智能电表自动测试系统的设计

陈芋宏 景程

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电能表作为我国应用最为广泛的仪表种类，随着我国供电政策的不断改革和能源管理水平的不断提升，目前对电能表功能的要求也在逐渐增高，而由于我国地区之间的发展水平都有所不同，供电的政策和要求也有一定的差距，因此电能表功能修改和完善较为频繁，工作量也逐渐地增多。电能表人工的检测不仅需要大量的劳动资源投入，并且长时间的工作也会让员工出现厌恶心理，在这样的情况下，通过对电能表的研究和创新，已经开始逐渐实现自动测试，就现阶段的自动测试系统来说，系统的设计仍然存在些许的问题，因此对自动测试系统的设计也需要不断的加强。

1 自动测试系统中控制系统硬件的设计

1.1 传感器电路设计

智能电表自动测试系统中主要会使用到的传感器类型分为两种，一种是光电传感器，另外一种是磁力开关传感器。一般的情况下在检测仪表的位置上会使用光电传感器，而在检测气缸状态时会使用磁力开关传感器。两种类型的传感器在处理电路的方式上较为类似，传感器主要是接入外部的电源，而电源的型号也有着明确的要求。在自动测试的过程中，传感器运行产生的信号，会从0V上升到12V，经过电阻分压会产生约到3.24V左右的电压信号，以此来对智能电表中的信号波动进行检测[1]。

1.2 电磁阀驱动电路设计

在智能电表自动测试系统中，每一个主控单元都会设置4个电磁阀来进行功能检测，而一个功能检测单元需要使用到8个电磁阀来进行保证，因此在整个自动测试系统中需要使用到36个左右的电磁阀，以此来保证自动测试系统运行的科学性、有效性以及合理性，自动测试系统稳定工作是设计的主要目标和关键。在设计的过程中，电磁阀需要通过光耦合器来进行电量的分离，以MOSFET作为控制电磁阀的主要电子开关，并且MOSFET的主要型号需要选择D25NF10L，这样的开关才能承受住25V左右的持续电流，保证智能电表运行工作的稳定，满足电磁阀驱动的基本要求。当电磁阀处于关闭状态时，续流二极管可以作为电流回路对智能电表进行检测，保证工作的持续性和稳定性。

1.3 CAN电路设计

CAN主要是帮助智能电表中支路的内部测试，CAN总线需要保证实时性、可靠性和灵活性，并且以此作为智能电表的标准总线。智能电表自动测试系统中，CAN作为通信网络的组成，帮助通信电路在自动测试系统的稳定性，也是自动测试系统设计的关键性组成部分。在每一个CAN通信接口中运用独立的隔离电源设备，有效地对电流进行隔离，提高控制芯片的稳定性，也是保证自动测试系统安全性的关键。在CAN通信电路中主要会使用ISO1050作为控制芯片，对智能电表进行保护，为自动测试系统的有效运行奠定良好的基础。

1.4 电源电路设计

自动测试系统稳定运行的前提是需要具备良好的电源设计，在智能电表检测的过程中，可能会遇到较多较为复杂的环境，在这样的环境中可靠的电源系统，能够在一定程度上加强自动测试系统运行的稳定性、安全性和有效性。为了能够在最大程度上减少电磁阀开关对电源的影响，自动测试系统会在运行中使用两个电源，在设计过程中需要对隔离单元进行设计，并且将隔离电源有效的应用在通信电路中。设计师在对两个电源进行设计的过程中，需要根据实际的自动测试情况以及电磁阀的闭合情况进行充分考虑，在考虑到各项不同因素对电源的影响后，合理地在自动测试系统中设计电源的电路，保证电源能够在不受影响的情况下，进行稳定的工作，保证自动测试结果的真实性、有效性和准确性[2]。

2 自动测试系统中控制系统软件的设计

2.1 中央控制终端设计

中央控制终端在自动测试过程中主要有两项基本的工作任务：首先是协调自动测试系统中的调度工作情况；其次是对智能电表中的支路分配情况进行动态测试，在智能电表调度工作进行的过程中，中央控制终端需要对调度的状态和过程进行测试，保持通信的实时进行。一旦目前的单元测试完毕后，中央控制终端系统需要及时的分配全新的任务进行测试，保证检测效率的最大化，从而提升自动测试系统运行的质量和效率。

2.2 主控制单元设计

主控制单元主要是让智能电表自动监测能够按照一定的顺序进行，在测试进入单元后，系统需要及时地开启，并且控制单元需要进行自动检查，保证系统内部不存在误差和故障。主控系统主要是对通信、传感器以及电磁阀的状态进行自检，然后将自检的结果及时传输给中央控制终端，中央控制终端会根据接收到的结果，对主控系统的工作任务进行分配，并且有序对智能电表的各项数据进行自动的测试，保证测试位置的准确定。当所有测试支路都已经将智能电表填满后，主控制单元才算完成当前所分布的任务，然后等待中央控制终端分发下一个测试任务。在主控制单元设计的过程中，需要保证单元具有一定的程序性和流畅性，避免出现故障，导致数据出现偏差[3]。

3 结语

随着时代的不断进步和发展，电能表的功能也在逐渐增多和完善，科学技术的进步让电能表更加具有智能化的效果，在智能电表中加强各项功能的检测应用水平，以实现自动测试为主要的研究目标，不断对技术进行创新和完善，以此来减轻人工检测的成本投入，降低人工检测过程中出现的误差，让智能电表的自动测试系统更加具有高效性、节能性和精准性，以此带动我国电力行业的发展，为我国综合实力的上升添砖加瓦。