用于将过程自动化系统和电气自动化系统进行接口的设备

摘要

本发明涉及用于将过程自动化系统和电气自动化系统进行接口的设备。公开了下述系统、方法和设备，其用于将过程自动化系统中的过程控制器与电气自动化系统的一个或更多个智能电气装置进行接口以使用过程和电气控制空间信息来执行动作并且做出与连接的企业系统中的动作有关的决策，以根据电气控制空间信息和过程控制空间信息来促进实现能量管理目标和过程控制目标。一些实施方式包括用于电机控制中心单元的外壳，其包括：DC电源；以太网交换机；网络网关模块；和控制器。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是于2016年8月23日提交的题为“INDUSTRIAL AUTOMATION PACKAGED POWER SOLUTION FOR INTELLIGENT MOTOR CONTROL AND INTELLIGENT SWITCHGEAR WITH ENERGY MANAGEMENT”的美国专利申请No.15/244,035的部分继续申请并且要求美国专利申请的优先权和权益，该美国专利申请要求于2015年9月15日提交的题为“INDUSTRIAL AUTOMATION PACKAGED POWER SOLUTION FOR INTELLIGENT MOTOR CONTROL AND INTELLIGENT SWITCHGEAR WITH ENERGY MANAGEMENT”的美国临时申请No.62/218,801的优先权和权益，上述美国专利申请和美国临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。

本申请依据美国法典第35卷第119条要求于2015年12月22日提交的题为“PACKAGED POWER MCC INTERFACE BUCKET(NEMA)”的美国临时申请系列No.62/270,904的优先权和权益，该美国临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

本申请依据美国法典第35卷第119条要求于2015年12月22日提交的题为“PACKAGED POWER MCC INTERFACE BUCKET(IEC)”的美国临时申请系列No.62/270,939的优先权和权益，该美国临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。

本申请依据美国法典第35卷第119条要求于2015年12月22日提交的标题为INTELLIGENT，INTEGRATED POWER CONTROL LINEUP的美国临时系列No.62/270,892的优先权和权益，该美国临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。

本申请依据美国法典第35卷第119条要求于2015年12月22日提交的题为INTELLIGENT，INTEGRATED POWER CONTROL LINEUP的美国临时申请系列No.62/270,918的优先权和权益，该美国临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。

背景技术

制造设施和其他企业通常包括机器、电机以及由形成过程自动化系统的过程控制设备操作的其他受控的装置和过程。这些受控的过程和装置转而由配电系统供电。已经开发了可以用于保存能量、对配电系统内的多个电气装置执行负载分散、负载共享和其他动作的电气自动化系统。然而，过程控制目标与电气自动化或能量管理目标通常相冲突，并且常规系统不提供彼此一致的过程控制和电气自动化系统动作来实现最佳的能量管理以及过程自动化目标。

发明内容

描述了下述连接的企业系统、技术和设备，用于促进控制空间或过程自动化系统与企业的电气自动化系统空间的集成以根据过程控制空间操作和考虑来促进智能电气空间操作和智能电力管理。

公开的示例包括一种将过程自动化系统与电气自动化系统进行接口的设备，其中，过程自动化系统包括连接到第一网络的一个或更多个过程自动化系统装置，电气自动化系统包括连接到第二网络的智能电气装置(IED)。该设备包括：具有内部的外壳；网络交换机，该网络交换机布置在外壳的内部中并且与第一网络在操作上耦接；过程控制器，该过程控制器布置在外壳的内部中并且与网络交换机在操作上耦接；以及网络网关模块，该网络网关模块布置在外壳的内部中并且与第二网络和网络交换机在操作上耦接，该网络网关模块能够操作成将由IED在第二网络上发送的用于过程控制器的LED数据转变成第一网络的消息格式(EtherNet/IP)并且将经转变的第一数据提供到网络交换机。过程控制器被配置成执行附加(add-on)指令(AOI)以选择性地将无符号IED数据转换成有符号IED数据，并且根据用户定义的缩放因子对来自IED的原始IED数据进行缩放以提供由过程控制器在控制至少一个过程时使用的经缩放的数据。

另一个公开的示例包括一种用于将过程自动化系统与电气自动化系统进行接口的设备，其中，过程自动化系统包括连接到第一网络的一个或更多个过程自动化系统装置，电气自动化系统包括连接到第二网络的智能电气装置(IED)。该设备包括：具有内部的外壳；网络交换机，该网络交换机布置在外壳的内部中并且与第一网络在操作上耦接；过程控制器，该过程控制器布置在外壳的内部中并且与网络交换机在操作上耦接；以及网络网关模块，该网络网关模块布置在外壳的内部中并且与第二网络和网络交换机在操作上耦接，该网络网关模块能够操作成将由LED在第二网络上发送的用于过程控制器的LED数据转变成第一网络的消息格式(EtherNet/IP)并且将经转变的第一数据提供到网络交换机。过程控制器被配置成根据来自与IED对应的电子数据表单(EDS)文件的信息向处理器发送附加配置文件(add-on profile，AOP)程序以定义要通过网络通信协议以通信流在电气自动化系统的IED与过程控制器之间交换的数据。

又一个公开的示例包括一种用于将过程自动化系统与电气自动化系统进行接口的系统，其中，过程自动化系统包括连接到第一网络的一个或更多个过程自动化系统装置，电气自动化系统包括连接到第二网络的智能电气装置(IED)。该设备包括：具有内部的外壳；网络交换机，该网络交换机布置在外壳的内部中并且与第一网络在操作上耦接；过程控制器，该过程控制器布置在外壳的内部中并且与网络交换机在操作上耦接；网络网关模块，该网络网关模块布置在外壳的内部中并且与第二网络和网络交换机在操作上耦接，该网络网关模块能够操作成将由LED在第二网络上发送的用于过程控制器的LED数据转变成第一网络的消息格式(EtherNet/IP)并且将经转变的第一数据提供到网络交换机；与交换机进行通信的高精度定时装置。高精度定时装置被配置成用于通过与过程自动化系统的过程控制器在操作上耦接的第一网络分发时间信号，并且通过与电气自动化系统的IED在操作上耦接的第二网络分发时间信号。

附图说明

图1是包括具有过程控制器的过程自动化系统和具有多个智能电气装置(IED)的电气自动化系统以及高精度定时装置的连接的企业的示意图，其中高精度定时装置将与过程自动化系统和电气自动化系统相关联的第一网络和第二网络中的信号的定时相关连。

图2是另一示例连接的企业的示意图，其中高精度定时装置与第一交换装置连接且时间信号经由第一交换装置分发给第一网络，并且高精度定时装置经由第二交换装置连接到第二网络。

图3是另一示例连接的企业的示意图，其中高精度定时装置与第二交换装置耦接以向第二网络分发时间信号，并且高精度定时装置被耦接成通过第一交换装置向第一网络分发时间信号。

