CN106059721B - 通信系统及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种通信系统，包括：第一远程终端装置(RTU)，其输出第一RTU数据，第二RTU，其输出第二RTU数据，以及远程控制中心，其将作为对于第一RTU的权重的第一RTU权重施加给输出的第一RTU数据，将作为对于第二RTU的权重的第二RTU权重施加给输出的第二RTU数据，并且基于被施加了第一RTU权重和第二RTU权重中每个的第一RTU数据和第二RTU数据来生成对于第一RTU和第二RTU的状态估计信息。本公开还提供了该通信系统的操作方法。

Description

通信系统及其操作方法
技术领域
本公开涉及一种通信系统及其操作方法，且具体地，涉及一种能够控制监督控制与数据采集(SCADA)系统的远程终端装置(RTU)的通信系统及其操作方法。
背景技术
监督控制与数据采集(SCADA)系统被定义为一种用于在远程控制中心(RCC)处使用通信路径上的模拟或数字信号来收集、接收、记录、显示多个RTU的状态信号数据(或点)并允许RCC监督和控制每个RTU的通信系统。
SCADA系统通常是一种用于以集中的方式监督和控制诸如发电、输电和配电设施、石油化工成套设备、钢铁制造设施和工厂自动化设施等多种远程设施的系统。
SCADA系统根据RTU的状态来执行用于执行预定操作的监督系统的功能，例如，报警功能、用于选择性地手动或自动操作RTU的监督和控制功能，以及用于接收、显示或记录RTU的状态信号的监督系统的指示功能或显示功能。
SCADA系统的RCC定时获取在确定时间处的状态信号(或状态值),基于所获取的状态信号来生成用于控制多个RTU的系统分析信息(或独特的算法)，并基于所生成的系统分析信息来控制每个RTU。
此外，RCC可以从断流器(具体的RTU)接收状态信号(或数值)(“开”或“关”)，且同时接收作为包括每个状态信号是正常的还是错误的信息的信号质量信息(“良好”或“可疑的”)，生成对应于所接收到的信号质量信息的关于每个RTU的分析信息，并可以采集关于多个RTU的分析信息来对设置有多个RTU的线路执行状态估计。
状态估计可以定义为用于控制设置有多个RTU的线路的具体信息。
但是，在现有技术中，因为对每个设施组赋予了权重，所以存在匹配状态信息的限制。详细地，如图1所示，RCC将从每个线路中包括的多个RTU(例如，变压器、发电机和负载)中的每个输出的每个RTU数据转换成每个RTU组数据，通过为每个RTU数据增加权重来校正每个转换后的RTU组数据，将校正后的RTU组数据整合到线路数据中，并基于整合后的线路数据来对每个线路执行状态估计。
在这种情况下，不存在基于每个RTU组数据来执行状态估计的选择，且由于难以反映每个RTU组中包括的每个RTU的每个状态数据，因此存在状态估计的匹配度的降低的局限性。
此外，RCC可以从每个RTU接收状态信号(或数值)(例如，“开”或“关”)，且同时，接收包括每个状态信号是正常的还是错误的信号质量信息(例如，“良好”或“可疑的”)，生成对应于所接收到的信号质量信息的关于每个RTU的分析信息，并可以采集关于每个RTU的分析信息以生成作为有关多个RTU的分析信息的系统分析信息。
具体地，在具有“良好”质量的数据信号从具体RTU输出的同时，一旦输出了具有“可疑的”质量的数据信号，则具有“可疑的”质量的数据信号被使用，从而状态估计的匹配度变得进一步降低。
发明内容
实施例提供了一种当系统分析信息在每个RTU上生成时能够减少错误的发生并提高匹配度的通信系统及其操作方法。
在一个实施例中，一种通信系统包括：多个远程终端装置(RTU)，其输出多条RTU数据；以及远程控制中心(RCC)，其生成关于分别连接至多个RTU的线路的状态估计信息，其中RCC将多个RTU中的每个的权重施加给多条RTU数据，并基于多条RTU数据来生成状态估计信息。
在另一实施例中，一种通信系统的操作方法包括：输出多条RTU数据；将多个RTU中的每个的权重施加给多条RTU数据中的每条RTU数据；并且基于分别被施加了权重的多条RTU数据来生成关于分别连接至多个RTU的线路的状态估计信息。
