系统相关和业务相关的约束等，其可在实现之间变化。此外，应该意识到这样的开发努力可能是复杂并且耗时的，但对于具有本公开的利益的那些普通技术人员仍将是设计、制作和制造的例行任务。

当介绍本发明的各种实施例的要素时，冠词“一（a/an）”、“该”和“所述”意在表示存在要素中的一个或多个。术语“包括”、“包含”和“具有”意在为包括性的并且表示可存在除列出的要素外的附加要素。

本公开大体上针对改进安置在系统（例如保护和控制系统、工厂、电力变电站或分配系统）中的智能电子装置（IED）的初始配置，也称为委任。如提到的，在这样的系统内，IED可提供例如计量、保护和/或控制功能等功能。例如，IED可耦合于电力设备（例如，中断器、变压器、开关、马达或发电机）并且可配置成从该电力设备接收测量（例如，频率测量、电压测量和电流测量）。另外，IED可配置成向电力设备发送控制命令来控制电力设备的运行。此外，基于接收的测量，控制命令可以是对电力设备的保护控制命令，例如用于使中断器脱扣。因此，控制系统可配置成使操作者能够向IED发送命令信息并且从IED接收数据。因为控制系统可包括控制高压设备的IED、安置在难以到达的位点的IED和/或在大的物理空间上散布的大量IED，使操作者能够在一定距离并且以安全方式配置IED，这可是有益的。

因此，本公开的实施例提供在不与IED物理交互的情况下能够委任（例如，初始配置）安装的IED的系统和方法。即，本实施例提供这样的系统和方法，其使用经由无线局域网（WLAN）基于电气和电子工程师协会（IEEE）802.11x（例如，802.11a、802.11b、802.11g、802.11n，等）标准的安全通信能够实现IED的无接触初始配置。如在下文详细阐述的，在某些实施例中，本方法的方面包括预先配置IED（例如，在部署之前）以使IED能够采用无线委任模式操作。当采用无线委任模式操作时，为了进行IED的初始配置，IED可自动建立到IED配置装置的安全无线连接。在某些实施例中，IED配置装置提供界面（例如，图形用户界面），由此操作者可选择配置选项用于委任IED。IED配置装置还提供无线接入点（WAP）功能性以使IED能够与IED配置装置的处理器无线通信以接收由操作者选择的配置选项用于IED的初始配置。如在下文详细阐述的，在某些实施例中，IED配置装置可包括自动发现功能性，用于对操作者能够实现更简化的IED标识和委任过程。

鉴于前述内容，描述基于IED的系统（例如电网系统10，其包括在图1中图示的配电系统）的实施例，这可是有用的。如描绘的，电网系统10可包括一个或多个公用设施（utility）12。该公用设施12可提供电网系统10的监督操作。尽管本公开针对电力公用设施12，应理解目前公开的系统和方法能适用于其他类型的公用设施系统（例如，水、污水、天然气管理系统）以及其他类型的工业控制和监视系统（例如，风、水或气体涡轮机系统、炼油厂、化学生产设施、自动化制造设施）。对于图示的电网系统10，管理装置（例如，公用设施控制中心14）可监视并且指导由一个或多个发电站16和备选发电站18产生的电力。发电站16可包括常规发电站，例如使用气、煤、生物质和其他碳质产品用于燃料的发电站。备选发电站18可包括使用太阳能、风力、水电力、地热能和其他备选电力源（例如，可再生能源）来发电的发电站。其他基础设施部件可包括水发电厂20和地热发电厂22。例如，水发电厂20可提供水力发电，并且地热发电厂22可提供地热发电。

由发电站16、18、20和22生成的电力可通过输电网24传送。输电网24可涵盖广泛的地理区域或多个区域，例如一个或多个自治市、州或国家。传输电网24还可以是单相交流（AC）系统，但最一般地可以是三相AC电流系统。如描绘的，输电网24可包括一系列塔，其支持采用各种配置的一系列高架电导体。例如，极高压（EHV）导体可布置在三导体束中，其包括对于三个相位中的每个的导体。输电网24可支持在110千伏（kV）至765千伏（kV）范围内的标称系统电压。在描绘的实施例中，输电网24可电耦合于分配系统（例如，配电变电站26）。配电变电站26可包括变压器，用于将进入电力的电压从传输电压（例如，765kV、500kV、345kV或138kV）变换成一次（例如，13.8kV或4160V）和二次（例如，480V、230V或120V）分配电压。例如，工业电力用户30（例如，生产厂）可使用13.8kV的一次分配电压，而输送到商业用户32和住宅用户34的电力可在120V至480V的二次分配电压范围内。