图4是另一示例连接的企业的示意图，其中高精度定时装置被实现在过程自动化系统的过程控制器中。

图5是示出用于IED的附加配置文件(AOP)接口的示意图。

图6是图示示例连接的企业中的示出显示屏幕的各种图形用户界面(GUI)呈现的示意图。

图7是示出由连接的企业中的过程控制器实现的附加指令(AOI)的示意图。

图8示出了连接的企业。

图9进一步图示了某些示例的能力。

图10示出了封装电力用例示例。

图11示出了具有外壳的接口设备的实施方式。

图12示出了包括具有一对冗余过程控制器、网络网关、网络交换机和电源的外壳的示例。

图13是包括接口设备的过程自动化系统的示例的示意图。

图14示出了具有外壳的接口设备的另一示例，该接口设备包括一对冗余过程控制器、网络网关、网络交换机和空气断路器或其他智能电气装置。

图15示出了在单个外壳中包括智能空气断路器与过程自动化装置之间的电气互连的设备的实施方式的后视图。

图16示出了Logix是主设备的实施方式。

图17示出了Logix是从设备的实施方式。

具体实施方式

首先参考图11，示出了接口设备1100。图11还示出了包括内部1111的外壳1110。外壳1110可以包括到内部1111的门(未示出)。内部1111可以包括例如可编程逻辑控制器(PLC)112a、112b或可编程自动化控制器(PAC)112a、112b。图11还示出了网络(N/W)网关(GW)1120、交换机104a、电源1130、附加指令(AOI)710a和710b、附加配置文件(AOP)510a和510b以及第一网络108a。交换机104a可以是例如以太网交换机。在一个示例中，接口设备可以是Allen-Bradley NEMA CENTERLINE 2100 MCC。在另一示例中，接口设备可以是Allen-Bradley IEC CENTERLINE 2500 MCC。

现在参考图1至图4，公开了下述系统100、方法和设备，该系统100、方法和设备用于将过程自动化系统或控制空间110中的过程控制器112和其他装置114、116、118与电气自动化系统120的一个或更多个智能电气装置(IED)122进行接口以促进过程控制决策和控制动作的实现，从而促使实现过程控制目标和能量管理目标。图1示出了包括具有过程控制器112的过程自动化系统110和具有多个智能电气装置(IED)122的电气自动化系统120的示例连接的企业系统100。

过程自动化系统110包括与第一网络108a在操作上耦接的一个或更多个控制装置，该一个或更多个控制装置包括过程控制器112、第一变频驱动器114a和第二变频驱动器114b、软启动器116以及电机控制中心(MCC)118。过程自动化系统装置112、114、116、118中的至少一些能够操作成控制一个或更多个过程(未示出)，并且该示例中的过程自动化系统装置112-118包括网络连接108a1、108a2、108a3和108a4，用于经由第一路由器或其他交换装置104a在其之间或与其他网络交换数据。该示例中的第一交换装置104a与计算机或其他处理器140在操作上连接以提供处理器140与过程自动化系统110的过程控制器112和其他装置114-118之间的通信能力。

电气自动化系统120包括经由网络连接108b1、108b2、108b3、108b4、108b5和108b6与第二网络108b和相关联的第二路由器或第二交换装置104b在操作上耦接的LED 122a、122b、122c、122d、122e和122f。在该示例中，两个IED 122e和122f包括在开关设备组124内。在操作中，IED 122向过程自动化系统110提供电力，并且某些IED 122a、122c和开关设备组124分别通过连接130a、130b和130c与VFD 114a、软启动器116和MCC 118在操作上关联。任何合适的网络配置、拓扑和协议可以用于网络108a和108b，包括但不限于以太网类型网络。此外，网络108可以各自地包括任何形式的连接或节点，例如有线网络节点、光纤网络节点和/或无线网络节点。

图1至图4中的连接的企业系统100还包括高精度定时装置102以使第一网络108a和第二网络108a中的信号的定时相关连。在一个示例中，定时装置102经由合适的通信互连106a和106b与交换装置104a和104b在操作上耦接。此外，在某些示例中，路由器或交换装置104经由通信连接150在通信上彼此耦接。在操作中，定时装置102经由路由器104a和104b通过第一网络108a向控制装置112、114、116、118中的至少一些分分发时间信号并且通过第二网络108b向LED 122中的至少一些分发时间信号。在某些示例中，定时装置102是GPS接收器。可以是定时装置102的其它实现方式，包括但不限于精确时间协议(PTP)主时钟服务器、网络时间协议(NTP)服务器、飞轮转换器技术装置或简单网络时间协议(SNTP)服务器。从定时装置102分发时间信号提供了时间同步，该时间同步与过程控制决策和动作结合促进由控制装置112、114、116、118中的至少一个进行的智能能量管理决策和动作。另外，在某些示例中，时间信号是从定时装置102通过第一网络和第二网络的标准以太网通信介质108分发的，其中，第一网络和第二网络可以各自地包括有线、无线、光纤和/或其他网络技术。

在图1的示例中，定时装置102通过相应的通信连接106a和106b连接到第一交换装置104a以及第二交换装置104b。图2示出了另一示例性配置，其中高精度定时装置102经由连接106a与第一交换装置104a连接，并且时间信号经由第一交换装置104a分发给第一网络108a，并且经由路由器连接150和第二交换装置104b分发给第二网络108b。在图3中，定时装置102经由连接106b与第二交换装置104b耦接，以经由交换装置104b将时间信号分发到第二网络108b，并且通过连接150和第一交换装置104a将时间信号分发到第一网络108a。图4示出了其中定时装置102在过程自动化系统110的过程控制器112中实现的另一示例。在此情况下，来自高精度定时装置102的时间信号从过程控制器112分发到交换装置104a,104b以及第一网络108a和第二网络108b的其他装置。

还参照图5至图7，除了时间同步之外，所公开的示例还包括：执行(例如，由图1至图4中的处理器140执行)附加配置文件(AOP)510(图5和图6)以将过程控制器112配置成定义在电气自动化系统120的IED 122与过程控制器112之间交换的数据；以及在过程控制器112中执行一个或更多个附加指令(AOI)710(图7)以选择性地将来自IED 122的无符号数据转换为有符号数据，并根据用户定义的缩放因子730对来自IED 122中的至少一个IED 122的数据进行缩放以提供由过程控制器112在控制至少一个过程时使用的经缩放的数据值。在这些示例中，过程控制器112与第一网络108a的操作互连——以获得电气控制空间信息以及网络108a和108b之间的时间同步——使得过程控制器112能够实现一个或更多个过程控制目标，并且至少部分地根据从电气自动化系统120的智能电气设备IED 122中的至少一个获得的过程控制信息和电气控制空间信息来实现一个或更多个能量管理目标。如下面结合图8至图10进一步详述的，这些能力促进常规企业配置不能实现的系统范围的智能能量管理和过程控制，在常规企业配置中，过程控制空间和电气控制空间有效且独立地操作。

图5示出了IED 122的示例性AOP接口510的进一步的细节。在一个示例中，处理器140根据由给定的IED 122的制造商提供的电子数据表(EDS)文件502来实现(例如，执行)EDS AOP 510。处理器140根据与给定的IED 122对应的电子数据表EDS文件502使用AOP 510来配置过程控制器122，以定义通过网络通信协议以通信流在电子自动化系统120的给定IED 122与过程控制器112之间交换的数据。在某些示例中，处理器140根据相应的EDS文件502执行各自对应于IED 122的多个EDS AOP 510。如此，过程控制器112被配置成与电气自动化系统120的一个或更多个IED 122通信。在一个示例中的网络通信协议包括IEC 61850 MMS、GOOSE、SV、DNP 3.0、IEC 60870-5、Modbus TCP、EtherNet/IP和DeviceNet。另外，通信流可以包括任何合适形式的消息或消息收发，在某些示例中包括类别1消息和/或类别3消息。