在下面的附图和说明书中阐述了一个或多个实施例的细节。其他特征从说明书和附图中，以及从权利要求书中将是显而易见的。
附图说明
图1是示出了根据现有技术的用于生成状态估计信息的方法的配置框图。
图2是示出了根据实施例的权重施加方法的流程图。
图3是示出了根据实施例的用于生成状态估计信息的方法的配置框图。
图4是示出了根据实施例的远程终端装置(RTU)权重施加方法的配置框图。
图5是示出了根据实施例的RTU权重施加方法的流程图。
图6是示出了根据另一实施例的RTU权重施加方法的配置框图。
图7是示出了根据另一实施例的RTU权重施加方法的流程图。
图8是示出了根据又一实施例的RTU权重施加方法的配置框图。
具体实施方式
现在将详细地提出本公开的实施例，其的示例示出在附图中。然而，本发明可以以许多不同的形式来具体实现且不应该被解释为局限于本文中所阐述的实施例；相反，包含在其他退步发明中或落在本公开的精神和范围内的替代实施例可以很容易地通过增加、更改以及改变来得到，并将充分传达本发明的概念给本领域的技术人员。
在下文的说明书中，将省略公知的功能或结构的详细描述，因为它们将以不必要的细节来混淆本发明。此外，说明书中的数字(例如，第一、第二等)仅用来区分一个元件和另一元件。
在本说明书中采用的术语被选择包括现行的、广泛使用的术语。在某些情况下，术语可以是由申请人任意设立的术语。在这种情况下，术语的意义将在详细说明书的相关部分中被定义。这样，在说明书中采用的术语不仅仅由术语的名称来定义，而且还基于术语的意义以及本公开的整个说明书来定义。
应该理解地是，当一种元件称为“连接”或“耦合”至另一元件时，除非另有说明，否则其可以是直接地连接或耦合至另一个元件，或者其间可以存在有中间元件。
在本说明书通篇中，当元件被称为“包括”部件时，除非上下文另有清楚的说明，否则并不排除另一部件而是可以进一步包括另一个部件。
在下文中，将参照附图来详细描述本发明的实施例。另外，在每个附图中设置的相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。
在下文中，参照图2至图8，将提供关于一种用于通过为每个远程设备施加权重来生成有关每条线路的状态估计信息的方法的详细描述。
图2是示出了根据实施例的权重施加方法的流程图。
参照图2，远程控制中心(RCC)从每个远程终端装置(RTU)组中包括的每个RTU获取数据(操作S201)。
RTU的示例可以包括，但不限于发电机、变压器或负载。
从每个RTU获取的数据的示例可以包括，但不限于发电机数据、变压器数据，或负载数据。
发电机数据的示例可以包括每个发电机的有效电压值(例如100V)。
当从每个RTU获得RTU数据时，RCC基于对于每个RTU的RTU权重来校正从每个RTU获取的RTU数据(操作S204)。
具体地，RCC可以基于对于每个RTU的RTU权重来执行针对RTU数据的控制计算。根据实施例，RCC可以执行用于将每个RTU数据乘以对于每个RTU的RTU权重的计算。
当每个RTU数据被校正时，RCC基于校正后的RTU数据来生成针对包括每个RTU的线路的线路数据(操作S205)。
RCC可以将校正后的RTU数据并入一个线路数据中。
当生成线路数据时，RCC可以基于线路数据来生成对于每个线路的状态估计信息(操作S206)。
控制单元可以基于所生成的状态估计信息来控制设置于线路上的每个RTU。
图3是示出了根据实施例的用于生成状态估计信息的方法的配置框图。
参照图3，第一发电机211和第二发电机212可以分别输出第一发电机数据和第二发电机数据。此外，第一变压器221和第二变压器222可以分别输出第一变压器数据和第二变压器数据。同样地，第一负载231和第二负载232可以分别输出第一负载数据和第二负载数据。
RCC 100可以通过将作为对于第一发电机211权重的第一发电机权重施加给从第一发电机211输出的第一发电机数据来生成校正后的第一发电机数据。
根据实施例，针对第一发电机211的权重可以以各种方式被设定。
针对第一发电机211的权重可以由RCC 100或通过用户输入被预先设定。
第一发电机权重可以根据第一发电机的状态(例如第一发电机的温度，或第一发电机是否过热)来被预先设定。
