专利名称：自动生成ssd文件的方法
技术领域：
本发明涉及工业操作自动化领域，更具体地，涉及一种由(用于控制或电力的) 电气设施(electrical installation)的线图(diagram)自动生成系统规范描述(system specification description, SSD)文件的方法，该线图包括表示所述设施的电气元件的传 统符号和表示每个电气元件的特定电气特性的属性。本发明还涉及一种包括用于执行本发明方法的装置的设备，和一种存储在存储器 中并且包括实现本发明方法的逻辑模块的计算机程序。
背景技术：
国际电工委员会(IEC)标准第61850号的目的是标准化网络和通信系统，以使不 同制造商制造的智能电子设备(IED)能够共享控制和保护功能。另外，IEC标准61850借 助于逻辑节点的概念提供用于对设备的功能建模的资源，逻辑节点表示具有正式定义的输 入和/或输出的最小子功能，并且能够处理来自其他逻辑节点的数据。为此目的，以由预定 义的数据库的对象组成的类的方式对逻辑节点进行建模。逻辑节点之间的交换借助于一组 标准协议来传送。因此，设施的描述可借助于标准语法来实现，并能以与表示电气设施的单线图或 功能图的纸件或计算机文件相对应的系统规范描述(SSD)的形式呈现。现有技术中，存在一个问题，其是由通过定义所涉及的设备的设计功能和拓扑来 人工创建SSD文件的事实引起的。这导致用于多项电气设备(如子站)的工程控制系统的 成本和设计并测试电气设施所需的时间增加。本发明的一个目标是以设施的图形表示(典型地为单线图)出发来自动创建和验 证SSD文件，以限制电气设施的配置和测试所需的成本和时间。本发明的另一个目标是以SCL格式提供多项电气设备的系统表示，以便于工厂测 试和在设施现场的测试，还有就是推出一个整体资源管理系统，并根据通用信息模型(CIM) 数据库使其丰富(populate)。
发明内容
本发明介绍了一种由电气设施的线图自动生成系统规范描述(SSD)文件的方法， 该线图包括表示所述设施的电气元件的传统符号和表示每个电气元件的特定电气特性的属性。根据本发明，该方法包括如下步骤从所述电气线图的图像中识别传统符号；将所识别的类型信号与已知实体关联起来；从所述图像中识别功能块、表示每个传统符号的图形实例、与每个传统符号相关 联的属性以及每个传统符号的电气连接的拓扑；将标准标签与每个所识别的传统符号关联起来；
生成包含每个所识别的符号和相应的标准标签的对应表；以及将所述对应表和所识别的传统符号的电气拓扑存储在SSD类型文件中。在本发明的一个特定的实施方式中，所述标准标签表示在IEC标准61850中预先 规定的逻辑节点和/或逻辑节点的属性，和/或将传统符号连接到一个或多个其他传统符 号的电气连接信息项。
在本发明方法的优选版本中，通过使用形状识别方法来识别每个传统符号和相应 电气连接的拓扑。在将本发明方法应用于实践的另一种方式中，该方法还包括从单线图或从计算机 辅助设计(CAD)文件中获得电气设施的图像的步骤。根据本发明的另一个特征，该方法还包括为将至少一个测试表(test sheet)与每 个逻辑节点关联起来的步骤。
通过以下描述，本发明的其他特征和优点将显得更清楚，以下的描述通过非限制 性示例的方式、参考附图给出，其中图1示意性示出了电气设施的单线图的一个实例，通过本发明的方法由该单线图 生成SSD文件；图2是图1中图像的子组件的示意性示图；图3是示出本发明的方法中的基本步骤的通用示意性流程图；以及图4是通过本发明的方法获得的传统符号与标准标签之间的对应表。
具体实施例方式图1是电气设施的线图，其包括所述设施的电气部件(诸如，接地开关2、线路隔离 器4、断路器6、变压器8)的一组符号。将参考图2的线图和图3的流程图来描述本发明方法中的基本步骤。图2是从图 1的部分获得的详细示图，其中，表示每个传统符号的图形实例和与每个传统符号相关联的 属性一起被识别。^m ο -.mm^ (式样)的识另ι丨在这个步骤中，使用例如包括图像感测设备、摄影设备或图像分析模块的设备，通 过形状识别方法，从由图2构成的图像中识别出符号及其属性。这些传统符号以它们的不同方向(垂直或水平)、可选地以它们的不同颜色来识 另|J。一般地说，也可以识别其他符号，尤其是表示保护元件的“I >”传统符号。通过对感测到的图像与包括在预定义库中的符号进行比较来识别符号。已知所使 用的符号识别方法包含通过提取所捕获的符号的轮廓线建立一组图形(即，一列相邻线)。 如果在所述库中不存在感测到的符号，则操作人员将该符号的类型人工指示给图像分析模 块。