电能计量生产调度平台建设及应用

陈海宁 高洁

摘 要：文章对生产调度平台的基本组成、功能描述、硬件架构等方面进行阐述，着重讲解了生产调度平台的实现方式以及下层计量业务的自动化系统的运行控制和功能介绍，文章通过总分的方式对生产调度平台的各个子系统运行原理、设计思路进行说明。通过论述，介绍了生产调度平台的建设及应用，以及带来的产能比较。

关键词：生产调度平台；运行监控；智能仓储；自动检定

1 电能计量生产调度平台概述

1.1 总体描述

生产调度平台按照功能领域主要包含两大部分，它们分别是电能计量业务应用管理与电能计量“四线一库”自动化系统运行控制和仿真监控。电能业务应用管理内容以省级计量中心生产调度平台标准设计功能规范为依托，针对不同业务的差异化分析后形成涵盖电能计量各业务流程的系统化管理模式，同时配合营销系统对业务数据，流程内容进行实时化对照统一.在电能计量自动化系统建设方面，生产调度平台实现与自动化检定系统、智能化仓储系统、资产识别系统等智能设备（系统）等系统的无缝对接与集成，以计划为依据，综合采购量、成品库存量、原材料库存量、设备、产能、交货期等各方面的因素，生成科学合理的生产计划，并对生产现场进行调度，能够按计划运作。在安全生产过程中，将生产结果传递给营销业务应用系统，保证全业务流程闭环管理，为营销优质服务提供技术支撑。

1.2 功能介绍

生产调度平台建设是站在整个计量中心现代化管理要求角度，全面实现计量中心业务应用。在功能实现方面涵盖生产运行管理、计量体系管理两大部分，其中涉及采购验收、室内检定、仓储管理、配送以及计量标准考核等14个功能模块。同时实现对自动化检定系统、智能仓储等智能设备的运行控制和监控。

2 智能仓储系统

2.1 总体描述

智能仓储系统采用具领先的全自动化立体表库和自动导引车组成。根据产量考虑，通过先进的物流配送软件完全实现了表计全自动出入库和输送以及单、三相智能电能表、采集终端的仓储管理，提高了工作效率，加快计量资产流转，实现库存资产智能管理。

全系统采用框架结构，以堆垛机取放货与直筒辊道输送的主体硬件结构模式，并且按照现有或在建的厂房面积布局进行方案设计，全面考虑中心实际库存容量与设计吞吐量，设计现有仓储长度46.8m，宽度为26.8米，高度为6米，存储周转箱8624箱，其周转箱采用标准塑料周转箱承载各种规格的电能表，并且以两个周转箱作为一个仓储单元。三相多功能电能表4只/箱。在上层软件系统方面，依托计算机管理系统对电表资产状态、存放位置、库存余量、进出库等进行动态智能自动化管理，其工作效率、精确度、规范化程度得到显著提高。同时在国网公司倡导和要求实施的管理模式下，智能仓储系统的建立将有效提高计量器具的出入库、配送工作效率，提升省级计量中心的计量管理水平。

2.2 功能介绍

智能仓储系统从设计逻辑方面共分3个层面，其中设备物理层以堆垛机系统、辊道输送系统构筑成仓储基本架构，同时针对不同的设计方案进而派生出提升系统、AGV输送系统等其他硬件结构。在设备逻辑层方面，利用西门子公司PLC S7 300系列作为控制器，触摸屏做人机界面，PLC负责处理运动规划、逻辑控制和各种安全保护、与上位机的通讯，是各种执行设备的控制中枢。它从数据服务器中读取管理工作站下达的各种操作任务，进一步把操作任务分解成操作顺序命令下达给各个执行设备，同时接受各个执行设备返回的任务执行情况和设备状态等信息。在分解操作命令时，根据设备的使用情况协调多个设备，从而实现出入库和输送操作多任务执行。软件控制层面立库管理系统负责上层数据管理和信息处理，应用于管理终端上。能根据现场的实际情况合理的分配货位，如均匀存放、先进先出、按批发货等。管理系统根据操作员的指令，完成下列各项任务。