如上文描述的，配电变电站26可以是电网系统10的部分。因此，输电网24和配电变电站26可包括各种数字和自动化技术，例如智能电子装置（IED），用于与例如变压器、马达、发电机、开关、中断器、重合器或系统10的任何部件等电力设备通信（例如，向该电力设备发送控制命令以及从其接收测量）。因此，图2描绘保护和控制系统36的一般配置，其可包括在例如电网系统10、工厂或配电系统（即，配电变电站26）等系统中。系统36图示为包括管理装置38、各种变电站26（其包括接入点40和IED 42）和各种电力设备44。如描绘的，管理装置38通信耦合于多个配电变电站26。管理装置38可采用各种方式通信耦合于变电站26。例如，管理装置38可经由广域网（WAN）、局域网（LAN）、个人区域网（PAN）、无线网络、安全网络及类似物与变电站26通信。

如描绘的，接入点40通信耦合于多个IED 42，其边便于接入点40与IED 42之间的通信。例如，接入点40可配置成将配置信息和/或命令信息从管理装置38中继到IED 42。在一些实施例中，命令信息可指示IED 42读取实际值或设置。另外，IED 42可配置成向接入点40发送数据，并且接入点40可配置成使从IED 42接收的数据集中（例如，积聚或聚集）。在一些实施例中，数据可包括从电力设备44接收的测量，例如传感器测量（实时、近实时或延迟）、测量日志、状态、警报、警告、由设备44计算的值（例如统计值）或其任何组合。为了便于这些功能和下文描述的功能，接入点40和IED 42可分别包括在执行计算机指令中有用的处理器46和48，并且还可包括在存储计算机指令和其他数据中有用的存储器50和52。在某些实施例中，接入点40可以是SCADA网关通信装置，例如从纽约斯克内克塔迪市的通用电气公司可获得的D400、D20MX、D20及类似物。具体地，SCADA网关通信装置可包括接入点40的特征。例如，D400可通过网络（例如LAN）请求并且接收来自连接的IED 42的信息而使从变电站26中安装的IED 42收集的数据集中。另外，D400可操纵来自装置的数据来产生额外的局部/伪数据点、向SCADA系统呈现收集的数据、对于警报条件监视电力设备44、发出警报、对操作者视觉呈现数据以及提供到IED 42和/或电力设备44的透明接入。另外，IED 42可以是通用继电器，例如从纽约斯克内克塔迪市的通用电气公司可获得的N60、L90、T60、B90、G60、8系列装置（例如，850）及类似物。因此，通用继电器可包括IED 42的特征。例如，L90是多功能的并且提供保护、控制和计量功能。因此，通用继电器可大大减少布线和辅助设备。另外，通用继电器可将数据传输到中央控制设施和/或人机界面（HMI）。

如上文描述的，IED 42可配置成进行计量、保护和/或控制功能。因此，如描绘的，IED 42通信耦合于电力设备44，其可包括变压器、马达、发电机、开关、中断器和/或重合器。IED 42可通过从电力设备44接收例如电流、电压、温度和/或频率等测量来进行计量功能。可意识到在其他实施例中，IED 42可能够进行任何适合的监视或测量功能（例如，温度、压力、流率、气体组成、速度、位置、湿度、振动、间隙，等）而不否定本方法的效果。如此，电力设备44可得到测量并且将其发送到IED 42。为了便于得到和发送测量，电力设备44可包括在执行计算机指令中有用的处理器54，和在存储计算机指令和其他数据中有用的存储器56。另外，基于接收的测量，IED 42可得到测量日志、确定电力设备44的状态和/或确定某些值。例如，IED 42可确定相电流、相电压、功率、能量、需求（例如，功率需求）、频率及类似物。另外，IED 42可确定接触输入、虚拟输入、远程输入、远程双点状态输入、远方保护输入、接触输出、虚拟输出、远程装置、数字计数器、选择器开关、电线（flex）状况、直接输入、直接装置、直接整数输入、远方保护信道测试、以太网交换机及类似物的状态。