在一个示例中，图5中的处理器140实现EDS AOP 510，以便根据EDS文件502向过程控制器112发送用于定义与IED 122的接口的配置分组或多个分组。在512处，处理器140接收或分析EDS文件502并解析EDS文件502的参数，以便确定或识别过程控制器112关注的与IED 122相关联的参数。在514处，处理器140从第一参数识别IED供应商，并且在516处从EDS文件502读取控制器标签。在一个示例中，标签表示在操作中将在IED 122与过程控制器112之间交换的参数或值。在518处，处理器114将所识别的控制器标签写入过程控制器112。在操作中，处理器114可以执行控制监视程序，过程控制器112通过该控制监视程序根据写入的控制器标签中的一个或更多个标签来提供实时数据530，并且处理器140的用户可以经由由处理器140实现的图形用户界面(GUI)532来监视实时数据530。如此，EDS AOP接口510将过程控制器112配置成在实时操作中与IED 122交换标签(例如，参数、值等)以有利于由过程控制器112实现的过程控制目标以及与整个系统相关联的能效目标。在一个示例中由EDS AOP接口510写入过程控制器112的标签将过程控制器112配置成定义数据(例如，标签)将如何从IED 122呈现给过程控制器112，以及从IED 122期望哪些参数。

在操作中，过程控制器112基于由EDS AOP 510提供的配置参数来实现输入组件520以及输出组件522。输入组件是通过网络连接从IED 122到过程控制器112的数据流，并且输出组件是在实时操作期间从过程控制器112到IED 122的数据流。在一个示例中，输入组件数据流520和输出组件数据流522使用任何合适的网络技术和协议例如在一个示例中的Rockwell Ethernet/IP来实现。

此外，还参照图6，以及在某些示例中，处理器140执行EDS AOP 510以提供图形用户界面(GUI)532(图5)，该图形用户界面(GUI)包括用户屏幕600的形式的用于以下的呈现(rendering)：用于向给定的IED分配IP地址122；为类别1连接配置所请求的分组间隔RPI；并且/或者过滤来自给定IED 122的实时数据标签。图6示出了上述示例性连接的企业系统100中的显示屏幕形式的各种GUI呈现，包括图5中的处理器140的用户可用的图形用户界面532的截屏呈现602,604,608和612。用户界面提供允许用户在连接到网络108的包括IED 122的各种装置或实体中选择的可导航呈现602，对于所述IED 122，由EDS AOP 510根据相应的EDS文件来配置过程控制器112。在呈现602的列表中选择特定IED 122给用户提供了如图6所示的相应的呈现或屏幕604。用户可以给配置的IED 122分配任意期望的名称，并且屏幕604允许分配用于与IED 122通信的IP地址。呈现或屏幕608示出从用于所选择的IED 122的EDS文件502获得的参数。在实时操作期间，参数屏幕608允许用户经由通过网络108从IED 122发送到过程控制器112的类别3以及图6所示的指示列610中的配置单元和样式来监视活动值。图5的EDS AOP 510中的512处的EDS参数的解析填充参数屏幕行，包括标签或值名称、单位、样式和描述。其他列信息通过类别1消息收发被填充在参数屏幕608中。EDS AOP 510还呈现允许处理器140的用户配置通过网络108在IED 122和过程控制器112之间传输的分组的(请求的分组间隔)定时(RPI)的连接标签，用于类别1消息交换速率控制。这允许在实现过程和电气系统目标的数据延迟和用于数据交换的网络带宽资源之间的可配置折衷。

图6中的呈现608和612允许处理器140的用户过滤来自其环境内的IED 122的实时数据标签。EDS AOP 510过滤通过EDS文件502中描述的IED标签。在一个示例中，EDS AOP 510允许用户查看如截屏608和612所示的在512处解析的所有参数，包括能够使用下列列表614以通过绝对最小/最大测量、命令、电流测量、能量测量、其他测量、功率测量，状态或电压测量对IED参数进行分类。实际上，EDS AOP 510利用来自EDS文件502的参数配置过程控制器112，并且允许在外部计算机或处理器142中运行的过程监控软件通过如示例屏幕608和612中所示的图形用户界面访问IED参数中的一些或所有参数的实时值。在该示例中，用户可以查看每个单独参数的名称、值、单位、样式和描述。

还参照图7，示意图700示出了根据本公开内容的其他方面的附加指令(AOI)710。在某些示例中，过程控制器112执行AOI 710以选择性地将来自IED 122的无符号数据转换为有符号数据。在一个示例中，AOI 710的执行将有符号数据类型与计算系统环境内的工业控制器标签进行接口。AOI 710的执行还根据用户定义的缩放因子730对来自IED 122中的至少一个的数据进行缩放以提供由过程控制器112在控制至少一个过程时使用的经缩放的数据值。在某些示例中，AOI 710将来自IED 122中的至少一个的无符号整数形式的数据缩放为有符号实数值或浮点值。图7中的AOI 710由过程控制器112实现，并且根据EDS文件502和/或用户缩放因子730来配置。在一个示例中，AOI 710被实现为对由过程控制器实现或执行的梯形逻辑编程代码的附加指令112，以便处理跨网络或网络108从IED 122接收的输入组件管理数据。此外，在所示示例中，AOI 710实现将来自IED 122的无符号数据转换为有符号数据以供过程处理器112使用。AOI 710在712处解析来自IED 122的输入数据流，并且在714处确定IED数据中的任何数据是否是无符号的。在这方面，某些IED 122可以给EDS文件502中标识的一个或更多个参数提供无符号二进制数据。在一个示例中，IED 122可以提供无符号整数值以表示给定参数的范围，该范围可以包括正数和负数。在714处，AOI 710将这些标识为无符号数据。另一方面，过程控制器112可以被配置成操作无符号数据。因此，AOI将来自IED 122的任何无符号数据转换为有符号数据以供过程控制器112使用。如此，来自IED 122的潜在的大的无符号值将不会被过程控制器112误解为非常大的负数。如果数据中的任何数据是无符号的(在714处为是)，则在716处，AOI 710将数据类型转换为相邻的更大的大小。例如，在716处将无符号的8位数据字类型转换为16位有符号数据字。在另一示例中，无符号的16位数据字在716被类型转换为32位有符号数据字。在716处的放大有利于将有符号位附加到数据而不损失分辨率。

在一个示例中，AOI 710使用来自相应EDS文件502的信息来确定来自IED 122的输入流中的哪些值已知为无符号值。在712处追踪给定的输入流时，执行AOI 710以在714和716处选择性地对无符号数据值进行类型转换，以适应可提供无符号数据值的IED 122。在这方面，EDS文件502定义由相应IED 122提供的所有参数的数据格式化，包括给定参数是否被格式化为无符号数据值。

