李野++滕永興++曹國瑞

摘 要：針對目前國內單相電能表檢測流水線效率較低、多數工序仍采用手工操作、勞動強度較高的特點，該文研究了一種單相電能表智能自動化檢測流水線系統(tǒng)，實現(xiàn)了單相電能表的自動上下料、傳輸、定位、接拆線、外觀檢測、耐壓檢測、智能分揀、粘貼合格證、加裝封印和裝箱等操作，提高了系統(tǒng)的工作效率，解決了電能表大規(guī)模檢測的難題。通過對系統(tǒng)的重復性和穩(wěn)定性試驗，表明系統(tǒng)運行穩(wěn)定，檢測準確率高，具有很大的推廣價值。

關鍵詞：電能表 自動檢測 流水線 專家系統(tǒng)

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0088-02

電能表作為電能計量的關鍵性設備，是供電企業(yè)與用電客戶之間進行電能的公平交易和電費結算最為重要的依據[1-2]。電能表是否能夠客觀、準確的計量，關乎到廣大供電企業(yè)和用電用戶的切身利益。因此，隨著技術的發(fā)展，各個電力企業(yè)相繼建成了各類新型的電能表自動檢測流水線[3-4]。整個檢測過程由計算機控制，配合輸入輸出流水線，檢測工作效率顯著提高，大大降低了檢測人員的勞動強度，徹底改變了傳統(tǒng)電能表檢測作業(yè)模式[5]。但是，已建成的流水線系統(tǒng)大多處于試驗階段，智能化程度較低，大多沒有一套完備的故障診斷和故障解決機制，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，將后造成不可估量的損失和影響。

該文研究的單相電能表的智能自動化檢測流水線系統(tǒng)具備故障自診斷機制。該流水線結合專家系統(tǒng)管理平臺，對整個檢測流水線系統(tǒng)進行嚴密的監(jiān)控，及時給出故障診斷和解決機制，防止檢測流水線系統(tǒng)出現(xiàn)故障而造成的損失和危害。隨著本系統(tǒng)的廣泛推廣，將全面克服電能表檢測流水線效益低下、故障防御機制差等技術瓶頸，實現(xiàn)檢測流水線故障診斷和故障自愈能力，促進電能表檢測行業(yè)技術升級。

1 系統(tǒng)功能需求

單相電能表的智能檢測流水線系統(tǒng)能夠實現(xiàn)單相電能表自動化上下表、接拆線、檢測、分揀、物流輸送等作業(yè)，并可在一個整體系統(tǒng)中實現(xiàn)外觀檢查、耐壓、功耗、誤差、加封、貼標等多個功能項目試驗的流水作業(yè)。具體的功能如下：

（1）主輸送線：由直線輸送段、頂升橫移單元及作為輸送載體的工件托盤組成，實現(xiàn)兼容三種采集終端的工件托盤供送、回送、倉儲、拆碼盤的全自動輸送回收。

（2）工件托盤倉儲系統(tǒng)：設計了三層工件托盤倉儲系統(tǒng)，用來實現(xiàn)指定工件托盤的調用和存儲。

（3）外觀檢查單元：兼容各種型式規(guī)范不同的單相電能表產品的檢測，完成終端外觀的拍照、銘牌檢查、條碼檢查、指示燈檢查、液晶顯示檢測等功能。

4）檢測裝置拆檢線單元：實現(xiàn)多行程對接檢測裝置根據被檢產品類型驅動，用與電能表檢測端子對應側的壓接裝置進行對接的功能。

（5）多合一終端檢測裝置：通過模擬主站、遠程信道和本地信道，建立了一套適用于實驗室檢測的模擬架構，實現(xiàn)對單相電能表性能和功能測試。

（6）基于專家系統(tǒng)的故障自愈機制：結合各類檢測傳感器，對整個系統(tǒng)的實時狀態(tài)進行監(jiān)控，通過專家系統(tǒng)知識庫和自診斷機制，實現(xiàn)系統(tǒng)的故障定位和故障診斷，并給出相應的應答機制，提高整個檢測系統(tǒng)的可靠性和自愈能力。

2 系統(tǒng)的軟硬件設計

2.1 系統(tǒng)的硬件設計

本流水線系統(tǒng)的硬件部分主要由輸送系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)四大部分組成。硬件系統(tǒng)的結構框圖如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)的軟件設計

系統(tǒng)的整體軟件要做到流程順暢和智能化管理，實現(xiàn)檢測任務下達、檢測輸送控制、檢測裝置管理、檢測流程設置、數據存儲、上傳和事后統(tǒng)計分析等功能。系統(tǒng)的軟件流程圖如圖2所示：