IED 42可通过向电力设备44发送控制信息来指示电力设备44采取期望动作而进行控制功能。在一些实例中，期望的动作可包括保护功能。例如，IED 42可指示电力设备44（例如断路器）以如果电力设备44在测量中感测到高于阈值和/或异常的测量则脱扣。这些测量可包括电流差动、方向相位过电流、方向中性过电流、负序过电流、欠电压、过电压和距离保护。在图1和2中图示的系统10和36的额外特征和功能性的另外的示例在2013年3月15日提交的题为“WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS AND METHODS FOR INTELLIGENT ELECTRONIC DEVICES（对于智能电子装置的无线通信系统和方法）”的美国专利申请13/836,962中描述，其为了全部目的通过引用完全合并于此。

当将新的IED安装在系统（例如上文论述的保护和控制系统36）内时，IED可经历委任，其中可用IED配置设置来更新默认（例如，工厂安装）IED配置设置以限定系统内IED的身份和期望行为。例如，如上文提到的，IED配置设置可限定与产品设定、远程资源、分组元素、控制元素、输入/输出、换能器输入/输出、测试及类似物有关的IED 42的参数。鉴于此，图3图示根据本技术的IED配置系统60的实施例。该IED配置系统60包括委任的IED 42以及IED配置装置62。如上文阐述的，图示的IED 42包括处理器48和存储器52，并且IED 42可使用处理器48以在操作期间执行存储在存储器52中的指令（例如，固件、应用、程序、例程，等）。图示的IED 42还包括一个或多个传感器64，其可允许IED进行关于保护和控制系统36的操作的测量（例如，电压、电流、负载、温度、压力、流率等），其可经由接入点40报告给管理装置38。图示的IED 42还包括一个或多个控制器66，其能够基于经由接入点40从管理装置38接收的指令向一件或多件电力设备44发送控制信号。另外，图示的IED 42包括一个或多个输入和输出装置68（例如，触屏、控制面板、指向装置、键盘，等），其可使操作者能够直接与IED 42接口（例如，物理交互）。然而，尽管在某些实施例中可存在一个或多个输入和输出装置68，可意识到目前公开的技术在操作者不必直接与IED 42接口（例如，物理交互）的情况下能够实现IED 42的委任。

在图3中图示的IED 42包括两个通信模块。对于图示实施例，第一通信模块70是有线网络接口卡（NIC）（例如，以太网NIC），其在IED 42与有线网络71上的接入点40之间能够实现通信。如上文提到的，接入点40可桥接IED 42与管理装置38之间的通信，如在图2中图示的。对于图示的IED 42的第二通信模块72是无线网络接口卡（例如，IEEE 802.11x无线局域网（WLAN）卡），其在IED 42与无线网络73上的IED配置系统62之间能够实现通信。如上文提到的，在其他实施例中，有线网络71备选地可以是无线的。在再其他实施例中，IED 42可仅包括一个通信模块（例如，无线通信模块72）并且处理器48可操作该一个通信模块以使用独立网络堆栈来与接入点40和IED配置装置62两者通信。在其他实施例中，其他类型或组织的通信模块是可能的；然而，可意识到为了提高安全，无线网络73大体上可与IED 42的其他通信信道隔离。

在图3中图示的IED配置装置62包括无线接入点部件74和配置装置部件76。在某些实施例中，无线接入点部件74可起到无线网络73的主机的作用。在某些实施例中，无线接入点部件74可以是独立无线接入点部件74，并且可因此包括处理器78，其配置成根据存储在存储器80中的特定无线网络配置来建立和主管无线网络73。此外，在某些实施例中，无线接入点部件74可包括电池部件82，用于在操作期间对无线接入点部件74供应电力。在某些实施例中，无线接入点部件74可另外或备选地耦合于配置装置76以在操作期间接收电力。通过特定示例，在某些实施例中，无线接入点部件74可以是无线接入点（WAP），其设计成物理耦合于配置装置76（例如，插入配置装置76的通用串行总线（USB）连接）以在操作期间接收电力。

