电能计量仪表自动化库房系统研究

国网合肥供电公司 徐伟刚 乔 惠 胡玉庆 张 俊

近几年各供电公司普遍实现了智能电能表的建设应用。而电能计量仪表自动化库房系统可以与网络化相适应的自动化设施为物质基础，迅速、快捷的对智能电能表进行管理，解决智能电能表应用环境下高效率与劳动强度大、计量仪表存放条件与密集存储之间的矛盾。基于此，研究电能计量仪表自动化库房系统的设计应用就具有非常重要的现实意义。

合肥供电公司计量存储中心主要用于电能计量仪表存放，占地面积大约为841.00m2，主要存储物资有三相电能表、单相电能表、采集器、集中器、互感器等。该计量存储中心内已有自动化立体存储系统建立于2011年，在近九年的运行过程中，多数设备出现陈旧老化、无法正常发挥功能的情况。比如两个巷道堆垛机仅可使用一台、出入库人工扫码错误频出等，严重影响了正常库房功能的发挥。基于此，文章以实用性、经济性、先进性为原则，以满足6.0×104只以上单相电能表配送、周转、存储需求，且可实现对现有全部电能计量装置资产全过程管理为目标，进行了该计量存储中心自动化库房系统的设计。

1 电能计量仪表自动化库房系统总体设计方案

1.1 物料单元规划

物料单元规划是计量存储中心自动化系统设计的重要模块。根据招标文件要求，可知该电力企业计量中心内计量器具生产检定流程包括设备配置与控制、系统工艺流程、信息管理、系统能力等，其中涉及的存储货物主要有三相电能表、单相电能表、采集器、低压电流互感器、终端计量设备等。此外还包括库存载体——周转箱、信息载体——Rfid射频卡配合一维条形码。

1.2 区域功能规划

从区域功能设计入手，计量存储中心自动化系统主要包括中控室、库前区与库后区、存储区等几个区域。

中控室是整个系统的管理枢纽，可为任务管理、立库库区管理、设备监控调度、表单打印、单据打印、信息存储提供服务[1]。为保证上述功能的顺利实现，可以为中控室配置独立IP的内网服务器与条码打印机、系统计算机，经网络与终端通信；库前区与库后区是整个系统的出入端口。前者可以为入库电能计量器具暂存、出入库业务管理服务，包括新品入库、拆包组箱、成品配送出库等。为实现上述功能，可以进行手持终端、LED显示屏、操作终端的配置，后者主要为新品入库暂存、成品配送管理、零散出库服务，可配置与库前区相同的设备。

存储区主要负责箱垛周转、存放，具体表现为立库仓库形式[2]；表计出入库输送与整理主要是在出入库站台、输送机的辅助下，完成电能计量装置周转箱垛、空周转箱垛输送任务，可以在堆垛机配置的基础上，结合出入库表计信息采集、周转箱拆码垛需求，进行Rfid射频采集装置、折叠盘机的配置。

1.3 工作流程描述

根据电能计量仪表自动化库房系统运行目标任务差异，其参与业务流程情况也存在一定差别。具体包括新品入库、成品批量配送出库、零散件拣选出、自动盘库、拆回入库及报废处理等。

在以往电能计量装置库房管理中，新品入库需要损耗大量人力、物力，且存在大量不可控风险因素，招致库存电能计量装置信息错误、信息缺损等问题出现。而电能计量仪表自动化库房系统可以利用现代电子技术，实现远程下达、实时通知，在减轻库房工作者工作负担的同时，提高装置库存管理精准度。

新品入库流程主要为：电力营销系统下达新品入库计划（或手工录入入库计划）→仓储系统获得新表资产信息→通知人工卸货并将新品搬运至库前区→单箱逐次放置在入库站台并申请入库→Rfid射频采集入库信息→入库叠盘机完成叠盘码垛并将箱垛关系上传给管理系统→系统指定货位→输送机、堆垛机完成周转箱垛→完成新品入库。若整个过程中出现系统异常，则需返回至出库站台待工作人员处理后恢复运行。

拆回入库流程为：MDS/SG186营销系统下达拆回表入库计划→人工经手持终端逐一扫描表计→人工组箱并将周转箱搬运至入库站台→系统生成入库任务→自动分配货位（或人工选择）→在堆垛机、叠盘机、输送机的帮助下，将周转箱输送至指定货位→完成拆回入库。

成品批量配送出库流程主要为：SG186/MDS下达出库指令→依据先进先出原则由系统选择最优表计（或人工选定）→对堆垛机下达出库指令→堆垛机到达货架取出对应表计→经输送机出库→将出库表计编号反馈至MDS/SG186系统→完成成品批量配送出库。

零散拣选出流程为：SG186/MDS下达出库指令→目标表计所在周转箱进入零散取表拣选工位、卡位→图像采集系统采集表计图像并识别目标表计→三维模组机械手取出目标表计→将目标表计放置在皮带输送机上→完成零散拣选出库。

自动盘库流程主要为：MDS系统下达盘库指令→系统控制库存周转箱垛下架→配合输送机出库路径中高位射频门禁完成表计信息核对→记录由入库通道重新入库的周转箱垛信息并更新数据库→完成自动盘库。若盘库信息异常，则需要标记对应表计资产信息的情况并将周转箱垛直接输送至出库口，等待人工核实后上传MDS。

报废处理流程为：MDS/SG186营销系统下达报废表计出库计划→仓储系统下达报废电能计量仪表出库指令→堆垛机将指定货位表计取出→在拆盘机、输送机的辅助下出库→人工将出库后表箱搬运至出库暂存区并扫码确认→完成报废出库。

2 电能计量仪表自动化库房系统实施效率估算

2.1 基础参数

电能计量仪表自动化库房系统输送线涉及了输送机、射频门、三维拣选模组、堆垛机、叠盘机几个主要设备[3]。其中输送机运行速度、长度分别为0.33m/s、32.10m，射频门单箱、整垛扫描耗时分别为4.00s、15.00s，三维拣选模组单表拣选耗时6.00s，叠盘机单箱、四箱叠盘耗时32.00s。则单垛通过输送机、射频门、叠盘机所需时间分别为96.00s（32.10/0.33）、16.00s（4.00×4.00）、36.00s（4.00×9.00）。而单台堆垛机综合作业效率为74托/小时，两台为148托/小时。

2.2 效率估算

由于该系统库房计量仪表采用流水线式作业，整体耗时最长为叠盘机，每叠48只单相表耗时36.00s，每小时入库为4800只（3600/36×48），按每天工作8小时计算，全天可以实现38400只单相电能表入库。同理，库房电能计量仪表出库箱垛不需经射频门、叠盘机，堆垛机耗时最长，两台堆垛机每小时堆垛仪表12088只。

盘库箱垛流程中耗时最长的也为堆垛机，但其需经过高位射频门，两条堆垛机的单一工作效率为6044只，全天可完成48352（6044×8）只单相电能表盘库。对于拣选作业而言，拣选箱垛需经过三维拣选模组、拆盘机等设备，损耗时间最长的为三维拣选模组，单一工作作业能力为600只（3600/6），全天可完成4800只单相电能表零散拣选出库。

综上，根据电能计量仪表库房管理需求，单位可以在物料单元规划、功能单元规划的基础上，对成品批量配送出库、新品入库、盘库等方面进行工作流程的逐一描述，并预先对系统运行效率进行检测，为预期系统建设目标的达成提供保障。