国网天津市电力公司 天津 300000
摘要：本文针对背景技术存在的不足，采用模块化设计思想，研究了新型兼容三相电能表、集中器、专变III的用电信息采集终端自动化检测系统，采用自动化、智能化、信息化技术实现与智能化仓储系统的无缝对接。通过控制软件、系统管理平台实现用电信息采集终端检定、检测作业的全过程自动化、智能化管理。通过实际应用，本设计满足天津市电力公司电能计量检定场地的需求，试验结果满足国家电网公司相关标准的要求，技术新型，实用性强。
关键词：用电信息采集终端；电能计量；检测；检定
0 引言
随着电能技术的飞速发展[1]，智能电网当前的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好及使用安全，智能电网已经在全球范围内进入了实质建设阶段[2]。提高供电效率，改善供电质量，减少能量的损耗已经成为当前电网发展的当务之急。传统的电量抄读及结算方式是依靠人工定期到现场抄取数据，这种传统的手工抄表方式效率低，成本高，还存在抄表不到位、估抄、漏抄、错抄、错算及抄表周期长等问题，己经无法满足现代化社会的需要。因此，用电信息采集终端（以下简称采集终端）的全面检测质量和提高集抄率成为亟需解决的问题。
目前国内采集终端自动化检定系统主要有两种模式，独立的采集终端自动化检定系统和基于三相电能表自动化检定系统兼容集中器、专变III的自动化检测系统，从设备利用率的角度看，集中器和专变III的外形与三相电能表相差不多，检定内容也很相似，而采集终端的需求量与电能表相比也相对较少，多数网省公司的三相电能表自动化检定系统的实际产能比实际需求量要多，所以兼容三相电表和集中器、专变III的自动化检测系统必然成为计量设备室内自动化检定的一种趋势，本文针对兼容性用电信息采集终端自动化检测系统进行了研究和应用。
1 技术方案设计
本技术主要采用自动化、智能化、信息化技术，实现与智能化仓储系统无缝对接，主要包括硬件设计和软件设计，具有自动传输、自动接拆线、自动检测采集终端、封印、贴标等功能，该系统具有先进性、实用性、完整性、可靠性、安全性和经济性的特点，还具有一定的系统拓展性。
1.1硬件设计
硬件部分主要采用模块化设计方式，主要由上料、下料、输送、接拆线单元、身份识别、耐压测试、直观和通电检查、功能及误差检测、贴标、封印等单元构成。
1.1.1 上料单元
待检箱表通过料箱输送模块输送至上料模块，由上料模块自动把待检采集终端从料箱中取出，放入采集终端输送线；采集终端搬运准确可靠，节拍满足自动化检测需求，采集终端搬运的速度可设；当采集终端在周转箱中摆放姿态或周转箱姿态异常导致无法正常上料时，上料单元可跳过该采集终端或周转箱继续工作，并提醒人工干预。
1.1.2 输送单元
输送单元包括周转箱输送和采集终端输送，输送效率满足自动化检定的节拍需求，输送速度连续可调。具有分拣输送功能，能识别不同类别的采集终端，并按品规自动分配到不同的项目检定、检测模块。检定、检测后按品规、合格品与不合格品进行分流至不同区域。整个输送单元设置有必要的缓冲区，并具备防止输送物品从运输单元跌落的保护措施。
1.1.3 接拆线单元
对被检采集终端进行定位，定位应精确、迅速，定位后对被检采集终端的电压端子、电流端子、辅助端子（校验脉冲、多功能脉冲、通讯口）进行可靠压接，所有采集终端接线端受压不上缩，且接线受压稳定、均匀、可靠。
1.1.4 身份识别单元
采集终端在身份识别单元通过条码识别和射频识别的方式录入采集终端信息后，核对该信息的正确性，完成采集终端与检定系统的绑定。
1.1.5 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，将待检采集终端自动输送至耐压试验单元，自动完成采集终端耐压试验。