3 单相电能表自动化检定线

3.1 总体描述

电能表自动化检定系统充分利用了自动化技术的优点，使自动化技术和电力系统检定装置充分结合。自动检定系统较传统的检定装置在检表的过程中可减少人为因素对电能表检定的影响，提高检定的工作效率、可靠性、稳定性，实现自动化数据管理、信息化管理，并且节约了大量的人力。电能表自动化检定系统用于电力公司的电表管理和检定，成为电力公司提供电能表全生命周期管理的一部分。

3.2 功能介绍

系统采用模块化功能实现方式、检定单元呈树形结构布局的流水线作业设计，并与营销系统、自动化立体库实现无缝衔接，实现检定、物流配送的智能化管理。在严格按照单相电能表检定规程的要求下，单相自动化检定线按照10个工位设计布局，它们分别是：上下料、CCD外观检查、耐压、功耗测试、电能表检定、拉合闸、密钥下发测试和自动贴标工位。按照日检定量900只测算，年检定量20万只。

检定线动力源采用气动方式控制托盘在线体内的传输、运行和顶升接驳。每一个检定工位模块，将就绪托盘从输送线体上举升到固定高度后进行探针接驳，并开始相应的检定工作，待检定工作结束后，顶升装置下降，将托盘重新放置于输送线体上，从而进行下一个检定工位模块。每一个检定工位模块的设备物理实现均是采用此类方式进行，进而能够完成一系列的功能作用。

4 三相电能表自动化检定装置

4.1 总体描述

系统根据下达的电能表检定任务，通过生产调度平台调度控制，由自动仓储系统将待校验箱表出库，AGV自动导引小车将料箱输送至电能表授货台上。机器人完成拆箱工作，并将电能表挂到检定工位上，同时机器人还负责外观、标志检查、开编程盖等工作，检定装置自动完成耐压试验、准确度检定和多功能试验等，根据检定、检测结论，检定完毕后由机械手将电能表从检定工位取下放入周转箱，AGV自动导引小车将周转箱输送到仓库，在生产调度系统的协调下将装有检定完毕的电能表周转箱出库输送至自动贴标和施封的流水线上，自动化施封线将合格表和不合格表进行分拣，合格表计进入施封系统，完成封印和贴合格证最后一道工序。

4.2 功能介绍

三相电能表自动化检定装置由自动化检定台体、机械臂及控制柜组成，通过与AGV小车的无缝衔接实现，表计自动上料、检定、分拣、回库等动作。目前每个周转箱装4只三相电能表，AGV每次运输4个周转箱，为达到AGV输送量与检定量的匹配，将表位数设计为4的倍数。结合三相电能表通常设计为16表位，故需要直通式检定装置4台，满足4台三相检定装置一年的检定量=单台表位数×检定装置台数×每天检定轮数×全年工作日=16×4×3×250=48000只的检定量。同时关键部件需要考虑备份，以提高系统的运行可靠率来保障计量中心产能稳定，检定台体和机器人按3：1进行配比，充分提高机器人的检定效率。故4台三相电能表检定装置配备1台检定机器人。

5 结论

5.1 项目研究结论

生产调度平台结合软件技术、自动化检定技术、智能化仓储技术、物流化配送技术、现场生产监控技术，实现计量设备的集中检定、集中仓储、统一配送、统一监督。为省计量中心生产、经营、管理提供技术支撑，落实以全面推进“三集五大”工作为核心转变公司发展方式的总体部署。

5.2 产能分析

项目投运以来，从计量业务的型式转变、产量分析、检定效率、资产流转等不同方面得到明显的改进与提升，并且整个系统思路清晰，上下层系统间关系明了，易于操作。系统运行流畅，在检定能力及资产管理方面明显优于以往，不仅在检定量及检定能力上得到大幅度提高，而且使得计量设备资产的运作流程更加清晰化。

参考文献

[1]国家电网公司企业标准.省级计量中心建设通用设计指导意见.

[2]国家电网公司企业标准.省级计量中心生产调度平台软件设计导则.

[3]国家电网公司企业标准.省级计量中心自动化检定系统设计技术规范.