方法、基于计算机的系统和虚拟资产寄存器的制作方法

专利名称：方法、基于计算机的系统和虚拟资产寄存器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制、监控和/或维持配电系统中的设备的方法和基于计算机的系统。具体而言，其涉及数据库一致性方法和基于计算机的系统，所述方法和系统使得能够实现对包含与操作电力网络有关的信息和数据的多个数据库之间的数据的一致检索、同步和存储。
背景技术：
用于工业和住宅电力用户的配电网络系统一般包括多个和各种类型的位于大的地理区域之上的配电设备。对地理分布的资产进行操作的大多数设施，如电力网络，需要一套IT支持系统来管理资产的操作和维护。现在，在这些系统之间没有信息一体化的通用方法，这样，当涉及多于一个系统时就难以进行信息检索。例如，一个电力变压器设备必须在若干系统中公知。消费者信息系统要知道哪些消费者连接到该变压器。网络信息系统(NIS或GIS)具有关于该变压器的地理位置的信息。ERP系统(企业资源计划)具有该变压器的维护历史，而SCADA系统(监督控制和数据获取)知道该变压器的实际性能测量、温度、电压等。
GIS(地理信息系统)系统优选地与其他系统(如具有ERP系统的实时SCADA系统)的成功一体化将使得该ERP系统可得到电力网络信息。标题为“Expert designer system virtual plug-in interface”的US 6,564,201 B1说明了用于与一个或多个数据库系统类型一起操作的专家设计者系统的虚拟插入接口(plug-in interface)。这些系统包括地理信息系统(GIS)和工作管理系统(WMS)。说明了虚拟GIS插入接口与GIS交互使得专家设计者系统核心独立于该类型的GIS数据库系统而发挥作用。该文档公开了使用面向对象的编程架构来为GIS和/或WMS系统制作虚拟接口，其与特定的数据库类型或制造商无关，并简化了设计GIS数据库的任务。
ERP和GIS数据库系统的一体化将促进来自ERP系统的工作命令的自动创建，用于基于状况的维护，该基于状况的维护依赖于来自例如SCADA系统的更多自动或手动控制的输出。例如，可以基于给定断路器的累积短路限制来安排维护。另一实例是自动生成工作命令，以便检查与低频配电或馈电线一起使用的保护设备。还可以关于其他维护活动、切换状态、可用电力生产资源、传输能力和预计消耗等来验证未来所安排的维护活动是可允许的。
要应对的一种复杂情况是电力网资产的改变需要反映在IT系统中。此外，若干类型的电力设备需要在多于一个IT系统中建立模型。例如，在上述实例中，一个电力变压器设备必须在若干系统中公知。例如，消费者信息系统(CIS)知道哪些消费者连接到该变压器，NIS系统具有关于该变压器的地理位置的信息，ERP系统具有该变压器的维护历史，而SCADA系统具有在该变压器处进行的实时和存储的测量。
在电力业和网络管理业内，随着基于XML的格式的使用，已经开发了用于文档交换和转换的通用方法，即CIM(公共信息模型)。与电力业中使用用于数据交换的CIM/XML(公共信息模型/可扩展标记语言)的当前实践和方法有关的更多信息可从北美电力可靠性委员会(NERC)、联邦能源管制委员会(FERC)获得。CIM/XML标准极大地促进了网络一部分的一个供应商或用于该网络的设备所产生的文档的交换和自动转换，使得第二个供应商可接收、处理和重复使用来自原始文档的技术数据，而不用手工干预、编辑或重新输入。
但是为了实现所述的独立IT系统所期望的这种一体化，还要克服一系列困难挑战。公用电网网络所有者和运营者面临的一个需求是从一个网络设施中的现有资产中提取更多值，以得到更高输出而不会导致维护工作增加、崩溃或设备损失。另一需求是能够使IT系统一体化，使得对网络感兴趣的所有用户能够访问信息。过去，用手动链接或连接在不同IT系统间交换数据、并为一致性而协调数据。但是，这是手工进行的或基于批的，而不能基于实时地在实际中实现。使独立IT系统一体化的任务是复杂的。特别是，存在这样的技术难题，即在不同数据库间共享数据，同时在多个IT系统间获得和维护数据的一致性。此外，电力网络操作的实时性，要求数据检索和/或通信可在网络设施中高速工作且以自动和有效的方式工作。

发明内容
本发明旨在解决上述问题中的一个或多个。
根据本发明的一方面，通过初始限定的方法来实现该目的。
根据本发明的另一方面，通过一种软件架构来实现该目的，该软件架构包括基于结构化文本标准的一致性和映射层。