在图3中图示的IED配置装置62的配置装置部件76可以是台式计算机或便携式计算装置。通过特定示例，在某些实施例中，配置装置部件76可以是膝上型电脑、平板电脑、智能电话或另一个适合的计算装置。在图3中图示的配置装置部件76包括处理器84，其配置成执行存储在存储器86中的一个或多个指令来控制配置装置部件76的操作。图示的配置装置部件76还包括通信模块88。通信模块88可以是有线或无线通信模块（例如，有线或无线网络接口卡（NIC）），其使配装置部件76能够在配置装置部件76与IED配置装置62的无线接入点部件74之间建立有线或无线连接89。在其他实施例中，配置装置部件76可包括其他通信模块（例如，其他有线或无线网络接口），其使配置装置部件76能够经由互联网与例如IED配置仓库系统等其他计算装置通信。

在图3中图示的IED配置装置62的配置装置部件76进一步包括一个或多个输入和输出装置90。如下文论述的，在某些实施例中，配置装置部件76的输入和输出装置90可便于操作者与IED配置装置62的交互。即，如下文详细阐述的，输入和输出装置90可包括屏幕（例如，触屏、监视器或另一个适合的显示器），其可使IED配置装置62的配置装置部件76能够向操作者呈现或显示关于已经加入由无线接入点部件74主管的无线网络的一个或多个IED 42的信息。此外，在某些实施例中，输入和输出装置90可包括一个或多个输入装置（例如，触屏、键盘、小键盘、指向装置），其能够从操作者接收关于对IED 42的期望IED配置设置的输入。

图4是图示IED配置系统60的实施例的示意图的框图。尽管IED 42与在图3中图示的IED 42相同，在图4中图示的IED配置装置100与在图3中图示的IED配置装置62不同。特别地，代替组织到无线接入点部件74和配置装置部件76内（如在图3中图示的），在图4中图示的IED配置装置100组织为单个集成装置。如此，IED配置装置100包括处理器102，其配置成在操作期间执行存储在存储器104中的一个或多个指令。另外，IED配置装置100可包括一个或多个输入和输出装置106，其像配置装置部件76的一个或多个输入和输出装置90一样操作（上文论述的）以便于将信息呈现给IED配置装置100的操作者以及从IED配置装置100的操作者接收输入。此外，在图4中图示的IED配置装置100包括通信模块108，其配置成主管在IED 42与IED配置装置100之间提供无线连接73的无线网络（例如，WAP功能性）。在某些实施例中，通信模块108可起到可使多个IED 42能够加入主管无线网络的无线接入点（WAP）的作用。在其他实施例中，通信模块108可实现为采用IEEE 802.11x自组联网模式操作来主管单个IED 42每次要连接到的无线网络73的无线网络接口卡（NIC）。

鉴于前述内容，图5是图示由此可准备和部署IED的过程120的实施例的流程图。即，如上文阐述的，IED 42和IED配置装置62和100可自动形成无线网络73，其大体上基于在部署之前被预先编程到IED 42内（例如，在运送给顾客和/或安装在顾客位点处之前由制造商）的多个无线配置设置。如此，图示的过程120以IED预先配置（框122）成在安装后在引导（booting）时采用无线委任模式操作而开始。该预先配置在下文从图7中IED的角度更详细论述，并且无线委任模式在下文从图8中的IED的角度更详细论述。一旦预先配置了IED，可安装（例如，在如在图2中图示的保护和控制系统36中）并且然后引导（框124）IED以采用无线委任模式操作。

