摘要：智能化全自动电能表检定流水线作为自动化在电测领域的首次大规模应用，其可实现性和可靠性一直是最为关注的两点。系统设计之初就在可靠性方面做了许多研究，研制过程中以及试验线和生产线的运行过程中也积累了许多宝贵的经验，为保证最终推出的电能表全自动检定系统产品的可靠性打下了良好的基础。本文分别从设备选型、数据采集、检定方案对检定线的可靠性做出分析和研究，并在实际应用中保证了可靠性的要求。
关键词：自动化检定；检表可靠性；误检率
0 引 言
随着国家电网公司计量技术自动化、标准化、智能化的推广，计量仪表自动化检定流水线的应用越来越广泛。自动化检定系统最大程度地降低了检定过程中人为干扰造成的误检和错检，其检定的可靠性由流水线系统的稳定运行程度来决定。
1 设备可靠性
1.1 基本元器件对设备的影响
全自动检定系统是由上下线接驳系统以及各个检定功能模块组成，每个功能模块又是由基本的电气、机械和电子元件组成。这些基本的组成元件的固有可靠性直接影响系统的固有可靠性和使用可靠性。
经过与多家合作伙伴的调研和考察，在这些元器件的选择上，我们均采用了国际知名品牌。在气动元件部分采用日本知名气动元件厂商SMC和CKD的产品；PLC部分采用的是西门子品牌的产品；伺服电机采用的是SEW品牌产品；六自由度机器人采用的是库卡或者ABB的产品，输送系统采用博世力士乐的输送系统。
在检定设备方面，选用对于整个电能表检定流程的各个环节均已成熟的产品。如科陆或者三晖，这些产品广泛地使用与电力测试领域，具有较高的可靠性。
1.2 自动化检定关键技术
自动化技术在电能表检定领域的应用需要攻克许多技术难关，这些关键技术直接影响到检定系统的可靠性，甚至是检定系统的可行性。
1）电能表精确定位
自动化检定需要对电能表进行精确定位，以保证后续接驳的稳定可靠。博世力士乐TS2输送系统定位精度为0.05mm，检定系统采用电能表在开模设计的托盘上进行电能表中线精确定位、检定托盘在检定单元单一精确定位（0.05mm）的方法保证定位精度。
2）电流端子接驳
自动化检定过程中，电能表的电流接驳端子需要通过最大100A电流，在通过大电流检定的过程中，需要保证接线端子阻抗较小，温升较低。在大电流接驳的可靠性保证方面，我们采用的接驳端子：
●单相/三相直接接入式采用大电流端子，适应100A电流。
●三相经互感器/采集终端采用小电流端子，适应小电流规格；大电流单针接触电阻1毫欧（测试针采用焊接银端子结构），保证100A电流检定温升小于30度。
●表位电流开路自动继电器短接。
在对智能电表的费控功能进行检定时，或者某表位出现故障时，需要对某表位进行自动短接来保证其他表位的正常工作。系统已经实现了相关的功能，可以保证某几个表位的故障不会影响系统的正常工作。
1.3 自动化检定系统结构设计
系统检定单元采用树形（开放式）结构，不但可以灵活扩展、也可以实现灵活故障隔离，同时对于设备的维护检修也比较方便。
系统的硬件和软件平台采用具有良好容错能力和高可靠性的产品。系统具备自恢复能力、支持错误处理、功能模块和表位故障隔离，某个模块由于意外情况而引起故障并不会导致其他模块停止工作，当故障模块恢复后其可以重新使用此模块的功能。
系统设计检定托盘各进线位置的托盘无线射频扫描、托盘与电能表实时数据绑定，解决系统意外断电而重新上电的自动恢复。
2 数据可靠性
待检表计通过各个检定工位，完成既定检定方案指定的检定项目以后，产生检定合格与不合格的结论。在下表位，开始依次完成合格表与不合格表的组箱组垛，最终回库。涉及到的工位包括：博世线上的上下表位、不合格表缓存；辊筒线上的装箱位、不满箱缓存、回库验证、叠盘机、不满垛缓存工位。以上检定过程最终要求数据可靠。
2.1 数据可靠要求
1）数据一致性
●数据和实物的一致性。
●资产数据逻辑一致性。表计箱垛关系符合平台要求，如无合格与不合格混装，不是同一个任务的混装等。
2）数据完整性
●表计检定数据按照方案检定。