根据本发明的另一方面，通过基于计算机的系统所拥有的电力网络的寄存器(register)来实现该目的。
根据本发明的另一方面，通过基于计算机的系统来实现该目的。
本发明的主要优点在于，一体化如此执行，使得跨不同系统的数据保持一致。此外，本发明还提供一种支持资产管理应用的新的、更好的平台。
本发明实现的系统一体化为电力网络系统的用户提供了界面和访问的优点，如利用标准的面向对象的导航、选择、输入和显示方法的用户所使用和操作的一系列用户界面导航显示。所述显示给出对来自所有一体化的IT系统的所有有关信息的及时访问。所述一体化的系统包括上下文相关的数据和数据表示，并提供简单和统一的方式，以便在相同处理装备、设备、装置或其他网络资产的不同的功能视图、技术视图或上下文视图之间导航。此外本发明通过使用虚拟资产寄存器(Virtual Asset Register，VAR)，通过利用单个数据条目、应用之间的自动同步、数据交换以及对CIM/XML模型的映射和对CIM/XML的导入&导出，有利地提供一个一致的资产表示。一体化的系统不需要任何其他特殊措施，并且例如，可使用可在一个或多个普通CIM模型上工作的应用。首要的一致性检查可在后台进行，因此对用户是不可见或透明的。
本发明提供的一体化的系统的优点在于，可提供用于以下的装置-减少网络的数据维护成本，-优化设备的服务寿命，-提高资产数据的质量，以及-改进决策支持。
由于本发明大部分用软件实现，且可通过新的软件架构来实现，因此将本发明结合于新装置和现有装置所需要的时间和资金成本相对低，且因此也非常有利。
根据本发明的另一方面，所述目的通过可直接加载到计算机或处理器的内存中的(一个或多个)计算机程序来实现，所述计算机程序包括当所述程序在计算机或处理器上运行时执行根据本发明的方法的步骤的软件代码部分。该计算机程序可在计算机可读介质上提供，或可通过网络、高速专用网如局域网或包括因特网的广域网来提供。
根据本发明的又一方面，所述目的通过具有记录在其上的至少一个程序的计算机可读介质来实现，其中当所述程序在计算机或处理器上运行时，该程序使计算机或处理器执行根据本发明的方法的步骤。


现在，通过具体参考本说明书中的附图，将仅以示例的方式来说明本发明的实施例，其中图1所示为根据本发明一实施例的通过CIM/XML层和HMI层来一体化的不同IT系统和数据库的示意框图；图2所示为根据本发明另一实施例的一体化的不同IT系统和数据库的示意框图，其中，CIM/XML层包括虚拟资产寄存器和数据交换中间件(middleware)，并支持资产优化应用；图3所示为根据本发明实施例用于电力网络中数据交换和其他应用的功能、用途和实施的表或矩阵；图4所示为电力网络中的通过数据交换和其他应用如CMMS(计算机化的维护管理系统)来提供的可预测并基于状况的维护的示意框图；图5、6、7所示为根据本发明另一实施例、与电力网络中的数据交换和其他应用有关、使用HMI来对接维护或CMMS应用以及SCADA系统来处理告警和故障的方法中的各阶段；图8、9所示为根据本发明另一实施例、与电力网络中数据交换和其他应用有关、使用HMI将SCADA系统以及维护或CMMS应用中的对象对接到用于相同对象的GIS系统数据来处理告警和故障的方法中的各阶段；图10、11所示为根据本发明另一实施例、使用HMI来对接SCADA、维护或CMMS、GIS中的对象来进行告警处理的步骤表示，在GIS中来自维护或技术信息数据库的有关一个对象即断路器(breaker)的信息被同时访问；图12所示为根据本发明一个实施例、通过CIM/XML层、使用XLST变换将全局对象一致地映射为局部对象来一体化的不同的本地IT系统和数据库的示意框图；图13所示为根据本发明一个实施例、通过CIM/XML层、使用适配器映射XML、属性变化和对象来一体化的不同的IT系统和数据库的示意框图；图14、15、16示出了通过CIM/XML层一体化的不同的本地IT系统和数据库SCAD、ERP和GIS之间的数据一致性、以及关于映射和属性冲突的示意图；图17所示为将关于添加到网络的新对象的来自GIS系统的数据包括在内的示意图；图18示意性地示出了根据本发明一个实施例该新对象如何也在SCADA和ERP系统中得到识别；以及图19所示为根据本发明一个实施例的方法的流程图。
具体实施例方式
图1示意性地示出了各自运行于电力网络的一部分中的三个独立系统。其示出了SCADA(监督控制和数据获取)系统2a，带有数据库2b；GIS(地理信息系统)系统3a，带有数据库2b，以及CMMS(计算机化的维护管理系统)4a和数据库4b。示出了象征性地隔开每一系统的墙7。示出了第一层1，其桥接以其他方式独立的IT系统。层1是用于数据一致性和/或同步的CIM/XML层。后面将详细说明的用户界面导航层5亦包括一个或多个HMI，且也被示出为桥接所述的以其他方式独立的系统。