在718处，AOI 710根据在720处从用户缩放因子730解析的缩放输入来缩放原始数据。然后，在722处，AOI 710将缩放的控制器标签或数据参数写入过程控制器112。从IED 122接收作为整数的参数值。用户缩放因子730将输入的IED数据从整数转换为诸如工程单位的实数，并且被提供以通过经由处理器140的用户输入来配置AOI 710。在一个示例中，AOI 710接收用于电压缩放因子、电流缩放因子和由IED 122提供的所有其他参数的用户输入730。在执行AOI 710时，过程控制器112使用用户缩放因子730在718处(直接地或在716处对无符号数据进行类型转换之后)缩放原始IED输入数据。在722处，缩放的数据值或标签被写入过程控制器112。在一个示例中，过程控制器112实现一个或更多个过程控制功能以实现过程目标以及能量目标，并且在722处AOI 710向过程控制器112的预定存储位置提供缩放的控制器标签，以供在控制器112中实现的过程控制功能使用和利用。例如，过程控制功能或指令和AOI 710可以是在单个处理器上实现的软件模块过程控制器112，其中AOI 710传递按比例缩放的数据值作为过程控制指令利用的控制器标签。缩放因子730可以在对用于特定IED 122的过程控制器112的配置期间由处理器140的用户在评估图1中的GUI呈现608,612中所示的IED参数时输入。在某些示例中，IED AOP 510确定一个或更多个缩放因子730，并将这些缩放因子730存储在过程控制器112的存储器中，例如用于过程控制器112的操作中使用的控制器数据表，以实现一个或更多个更多的过程控制和/或能量管理目标。在一个示例中的控制器数据表允许控制程序根据缩放的数据值来操作，并且这些值可以由网络108上的其他设备访问以用于数据监视或其他用途。在一个示例中，如上所述，缩放值可以由处理器140实时监视并且经由图6中的GUI屏幕608和612呈现给用户。实践中，在过程控制器112中为网络上的每个配置的IED 122配置一个AOI 710。

图8示出另一示例连接的企业系统800。连接的企业800包括过程控制空间(例如，上面图1至图4中的过程自动化系统110)，通过电机驱动器、电机启动器和其他控制致动器、过载装置、控制逻辑装置和相关装置来控制一个或更多个过程。此外，图8中的连接的企业系统800包括具有用于控制功率分配和其他功能的开关设备和其他装置以及能量管理系统的电气控制空间(例如，图1至图4中的电气自动化系统120)。这些系统组件可操作地通信地通过一个或更多个网络例如以太网网络、上述第一网络108a和第二网络108b互连。连接的企业系统800包括通过使用一个或更多个通信协议和智能设备的集成架构彼此可操作地耦接的各种设备和控制中心。所公开的示例将企业及其控制空间扩展到企业的电气自动化系统空间，以根据过程控制空间操作和考虑通过网络108中的时间同步来有利于智能电气空间操作和智能电力管理，使用AOP 510来将过程控制器112配置成从过程控制器接收来自给定IED 122的数据和/或通过由过程控制器执行AOI 710以便处理来自IED 122的数据。过程自动化系统组件服务于制造过程设备并实现过程控制计算和动作以实现制造或生产目标(即过程控制目标)。电气自动化系统实现企业(例如，工厂或设施)的电力分配，以将企业系统和设备与电网电力或来自辅助源(例如风力，太阳能，燃料电池，地热等)的电力连接并且从过程角度控制上游的开关设备和配电装置。

连接的企业系统800提供封装的电力系统，其包括实现用于与用于智能电力管理和过程控制的电气空间系统接口的过程控制特征以及电力管理特征的智能控制空间控制器和部件。所公开的实施例提供了一种封装电力解决方案，其使得相邻的智能电气设备能够集成到连接的企业平台中。某些实施例包括用于电气和自动化系统的一体式通信和控制基础设施。在一个示例中，可以在未修改的以太网网络互连上使用EtherNet/IP和IEC 61850协议，以将电气控制空间和过程控制空间接口，例如，将变电站监视和控制附加到Logix控制体系结构系统，例如由洛克威尔自动化(Rockwell Automation)制造的Logix控制体系结构系统。另外，某些实施例在相同时钟上提供设施宽数据的同步，以提供高精度时间戳。这一特性又有利于智能能源管理决策和动作以及精确的过程控制能力。

所公开的实施例将过程控制空间和电气控制空间系统捆绑在一起以例如使用EtherNet/IP和61850网络或其他合适的网络技术和协议来增强连接的企业概念。该操作互连使得控制空间设备和过程能够参与对在电气空间中采取的动作的决策。例如，控制空间可以控制过程，以便防止一个或更多个受控过程在电气空间负载切断动作期间掉电，并且替代地通过过程控制选择性地参与负载减少选择和/或控制空间功率减小动作行动以有利于减载目标，同时还促进过程控制目标。因此，过程控制动作可以考虑能量管理目标来制定，反之亦然。过程空间中的控制设备可以以主动方式管理过程以驱动效率，成本节省和其他功率管理目标。

电气控制空间中的开关设备包括控制向工厂或设施的各个部分和部件提供电能的电力开关装置，例如断路器。例如，开关设备可能具有20个不同的断路器，用于供给20个不同的过程，或者供给20个不同的下游负载。能量管理目标包括负载分离和优化、以及鉴于效率考虑和成本考虑的智能源选择，并且过程空间控制器参与连接企业中的能量管理决策和动作。在某些实施方式中，智能过程控制装置执行这些任务以及过程控制任务。可以控制除了电力网源之外的其他能量源，除此之外还可以从各种动力源进行选择。过程空间控制器可访问来自能量控制空间中的智能装置和系统的能量管理信息，以提供将电气自动化系统绑定到过程自动化空间的集成方法。通过这种互连和编程，过程空间设备和系统可以在过程侧主动地执行包括过程控制适配或调整的动作，以便于负载分离或其他电力分配或能量管理目标。

能量管理实体与控制空间中的分布式控制系统(DCS)或过程侧设备联网在一起，并且开关设备通信地连接至DCS和能量管理部件二者。开关设备在能量管理系统或过程控制系统或者能量管理系统和过程控制系统二者的控制下执行电力切换、负载分离、电力分配和其他功能。在一个示例中，过程控制系统接收来自能量管理实体的指示需要负载分离的提示。过程空间控制系统确定是否可以采取或修改过程控制动作以减少负载，并且还可以确定过程空间中的哪些受控过程(如果有的话)可以被关闭以便适应负载分离请求。在其他实施方式中，过程控制系统接收来自电气空间中的智能装置的能量管理信息、以及与能量成本计划表有关的信息、来自电力公司的与期望负载分离有关的信息、与替代能源(例如风、太阳能、地热等)的可用性有关的信息，并且过程空间控制器可以主动地启动过程控制修改以减少一个或更多个受控过程中的电力消耗，并且/或者决定哪些受控过程可以被关闭以适应负载分离目标。因此，所公开的实施方式向过程控制器和系统提供能量管理相关信息，以促进连接企业中的智能能量管理。

图9进一步图示了示出某些实施方式的能力的视图900。在某些实施方式中可以有利地使用洛克威尔自动化Logix产品，从而提供显著的可扩展性和数据管理能力，以实现为连接企业提供能量管理优点的复合电气控制和过程控制特征。所公开的实施方式提供智能电机控制以及与电气控制空间系统和任何合适形式的单独或集成的智能电力管理系统实现合作网络的能力。此外，所描述的实施方式可以使用现有的控制空间设备来构造，所述现有的控制空间设备被修改成通过与电气控制空间的智能装置和其他系统(例如开关设备、配电控制设备等)以及单独或集成的电力管理系统进行有效互连来实现智能能量管理功能。增强的过程控制空间能力为企业内连接的企业管理提供敏捷性、以及与潜在不同协议的互连网络的技术集成和区分，以构建可能具有由多个合格供应商提供的部件的封装电力系统。

