三相电能表自动化检定系统设计及应用

2016-08-14国网湖南计量中心

大众用电 2016年1期

● 国网湖南计量中心李鑫杨方

为推进国网公司“三集五大”体系建设，整合系统内全省计量专业人员与设备，国网湖南省电力公司成立了省级计量中心，实施电能计量资产的集中检定、集中仓储、统一配送、统一监督的集约化管理。按照部署，国网湖南计量中心承担全省三相电能表集中室内检定，检定任务压力巨大。传统人工检定方式存在人员需求量大、工作强度大，工作过程中人为原因导致的安全隐患多，难以实现工作过程控制管理和检定工作的标准化，无法适应新形势下检定要求。

相对于人工检定方式，电能表自动流水线检定系统对场地、人员、物资等需求大幅减少，检定效率有极大优势，尤其是在检定任务多、批量大时优势更加显著，且检定过程的智能化、信息化、自动化、安全化和标准化，对于保证检定的准确性、可靠性和高效率具有重要意义。

1 检定系统组成与布局

1.1 检定系统组成

检定系统由管理平台、输送单元、功能单元组成。检定系统管理平台接收 MDS下达的检定任务，对整个检定系统进行管理和控制，并将检定结果、封印信息和装箱信息上报 MDS。输送单元完成电能表在检定过程中的输送和定位。功能单元执行检定系统管理平台指令，实现对电能表的检定、检测。

检定系统采用自动化、智能化、信息化技术，实现与智能化仓储系统柔性连接，具有输送、上下料、接拆线、检定电能表、封印、贴标等功能，实现电能表检定作业的全过程自动化、智能化。检定系统组成示意图如图1所示。

（1）上下料单元。上料时待检箱表通过料箱输送模块输送至上料模块，每条流水线上下料模块共采用一台六自由度柔性系统机器人完成，自动把待检电能表从料箱中取出，放入电能表输送线的检定托盘具体功能为自动完成精确定位、电能表抓取、电能表移载、电能表方向识别与处理、电能表定位放置等处理。

图1 三相电能表自动化检定系统组成示意图

下料时根据需要自动获取空周转箱，将已检电能表，按任务要求对合格、不合格分类装箱，准确绑定电能表条码与箱号，并将信息上传至 MDS数据库。

（2）自动接拆线单元。对被检电能表进行定位，定位应精确、迅速，定位后对被检电能表的电压端子、电流端子、辅助端子（校验脉冲、多功能脉冲、通讯口等）进行可靠压接，所有电能表接线端受压不上缩，且接线受压稳定、均匀、可靠。

（3）自动识别单元。系统应在必要处设置自动识别单元，实现信息核对、绑定、定位、分拣、追踪等功能。自动识别单元能读取RFID射频标签和不同规格条码标签（UPC码、EAN码、ISBN码、ISSN码、39码、128码等）来识别被检电能表，同时能读取周转箱或托盘的条码。

（4）工频耐压试验单元。主要由工频耐压装置与相关配套设备组成，按 JJG 596-2012要求自动完成电能表耐压试验。能够从 MDS下载检定方案，自动完成耐压试验，具备检定数据本地保存和上传至 MDS数据库的功能。

（5）外观检查单元。电能表接线并通电后，通过触发电能表的液晶背光和全屏显示，自动完成电能表的外观、铭牌标志、液晶全屏显示和指示灯的拍摄。能调用预先设置的标准模板进行比对，将检查结果和不合格图片本地保存，并上传至MDS数据库。

（6）准确度检定和多功能试验单元。能够完成JJG596-2012《电子式交流电能表检定规程》所规定交流电压试验、潜动试验、起动试验、基本误差、仪表常数试验、日计时误差试验等检定项目，根据 Q/GDW1354、Q/GDW1364、Q/GDW1827、Q/GDW1828的要求，具有误差变差试验，误差一致性试验，负载电流升降变差试验，负荷开关测试，通信功能试验项目的检测功能，并根据具有预置参数检查，预置参数设置和密钥更新项目检测。

（7）自动封印单元。表计实施检定封印或加注检定合格标记，对加封完好性或检定合格标记进行验证，验证通过后，将封印信息和电能表条码号进行绑定并上传MDS。

（8）自动贴标单元。检定合格的电能表在完成自动加封后，自动完成检定合格证的加贴，并完成贴标准确性验证。

1.2 检定系统布局

三相电能表自动化检定系统设计有2条自动检定流水线，每条流水线配置16个检定单元，每检定单元按24表位设计。每条自动线可各自独立和主输送线接驳，并行完成检定任务。检定系统总表位数为768表位，可完成1536只的日检定量与40万只的年检定量。

2 系统创新特点

2.1 采用RFID物联网技术，实现信息交互与分析，提高数据交互能力

检定系统自身构成一个局域网，采用网络化控制。其上位系统为生产调度平台，检定系统从生产调度平台接受检定任务等数据并上传检定结果。检定系统的平行系统为仓储系统，通过数据接口，接受仓储系统交互物流信息。RFID射频识别系统采集表计信息并进行信息校验，进行信息的分配、核对、跟踪和刷新，实现了设备与设备、设备与计量资产的数据互联互通。

2.2 采用大数据分析云处理技术，对海量计量器具检定数据进行分析、比较和研究，提高数据处理能力

自动检定系统数据具有4个“V”——Volume（数据体量大）、Variety（数据类型繁多）、Velocity（处理速度快）、Value（价值密度低）特点，要提高自动检定系统的数据处理能力，必须应对数据量大、数据查询分析复杂的难题。湖南三相检定系统应用大数据分析技术，尽可能发挥系统中所有硬件资源的处理能力，结合软件系统云处理技术，加快数据处理速度，减少服务器的CPU负荷，大幅度提高了系统的整体处理能力。

2.3 优化系统物流线路整体布局，提高资产流转效率

综合考虑自动检定系统中各子系统需求，生产场地达到各子系统需求最优水平，通过在封闭物流线路的情况下，采用整体开放式设计，充分利用生产场地宽度，合理优化物流线路，便于各检定单元的并行运行和管理，节省运行成本，同时开辟人行通道，直达任意检定线位置，方便工作巡视和维修。采用整体开放式设计，计量资产在自动检定系统中流转过程清晰，系统对异常情况冗余度较高，各子系统可根据自身需求进行优化组合各功能单元，高效开展自动检定任务。虽然自动检定系统各功能模块所需时间固定，但是优化组合后自动检定系统整体所需时间达到最小。