图2示意性地示出了更详细的架构。它示出了用于电力网络操作的独立IT系统，如SCADA、EMS(能量管理系统)2a和DMS(配电管理系统)2b；维护系统如CMMS 4a，b；以及GIS或NIS系统3，a，b。所述IT系统通过中间件EAI(工程应用一体化)层14和虚拟资产寄存器(VAR)10连接到包括一个或多个HMI的用户界面导航层5′。所述架构还包括用于资产管理的一个或多个应用12。
图3用矩阵形式示出在标题“消费者值”下的各种网络操作功能、在标题“注释”下的注释或扩展的解释以及在标题“映射”下的可能的实现。它示出在步骤1中，本发明的导航功能是上下文相关的，取决于哪个上下文—即哪个系统当前被用户激活，这通过对象和面向对象的架构来实现或实施，以实现在所有系统中的同一对象的表示之间的链接。步骤2示出了一致性意味着对象可以以一致的方式跨所有系统来添加或删除，通过分组功能、也称为结构的使用面向对象的引用的分级的父子型分组模型来实现；并且意味着数据交换一致地得以执行，且基于CIM模型，并通过检查独立IT系统中对象的属性与存储的用于这样属性的值的一致性来实现。
步骤3，资产优化主要涉及例如通过基于状况的维护和/或可预测的维护和/或计划的维护之间的优化平衡来优化网络中设备的服务寿命。这可通过使用CIM/XML模型和系统间的映射来实现，所述映射例如从SCADA系统所报告的给定故障对象到维护系统如CMMS系统保持的同一给定对象的映射，该映射通过虚拟资产寄存器(VAR)来执行，下面将参考图12、13来详细说明。
图4所示为根据本发明一个实施例来处理维护故障的一个优化的实例。该图示出由SCADA系统监控的、且在操作系统41的HMI上建模的设备40。该图示出操作者43通过HMI的应用43c来提供操作者输入。所述应用43c与可预测的维护(PM)或WO系统的PM或工作命令(WO)应用45b进行通信。该图还示出SCADA系统从现场设备43a(如以上设备40)收集数据，并为PM系统44提供告警和/或数据事件、参数等48。自动化设备可基于来自设备自身的实时信息来触发工作命令，所述信息例如运行时间、现场总线信息、维护触发器或软件代理类型的维护触发器。还可以看出，除了来自设备的数据收集以外，来自控制中心操作者的直接输入43b和/或来自现场的工程师利用便携设备的直接输入45c可被PM系统接收，且然后对其他系统可用。工作命令(WO)系统可以是维护系统的一部分或模块，或者它可以是ERP(企业资源计划)系统的一部分。可替换地，直接输入43b可由自动的计算机化的过程来产生，而不是由手动操作者产生，或除了手动操作者之外亦由所述自动的计算机化的过程来产生。
图5所示更详细地说明了与图4所示故障类似的设备中的故障处理的一个阶段。在山坳(bay)5，50中，由SCADA系统报告了一个故障，而故障对象可在访问SCADA系统数据的导航系统的HMI的屏幕上选择。然后将选项呈现给用户，在此例中是通过下拉窗口51的形式来呈现选项。图6所示为用户如何选择激活的工作命令(active work order)52来检查对该对象即断路器的当前维护情况。界面元件，在此处为窗口51，访问从维护系统如CMMS(计算机管理的维护系统)检索的激活的工作命令状态53，该窗口51示出了故障设备、对象以及针对其的任何激活的工作命令。图7所示为使用HMI界面的故障报告元件55，用户如何提交可成为新的工作命令基础的故障报告。这也对应于图4的故障报告43c。
图8所示为来自地理信息系统(GIS)的有关该同一所选故障对象40′即断路器的信息，给出了断路器的地理位置的概观。图9所示为HMI的视图，用户利用其可访问工作命令，在此例中，针对该断路器的新工作命令63，可通过根据GIS信息提供的位置显示的所选屏幕对象来操作的下拉窗口中的选项给出。
图10与图5类似，示出带有所显示的选项的故障设备，在此例中，具有用于对所选对象—断路器的维护和服务手册进行访问59的选项，其展现产品文档100。图11所示为导航界面系统中的HMI对同一所选对象如何使信息和访问一体化，以使得SCADA系统信息50、GIS系统信息40′、CMMS工作命令信息63和CMMS技术手册信息100可呈现给用户用于同时看、访问和/或操作。此外，到一站点的距离和/或路由可同时从GIS信息看出，这有利于确定应派遣哪些维修人员以及需要考虑与到该站点的距离、到该站点的时间和/或站点拓扑细节有关的哪些额外因素。图11所示的显示包括来自独立IT系统—SCADA、GIS、CMMS的信息，即，在独立IT系统中访问的、并同时检索的、且由基于计算机的系统为用户一起显示的数据和/或信息。用户对本发明提供的每一IT系统所保持的数据具有完全的访问，该数据通过本发明的一致性机制来维持完全一致的状态。
