電能表智能倉(cāng)儲(chǔ)與智能檢定一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

孟 磊，謝 烽，毛一豐

（紹興電力局，浙江 紹興 312000）

電能表智能倉(cāng)儲(chǔ)與智能檢定一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

孟 磊，謝 烽，毛一豐

（紹興電力局，浙江 紹興 312000）

電能表智能倉(cāng)儲(chǔ)與智能檢定一體化系統(tǒng)是將先進(jìn)、成熟的倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送技術(shù)與近年來發(fā)展的電能表智能化檢定系統(tǒng)有機(jī)集成，實(shí)現(xiàn)電能表檢定出庫、上料檢定、下料裝箱、箱表入庫、物流配送等全過程作業(yè)的智能化、自動(dòng)化，形成電能表倉(cāng)儲(chǔ)、檢定的一體化管理。系統(tǒng)符合國(guó)家電網(wǎng)公司集團(tuán)化運(yùn)作、集約化發(fā)展、精益化管理、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的總體要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和很好的發(fā)展前景。

智能電能表；智能倉(cāng)儲(chǔ)；智能檢定；一體化；設(shè)計(jì)應(yīng)用

1 電能表智能倉(cāng)儲(chǔ)與智能檢定一體化系統(tǒng)的總體需求

國(guó)家電網(wǎng)公司明確電能計(jì)量的發(fā)展方向和發(fā)展要求，是以“公平、公正、公開”為準(zhǔn)則，以智能化、自動(dòng)化、信息化為手段，實(shí)現(xiàn)計(jì)量器具的集中檢定、集中倉(cāng)儲(chǔ)、統(tǒng)一配送、統(tǒng)一監(jiān)督，達(dá)到“自動(dòng)化檢定、集中倉(cāng)儲(chǔ)、物流化配送”。電能表智能倉(cāng)儲(chǔ)與智能檢定一體化系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱一體化系統(tǒng)）的研發(fā)基于上述要求提出，可以滿足三大需要。

（1）電能計(jì)量集約化發(fā)展的需要。當(dāng)前，各省電力公司正在進(jìn)行省級(jí)計(jì)量中心籌建，并將實(shí)行集中檢定、集中倉(cāng)儲(chǔ)、統(tǒng)一配送、統(tǒng)一監(jiān)督的管理模式。因此，省級(jí)計(jì)量中心的電能表檢定量將十分巨大，而人力、設(shè)施、裝備等方面資源配置卻十分緊張，從而使得現(xiàn)有檢定方式存在明顯的不適應(yīng)性。

（2）電能計(jì)量精益化管理的需要?，F(xiàn)有的電能表檢定方式存在大量人工作業(yè)環(huán)節(jié)，檢定作業(yè)過程中搬運(yùn)、外觀檢查、掛表、定位、接線等工作均屬重復(fù)性、機(jī)械性勞動(dòng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，占用了檢定過程的大量時(shí)間。盡快擺脫大量重復(fù)性、機(jī)械性勞動(dòng)，成為檢定方式改進(jìn)的現(xiàn)實(shí)需要。

（3）電能計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的需要。隨著智能電能表的推廣應(yīng)用，電能表已具備了設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、方案通用化、功能智能化、數(shù)據(jù)完善化、軟件規(guī)范化、通信模塊化等前提條件，為智能倉(cāng)儲(chǔ)與智能檢定一體化系統(tǒng)的應(yīng)用提供了條件。

一體化系統(tǒng)將先進(jìn)、成熟的倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送技術(shù)與近年來發(fā)展的電能表智能化檢定系統(tǒng)集成在一起，實(shí)現(xiàn)電能表檢定出庫、上料檢定、下料裝箱、箱表入庫、物流配送等全過程作業(yè)的智能化、自動(dòng)化，形成智能倉(cāng)儲(chǔ)與智能檢定一體化管理模式，將全面促進(jìn)電能表檢定“人、財(cái)、物”的集約化管理，全面推進(jìn)電能計(jì)量業(yè)務(wù)應(yīng)用的信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