图6是图示IED配置装置可由此由操作者使用来委任IED的过程130的实施例的流程图。如此，图示的过程130以操作者采用自动发现模式激活（框132）IED配置装置（例如，IED配置装置62）开始。自动发现模式在下文从图9中的IED配置装置的角度更详细论述。在图6中图示的过程130在操作者将IED配置装置62安置（框134）在IED 42的无线范围内时继续并且允许IED配置装置62在IED建立与IED配置装置62的无线连接73时发现IED。随后，在某些实施例中，操作者可呈现有发现IED 42的列表（例如，经由输出装置90）。操作者然后可从发现IED列表选择（例如，经由输入装置90）要委任的IED 42（框136）。

继续通过在图6中图示的过程130，接着操作者可呈现有对于所选IED 42的配置设置。例如，IED配置装置62可利用一个或多个输出装置90来向操作者呈现图形用户界面（GUI），其显示当前（例如，预先配置或预先编程的）IED配置设置。该GUI可包括对于IED的每个配置设置的一个或多个可编辑字段（例如，文本框、单选按钮、组合框、选择框，等等）。在某些实施例中，该GUI可进一步包括操作者可从中选择的对于某些IED配置设置的预定义值（例如，在组合或选择框中）。因此，操作者然后可提供（例如，经由输入装置90）对于IED 42的配置设置的值（框138）。最后，操作者可指示（框140）IED配置装置52经由在框134中建立的无线连接来向IED 42发送提供的配置设置。

图7是图示IED由此可在部署之前被预先配置（例如，由制造商）的过程150的实施例的流程图。特别地，过程150可大体上在采用无线委任模式操作时预先配置IED的行为或对其预先编程。如此，图示的预先配置过程150以IED接收并且存储（框152）指令（直到禁用无线委任模式）以持续或定期搜索和尝试建立与可用IED配置装置（例如，IED配置装置62）所主管的无线网络73的连接而开始。

在图7中图示的图示预先配置过程150继续IED 42接收和存储（框154）指令，其指示对于无线网络的服务集标识符（SSID）。IED 42可接收并且存储（框156）指令，其指示用于连接到无线网络73的通行码、密码、证书、密钥或其他适合的凭证。例如，在某些实施例中，无线网络73可以是IEEE 802.11x无线局域网（WLAN），其配置成使用取决于提供正确预共享密钥（PSK）的每个无线客户端的认证方法。通过特定示例，在某些实施例中，可使用特定密码算法连同PSK，例如Wi-Fi保护接入（WPA）或Wi-Fi保护接入II（WPA2），或基于对于数据加密的IEEE 802.11i标准的另一个适合的认证机制。可意识到WPA/WPA2可包括特定加密算法，例如TKIP（临时密钥完整性协议）和/或CCMP（具有密码块链接消息认证代码协议的计数器模式），其提供基于AES（高级加密标准）的增强数据密码封装机制。在某些实施例中，IED可预先配置由密码（例如，十六进制或美国标准代码信号互换（ASCII）字符串），其可用于生成正确密钥以认证无线网络。通过特定示例，在某些实施例中，WPA2密码（例如，8至14个可打印ASCII字符串）可用于在内部生成加密密钥（例如，256位加密密钥）以使IED能够连接到无线网络73。

在图7中图示的图示预先配置过程150继续IED 42接收和存储（框158）指令，其指示对于无线网络73上的IED 42的互联网协议（IP）地址。可意识到因为由IED配置装置62或100主管的无线网络73可能够实现多个IED作为无线客户端的同时连接，由在框158中IED 42接收和主管的IP地址可是唯一的，以防止在相同系统（例如，保护和控制系统36）内安装的不同IED 42之间的IP冲突。即，对于预先编程为发送到特定顾客的一组IED 42，该组中的每个IED 42可接收、存储和利用唯一IP地址用于在无线网络中通信。例如，在某些实施例中，IP地址和掩码可选择成属于私有范围（例如，192.168.0.x/24），其中x可基于IED序列号的序列号而计算。通过特定示例，在某些实施例中，对于IED的IP地址可通过确定IED序列号的最后三个数字的模数252并且然后添加2（例如，x=(Last_three_digits_of_serial MOD 252)+2）而计算或生成。因此，x对于IP地址的最后数字可具有在3与254之间的任何值，其允许分别对无线接入点部件74和配置装置76保留两个IP地址（即，x=1和x=2）。此外，该生成的IP地址大体上可防止在相同位点处安装的任意两个IED具有彼此相同的默认IP地址以及具有与IED配置装置62的无线接入点部件74或配置装置部件76相同的IP地址。