当作为在每个预设周期输出的有关第一发电机数据的信号质量信息(例如，“良好”或“可疑”)指示“可疑的”预设次数(例如三次)时，第一发电机权重可以被设定为低于信号质量信息指示“良好”的情况下的第一发电机权重。
对本领域技术人员显而易见的是上文对第一发电机权重的描述还可以同样施加给第二发电机权重、第一变压器权重、第二变压器权重、第一负载权重或第二负载权重。
同样地，RCC 100可以通过将第二发电机权重施加给第二发电机数据来校正第二发电机数据。此外，RCC 100可以通过将第一变压器权重和第二变压器权重分别施加给第一变压器数据和第二变压器数据来校正第一变压器数据和第二变压器数据。同样地，RCC 100可以通过将第一负载权重和第二负载权重分别施加给第一负载数据和第二负载数据来校正第一负载数据和第二负载数据。
当为每个RTU生成校正后的数据时，RCC 100可以整合针对每个RTU的校正后的数据以生成线路数据。
当线路数据被生成时，RCC 100的控制器110可以基于线路数据对每个线路执行状态估计。
图4是示出了根据实施例的RTU权重施加方法的配置框图。
图4示出了作为RTU数据的示例的分别从第一发电机211(图2)和第二发电机212输出的第一发电机数据100V和第二发电机数据200V。
RCC 100可以将预设第一发电机权重0.5施加给从第一发电机211(图2)输出的第一发电机数据100V，即得到(0.5*100V)，以生成校正后的第一发电机数据50V。
此外，RCC 100可以将预设第二发电机权重0.8施加给从第二发电机212(图2)输出的第二发电机数据200V，即得到(0.8*200V)，以生成校正后的第二发电机数据160V。
当校正了第一发电机数据100V和第二发电机数据200V(即50V和160V)，RCC 100可以基于每个校正后的数据50V和160V来针对设置有每个RTU(例如第一发电机和第二发电机)的线路生成线路数据(即，50V+160V＝210V)。
当生成了线路数据210V时，RCC 100可以通过应用线路数据210V而对线路执行状态估计。
图5是示出了根据实施例的RTU权重施加方法的流程图。
在现有技术中，尽管在其他几次都获得了良好的数据，但是一旦从线路错误地获取了数据，或者甚至在所获取的数据中存在严重的波动时，都施加给相同的权重。在这种情况下，状态估计的匹配度变得降低了。
因此，为了提高状态估计的匹配度，在实施例中，当频繁地获取到对于每个设施的不良数据或者所获取到的数据超出允许范围时，权重通过累计被降低，而在持续获取到良好质量的数据的期间中权重被保持。
如图5所示，(图4的)RCC 100从属于每个RTU组的每个RTU获取数据(操作S201)，并从每个RTU获取包括对于每个RTU数据的质量信息的数据质量信息(操作S202)。
数据质量信息(或信号质量信息)可以是成为用来判定从每个RTU输出的对于每个RTU的数据是否可靠的基准的信息。根据实施例，数据质量信息可以包括关于信号是正常的还是错误的信息。在这种情况下，正常信号可以由数据质量信息值“良好”来指示，且错误信号可以由数据质量信息值“可疑”来指示。此外，数据质量信息值不限于“良好”和“可疑”，并可以根据实施例被多样地修改和增加。
当所获取到的数据质量信息未被判定为“良好”时，RCC 100(图2)将预设RTU权重降低(或更改)至预设值(S203)，并基于每个更改后的RTU权重来校正每个RTU数据(操作S204)。换句话说，当频繁地获取到不良数据或所获取到的数据超出允许范围时，降低了RTU权重。
当所获取到的数据质量信息被判定为“良好”时，RCC 100(图2)基于每个预设RTU权重来校正每个RTU数据(操作S204)。换句话说，在持续获取到良好质量数据的期间中权重被保持。
当校正每个RTU数据时，RCC 100的控制器110基于每个校正后的RTU数据来生成线路数据(操作S205)，并生成有关所生成的线路数据的状态估计信息(操作S206)。
图6是示出了根据另一实施例的RTU权重施加方法的配置框图。