参照图9，示出了具有相关联的价值、益处和示例的封装电力系统和技术的各种增强能力。首先涉及将数据从电气空间提供到过程控制空间中以及将数据从过程控制空间提供到电气空间中。这增加了该接入系统的效率吞吐量。在一个示例中，这通过使来自电气装置的确定性类型数据同步来实现。来自电气控制空间的同步信息可以由过程控制空间控制器用于任何目的，例如监视或采取/修改过程控制动作等。过程控制器需要具有来自电气分布空间的过程控制信息以及数据，从而使得过程控制或自动化空间系统能够关闭过程循环或相应地做出反应。

图9中的第二示例涉及集成能量控制，以提供过程空间控制器从能量角度对管理做出反应的能力。在一些示例中，由于使来自第一示例的电气控制空间数据的可用性增大，该特征是有利的。使用该信息，过程空间控制器可以基于来自电气控制空间的信息，根据变化的能量或电力分布状况做出智能能量决策或做出反应。一个非限制性示例是关于负载分离或设施负载流。负载分离包括基于自动化空间中的需要或状况或事件来关闭配电空间的开关设备的各部分。如果有大量的能量、电力进入系统并且有地方出现问题，则下游可能会出现由于过度的电流汲取而启动断路器跳闸的问题。或者，如果存在某种故障状况，则处理空间系统可以在需要关闭整个工厂之前在分配空间的上游发起反应。封装的电力系统因此能够基于过程数据来提供智能反应，以促进过程以及能量管理目标。

关于负载分离和其他负载管理目标，所述系统基于所通知的以过程数据为基础的需求信息来使用开关设备实现动态负载分离。例如，如果公用设施正在请求负载分离，则过程空间系统可能潜在地减慢输送线或采取(例如在可接受的过程控制参数内的)其他过程控制动作以减少电流消耗，从而减少能量消耗。以此方式，所述系统可以在过程控制空间的减少能量操作或者关闭非关键过程控制空间负载之间智能地选择，以促进能量管理目标，同时仍然实现期望的过程空间目标。在这方面，许多能量管理目标和过程——例如选择性负载分离或负载减少——在必须采取动作以允许过程控制空间系统相应地采取动作之前具有足够的准备时间。此外，来自电气控制空间的信息的同步以及来自公用设施和其他能量管理系统部件的时间相关请求促进过程控制空间设备进行快速响应以实现这些目标。

在另一个示例中，消耗大量能量的设施(例如用于钢厂、炼油厂或采矿场所等)的工业设施管理者可以使用过程控制空间设备来主动地发起负载分离或能量消耗减少，以便在高峰需求窗口或能量价格较高的其他状况期间减少消耗。在某些实施方式中，过程控制空间设备从配电系统询问或以其他方式收集信息，其中所述设施将进行计量以在这些电气控制装置和过程控制装置(例如MCC单元、驱动器、火花输送系统等)之间主动地通信并且调整一个或更多个受控过程以实现“低能量”状态。作为所述受控过程的一部分，所述系统可以确定哪些过程可能不是关键的，并且可能针对峰值需求时间段的全部或一部分关闭这些过程。以此方式，所述系统可以主动地为终端用户节省能量以及成本。这种能力不同于基本上二态——即开启负载或关闭负载——的常规电气控制空间设备。此外，这种能力通过识别与受控过程相关联的负载来减轻或避免潜在的安全问题或最终产品报废，在受控过程中，如果过程被任意关闭则部分制造的物品将会报废，或者特定过程的安全问题可能由于任意关闭过程而受到损害。

所述系统还可以提供包括数据和/或图形表示的能量视图，以供设施管理者用于合并过程控制信息以及电气空间信息，这可以用能量管理信息来补充。因此，所述系统为设施管理提供了改进的用于管理整个工厂或多个工厂的工具。所述系统还提供了使得管理能够出于任何数量的包括但不限于能量管理目标的目的而在过程控制空间和/或电气控制空间中发起主动调整的接口。此外，过程控制空间系统可以由管理或其他用户利用用于实现能量管理目标和/或特定过程控制目标的基于角色的逻辑的规则集和其他算法来配置。因此，向用户呈现了从一个或更多个能源(例如公用设施、现场太阳能电力、地热能源、风力电力、现场可充电电池组等)通过配电架构到达各个过程控制装置和设备的真实规划范围的能量操作视图。以此方式，过程控制空间控制设备可以在某些示例中用作数据聚合器，以提供关于能量消耗以及过程控制状态、机器状态信息等的合并信息。在另一个非限制性示例中，可以基于这样的图形呈现，根据经验或根据算法来调整熔炉，以便以更有效的速率操作。

在图9的第三示例中，所述系统还促进了预测诊断。特别地，过程空间控制系统可以收集和分析关于电气控制空间中的智能装置的状态和其他信息。因此，虽然现有系统不提供集成的规划范围预测或诊断框架，但是封装的电力系统方法有助于使用来自过程控制空间以及来自电气控制空间的信息来进行预测性诊断和预防性诊断。以此方式，如果电气控制空间中的一个或更多个部件可以被识别为退化或可能会退化，则可以安排主动维护。特别地，智能装置可以通过接口向过程空间控制系统提供数据，所述系统可以利用该数据来预测随时间的磨损并且采取一项或更多项补救措施。

图9涉及在过程控制空间和电气控制空间这二者中的电弧闪光检测或其他潜在危险状况的检测。在一个示例中，对过程控制装置和/或电气控制空间装置中的电弧闪光状况的检测或预测可以通过网络用信号通知给过程控制空间控制设备。所述系统可以通过发信号通知上游过载继电器作出反应，以便在电弧闪光状况发生之前或在损坏变得显著之前防止或减轻电弧闪光状况。这在传统电气控制空间装置(例如，基于过大电流汲取的跳闸断路器)的纯反动作上表现出显著的改进。

包括网络接口的系统提供控制架构中的可以适应来自多个控制域或空间的信息的统一网络，并且提供使用于任一域中的智能决策和动作的信息同步。以此方式，使来自电气控制空间的数据与来自过程控制空间的数据相关，以及使来自过程控制空间的数据与来自电气控制空间的数据相关。为此，可以使用任何合适的同步协议，这包括IEEE同步协议、以及针对IEC 61850网络技术所采用的协议和同步模型。因此，所公开的过程控制空间控制设备有利地采用来自两个域的信息，并且评估两个域中的能量消耗以及装置健康/状态，并且除了实现过程控制目标之外，还实现能量管理目标以及诊断/系统维护目标。

图10示出了封装的电力用例示例的概观1000。本示例通过以稳定且可靠的方式操作的未修改以太网使用EtherNet/IP和IEC 61850协议，并且采用了结合这两种协议的系统参考架构。该接口还支持使用无符号数据类型的EMAX2EKIP COM EtherNet/IP模块，并且支持过程控制空间中的直接或间接无符号数据。一个实现方式通过将关于AOI拷贝EMAX2原始数据的形式的代码开发成Logix数据类型来集成那些使用AOP的装置，所述Logix数据类型包括：作为DINT(32位)的UINT(16位)、作为LINT(64位)的UDINT(32位)、基于EtherNet/IP设备的通用配置文件的集成，AOI将为由EMAX2提供的数据表中的各个参数分配标签名称。在某些实施方式中，电气控制空间设备提供用于呈现给过程控制空间中的洛克威尔自动化Logix控制器的数据格式，包括EMAX2 Ekip模块FW改变以将UINT转换为DINT，并且电气控制空间设备使得能够利用EDS AOP。此外，该系统使得将来能够开发定制的AOP配置文件，并且可以支持基于EtherNet/IP的SEL RTAC。