1.1.6 直观和通电检查单元
直观和通电检查单元通过触发采集终端的液晶背光和全屏显示，自动完成采集终端的外观、铭牌标志、液晶全屏显示和指示灯的拍摄。宜在检定过程中，巡检采集终端运行状态显示。
1.1.7 功能及误差检测单元
主要由采集终端检定装置及相关配套设备组成。经耐压试验合格的采集终端，自动输送至功能及误差检测单元，满足符合国家相关标准的检测项目。
1.1.8 封印单元
自动对合格表计实施检定封印，对加封完好性进行验证，验证通过后将封印信息和采集终端条码号进行绑定并上传至生产调度平台数据库。
1.1.9 贴标单元
检定合格的采集终端在完成自动加封后，自动完成检定合格证的加贴，并完成贴标准确性验证。
1.1.10 下料单元
根据获取的料箱箱号，对已完成加封、贴标的合格采集终端，按品规、单位进行装箱。同时对不合格采集终端输送至异常下料口进行装箱。装箱完毕，将表计条码编号与箱号绑定，并将信息上传至生产调度平台数据库。
1.2 软件结构设计
采集终端自动化检定系统软件部分主要由检定系统管理软件、检定软件、控制软件等组成，构成检测系统管理平台，实现用电信息采集终端检定、检测作业的全过程自动化、智能化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.2.1 检定系统管理软件
具备任务管理、完成检测输送系统与检测装置间的动作协调、完成检测系统与省级计量生产调度平台的信息交互等功能，实现用电信息采集终端检测作业的全过程自动化、智能化。
1.2.2 控制软件
实现对用电信息采集终端输送系统各功能模块机械动作的控制，以及对各单元状态的监控，并与检测软件配合完成用电信息采集终端上下料、输送、接拆线、安装及卸载通信卡、封印、贴标等功能。
1.2.3 检定软件
负责对检测系统各检测单元的控制，与检测输送系统配合完成直观及通电检查、耐压测试、功能及误差检测等功能，以及检测完成后对用电信息采集终端参数的设置、密钥修改等功能。
2采集终端自动化检定系统应用
采集终端自动化检定系统在各个网省公司并未完全普及，根据存在形式，可划分为独立的采集终端自动化检定系统以及三相电能表兼容采集终端自动化检定系统，以天津市电力公司电能计量中心的三相电能表兼容采集终端自动化检定系统为应用案例，介绍系统从设计理念、建设过程、系统的运行情况和运行保障。
天津市电力公司电能计量中心检测基地在已经建设完成了单、三相电能表自动化检定系统、低压电流互感器自动检定系统，计量业务流程运转顺畅，实现了与仓储系统无缝连接全自动化检定的情况下。用电信息采集终端的自动化检定能力对三相智能电能表自动化检定系统进行升级改造，在原基础上增加对用电信息采集系统系列标准所规定的专变采集终端Ⅲ、集中器的检测功能，与原有三相智能电能表自动化检定系统链接为三相智能电能表、用电信息采集系统兼容式自动化检定系统的关键技术研究。为天津市电力公司电能计量中心增加用电信息采集终端的自动化检定能力。
天津市电力公司电能计量中心采集终端自动化检定系统是在三相电能表自动化检定的基础上，针对采集终端的自动化检测开展的技术研究及工程应用工作，通过调研、收集国网公司用电信息采集终端自动化检测系统建设方案，分析目前用电信息采集终端自动化检测系统建设方案弊端，并针对天津公司特点提出改进方案，研究对三相智能电能表自动化检定系统进行整体升级改造，在原基础上增加对用电信息采集系统系列标准所规定的专变采集终端Ⅲ、集中器的检测功能，设计兼容采集终端和三相电能表的计量器具承载装置，并重新研发三相电能表自动化检定系统兼容采集终端检测系统软件和三相电能表自动化检定系统兼容采集终端检测系统物流。
天津市电能计量中心建设采集终端自动化检定系统的主要创新点如下：