●表计检定数据无遗漏或未检。
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2.2 数据可靠性实现方法
●采用RFID技术，将表计信息和托盘RFID建立逻辑关系，确保数据和实物的一致性。
●软件记录队列，同时通过硬件设备读取相关信息，对软件记录进行核查，确保数据的准确性。
●关键节点进行数据检查，在检定单元和组跺工位对数据进行相关检查，保证数据的完成性和逻辑正确性。
1）身份识别工位
上表完成后进行条码扫描，将表计信息写入托盘RFID中，同时将托盘编码与表计条码建立逻辑关系并写入数据库。
2）各个工位
进入各个工位前，通过RFID读取托盘信息，保证测试数据与表计数据保持一致。
3）检定工位
在托盘放行前，检查检定数据是否完整，是否有未检定项目，所有检定数据是否已经上传数据库；如果发现问题，红灯提示报警，人工处理。
4）下表工位
下表工位读取托盘数据，合格表计下线，不合格表计进入不合格缓存线。
5）箱表绑定
在回库验证工位，扫描表计条码及箱条码，将扫描得到的数据与软件队列数据进行比较，防止数据与实物不一致。
3 检定可靠性
流水线由于接驳或者检定设备故障，检定结果存在一定的误差；另外长时间的运行也可能导致部分设备或者元器件老化，从而导致检定出现问题。主要分为两种情况：
3.1 检定方案
《电能表自动化检定系统技术规范》要求错检率为0，误检率小于1%。流水线系统采用以下方案来保证检定结果的可靠性：
1）检定单元检测接驳可靠性
检定单元在进行误差及功能检定前，自动进行接驳检测，对电压、电流及多功能端子进行接驳测试，如果不合格表计达到一定数量（该数量可配置），检定单元自动报警，提醒人工处理。
2）不合格表计自动复检
该功能为配置选项，不合格表计可自动重新上线，按照检定流程重新进行一次检定。如江西、湖南等等；
3）不合格表计人工复检
所有自动检定不合格表计会发起复检流程，在人工台体进行检定，经过人工台体检定依旧不合格的表计发起返厂流程。如冀北、济南等等；
4）合格表计抽检
每个任务或者批次提取部分表计在人工台进行复检，由于流水线经过长时间运行可能出现问题，所以合格复检需要持续进行。
通过以上方式可以大大降低误检率，并定期跟踪设备，检查是否存在错检。
3.2 测试方法及结果举例
某省公司三相流水线误检率和错检率实际测试。
1）错检率测试
按照《国家电网公司企业标准（Q/GDW 1574-2012）：电能表自动化检定系统技术规范》的要求，选择20只不合格表计进行检定，进入10个不同的台体进行检定，未发现检定合格表计，错检率为0。
2）误检率
按照《电能表自动化检定系统技术规范》的要求，选择40只合格表计进行检定，进入10个不同的台体进行检定，发现检定不合格表计2只，误检率为0.5%，小于规范要求。
3）持续验证
为了保证检定结果的长期有效可靠，对流水线的错检率及误检率进行跟踪，具体结果如下。
4）错检复查
每个批次的检定会抽20个合格表计进行人工复检，目前已经抽检了7个批次，未发现不合格表计，错检率为0。
5）误检复查
将所有检定不合格表计在人工台体进行进行复检，检查是否有误检。截止2015年8月12日，共检定三相智能电能表10143只，流水线检定不合格41只，人工台复检合格26只，误检率约为0.25%，满足标准要求。
4 结论
通过各个层次的保障，检定系统具备了很高的可靠性，通过以上设计及管理手段，自动化检定系统可以达到设计要求并稳定运行。
参考文献：
[1]《计量自动化流水线检定系统质量监控方法应用研究》
论文作者:姚民1,唐伟宁2,张悦2,余达菲2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/16
标签：可靠性论文; 不合格论文; 系统论文; 数据论文; 电流论文; 托盘论文; 电能表论文; 《电力设备》2017年第4期论文;