图10还演示了如何在未修改的以太网上通过单个介质采用IEC 61850和EtherNet/IP协议，从而为电力和过程自动化创建通用的系统参考架构。这通过将过程自动化系统的过程控制器配置为与电自动化系统(120)的一个或更多个IED(122)通信来实现。执行附加指令(AOI)和附加配置文件(AOP)的使用使得控制器能够有效地定义要在其自身与给定的IED或IED组之间交换的数据。

IED通过EtherNet/IP与过程控制器进行通信是通过联网的通信流来实现的，并且根据来自电子数据表(EDS)文件的相应信息来解释。然后可以在RSLogix 5000中相应地处理数据。

IED通过IEC 61850与过程控制器进行通信是通过使用网关模块(和相应的CID文件)来实现的，在该网关模块中联网的通信流配置有支持类别1或3消息收发的协议。通过执行AOP的使用，这提供了用于进一步向给定IED配置和分配IP地址的图形用户界面(GUI)。此外，这还允许为类别1连接配置所请求的分组间隔(RPI)，并且还允许实时数据标签的过滤。然后可以在RSLogix 5000中相应地处理数据。

另外，所公开的示例包括用于诸如Allen-Bradley NEMA CENTERLINE 2100 MCC之类的电机控制中心(MCC)单元的接口桶(bucket)设备，所述接口桶设备包括以太网交换机、诸如可编程逻辑控制器(PLC)或可编程自动化控制器(PAC)(或两个冗余PLC或PAC)之类的控制器、以及DC电源和IEC 61850到EtherNet/IP或其他网络网关模块。现在，市场趋势推动基础设施和自动设备的单个源供应商向终端客户提供“更完整的解决方案”。该桶将允许RA容易地与工业和商业电力系统内的多个不同的电力自动化装置通信。

接口桶有助于将电力自动化系统与过程自动化系统链接。该设备可以用于将分布式控制系统DCS与许多不同类型的包括但不限于断路器、仪表、继电器等的设备进行接口。在一个示例中，PLC或PAC是被配置为通过网络接口来与这些装置通信的洛克威尔控制逻辑可编程自动化控制器(PAC)。由于许多接口装置不使用本地通用工业协议(CIP)协议(例如EtherNet/IP、DeviceNet等)，所以NEMA MCC的桶设备在这些电力自动化装置与PAC之间进行接口。接口桶设备可以容纳在2100 NEMA MCC中，并且在一个示例中接口桶设备包括端口管理的以太网交换机、2个冗余PAC、DC电源和IEC 61850到EtherNet/IP网关模块。此外，在一个示例中，可以将桶从MCC柜(cabinet)中移除。在其他示例中，桶是固定的，并且不能容易地从MCC外壳移除。在可拆卸桶设备的情况下，桶可以安装在抽出部分上，或者具有其他抽出特征以便于在壳体结构内进行移除、更换和/或重新定位。在一个示例中，用于IEC 61850装置的网络布线或连接被连接至桶设备中的以太网交换机。从IED到PAC的数据由网关模块转换为标准EtherNet/IP消息。当数据从PAC转换到IEC 61850终端装置时，数据通过网关传递至终端装置。在一个示例中，桶设备可以托管多个不同的电力自动化接口，这包括但不限于IEC 61850、IEC 60870-5、Modbus TCP和/或DNP 3.0LAN/WAN等。桶设备提供电力和过程自动化这两个域之间的有益链接。该设备有助于电力自动化装置(IED、断路器、仪表等)与过程自动化系统(PAC)之间的清晰集成。通过提供该链接，数据现在不仅可以由控制器读取，而且还可用于这些装置的命令和控制，所有这些都在封装的NEMA MCC阵列外壳内。此外，接口设备提供用于分布式控制(例如监控控制)以及数据采集监控(SCADA)的数据接口。

另外，所公开的示例包括用于诸如Allen-Bradley NEMA CENTERLINE 2100 MCC之类的电机控制中心(MCC)单元的接口桶设备，所述接口桶设备包括以太网交换机、诸如可编程逻辑控制器(PLC)或可编程自动化控制器(PAC)(或两个冗余PLC或PAC)之类的控制器、以及DC电源和IEC 61850到EtherNet/IP或其他网络网关模块。现在，市场趋势推动基础设施和自动设备的单个源供应商向终端客户提供“更完整的解决方案”。该桶将允许RA容易地与工业和商业电力系统内的多个不同的电力自动化装置通信。

接口桶有助于将电力自动化系统与过程自动化系统链接。该设备可以用于将分布式控制系统DCS与许多不同类型的包括但不限于断路器、仪表、继电器等的设备进行接口。在一个示例中，PLC或PAC是被配置为通过网络接口来与这些装置通信的洛克威尔控制逻辑可编程自动化控制器(PAC)。由于许多接口装置不使用本地通用工业协议(CIP)协议(例如EtherNet/IP、DeviceNet等)，所以NEMA MCC的桶设备在这些电力自动化装置与PAC之间进行对接。接口桶设备可以容纳在2100 NEMA MCC中，并且在一个示例中接口桶设备包括端口管理的以太网交换机、2个冗余PAC、DC电源和IEC 61850到EtherNet/IP网关模块。此外，在一个示例中，可以将桶从MCC柜(cabinet)中移除。在其他示例中，桶是固定的，并且不能容易地从MCC外壳移除。在可拆卸桶设备的情况下，桶可以安装在抽出部分上，或者具有其他抽出特征以便于在壳体结构内进行移除、更换和/或重新定位。在一个示例中，用于IEC 61850装置的网络布线或连接被连接至桶设备中的以太网交换机。从IED到PAC的数据由网关模块转换为标准EtherNet/IP消息。当数据从PAC转换到IEC 61850终端装置时，数据通过网关传递至终端装置。在一个示例中，桶设备可以托管多个不同的电力自动化接口，这包括但不限于IEC 61850、IEC 60870-5、Modbus TCP和/或DNP 3.0LAN/WAN等。桶设备提供电力和过程自动化这两个域之间的有益链接。该设备有助于电力自动化装置(IED、断路器、仪表等)与过程自动化系统(PAC)之间的清晰集成。通过提供该链接，数据现在不仅可以由控制器读取，而且还可用于这些装置的命令和控制，所有这些都在封装的NEMA MCC阵列外壳内。此外，接口设备提供用于分布式控制(例如监控控制)以及数据采集监控(SCADA)的数据接口。

图12示出了外壳1110的示例。未示出所有的互连。然而，冗余PLC机架112a、112b可以经由光纤冗余链路进行通信。网络网关1120连接到第二网络108b，并且可以与以太网交换机104a进行通信。以太网交换机104a连接到第一网络108a。还示出了电源1120。

图13示出了包括第一网络108a、第二网络108b和光纤冗余链路1140的过程自动化系统1300。远程I/O PLC机架1310、电子过载继电器1320、继电器1330a和以太网交换机1340连接到第一网络108a。继电器1330b和IEC61850交换机1350连接到第二网络108b。IEC61850网关(双端口)1360连接到第一网络108a和第二网络108b。在一个示例中，第一网络108a是EtherNet/IP网络，并且第二网络108b是IEC61850网络。因此过程自动化系统1300示出了过程自动化空间与电气自动化空间之间的接口。另外，应当注意，可以是电气自动化设备和过程自动化设备的大量其他拓扑或配置并且所要求保护的设备对其有利。