图19以流程图的形式示出了本发明的上述方法。该方法的一些步骤是通过计算机程序来执行的。该方法的步骤在该典型实例中开始于来自网络的一个特定IT系统的信号，在此例中但不排除其他地，在80以一个SCADA报告开始，在此例中而在本发明的实践中不排除其他地，为一故障报告。在81，由用户—操作者在显示器上选择故障对象。该步骤可替换地可通过计算机上运行的进程来执行，实际上执行与选择故障对象具有等效效果的进程。在82，用户检查维护信息，例如，查看在CMMS系统中什么工作命令是激活的。在84，对SCADA系统进行操作，以便隔离设备且使网络恢复到运行状况；这可由操作者、计算机中的进程或其组合来完成。这意味着SCADA系统被操作，即由SCADA系统来产生控制信号以接通或断开线路和/或设备，在此例中，是为了对设备或部分线路进行隔离的目的。在85，由CMMS系统86中的操作者、或由CMMS半自动或自动地来创建故障报告。以来自SCADA、CMMS和GIS中的基于计算机的系统所提供的信息为基础，操作者或预编程的进程可派遣工作人员到故障地点87，使得该人员和基于计算机的系统的其他用户可访问GIS地理信息、地图，以找到到该地点的最佳路由。同时，对产品文档进行检索89并对产品文档进行访问90，使得所关注的设备的详细维护信息对任何有效登录的用户来说在基于计算机的系统中是可用的。
图12所示为全局-局部关系概况以及如何维护数据一致性的部分的示意框图。图12示出了局部数据库，其对于局部对象是可访问的，并链接到包括在虚拟资产寄存器(VAR)中的一组全局对象。该图示出了局部SCADA数据库2b、GIS数据库3b和CMMS数据库4b。还示出了VAR10，其通过适配器或在此例中为变换装置XLST 2t、3t、4t而链接至局部对象2o、3o、4o，并通过这两个功能元件链接至3个局部数据库2b、3b、4b中的每一个。基于CIM/XML模型的全局对象在VAR10中被保持为到对象的链接，不是象这样的对象，而是仅以针对电力网络中每一对象的交叉引用和映射数据的形式。
XLST变换是一种优选的适配器实施，用于将基于XML的CIM模型数据转化为可在局部对象2o、3o、4o上操作的格式，所述局部对象提供对局部SCADA、GIS和CMMS数据库中的访问和检索、读和写访问。该访问不必相同，且可对不同系统或数据库是不同的。所有参与的应用必须通过API(数据库访问、OPC访问、直接API访问)来提供对其数据集的读和写访问，其中API是应用编程接口，而OPC是用于过程控制的对于称为对象的数据进行链接或定位(链接和嵌入)的行业标准。
VAR10由以下部件构成-基于CIM/XML的全局数据模型，用于在有关应用(典型地GIS、CMMS和SCADA)之间交换数据；-用于数据一致性的机制和装置。如果在所述系统之一中创建或修改对象，该变化也反映在其他系统中。这意味着该对象在其他系统中自动创建或改变属性。数据一致性检查可作为实时进程来运行，或可替换地可作为批作业(batch job)来运行，例如每天运行一次。
-数据库，优选为SQL(结构化查询语言)数据库，例如Oracle(TM)或MS SQL Server(Microsoft SQL Server TM)，其包含用于不同应用中的对象的交叉引用/映射表以及说明每一应用中对象所具有的属性的对象类型表。当每一应用对相同对象和属性都具有其自己的名称时，这尤其重要。应注意，此数据库仅包含交叉引用和映射数据在此意义上，它是虚拟资产寄存器(VAR)，因为它不包含实际的对象数据。它仅包含交叉引用和映射数据，而描述每一对象的实际数据存储在每一应用数据库中，即存储在SCADA系统、GIS系统、CMMS系统等中。
图13所示为图1具有适配器的设置，所述适配器如图12所示和说明的适配器。该图示出了可能包括公知为面向消息的中间件(MoM)的应用。还示出了可选地可包括在基于计算机的系统及SCADA、GIS、CMMS系统中的其他数据库系统Na。例如，其他有关的和/或传统系统，如CIS、PM、WMS、WOS。