使创建的信息以在下一个步骤中将采用的列表形式用于图像分析模块。步骤12 传统符号和已知实体的关联图2分别示出了表示接地开关2、线路隔离器4、断路器6和变压器8的符号。在现有语言中，这些符号的名称与IEC标准61850上下文中的逻辑节点术语相关联。它们也 可与逻辑控制或测量节点相关联。对于图2的图像中的各种符号，由图4中的表格示出了 该步骤的结果，其中接地开关2和线路隔离器4与表示基本逻辑节点的术语XSWI相关联， 断路器6与术语XCBR相关联，变压器8与术语YPTR相关联。图4中，基本逻辑节点(LN)与图表中直接示出的功能元件相对应，相关联的LN对 应于与该元件密切相关的功能。应当注意，如果标准表示已经预先存储在库中，则自动获得每个符号与其标准表 示的关联。否则，由操作人员人工识别该符号。制聚14 瞧辦白働丨丨禾口制门港翻謝白侧丨丨
图2所示的图像包括8个线路隔离器4的实例、8个接地开关2的实例、3个断路 器6的实例和仅有1个变压器8的实例。借助于在IEC标准61850-7-4中定义的逻辑节点的属性描述，变压器8的以下属 性描述如下EE 名称IBT#1HiVRtg 400LoVRtg: 132PwrRTg 200对于其他实例的属性，同样成立。本步骤还能够检测实例的地理坐标(X，y坐标)，从而可以使用文献IEC 61850-6 的解释性附录C或使用一些相似的语法来完成SSD文件。在这个步骤中，例如，从顶部到底部、从右到左遍历图像，以识别每个图形式样，图 形式样与一个或多个文本元素(text element)相关联。通过传统的图像识别方法检测文 本元素。通过考虑文本元素与图形元素之间的最短距离来获取文本元素与图形模型之间的 关联。文本元素与IEC 61850数据结构之间的关联依赖于每个结构。例如，字段PwRTg与 前面的指示VA或KVA相关联。这样创建的信息以XML格式的形式用于下一个步骤中。步骤16 电气拓扑的识别通过形状识别方法、基于以下已编程在图像分析设备中的原理识别图2示出的设 施的电气拓扑·连接传统符号与另一传统符号的线表示电气连接；·使一组符号相互连接的一组母线由一条或多条线组成；以及·包括术语KV(千伏)的文本定义了与电气连接在一起的一组部件相关联的电压 电平。因此，在图2中，本方法能够检测到断路器4-1452连接到线路隔离器4-I489A和 4-I489B。电气拓扑以下列方式映射到IEC 61850数据模型中。·对于断路器4-1452和线路隔离器4-I489A和4-I489B中的每一个，连接数目是 两个；以及·通过断路器4-1452创建两个连接节点，其中一个与隔离开关 (disconnector)4-I489A的连接节点是公共的，另一个与隔离开关4-I489B的连接节点是公共的。一般地说，连接节点可以·与另一符号的连接共享，如图2中断路器4-1452的示例；或·与设施的内部隔离，并且不链接到设施的内部(这通过图2中的两个箭头9示 出，其示出了至另一个电气设施的线或电缆的连接)；或·连接到与一组连接节点连接的一组母线，但是不包括图1中示出那些符号中的 任何一个，其中，这组母线对应于400KV的电压电平。块的识别块的识别在设施的IEC 61850定义中是重要的步骤。在IEC61850中的块的解释 在一个用户与另一个用户之间是不同的，这取决于他们的工作方式。本发明的方法使自动 识别由不同功能部件组成的块和符号之间的连接成为可能。如果需要，用户可以修改推荐 的分组。 该自动识别的原理在于·将把各组母线连接在一起的所有符号一同分组在公共块中，其中，实际上，在设 施中存在多条母线。例如，如图2所示，所有符号可以具有至单一连接节点的连接。如果其 中一个符号是“变压器”类型，那么将该组符号分成两组，以变压器为界每侧一组，其中每组 包含一个块并且变压器属于这些组之一；以及·将把单一母线线路和单一连接节点连接在一起的所有符号一同分组在单一块 中，尤其是(但不仅仅是)在设施只具有一条母线线路时。步骤18 =SSD文件的创建由步骤12和14的所有结果、以及任选的步骤16的结果创建SSD类型的XML文件。该文件包括·由标准定义的“子站”的描述；以及·包括符号的表示和他们的位置的任选的扩展。在步骤18中，如此创建的SSD类型XML文件被存储，尤其用于配置控制系统，并检 验电气设施的布线与用于所述设施的电气或功能线图的一致性。本发明的方法可有效地用于控制系统的恢复，在控制系统中，描述“单线，，图的数 据文件是不可用的，或是具有已经不再使用的格式。
权利要求