2 一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

電能表智能倉(cāng)儲(chǔ)與智能檢定一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

（1）嚴(yán)格按照計(jì)量檢定規(guī)程要求進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè)，具有合法性。

（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮其先進(jìn)性、實(shí)用性、完整性、可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，并采用模塊化設(shè)計(jì)，方便拓展，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

（3）系統(tǒng)主要由智能倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送系統(tǒng)與智能檢定系統(tǒng)兩大部分組成，通過兩大系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)，完成各類表計(jì)入庫、出庫、檢定、智能分揀、物流配送等作業(yè)任務(wù)。

（4）電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)是面向電力企業(yè)營(yíng)銷的主體業(yè)務(wù)平臺(tái)，應(yīng)有效結(jié)合電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能及流程，通過設(shè)計(jì)合理高效的接口規(guī)范，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的信息交互，完成電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能。

3 一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1 智能倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送系統(tǒng)

智能倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送系統(tǒng)是將信息管理和高架立體倉(cāng)庫及物流輸送線控制集成在一起，按照控制指令要求實(shí)現(xiàn)各類狀態(tài)電能表倉(cāng)儲(chǔ)管理、出入庫管理、物流輸送管理的智能化、自動(dòng)化。

構(gòu)建智能倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送系統(tǒng)時(shí)，要先計(jì)算供電企業(yè)的表計(jì)流轉(zhuǎn)規(guī)模及流轉(zhuǎn)規(guī)劃，并考慮企業(yè)今后的發(fā)展及所需的倉(cāng)儲(chǔ)能力，確定立體表庫的庫位數(shù)（Bin）、出入庫托盤（Pallet）數(shù)、存儲(chǔ)單元（Storage Unit）尺寸這3個(gè)決定倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)規(guī)模、設(shè)備數(shù)量、整體運(yùn)作效率和投資、操作成本的主要參數(shù)。

整體構(gòu)架主要由立體貨架、巷道式堆垛機(jī)、傳輸帶、周邊出入庫配套機(jī)械設(shè)施、控制終端、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、后臺(tái)程序及管理軟件等組成。

智能倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送系統(tǒng)應(yīng)具有新表入庫、待檢出庫、合格回庫、配送出庫、自動(dòng)貨位調(diào)整、自動(dòng)清點(diǎn)統(tǒng)計(jì)等功能。根據(jù)電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程，對(duì)庫內(nèi)新表、合格品電能表按預(yù)先電能表出庫原則，生成待檢出庫與配送出庫方案，按不同的作業(yè)任務(wù)分配至不同的出庫口。

與檢定系統(tǒng)有機(jī)集成，完成待檢出庫的表計(jì)輸送至相應(yīng)檢定系統(tǒng)的上料口。各檢定系統(tǒng)完成檢定裝箱后，箱表由智能倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送系統(tǒng)完成箱表的入庫。同時(shí)對(duì)出入庫狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，動(dòng)畫顯示動(dòng)作過程，有效保證出入庫工作質(zhì)量。

3.2 智能檢定系統(tǒng)

智能檢定系統(tǒng)采用成熟的智能化程控式電能表檢定裝置和先進(jìn)的機(jī)械、電子自動(dòng)化生產(chǎn)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能電能表檢定全過程自動(dòng)化、智能化，擺脫智能電能表的裝拆線、裝箱等大量重復(fù)、機(jī)械性的工作，提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。充分發(fā)揮電能計(jì)量集約化、標(biāo)準(zhǔn)化管理的規(guī)模效應(yīng)，進(jìn)一步提升電能計(jì)量規(guī)范化、精益化管理水平。