图14所示为用于独立IT系统之间的一致性检查的显示和输入组件。它示出了SCADA系统2、SAP(CMMS)系统4以及ESRI(GIS/NIS)系统3。(SAP是一个商标)。图15所示为全局对象和局部对象之间的映射的示意图，所述映射是图14所述的一致性检查功能的一部分。从这个实例可以看出，CIM类型的全局变电站对象(substation obiect)LoadArea、MemberOF、name和Description在此例中分别映射至以下局部变电站对象GENERALPROPERTIES.LOADAREA、GENERALPROPERTIES.MEMBEROF、NAME.NAME及NAME.DESCRIPTION。
图16所示为一致性功能中的冲突处理。此处可看出一个三IT系统AIP 117、ESRI 118和SAP 119对用户或工程师可用，用于选择作为主数据或源数据，以解决潜在的一致性冲突。
图17所示为根据GIS系统在显示中插入新对象170。图18所示为GIS和同步窗口180的组合，这可以是数据一致性功能的一部分。可以看出，GIS系统ESRI标记了新对象substation.xsd，而选项呈现为Insert in SCADA 189，或Insert in SAP 187。选项Insert in ESRI 188变成灰色，因为已检测到该对象插入GIS系统ESRI中。
一体化可利用以下来实现具有由ABB提供的用于SCADA的Spider系统的WS500型SCADA用户界面的SCADA系统，以及来自IFS的CMMS维护管理系统、NIS或GIS系统，如ESRI计划和映射系统，以及HMI一体化平台和/或应用一体化平台，如来自ABB的ABB工业IT系统。本发明利用在包括对上述那些独立IT系统的访问的基于计算机的系统中从SCADA或GIS(借助于对象链接)到CMMS的上下文相关的访问，展示了SCADA、CMMS或GIS之间的无缝的用户界面一体化。
本发明使得将一个或多个电力网络的一个或多个部分作为资产的一个全局或企业级数据模型(CIM+)来操作成为可能。
属性一致性—更新属性值(重叠)对象一致性—添加/删除对象单个数据条目一个一致的企业级虚拟资产寄存器(VAR)添加新对象(在所有有关系统中)基于对象模板在每一系统中创建的对象自动建立的系统之间的连接删除对象(在所有有关系统中)在每一系统中删除限定的对象删除对象连接(链接)访问对象属性(所有)通过标识符来选择对象(任何系统)
读出任何独立于源的对象特性修改对象属性通过标识符来选择对象(任何系统)更新源系统中的属性(所有者)将数据复制到其他系统(数据的读出者)保持对象连接(链接)能量管理系统(EMS)或配电管理系统(DMS)中的电力网络设备可包括下列的任何一个或多个组合传输线、配电线、各种类型的变压器或电抗器(reactor)、开关站、变电站、保护设备、活槽断路器(live tank circuitbreaker)、断连器(disconnector)、开关断连器或负载断连器、接地开关、断连器断路器、死槽断路器(dead tank circuit breaker)、气体绝缘断路器、气体绝缘断连器、接地开关、如上述包括CB、DC、SD等的开关装置模块。
CIM公共信息模型是能量管理系统工业中、包括在数据交换中使用XML格式的工业标准方法。与在电力工业中为数据交换使用CIM/XML的当前实践和方法有关的更多信息可从北美电力可靠性委员会(NERC)、联邦能源管制委员会(FERC)获得。
CIM语言包括使用UML统一建模语言的一组类图。CIM/XML可被描述为结合来自RDF(资源描述框架，如W3C所定义的)数据模型的元件来形成CIM/XML。例如通过使用RDF元件、URI(统一资源标识符)来表示资源。资源可对应于对象，而特性可对应于对象属性。
如合适的DTD(文档类型定义)所定义的，XML语法可用于表示CIM声明(类、实例和限定符)和CIM消息二者，以便由CIM使用来映射到另一协议如HTTP上。具有XML派生的映射可用任何合适的方法来执行，如schema(模式)映射，其中XML schema(模式)用于描述CIM类，而CIM实例被映射为用于该模式的有效XML文档；或元模式(meta-schema)映射，其中XML schema(模式)描述CIM元模式，而CIM类和实例二者都是用于该模式的有效XML文档。
使用XML或XML/CIM格式可包括使用样式表(stylesheet)，且特别是XSLT样式表。形式好的XML文档可包括由XSLT定义的元素和不由XSLT定义的元素二者。XSLT支持扩展样式表语言变换—因此它是一种编程语言，或其他手段，用于变换XML文档并将其再现为HTML或在不同格式之间。XSLT定义的元素通过属于特定的XML名称空间来区分。以XSLT表示的变换称为样式表。这是因为，当XSLT变换为XSL格式化词汇时，该变换起样式表的作用。