1、天津“三线一库”模式实现了省级计量中心“四线一库”全部要求
将三相电能表自动检定系统、用电信息采集终端自动化检测系统集成为一体，共用检定流水线的物流部分及外观识别、封印、贴标等专机。自动检定流水线可根据国家计量检定规程和国家网电网公司检定规范对电能表、用电信息采集终端进行要求的各项试验和功能测试。天津“三线一库”模式实现了国网公司规定的省级计量中心“四线一库”相关要求。
2、用电信息采集终端上行通道参数设置及测试
解决了用电信息采集终端自动化测试最大工程难点，即用电信息采集终端上行通道参数设置及测试。
3、用电信息采集终端统一接驳装置
设计了用电信息采集终端统一接驳装置，解决了集中器与专变终端以往需不同接驳端子的问题。
同时，天津市电力公司注重加强系统在运维管理方面，建立完善的生产巡检制度，通过对各个环节的运行状态的监控，实现各个系统的协调调度，保证生产过程中的有效缓冲、合理衔接、节拍一致，最终实现整个生产线运行的安全、流畅和高效。
在异常应急处理制度上，通过系统的报警系统和巡检记录，及时发现系统异常情况，在系统故障前进行人工处理，使系统恢复正常，并对异常情况进行记录，通过经验积累实现系统优化调整，建立系统备品备件库，通过异常记录以及生产巡检情况的分析，对系统内设备部件进行寿命周期预测，及时更换老化部件，保障系统的运行可靠性，实现管理水平和采集终端自动化生产作业效能的提高。
在溯源方面，定期开展期间核查和标准设备送检，天津市电力公司电能计量中心同时邀请天津市计量监督检测科学研究院等第三方专业认证机构对自动化检定系统的各项功能进行测试，确保采集终端的检定的质量。
3 系统运行情况
天津市电力公司电力科学研究院基于三相电能表自动化检定系统的用电信息采集终端自动化检测系统硬件安装、软件调试、平台联调已完成，2013年9月已达到试运行的状态。期间，检定线经过一次“72小时”连续检定测试和一次“48小时”连续检定测试，并且从日常运行情况来看，自动检定系统各模块均可独立运行，也可集中控制，且检定项目能够按所定目标完成，具备自动检定系统运行的条件，可以满足实际生产检定需求。系统在运行期问，我们对智能检定模式与传统检定模式下的检定装置，进行了采集终端检定工作程序的性能比对和效率分析。结果表明，采用智能检定模式后，原来的人工作业方式均提升为智能化和自动化作业方式，可节约占地面积50%，节约投资和运维成本40%，同时可以大大提高自动检定流水线的检定效率25%，增加了三相电能表自动化检定系统自动化设备的利用率，减少了配套设备80%。随着电能计量的再集约、再深化，规模效应将更加显著，产生的经济效益将更加明显。
4结束语
本项目已经在天津市电力公司电力得到广泛的应用，检定项目符合国家相关规程的要求，解决了背景技术存在的不足，能够兼容三相电能表、集中器、专变III，全面地提升了天津市电力公司的检测技术能力，推动了采集终端检定技术的应用，为国网全面推动推广电能计量检测工作提供了技术支持。该项目自动化程度高，兼容性强，收到了较好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 董浩，郎兵.基于智能电网的电能质量监测装置的设计[J]. 仪表技术，2011（5）：27-30.
[2] 黄征宇. 国家智能电网的全景与前景[J]. 《中国信息化》，2012（23）：16-17.
作者简介
李野（1983-），男，天津人，工程师，硕士，研究方向：测量计量技术与仪器
论文作者:李野,董得龙,于学均
论文发表刊物:《探索科学》2017年2期
论文发表时间:2017/8/25
标签：终端论文; 系统论文; 信息采集论文; 单元论文; 天津市论文; 电能表论文; 电能论文; 《探索科学》2017年2期论文;