智能檢定系統(tǒng)由單相和三相電能表檢定裝置、耐壓裝置、上料裝置、傳輸裝置、自動(dòng)接拆線裝置、圖像識(shí)別裝置、自動(dòng)封印裝置、下料裝箱裝置等組成。實(shí)現(xiàn)電能表的自動(dòng)上料、自動(dòng)傳輸、智能分揀、自動(dòng)定位、自動(dòng)接線、動(dòng)檢定、自動(dòng)費(fèi)控功能檢測(cè)、智能圖像識(shí)別、自動(dòng)拆線、智能裝箱等檢定、檢測(cè)作業(yè)的全過程自動(dòng)化、智能化。

智能檢定系統(tǒng)采用自動(dòng)化控制技術(shù)，將智能電能表自動(dòng)從周轉(zhuǎn)箱取出放入系統(tǒng)的輸送裝置，由輸送裝置依次送入系統(tǒng)內(nèi)部，在傳輸過程中自動(dòng)掃描電能表?xiàng)l碼局號(hào)，分揀機(jī)構(gòu)自動(dòng)分配至各檢定裝置表位并準(zhǔn)確定位，自動(dòng)接線裝置對(duì)各表位電能表的電壓、電流、輔助接線端子實(shí)施可靠壓接。確認(rèn)接插正常后，檢定裝置再開始進(jìn)行檢定、檢測(cè)。

檢定、檢測(cè)內(nèi)容包括耐壓試驗(yàn)、電能表銘牌核對(duì)、常數(shù)校核、參數(shù)核對(duì)、啟動(dòng)試驗(yàn)、潛動(dòng)試驗(yàn)、基本誤差測(cè)試、標(biāo)準(zhǔn)偏差測(cè)試、秒脈沖檢測(cè)、時(shí)段投切試驗(yàn)、費(fèi)控功能檢測(cè)、安全認(rèn)證檢查等。

在智能電能表檢定、檢測(cè)過程中，通過數(shù)字式溫度傳感器對(duì)每一塊被檢定電能表的電流接線柱進(jìn)行直接測(cè)溫，當(dāng)溫度超過預(yù)定的閥值時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警并自動(dòng)短接該表位的電流回路。液晶圖像識(shí)別系統(tǒng)對(duì)每一塊被檢定電能表的液晶圖像及工作狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別和比對(duì)。

檢定、檢測(cè)完畢后，系統(tǒng)自動(dòng)向營(yíng)銷系統(tǒng)上裝檢定結(jié)果，并由自動(dòng)接拆線裝置分離已檢的電能表，將表計(jì)送入系統(tǒng)的傳輸裝置，對(duì)輸送過程中已檢電能表進(jìn)行識(shí)別分流，合格的電能表正常下線自動(dòng)裝箱，不合格的電能表則通過不合格出口下線，從而實(shí)現(xiàn)電能表檢定作業(yè)過程的自動(dòng)化。

4 一體化系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)與接口定義

為使一體化系統(tǒng)的運(yùn)作與電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)功能有效結(jié)合，真正體現(xiàn)一體化模式，需根據(jù)一體化模式的具體業(yè)務(wù)流程，從各系統(tǒng)功能節(jié)點(diǎn)上設(shè)計(jì)其與營(yíng)銷系統(tǒng)信息交互的接口規(guī)范。具體接口定義如下：

（1）待檢表出庫。當(dāng)電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)任務(wù)安排后（任務(wù)來源有抽檢、裝用前校驗(yàn)等），流程發(fā)送至出庫環(huán)節(jié)，同時(shí)電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)通過接口向智能倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送系統(tǒng)傳遞出庫信息，倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送系統(tǒng)在接收到相應(yīng)的出庫信息后，根據(jù)庫存情況向電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)反饋將出庫的詳細(xì)信息，待電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)出庫要求驗(yàn)證通過后，由倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送系統(tǒng)生成出庫訂單并觸發(fā)出庫。