参照图6，RCC 100可以从(图3的)第一发电机211获取第一发电机数据100V和对于第一发电机数据的数据质量信息“差”。同时，RCC 100可以从(图3的)第二发电机212获取第二发电机数据200V和对于第二发电机数据的数据质量信息“良好”。
当分别获取到RTU数据100V和200V，以及数据质量信息“良好”和“差”时，RCC 100可以响应从(图3的)第一发电机211获取到的数据质量信息(“差”)，将针对(图3的)第一发电机211预设的权重“0.5”更改(或降低)至“0.3”。换句话说，由于获取到不良数据而降低预设权重。同时，RCC 100可以响应从(图3的)的第二发电机212获取到的数据质量信息“良好”而同样针对(图3的)第二发电机212保持预设的权重“0.8”。换句话说，由于获取到良好质量的数据而保持预设权重。
当对于RTU(即，第一发电机和第二发电机)的权重0.5或0.8从0.5更改至0.3或者保持在0.8时，RCC 100可以将更改后的权重0.3施加给第一发电机数据100V(即，0.3*100V＝30V)并将所保持的权重0.8施加给第二发电机数据200V(即，0.8*200V＝160V)以生成校正后的第一发电机数据30V和第二发电机数据160V。
然后，RCC 100整合所生成的第一发电机数据30V和第二发电机数据160V(即，30V+160V＝190V)以生成线路数据190V。此外，RCC 100的控制器110可以基于所生成的线路数据190V来生成状态估计信息。
图7是示出了根据另一实施例的RTU权重施加方法的流程图。
根据实施例，分别施加给设施的权重可以根据数据质量信息而变化。具体地，通过采用指数平滑方法，系统分析匹配度可以靠采用如下方式获取状态估计值来提高：对于从其频繁地获取到不良数据的设施的所获取到的值降低权重，对于从其始终获取到良好数据的设施的所获取到的值增加权重。
参照图7，(图6的)RCC 100从属于每个RTU组的每个RTU获取数据(操作S201)，并从每个RTU获取包括对于每个RTU数据的质量信息的数据质量信息(操作S202)。
当所获取到的数据质量信息未被判定为“良好”时，(图2的)RCC100校正(或更改)预设RTU权重使得当前获取到的数据比先前获取到的数据被更少地反映(操作S203)，并基于每个校正后的(或更改后的)RTU权重来校正每个RTU数据(操作S204)。
当所获取到的数据质量信息被判定为“良好”时，RCC 100(图2)基于每个预设RTU权重来校正每个RTU数据(操作S204)。
当每个RTU数据被校正时，RCC 100的控制器110基于每个校正后的RTU数据来生成线路数据(操作S205)，并基于所生成的线路数据来生成状态估计信息(操作S206)。
图8是示出了根据另一实施例的RTU权重施加方法的配置框图。
参照图8，RCC 100可以从第一发电机211(图3)连续地获取先前的第一发电机数据80V和当前的第一发电机数据100V以及数据质量信息“差”。
当获取到先前的和当前的第一发电机数据和数据质量信息时，RCC100可以响应所获取到的数据质量信息“差”而将预设的第一发电机权重比(对于先前数据:当前数据)从例如0.5:0.5更改至例如0.6:0.4，使得当前获取到的数据比先前获取导的数据被更少地反映。
当更改了预设的第一发电机权重比时，RCC 100可以生成将更改后的第一发电机权重比0.6:0.4施加给先前的第一发电机数据80V和当前的第一发电机数据100V所校正后的第一发电机数据88V(即，80V*0.6+0.4*100V＝88V)。
同样地，RCC 100可以从第二发电机212(图3)获取先前的第二发电机数据100V和当前的第二发电机数据200V以及数据质量信息“良好”。
当获取到先前的和当前的第二发电机数据和数据质量信息时，RCC100可以响应于所获取到的数据质量信息“良好”而将预设的第二发电机权重比(例如，对于先前数据:当前数据的比＝0.5:0.5)保持为0.5:0.5。
当保持预设的第二发电机权重比时，RCC 100可以生成将如前所述保持相同的第二发电机权重比0.5:0.5施加给先前的第二发电机数据100V和当前的第二发电机数据200V所校正的第二发电机数据150V(即，100V*0.5+0.5*200V＝150V)。