能够用于数据交换的当前其他标准包括派生的协议，如COM(组件对象模型)、文档对象模型(DOM)，Microsoft(商标)的MSXML以及万维网联盟(W3C)提供的称为XHTML1.0的标准。本发明不限于基于XML的实现，且可替换地使用格式的任一派生，如标准通用标记语言(SGML)元语言、或超文本标记语言(HTML)、扩展标记语言(XML)、或多个派生如XHTML1.0、扩展样式表语言(XSL)以及文档对象模型(DOM)；或适合用户使用便携或移动设备上的应用程序来处理的改编，如无线标记语言(WML)，其可用于WAP电话，可描述为XML的派生、或WDML的派生或WBXML。
HMI的客户应用可实现为瘦客户，该客户使用结构化的文本文档或文件来表示CIM/XML信息、自变量、变量、地址、链接、可映射的对象、可执行的应用或小应用程序(applet)中的任一，或例如HTML或其他基于WWW或HTML派生协议或XML协议。结构化的文本文档或文件格式用于处理图形用户显示和HMI客户的激活功能。激活功能是指在网页或网络客户显示中的功能，其通过可用JAVA(TM)或类似来实现的可执行的应用程序或小应用程序来执行。通过HMI的具有如图1、2、4、19所示架构的这种瘦客户版本，用户或技术人员可检查状态或数据、配置参数、改变设置点和/或对他/她有权这样作的任何对象远程通过导航界面发出命令。
本发明的方法可通过一个或多个计算机程序来执行，所述计算机程序包括运行在一个或多个服务器、计算机或处理器上的计算机程序代码或软件部分。所述计算机或微处理器(或处理器)包括执行根据本发明的一个或多个方面的各方法的步骤(如所述的方法)的中央处理单元CPU。所述方法在一个或多个所述计算机程序的协助下执行，所述程序至少部分存储在一个或多个处理器可访问的存储器中。
例如，执行如图19所述的方法的一些或所有步骤的程序或部分程序可由基于计算机的系统中的计算机或处理器运行。所述服务器或计算机中至少一个可处于本地或分布的计算机化控制系统中的中央面向对象的控制系统中。可以理解，所述计算机程序也可至少部分地运行在一个或多个通用工业微处理器或计算机上，而不是一个或多个特殊适配的计算机或处理器上。
计算机程序包括计算机程序代码元素或软件代码部分，使计算机使用等式、算法、数据、存储的值以及上述计算来执行所述方法。一部分程序可存储在上述处理器中，但也可存储在ROM、RAM、PROM、EPROM或EEPROM芯片或类似存储器装置中。该程序亦可部分或整体存储在其他合适的计算机可读介质中，如磁盘、CD-ROM或DVD盘、硬盘、磁光存储器存储装置，可存储在易失存储器中、在闪存中，作为固件存储在数据服务器或数据服务器的一个或多个阵列上，或存储在高安全性数据存储系统中。其他公知的和适合的介质，包括可移动存储器介质如可移动闪存、硬盘驱动器等，也可用于至少部分数据。
数据也可在电力网络的各部分之间以无线的方式传送，传送至一个或多个不同的IT系统和数据库/或从一个或多个不同的IT系统和数据库传送。例如，数据可从设置在线路上或开关站或变电站中的设备上的传感器来收集，由SCADA系统按需要来存储和传送。无线通信可使用任何适合的协议来执行，包括无线电话系统如GSM或GPRS。来自SCAD、CMMS或其他系统的信号也可通过无线通信发送到以无线通信设置的电力网络中的设备，以便例如随着维护状态的更新来激活控制、将断路器设置为维护模式、或执行控制动作。短程无线电通信是一种优选技术，使用的协议与由蓝牙特别兴趣组(Bluetooth SIG)发布的标准、IEEE-802.11的任何变更、WiFi、超宽带(UWB)、无线个人区域网络(WPAN)(如根据IEEE-802.15.4、IEEE-802.13或等同或类似的ZigBee)相兼容。特别是，工作于例如ISM波段的通过扩频技术具有显著的干扰抑制手段的无线电技术是有利的，尤其是用于现场设备或传感器的通信。例如，可使用宽频谱无线协议—其中每一或任何数据包可以在宽频谱的其他频率每毫秒重发7次—例如，诸如称为用于传感器和激励器的无线接口(Wisa)的来自ABB的协议。
上述计算机程序也可部分设置为分布式应用，其能够几乎同时运行在若干不同的计算机或计算机系统上。程序和数据如有关能量的信息都可用于检索、传递，或如果是程序，可在因特网上执行。