现在，市场趋势已推动基础设施和自动化设备的单个源供应商向最终客户提供“更完整的解决方案”。在电机控制中心(MCC)和开关设备的单个源供应商例如一个或更多个断路器中已经看到了这一点。此外，客户希望能够与电气自动化系统接口以提供命令和控制以及监控控制和数据采集(SCADA)能源数据。公开了提供了这些紧耦合智能解决方案的紧耦合开关设备和MCC封装的供电设备1100，其包括：诸如智能空气断路器(ACB)的开关设备，例如包括电子继电器技术和空气断路器的ABB EMAX2；以及封装在外壳中的智能MCC诸如洛克威尔中心线2100。从联网的角度，智能封装件1100提供与智能空气断路器接口的能力，并向控制Logix控制器(CLX)或其他控制器提供用户接口。

CLX能够向空气断路器提供命令和控制。这个完整的紧耦合解决方案提供基于技术的附加属性的智能封装电力阵列(IPPL)1100，“智能设备A”+“智能设备B”＝提供增加的客户价值的新技术创新。公开的示例在图11至图13中示出，其中该设备提供了由一个或更多个“智能空气断路器”开关设备结合一个或更多个“智能电机控制中心”构成的智能封装电力阵列(IPPL)1100。在一个示例中，MCC和断路器被容纳在如所示的国家电气制造商协会(NEMA)外壳中诸如Rockwell Centerline 2100外壳，或者具有智能中心的Allen-Bradley NEMA CENTERLINE 2100 MCC。智能封装件包括产品内的嵌入式通信协议，其提供SCADA以及设备本身的命令和控制功能。在一个示例中，断路器是低压断路器，例如，额定为600V操作或更低的一个或更多个ACB。以前的低压空气断路器由硬连线继电器控制或者手动设置断路器本身和调试。

智能MCC可以被提供用于与多种类型的网络技术和协议——包括但不限于基于DeviceNet的MCC、未修改的以太网、EtherNet/IP、IEC 61850、DNP 3.0等——相关联地操作。DeviceNet已经大部分被使用EtherNet/IP作为优选的通信方法替换，并且已经开发了用于通过未修改的以太网进行通信的设备。这些设备包括驱动器、继电器、PLC以及其他。洛克威尔已经开发了智能中心联网的智能MCC。设备1100有利地允许基础设施和自动化设备二者的单个源供应以向终端客户提供“更完整的解决方案”，特别是关于开关设备和MCC的供应。此外，设备1100有利于将开关设备与分布式控制系统(DCS)或其他控制器接口的能力，使得电气自动化系统能够提供命令和控制以及SCADA能量数据。在一个示例中，设备1100被配置为主-连-主系统，其展示了CLX控制器与各种空气断路器(ACB)1422之间的技术和网络链接。在其他非限制性示例中，提供主配置。在另一示例中，提供主-主配置。断路器可以以任何合适的布置来配置。

通过提供紧耦合的完整的智能封装电力阵列解决方案——特别是在NEMA市场内，交钥匙工程(turnkey project)解决方案对于过程空间以及在电气自动化空间内是有利的。在一个示例中，MCC包括可编程逻辑控制器(PLC)或可编程自动化控制器(PAC)，其使用MCC与ACB的网络连接来读取并控制开关设备/MCC设备1100内的断路器，用于过程控制和电力控制。

图14示出了具有外壳1110的设备1100的另一实施方式，其包括一对冗余过程控制器112、网络网关1120、网络交换机104a和空气断路器1422或其他IED。

图15示出了设备1500的实施方式的后视图。母线1510可以通过由断路器1422(未示出)控制(例如，切换)的电力分配来向一个或更多个自动化装置提供电力。三相母线1510(垂直示出)可以用于(例如，从电源)向各个ACB 1422提供电力，并且ACB中的每一个将电源与其自身的负载(例如，负载可以是电机驱动器或其他自动化装置)连接或断开连接。使用母线1510消除了对外部布线互连来分配电力的需要。

此外，应当注意，所有部件或其任何组合可以被封装为桶(bucket)。然后，多个桶可以被包括在单个设备1100中。这提供了使得能够容易配置的精致模块化解决方案。例如，可以存在具有两个桶的设备1100，每个桶具有相关联的断路器；或者具有三个桶的设备1100，每个桶具有相关联的断路器，等等。

另外，虽然在图14中未示出，但内部1111可以包括电机控制中心(MCC)。MCC可以包括电机驱动器(例如VFD 114a)、电子过载继电器、软启动器和电力线监视器的任意组合。

在图15所示的实施方式中，存在多个外壳1110。还示出了ACB 1122。VFD 114a从ACB 1122中之一接收电力。

EMAX2集成——设备1100提供：EDS文件的替代方案即16位填充以避免通过EtherNet/IP与Logix控制器接口的无符号数据问题；以及IEC 61850功能和报告。设备1100通过本地EtherNet/IP或使用网络网关例如Prosoft网关将IEC 61850 MMS和GOOSE转换成EtherNet/IP来提供ACB EMAX2 IA集成和与SEL IA的集成。

通过CISCO设备的IEC61850网络集成和具有Stratix交换机：的IEC 61850：8300/8000规定满足环境规范，具有Stratix交换机5700的IEC 61850规定在环境规范的测试和验证中，时域IEEE 1588差异，未针对IEC 61850、IE 2000-U、交换机数据库管理的所有机制设计服务质量(QoS)；针对变电站自动化而创建，并且IEC 61850支持包括Goose在内的设备。Cisco IE 4000U/5000U：相当于Stratix 5400/5410，支持自动化和配电的混合配置。

设备1100提供设施管理，包括能量消耗/流量、设备/IED预测诊断、PQ测量、事件级别诊断、过程可用性(Uptime)、需求管理控制和LV/MV分配系统。设备1100提供操作管理：操作效率、经济能量优化、预测分析(云)、控制系统可用性和过程优化。

如上所述，CLX能够向空气断路器提供命令和控制。这个完整的紧耦合解决方案提供基于技术的附加属性的智能封装电力阵列(IPPL)1100，“智能设备A”+“智能设备B”＝提供增加的客户价值的新技术创新。公开的实施方式在图14至图17中示出，其中该设备提供了由一个或更多个“智能空气断路器”开关设备结合一个或更多个“智能电机控制中心”构成的智能封装电力阵列(IPPL)1100。在一个示例中，MCC和断路器被容纳在如所示的国家电气制造商协会(NEMA)外壳中诸如Rockwell Centerline 2100外壳，或者具有智能中心的Allen-Bradley NEMA CENTERLINE 2100 MCC。智能封装件包括产品内的嵌入式通信协议，其提供SCADA以及设备本身的命令和控制功能。在一个示例中，断路器是低压断路器，例如，额定为600V操作或更低的一个或更多个ACB。以前的低压空气断路器由硬连线继电器控制或者手动设置断路器本身和调试。

智能MCC可以被提供用于与多种类型的网络技术和协议相——包括但不限于基于MCC的DeviceNet、未修改的以太网、EtherNet/IP、IEC 61850、DNP 3.0等关联地操作。DeviceNet已经大部分被使用EtherNet/IP作为优选的通信方法替换，并且已经开发了用于通过未修改的以太网进行通信的设备。这些设备包括驱动器、继电器、PLC以及其他。洛克威尔开发了智能中心联网的智能MCC。设备1100有利地允许基础设施和自动化设备的单个源供应以向终端客户提供“更完整的解决方案”，特别是关于开关设备和MCC的供应。此外，设备1100有助于使开关设备与分布式控制系统(DCS)或其他控制器接口的能力，使得电气自动化系统能够提供命令和控制以及SCADA能量数据。