当生成校正后的第一发电机数据88V和第二发电机数据150V时，RCC 100可以生成整合了校正后的第一发电机数据88V和第二发电机数据150V的线路数据238V(即，88V+150V＝238V)，并可以基于所生成的线路数据238V来生成关于线路的状态估计信息。
根据实施例，上述方法可以实施为其上记录有的程序的介质上的处理器可读代码。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备，并且还包括载波(诸如通过因特网进行的数据传输)。
与根据实施例的通信系统的操作方法相应，可以通过施加权重给每个RTU来对每个线路执行状态估计从而使状态估计匹配度提高得更多。
从上文可以看出，上述实施例并不限于上述实施例的配置和方法，而是实施例的整体或部分可以配置为选择性地被组合，使得能够实现实施例的各种改进例。
尽管已经参照数个其示范实施例描述了一些实施例，但是应当理解的是，本领域技术人员能够设想出将落在本公开的原理的精神和范围内的许多其他的改进和实施例。更具体地，在本公开、附图及所附权利要求的范围内可以对主题组合布置的组成部件和/或布置做出各种变化和改进。除了对组成部件和/或布置做出的各种变化和改进以外，对于本领域的技术人员来说，替代使用也将是显而易见的。

Claims (8)

1.一种通信系统，包括：
多个远程终端装置，其输出多条远程终端装置数据；以及
远程控制中心，其生成关于分别连接至所述多个远程终端装置的线路的状态估计信息，
其中所述远程控制中心将对于所述多个远程终端装置中的每个的权重施加给所述多条远程终端装置数据，并基于加权后的多条远程终端装置数据来生成所述状态估计信息，
其中所述多个远程终端装置将关于所述多条远程终端装置数据中的每条远程终端装置数据的数据质量信息与所述多条远程终端装置数据中的每条远程终端装置数据一同输出，并且
所述远程控制中心基于所述数据质量信息来更改分别施加给所述多条远程终端装置数据的所述权重。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述远程控制中心基于所述状态估计信息来控制所述多个远程终端装置。
3.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述远程控制中心执行用于将对于所述多个远程终端装置中的每个的所述权重乘以所述多条远程终端装置数据的计算。
4.根据权利要求1所述的通信系统，其中当基于所述多个远程终端装置中的至少一个远程终端装置的所述数据质量信息来进行判定的结果，输出超过预设比的错误信号时，所述远程控制中心降低施加给相应远程终端装置的权重。
5.根据权利要求1所述的通信系统，其中当基于所述多个远程终端装置中的至少一个远程终端装置的所述数据质量信息来进行判定的结果，输出超过预设比的错误信号时，所述远程控制中心降低施加给出现错误信号的相应期间的权重。
6.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述远程控制中心基于所述数据质量信息更改对于所述多个远程终端装置中的每个的权重，使得最近期输出的远程终端装置数据被最少地反映。
7.一种通信系统的操作方法，所述操作方法包括：
输出多条远程终端装置数据；
将对于多个远程终端装置中的每个远程终端装置的权重施加给所述多条远程终端装置数据中的每条远程终端装置数据；并且
基于分别被施加了权重的所述多条远程终端装置数据来生成关于分别连接至所述多个远程终端装置的线路的状态估计信息，
其中关于所述多条远程终端装置数据中的每条远程终端装置数据的数据质量信息与所述多条远程终端装置数据中的每条远程终端装置数据一同输出，并且
基于所述数据质量信息来更改分别施加给所述多条远程终端装置数据的所述权重。
8.根据权利要求7所述的操作方法，其中当基于所述多个远程终端装置中的至少一个远程终端装置的所述数据质量信息来进行判定的结果，输出超过预设比的错误信号时，降低施加给相应远程终端装置的权重。
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