（2）獲取檢定任務(wù)。當(dāng)電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中的檢定流程流轉(zhuǎn)到檢定環(huán)節(jié)時(shí)，智能檢定系統(tǒng)通過接口向電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)查詢下載檢定流程的內(nèi)容，作為檢定的作業(yè)任務(wù)。

（3）查詢智能電能表參數(shù)。智能檢定系統(tǒng)根據(jù)檢定內(nèi)容的不同，通過接口向電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)查詢檢定流程內(nèi)所需的被檢表參數(shù)，作為檢定方案及相關(guān)檢定參數(shù)的設(shè)置依據(jù)。

（4）上傳耐壓結(jié)果。當(dāng)智能檢定系統(tǒng)完成對(duì)電能表的耐壓檢測(cè)后，將被檢表的耐壓結(jié)果上傳電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的檢定流程。

（5）上傳檢定、檢測(cè)結(jié)果。當(dāng)智能檢定系統(tǒng)完成對(duì)電能表的檢定、檢測(cè)后，將被檢表的檢定結(jié)果上傳至電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的檢定流程。

（6）獲取合格電能表倉(cāng)位碼。當(dāng)智能檢定系統(tǒng)上傳檢定、檢測(cè)數(shù)據(jù)后，向電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)查詢合格電能表可裝箱的倉(cāng)位碼信息。

（7）上傳裝箱明細(xì)。裝箱完成后，智能檢定系統(tǒng)向電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)返回裝箱明細(xì)信息。

（8）合格表回庫。當(dāng)智能檢定系統(tǒng)上傳裝箱明細(xì)信息后，由電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)觸發(fā)入庫，通過接口向倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送系統(tǒng)傳遞合格表的裝箱入庫信息，倉(cāng)儲(chǔ)物流輸送系統(tǒng)接收到入庫信息后根據(jù)入庫方案入庫。

（9）配送出庫。根據(jù)電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)流程，對(duì)庫內(nèi)合格品表計(jì)按出庫原則生成配送出庫方案，按不同的配送地點(diǎn)分配至相應(yīng)出庫口。

5 一體化系統(tǒng)應(yīng)用效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

（1）應(yīng)用電能表智能檢定與倉(cāng)儲(chǔ)一體化系統(tǒng)后，檢定人員可減少80%，檢定裝置可減少70%，單臺(tái)裝置單相電能表檢定量能提高一倍。

按年檢定量200萬只考慮，平均日檢定量為10 000只，按照傳統(tǒng)檢定模式，采用60表位單相電能表檢定裝置，每臺(tái)裝置配備1名檢定人員，檢定60只單相智能電能表需要180 min，加上人工出庫領(lǐng)用、裝箱入庫時(shí)間及上下班準(zhǔn)備工作時(shí)間，日檢定量只有二批即120只/人，要完成每日10 000只單相電能表檢定，需要配備檢定裝置80臺(tái)，檢定員80人。采用電能表智能檢定模式，檢定一批60只單相智能電能表需100 min，其中固有電能表檢定時(shí)間為90 min，其他自動(dòng)化作業(yè)過程10 min。由于采用智能作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作方式，完成日檢定量10 000臺(tái)單相電能表，只需要配備檢定裝置30臺(tái)，檢定員16人。

（2）智能倉(cāng)儲(chǔ)輸送系統(tǒng)庫容量大，節(jié)省庫房面積。

采用人工堆放管理模式時(shí)，表計(jì)由人工疊放，高度受到限制，空間利用率低。采用多層次存放貨物的高架自動(dòng)化立體倉(cāng)庫后，庫房空間得到充分利用，與人工堆放管理模式相比，庫容量增加二倍以上，可節(jié)省70%庫房面積。