数据和/或方法可在以下任何一个缺失的情况下由软件实体或控制系统的其他装置访问OPC、OPC服务器、对象请求代理如COM、DCOM或CORBA、web服务。
应注意，虽然以上已结合典型实施例说明了本发明，但是可在不背离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，对公开的方案做出各种变更和修改。
权利要求
1.一种用于对存储在多个系统中的数据进行检索和访问的方法，所述多个系统被设置用于操作一个或多个电力网络的部分，所述方法包括将新对象添加到第一系统，其特征在于，将所述新对象的副本顺序地添加到多个有关系统中，在所述有关系统和所述新对象之间自动建立连接，并将与所述新对象有关的数据复制到其他系统和有关系统中。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，为所述新对象和由SCADA系统及下列任何系统访问、检索和/或存储的任何其他对象保持对象连接(链接)GIS系统、ERP系统、CMMS系统、PM系统、WO系统、WMS系统。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，通过使用基于结构化文本文档的模型来映射所述新对象、在所述有关系统中建立所访问或所检索的数据的一致性。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，通过识别所述新对象或给定的对象和/或所述新对象或给定的对象的副本、并比较同一新对象或给定的对象的所有副本的属性来检查所访问或所检索的数据的属性的一致性。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，使用基于CIM/XML文档的模型来映射所述新对象和/或所述新对象的各副本。
6.根据权利要求4的方法，其特征在于，使用基于CIM/XML文档的模型来映射所述新对象和/或所述新对象的各副本的属性。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，借助于CIM/XML层(1)在不同系统中的同一对象的各副本之间建立自动的一个或多个连接。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，依赖于CIM/XML层(1)和/或映射通过虚拟资产寄存器(10)来映射所述新对象。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，在任何所述有关系统中借助于标识符来选择对象。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述标识符可以是与用于资源描述框架(RDF)的标准的标识符兼容的统一资源标识符(URI)。
11.根据权利要求6的方法，其特征在于，在源系统(所有者，所述第一系统)中访问所述新对象的一个或多个对象属性并改变所述新对象的对象属性。
12.根据权利要求6的方法，其特征在于，在所述源系统(所有者，所述第一系统)中更新所述新对象的对象属性。
13.根据权利要求1的方法，其特征在于，基于对象模板在每一有关系统中创建所述新对象。
14.根据权利要求1的方法，其特征在于，通过在所有有关系统中删除对象来删除该对象。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于，通过在每一系统中删除限定对象来删除对象。
16.根据权利要求15的方法，其特征在于，通过删除到被删除对象或被删除的限定对象的对象连接(链接)来删除对象。
17.一种用于对存储在多个系统中的数据进行检索和访问的计算机程序，所述多个系统被设置用于操作一个或多个电力网络的部分，所述计算机程序包括软件代码部分或计算机代码，以使计算机或处理器执行根据权利要求1-16中任一项的方法的步骤。
18.一种记录在计算机可读介质上的计算机程序产品，当其被读入计算机或处理器时将使所述计算机或处理器执行根据权利要求1-16的步骤中任一的方法。
19.一种用于对存储在多个系统中的数据进行检索和访问的资产寄存器，所述多个系统被设置用于操作一个或多个电力网络的部分，其特征在于，所述资产寄存器包括电力网络资产列表，所述列表又包括用于在SCADA系统及下列任何系统中所表示和/或存储的对象的交叉引用和映射数据GIS系统、ERP系统、CMMS系统。