一种由电气设施的线图自动生成系统规范描述(SSD)文件的方法，所述线图包括表示所述设施的电气元件的传统符号和表示每个电气元件的特定电气特性的属性，所述方法的特征在于以下步骤从所述电气线图的图像中识别(10)所述传统符号；将所识别的类型信号与已知实体关联起来(12)；从所述图像中识别(14，16)功能块、表示每个传统符号的图形实例、与每个传统符号相关联的属性以及每个传统符号的电气连接的拓扑；将标准标签与每个所识别的传统符号关联起来；生成包含每个所识别的符号和相应的标准标签的对应表；以及将所述对应表和所识别的传统符号的电气拓扑存储(18)在SSD类型文件中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标准标签表示在IEC标准61850中预先规定 的逻辑节点和/或逻辑节点的属性，和/或将传统符号连接到一个或多个其他传统符号的 电气连接信息项。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使用形状识别方法来识别每个传统符号和 相应电气连接的拓扑。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括将至少一个测试表与每个逻辑节点关联起来的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括从单线图或从CAD文件中获得所述电气设施的 图像的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，从预定义的符号库中识别所述传统符号。
7.根据权利要求6所述的方法，包括对未在所述预定义的符号库中识别出的传统符号 进行确认。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述测试在于检验所述电气设施的布线与所述 设施的电气或功能线图的一致性。
9.一种用于由电气设施的线图自动生成系统规范描述(SSD)文件的设备，所述线图包 括表示所述设施的电气元件的传统符号和表示每个电气元件的特定电气特性的属性，所述 设备的特征在于，包括用于从所述电气线图的图像中识别所述传统符号的装置； 用于将所识别的类型信号与已知实体关联起来的装置；用于从所述图像中识别功能块、表示每个传统符号的图形实例、与每个传统符号相关 联的属性以及每个传统符号的电气连接的拓扑的装置；用于将标准标签与每个所识别的传统符号关联起来的装置；用于生成包含每个所识别的符号和相应的标准标签的对应表的装置；以及用于将所述对应表和所识别的传统符号的电气拓扑存储在SSD类型文件中的装置。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，包括形状识别模块，用于识别每个传统 符号和与每个传统符号相对应的电气连接的拓扑。
11.一种存储在存储器中并且适于由电气设施的线图自动生成系统规范描述(SSD)文 件的计算机程序，所述线图包括表示所述设施的电气元件的传统符号和表示每个电气元件 的特定电气特性的属性，该设备的特征在于，包括用于从所述电气线图的图像中识别所述传统符号的模块； 用于将所识别的类型信号与已知实体关联起来的模块；用于从所述图像中识别功能块、表示每个传统符号的图形实例、与每个传统符号相关联的属性以及每个传统符号的电气连接的拓扑的模块；用于将标准标签与每个所识别的传统符号关联起来的模块；用于生成包含每个所识别的符号和相应的标准标签的对应表的模块；以及用于将所述对应表和所识别的传统符号的电气拓扑存储在SSD类型文件中的模块。
全文摘要
本发明涉及一种由电气设施的线图自动生成系统规范描述(SSD)文件的方法，所述线图包括表示所述设施的电气元件的传统符号和表示每个电气元件的特定电气特性的属性。本方法包括下列步骤从所述电气线图的图像中识别传统符号；将所识别的类型符号与已知实体关联起来；从所述图像中识别功能块、表示每个传统符号的图形实例、与每个传统符号相关联的属性以及每个传统符号的电气连接的拓扑；将标准标签与每个所识别的传统符号关联起来；生成包含每个所识别的符号和相应的标准标签的对应表；以及将所述对应表和所识别的传统符号的电气拓扑存储在SSD类型文件中。
文档编号G06K9/00GK101821750SQ200880111136
公开日2010年9月1日 申请日期2008年10月22日 优先权日2007年10月23日
发明者卢卡·奥桑洛 申请人:阿海珐输配电保护与控制公司