（3）智能倉(cāng)儲(chǔ)輸送系統(tǒng)工作效率高，人員得到精簡(jiǎn)。

按人工堆放管理模式，采用箱子存放，人工疊放、取用，疊放相互交叉，造成表計(jì)查找困難，取用不便，工作效率低下，日平均吞吐量?jī)H有10 000只左右。采用倉(cāng)儲(chǔ)輸送系統(tǒng)后，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)和手段，表計(jì)的入庫、存貯、配送全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，工作效率明顯提高，表庫管理人員從15人降至5人，精簡(jiǎn)三分之二。

綜合上述經(jīng)濟(jì)效益分析，預(yù)計(jì)每年可節(jié)省成本1 000萬元以上?？梢娫擁?xiàng)目在電力系統(tǒng)、電能表生產(chǎn)廠家及相關(guān)領(lǐng)域推廣應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

5.2 社會(huì)效益

（1）檢定能力提高150%，出入庫能力提高100%，配送服務(wù)能力提高150%，提升優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。一體化系統(tǒng)的應(yīng)用大幅提高了檢定量，有效改變?cè)瓉頎I(yíng)業(yè)用表數(shù)量不確定，月度用表計(jì)劃超量引起的供需緊張局面，用表需求得到及時(shí)滿足，保證企業(yè)正常生產(chǎn)和居民正常生活，提升了電力營(yíng)銷優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，樹立了電力企業(yè)良好的社會(huì)形象。

（2）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、工作標(biāo)準(zhǔn)得到有效執(zhí)行，提升安全生產(chǎn)保障能力。一體化系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、工作標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)研制，做到電能表檢定程序化，圖象識(shí)別、接線監(jiān)控智能化，作業(yè)過程自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)電能表檢定作業(yè)過程標(biāo)準(zhǔn)化，使電能表檢定可控、能控、在控，提升了安全生產(chǎn)保障能力。

（3）作業(yè)過程無人工干預(yù)，避免人為因素，提升計(jì)量公信力。

6 結(jié)語

智能倉(cāng)儲(chǔ)與智能檢定一體化系統(tǒng)通過規(guī)范的接口協(xié)議實(shí)現(xiàn)作業(yè)流程與電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的有效結(jié)合，根據(jù)電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)派發(fā)業(yè)務(wù)，自動(dòng)完成電能表的出入庫和自動(dòng)檢定。電能表智能倉(cāng)儲(chǔ)與智能檢定一體化系統(tǒng)代表著電能計(jì)量技術(shù)的發(fā)展方向，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和發(fā)展前景。

[1]曾宇容，王林，李艷.基于條碼技術(shù)的現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技管理研究，2006，26（7）：214-216.

[2]毛向榮，葉柏龍.合理運(yùn)行Web服務(wù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)[J].電腦與信息技術(shù)，2008，16（2）：64-66.

[3]付中元，田治禮.基于PLC的流水線模擬控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2008，（6）：3175-3179.

[4]盧義兵，章日平，葉國(guó)強(qiáng).機(jī)器人焊接集控流水線的研制[J].電動(dòng)工具，2008，（3）：5-7.

（本文編輯：龔 皓）

Design and Application of Integrated System of Intelligent Storage and Verification for Smart Meter

MENG Lei，XIE Feng，MAO Yi-feng

（Shaoxing Electric Power Bureau，Shaoxing Zhejiang 312000，China）

The integrated system ofintelligent storage and verification for smart meter integrates the advanced and mature storage and logistics technology and the recent smart meter verification system to achieve the intellectualization and automation of operation in the whole process，including smart meter verification and delivery,load verification,unload packing,warehousing,logistics etc.and realize the all-in-one management of storage and verification.This system is of high economic benefit,social benefit and a promising prospect as it's in accordance with the requirements of State Grid such as collectivized operation,intensified development, advanced managementand standardized construction,.

smartmeter；intelligentstorage；intelligentverification；all-in-one；design and application

TP274

B

1007-1881（2010）12-0018-04

2010-10-15

孟 磊（1964-），男，浙江紹興人，從事電能計(jì)量技術(shù)管理工作。