三相电能表自动化检定系统设计及应用

● 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。

3 生产应用情况

国网湖南计量中心设计的2条三相电能表自动化检定流水线已建设成功并投入生产，系统各功能模块运转正常，能够实现三相电能表全自动检定检测。检定系统试运行以来，已累积完成十万只三相电能表检定，大大提高了三相电能表检定效率，实现了检定的自动化、智能化、标准化，满足了全省三相电能表集中检定需求。

4 结束语

国网湖南计量中心群策群力、精心谋划，通过采用RFID物联网技术、大数据分析云处理技术等前沿技术以及优化物流线路布局等方式设计了三相电能表自动化检定系统，担负起全省三相电能表计的计量检定工作，实现了集约化管理，节约了检定人力、物力、财力，提升了全省三相电能表集中检定的效率。

国网湖南计量中心智能电能表全自动检定流水线