2.3 系統(tǒng)的故障自診斷機制設計

本單相電能表的智能自動化流水線檢測系統(tǒng)的故障診斷機制通過構建專家系統(tǒng)來實現(xiàn)。專家系統(tǒng)是一個智能計算機程序系統(tǒng)，其內部含有大量的某個領域專家水平的知識與經驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領域問題。針對本流水線系統(tǒng)建立的專家系統(tǒng)由知識庫、推理機、解釋機制和統(tǒng)計分析模塊組成。整個專家系統(tǒng)的運作結構示意圖如圖3所示。

3 系統(tǒng)的檢測原理及試驗結果分析

3.1 基本原理

計量誤差一般采用的工作原理為標準表法。標準表法是指將標準電能表檢測的電能與被檢測電能表測定的電能進行比較，確定被檢測電能表的相對誤差。檢測方法一般采用高頻脈沖數預置法，在標準表和被檢表都在連續(xù)運行的情況下，記錄標準表輸出N 個低頻脈沖時輸出的高頻脈沖數m，作為實測高頻脈沖數，再與算定（或預置）的高頻脈沖數相比較，計算被檢測表的相對誤差。計算公式如公式（1）所示：

（1）

其中，為標準表或檢測裝置的已定系統(tǒng)誤差（%），不需要更正時記為0；m為實測高頻脈沖數；m0為算定的高頻脈沖數。

本單相電能表的智能自動化檢測流水線系統(tǒng)按照準確度0.1級進行設計，進行檢測時，單套檢測裝置批量輸出相同標準源對應不同的表位，開展電能表的批量測試。

3.2 試驗結果分析

本項目按照計量標準考核規(guī)范對整個自動化流水線系統(tǒng)的各個檢測裝置做了相關的實驗，以其中的一套數據進行說明，結果如下所示。

3.2.1 穩(wěn)定性測試

裝置的穩(wěn)定性反映了計量特性隨時間恒定的能力，不僅與計量標準器本身有關，還與其主要配套設備在內的測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性有關。通常的做法是選用一臺穩(wěn)定性較好的被測電能表，在規(guī)定的時間間隔之內測量，通過測量結果的一致程度來進行判斷該裝置的穩(wěn)定性。對功率因數為1.0和0.5的單相表進行穩(wěn)定性測試試驗，測試的結果如圖4所示

由試驗結果表明，裝置的穩(wěn)定性指標均小于裝置最大的允許誤差絕對值（功率因數為1的允許誤差線如圖中藍色虛線所示，功率因數為0.5的允許誤差線如圖中紅色虛線所示），滿足要求。

3.2.2 重復性測試

裝置的重復性測試反映了多次測量，所得結果的一致性，通常用測量結果的分散性來定量表示，即用單次測量結果的實驗標準差Si 來表示。在功率因數1.0和0.5時，分別確定基本誤差，為確保所得到的實驗標準差具有足夠的可靠性，應在相同條件下重復測量次數不少于10次。重復性測試的試驗結果如圖5所示。

由試驗結果表明，裝置的重復性滿足指標要求，即絕對值均小于0.1。

4 結論

該文研究的單相電能表的智能自動化檢測流水線系統(tǒng)目前已經投入使用，通過實踐運行情況表明，系統(tǒng)運行較穩(wěn)定，智能化程度較高，設備的故障率較低，最終檢測的電能表準確度高，社會經濟效益好，為今后大規(guī)模的投產使用奠定了一定的基礎。

參考文獻

[1] 龍貴山，劉磊，劉穎，等.電能表自動化檢測及智能倉儲系統(tǒng)研究[J].電測與儀表，2013（5）：95-100.

[2] 高利明，陳卓婭，張欲曉，等.一種智能化全自動流水線電能表檢測系統(tǒng)[J]. 河南電力，2011（4）：38-41.

[3] 周莉.單相電能表自動檢測流水線系統(tǒng)的應用研究[J].電氣技術，2014（2）：59-63.

[4] 周莉.單相電能表自動檢測流水線系統(tǒng)的應用研究[J].電氣技術，2014（2）：59-63.

[5] 盧世為，董生懷.單相電能表多功能檢測裝置的研制與應用[J].電測與儀表，2009（S2）：1-4.

[6] 張燕，黃金娟.電能表智能化檢定流水線系統(tǒng)的研究與應用[J].電測與儀表，2009（12）：74-77.endprint