另外，对于具有在图4中图示的IED配置装置100的实施例，IED 42可接收和存储（框160）指令，其指示对于IED配置装置100的IP地址。对于具有在图3中图示的IED配置装置62的实施例，IED 42还可接收和存储指令，其指示对于无线网络73上的IED配置装置62的接入点部件74（例如，无线主机）和配置装置部件76两者的IP地址。这可使IED配置装置100以及IED配置装置62的配置装置部件76和无线接入点部件74为IED配置装置100或62保留一个或多个IP地址（例如，IP地址X.X.X.1和X.X.X.2）以便避免与无线网络上的一个或多个IED装置的IP冲突。

在图7中图示的图示预先配置过程150继续IED 42接收和存储（框162）指令，其指示对于无线网络的IP子网掩码。另外，在图7中图示的无线配置参数不意在为详尽的，并且IED 42可预先配置由任何其他适合的无线网络配置信息。此外，除提供给IED 42并且由IED 42存储的无线网络配置信息外，在某些实施例中，IED 42可接收和存储（框164）指令，其指示与IED 42关联的标识信息。例如，该标识信息可包括IED 42的序列号、IED 42的跟踪号、IED 42在保护和控制系统36内的规定或预期位点、IED 42的名称、IED 42的型号、IED 42的固件版本或与IED 42关联的任何其他适合的标识信息。可意识到尽管框152、154、156、158、160、162和164按特定顺序呈现，在其他实施例中，图示的过程150可按其他序列进行而不否定本方法的效果。

图8是图示IED 42可由此采用无线委任模式操作的过程170的实施例的流程图。即，在已经预先配置和安装IED 42（例如，根据在图5中图示的过程120）后，IED 42可在被供电时采用无线委任模式操作。因此，过程170以IED引导并且基于预先配置指令和设置采用无线委任模式开始操作（框172）而开始，如关于图7论述的。在采用无线委任模式操作时，IED可持续或定期搜索（框174）由可用IED配置装置62或100主管的无线网络的SSID信标。

继续通过在图8中图示的过程170，在某一时刻，IED 42可检测到（框176）由IED配置装置62或100主管的无线网络的SSID信标。然后，IED 42可连接到（框178）由IED配置装置62或100主管的无线网络73。更具体地，对于使用IED配置装置62的实施例，IED 42可连接到IED配置装置62的无线接入点部件74并且可驻存在与IED配置装置62的配置装置部件76相同的网络（例如，无线网络73）上。此外，在某些实施例中，IED 42可向IED配置装置62或100提供（框180）IED标识信息（上文论述的）。更具体地，对于使用IED配置装置62的实施例，IED 42可向IED配置装置62的配置装置部件76提供IED标识信息。

图9是图示IED配置装置62或100由此可采用自动发现模式操作的过程190的实施例的流程图。即，在要委任的一个或多个IED 42已经被预先配置、安装并且采用无线委任模式操作（如上文论述的）后，IED配置装置（例如，IED配置装置62或100）可根据自动发现或检测采用无线委任模式并且在无线范围内的所有IED 42的过程190来运行。在图9中图示的过程190以IED配置装置62接收（框192）IED配置装置62激活自动发现模式的操作者指示而开始。作为响应，IED配置装置62可激活（框194）无线通信模块（例如，无线接入点部件74）以主管某个无线网络，其网络配置设置与采用无线委任模式操作的一个或多个IED 42的预先配置设置相匹配。因此，IED配置装置62可等待（框196）采用无线委任模式的所述一个或多个IED 42尝试连接到无线网络。