20.根据权利要求19的资产寄存器，其特征在于，包括对所有对象的引用的列表，所述所有对象表示所述电力网络的一个或多个部分中所包括的物理和/或逻辑设备的各项。
21.根据权利要求20的资产寄存器，其特征在于，所述列表包括所述电力网络的所述一个或多个部分中所有对象的主列表，以及根据CIM模型的每一对象的映射数据。
22.根据权利要求21的资产寄存器，其特征在于，用于所述资产寄存器的主列表中所包括的对象的对象数据存储在包括下列任何系统的至少一个独立系统中SCADA、GIS、CMMS、ERP、PM、WO。
23.根据权利要求21的资产寄存器，其特征在于，所述资产寄存器是虚拟资产寄存器，其不包括主列表中所包括的对象的任何对象数据，而只包括链接信息或交叉引用数据或映射数据。
24.一种用于对存储在多个系统中的数据进行检索和访问的人机界面，所述多个系统被设置用于操作一个或多个电力网络的部分，所述HMI包括显示，该显示包括从SCADA系统访问或检索的或存储在SCADA系统中的数据，其特征在于，还包括从下列任一系统中访问或检索的或存储在下列任一系统中的数据GIS系统、ERP系统、CMMS系统、PM系统、WO系统。
25.根据权利要求24的人机界面，其特征在于，至少一个图形用户界面，该图形用户界面具有用于对从GIS和/或ERP和/或CMMS系统中任一系统以及SCADA所检索的数据或存储于GIS和/或ERP和/或CMMS系统中任一系统以及SCADA中的数据进行操纵的装置。
26.根据权利要求24的人机界面，其特征在于，独立于源来读出任何对象特性。
27.根据权利要求24-26的人机界面，其特征在于，提供对存储在或保持在下列任一系统中的同时数据的访问的装置SCADA系统、GIS系统、ERP系统、CMMS系统、PM系统、WO系统。
28.一种用于对存储在多个系统中的数据进行检索和访问的基于计算机的系统，所述多个系统被设置用于操作一个或多个电力网络的部分，其特征在于，所述基于计算机的系统包括多个数据库和数据通信网络，且所述系统包括HMI，所述HMI提供对至少一个SCADA系统和/或数据库以及下列任一系统和/或数据库的导航和访问ERP、GIS、CMMS、WO、WMS、PM。
29.根据权利要求28的基于计算机的系统，其特征在于，包括一个或多个组件，所述组件用于添加新对象；在所述有关系统和所述新对象之间自动建立连接；以及用于将与所述新对象有关的数据复制到其他系统和有关系统中。
30.根据权利要求29的基于计算机的系统，其特征在于，包括一个或多个组件，所述组件用于保持对象连接；通过利用结构化文本文档协议的层来提供一个或多个连接；以及借助于结构化文本文档模型来映射所述新对象。
31.根据权利要求30的基于计算机的系统，其特征在于以下任一用于映射所述新对象的结构化文本文档协议层、或结构化文本文档装置利用CIM/XML模型来实现。
32.根据权利要求28的基于计算机的系统，其特征在于，包括一个或多个组件，所述组件用于通过识别任何独立系统中每一新对象或给定的对象和/或所述新对象或给定的对象的各副本、以及比较来自每一独立系统的同一新对象或给定的对象的所有这样的副本的属性来检查任何所访问的数据或所检索的数据的属性的一致性。
33.根据权利要求28的基于计算机的系统，其特征在于，虚拟资产寄存器。
34.根据权利要求28的基于计算机的系统，其特征在于，根据XML或CIM模型或文档来实现的虚拟资产寄存器。
35.根据权利要求28的基于计算机的系统，其特征在于，HMI，该HMI可包括在SCADA系统和/或数据库中访问或检索的或存储的对象数据、以及源自下列任一系统和/或数据库中的对象数据ERP、GIS、CMMS、WO、PM。
全文摘要
本发明涉及用于对以其他方式存储在多个IT系统中的数据进行检索、访问和存储的方法和基于计算机的系统，所述IT系统被设置用于操作一个或多个电力网络的一部分。所述方法和基于计算机的系统提供对不同的独立系统如GIS、SCADA、ERP和/或CMMS的一体化。所述一体化包括用于数据交换的XML/CIM层以及包含对代表电力网络中资产的对象的引用的虚拟资产寄存器。在本发明的其他方面，说明了一种方法、用于执行该方法的人机界面和计算机程序。
文档编号G06Q10/00GK1938705SQ200580010645
公开日2007年3月28日 申请日期2005年2月18日 优先权日2004年2月20日
发明者戈姆·桑德, 扬·布格, 拉尔斯·贡德森, 斯韦恩·瓦特兰德, 托尔莫德·伦德, 埃里克·斯文松, 丹尼·朱利安, 克劳斯·费特尔, 托马斯·维尔纳 申请人:Abb技术有限公司