在一个示例中，设备1100被配置为主-连-主系统，其展示了CLX控制器与各种空气断路器(ACB)之间的技术和网络链接。在其他非限制性示例中，提供了主配置。在另一示例中，提供主-主配置。

图16示出了logix是主设备的实施方式。图17示出了logix是从设备的实施方式。例如，图17示出了控制logix 112的SCADA 1730。还示出了：继电器1610、过程侧部件1620、电机驱动器(例如，VFD 114a)、软启动器116和电力线监视器1640。在图16和图17中，第一网络108a用实线示出，第二网络108b用虚线示出。

通过提供紧耦合的完整的智能封装电力阵列解决方案，交钥匙工程解决方案对于过程空间以及在电气自动化空间内是有利的。在一个示例中，MCC包括可编程逻辑控制器(PLC)或可编程自动化控制器(PAC)，其使用MCC与ACB的网络连接来读取并控制开关设备/MCC设备1100内的断路器，用于过程和电力控制。在一些示例中，MCC和开关设备单元被称为IEC桶，并且可以具有经由母线1510的电力连接，从而消除对外部布线互连以分配电力的需要。

EMAX2集成——设备1100提供：EDS文件的替代方案即16位填充以避免通过EtherNet/IP与Logix控制器接口的无符号数据问题；以及IEC 61850功能和报告。设备1100通过本地EtherNet/IP或使用网络网关例如ProSoft网关将IEC 61850 MMS和GOOSE转换成EtherNet/IP来提供ACB EMAX2 IA集成和与SEL IA的集成。

通过CISCO设备的IEC61850网络集成和具有Stratix交换机：8300/8000的IEC 61850规定满足环境规范，具有Stratix交换机5700的IEC 61850规定在环境规范的测试和验证中，时域IEEE 1588差异，未针对IEC 61850、IE 2000-U、交换机数据库管理的所有机制设计服务质量(QoS)；针对变电站自动化而创建，并且IEC 61850支持包括Goose在内的设备。Cisco IE 4000U/5000U：相当于Stratix 5400/5410支持自动化和配电的混合配置。

设备1100提供设施管理，包括能量消耗/流量、设备/IED预测诊断、PQ测量、事件级别诊断、过程可用性(Uptime)、需求管理控制和LV/MV分配系统。设备1100提供操作管理：操作效率、经济能量优化、预测分析(云)、控制系统可用性和过程优化。因此，该设备提供了对于连接过程自动化空间和电气自动化空间的问题的简单解决方案。例如，上述AOP 510和AOI 710允许改进的接口。在另一示例中，在单个外壳1110中提供上述部件简化了在过程自动化空间和电自动化空间之间创建接口。此外，如上所述，例如，关于图15，利用所描述的模块化解决方案提供了更大的简化和控制。

在前面的说明书中，已经参考附图描述了各种实施方式。然而，明显地是可以对其进行各种修改和改变，并且在不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的更宽范围的情况下可以实现另外的实施方式。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。

以上所描述的内容包括本主题发明的示例。当然为了描述所要求保护的主题内容的目的，不可能描述部件或方法的每个可想到的组合，但本领域技术人员可以认识到本主题发明的许多其他组合和排列是可能的。因此，所要求保护的主题内容旨在涵盖落入所附权利要求的精神和范围内的所有这样的更改、修改和变化。特别地并且对于由上述部件、设备、电路和系统等执行的功能，除非另有说明，否则用于描述这样的部件的术语(包括所提及的“装置”)旨在与执行所描述的部件的指定功能(如功能等同物)的任何部件相对应，尽管其在结构上与所公开的结构不等同，但执行本文所示的所要求保护的主题内容的例证方面中的功能。在这一点上，还将认识到所本发明包括系统以及用于执行所要求保护的主题内容的各种方法的动作和/或事件的计算机可执行指令的计算机可读介质。另外，尽管可能已经针对若干实现中的仅一个实现公开了主题发明的特定特征，这样的特征可以与可能期望的其他实现中的一个或更多个其他特征进行组合，这对于任何给定或特定应用来说可能是期望和有利。此外，就在详细描述或权利要求中使用术语“包括”和“包含”及其变型来说，这些术语以与术语“含有”相类似的方式旨在是包含性的。

本文的详细描述的一些部分根据由常规计算机组件(包括中央处理单元(CPU)、用于CPU的存储器存储装置以及所连接的显示装置执行的数据位操作的算法和符号表示来呈现。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用来将他们的工作的实质最有效地传达给本领域其他技术人员的手段。算法通常被认为是导致期望结果的步骤的自相一致的序列。这些步骤是需要物理量的物理操纵的那些步骤。通常，尽管不是必须的，这些量采取能够被存储、传送、组合、比较和以其他方式操纵的电或磁信号的形式。有时，主要出于公共使用的原因，将这些信号称为比特、值、元素、符号、字符、项、数字等已经被证明是方便的。

然而，应当理解，所有这些和类似的术语将与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便的标记。除非另有具体说明，否则根据本文所讨论的是明显的，应当理解，贯穿利用诸如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”或“显示”等术语的说明和讨论是指计算机系统或类似的电子计算设备的动作和过程，其将计算机系统的寄存器和存储器内表示为物理(电子)量的数据操纵和变换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或者其他这样的信息存储、传输或显示设备内的物理量的其他数据。

示例性实施方式还涉及用于执行本文所讨论的操作的装置。该装置可以是为了所需目的而特别构造的，或者其可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。这样的计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，例如但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡或适合于存储电子指令的任何类型的介质，并且每一个都耦合到计算机系统总线。

本文呈现的算法和显示并不固有地与任何特定计算机或其他装置相关。各种通用系统可以与根据本文的教导的程序一起使用，或者可以证明构造更专用的装置以执行本文所描述的方法是方便的。根据上面的描述用于各种这些系统的结构是明显的。另外，不参考任何特定的编程语言来描述示例性实施方式。应当理解，各种编程语言可以用于实现如本文所描述的示例性实施方式的教导。

计算机或机器可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的非暂时形式存储或传输信息的任何机制。例如，机器可读介质包括只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光存储介质；和闪存设备，这里仅举几个例子。在整个说明书中所例示的方法可以在计算机上执行的计算机程序产品中实现。计算机程序产品可以包括其上记录有控制程序的非暂时性计算机可读记录介质，诸如盘、硬盘驱动器等。非暂时性计算机可读介质的常见形式包括：例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、或任何其他磁性存储介质、CD-ROM、DVD、或任何其他光学介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、或其他存储器芯片或盒，或计算机可以从其读取和使用的任何其他有形介质。

应当理解，上述公开的变型和其他特征和功能或其替代可以与许多其他不同的系统或应用组合。本领域技术人员随后可以进行各种当前未预见的或未预期的变更、修改、变化或改进，这些变更、修改、变化或改进也旨在被所附权利要求所涵盖。在前面的说明书中，已经参考附图描述了各种实施方式。然而，明显的是，可以对其进行各种修改和改变，并且可以在不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的更宽范围的情况下实现另外的实施方式。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。