继续通过在图9中图示的过程190，IED配置装置62可接收并且验证（框198）尝试连接无线网络的一个或多个IED 42的凭证，并且可经由无线网络建立（框200）与所述一个或多个IED 42的连接（例如，经由无线网络73的安全连接）。随后，在某些实施例中，IED配置装置62可经由无线网络从所述一个或多个IED 42接收（框202）IED标识信息。然后，IED配置装置62可对操作者呈现（框204）从所述一个或多个发现IED接收的IED标识信息。如由箭头206指示的，在某些实施例中，IED配置装置62可在一段时间内重复框196、198、200、202和204并且可在发现新的IED时持续更新发现IED列表。在以后的某一时间，IED配置装置62可接收（框208）IED配置装置52停用（deactivate）自动发现模式的操作者指示并且可中断无线网络的主管。

图10是图示IED配置装置62或100由此可从操作者接收对于IED 42的配置设置（例如，经由前面提到的输入/输出装置90或106，例如触屏显示装置）并且向IED 42提供该配置设置的过程220的实施例的流程图。即，一旦操作者从发现IED列表选择要委任的特定IED 42，可提示操作者提供对于所选IED 42的IED配置设置。如上文提到的，在某些实施例中，IED配置装置62或100可在显示器上呈现对于IED配置设置的当前（例如，预先配置的）值，其包括上文论述的IED标识信息。鉴于此，图示的过程220以IED配置装置62或100对操作者呈现（框222）或显示对于IED配置设置的选项而开始。可注意到，在某些实施例中，IED配置装置62或100可经由显示器专门提示操作者提供对于IED 42的更新无线网络配置设置。特别地，为了提高图2中图示的保护和控制系统36中的安全，IED配置装置62或100可经由显示器提示操作者提供新的SSID、网络安全密码或密钥、IP地址、IP子网掩码或对于IED 42的其他适合的无线网络配置设置。在某些实施例中，IED配置装置62或100可经由显示器对操作者呈现GUI，其具有对于不同IED配置设置（其包括对于IED 42的无线网络配置设置）的可编辑字段和/或预填充选项（例如，选择或组合框）。如此，IED配置装置62或100可接收（框224）操作者输入，其指示对于IED配置设置的值。

继续通过在图10中图示的过程220，接着IED配置装置62或100可经由无线网络73向IED 42发送（框226）从操作者接收的对于IED配置设置的值。此外，在某些实施例中，IED配置装置62或100可经由无线网络73向IED 42发送（框228）IED 42使用提供的对于IED配置设置的值来重新开始操作并且中断无线委任模式操作的指令。在其他实施例中，如下文论述的，IED 42可在接收由IED配置装置62或100发送的对于IED配置设置的值之后自动重新开始操作并且中断无线委任模式操作。

图11是图示IED 42由此可从IED配置装置62或100接收IED配置设置并且完成委任过程的过程240的实施例的流程图。在图11中图示的过程240以IED 42经由无线连接73从IED配置装置接收（框242）对于IED定形（figuration）设置的值而开始。随后，IED可使用经由无线连接73从IED配置装置62或100接收的值来更新（框244）IED 42的IED配置设置。在某些实施例中，IED 42然后可重启、重新开始或循环电力。最后，图示的过程240以IED 42使用对于IED配置设置的更新值来操作（框246）并且中断无线委任模式而结束。

公开的实施例的技术效果包括在没有现场物理交互（即，无接触IED委任）的情况下委任安装的IED的能力。即，本实施例提供使用经由无线局域网（WLAN）基于IEEE 802.11x标准的安全通信能够实现IED的无接触初始配置的系统和方法。因为某些系统（例如电网系统以及保护和控制系统）可包括控制高压设备的IED、安置在难以到达的位点的IED和/或在大的物理空间上散布的大量IED，本实施例使操作者能够从一定距离并且以安全方式委任IED。本实施例包括预先配置IED，其采用搜索可用IED配置装置直到已经成功委任IED的无线委任模式操作。无线委任模式使IED能够自动建立与采用自动发现模式操作的可用IED配置装置的安全无线连接。一旦IED和IED配置装置共享安全无线连接，可进行初始配置来委任IED而不与IED物理交互。

该书面描述使用示例来公开本发明，其包括最佳模式，并且还使本领域内技术人员能够实践本发明，其包括制作和使用任何制作或系统并且进行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求定义，并且可包括本领域内技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果它们具有不与权利要求的书面语言不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的书面语言无实质区别的等同结构要素则意在位于权利要求的范围内。