智能電表自動測試系統(tǒng)的設計

陳芋宏 景程

1.杭州賢沃科技有限公司 浙江杭州 310053 2.華立科技股份有限公司 浙江杭州 310023

電能表作為我國應用最為廣泛的儀表種類，隨著我國供電政策的不斷改革和能源管理水平的不斷提升，目前對電能表功能的要求也在逐漸增高，而由于我國地區(qū)之間的發(fā)展水平都有所不同，供電的政策和要求也有一定的差距，因此電能表功能修改和完善較為頻繁，工作量也逐漸地增多。電能表人工的檢測不僅需要大量的勞動資源投入，并且長時間的工作也會讓員工出現(xiàn)厭惡心理，在這樣的情況下，通過對電能表的研究和創(chuàng)新，已經(jīng)開始逐漸實現(xiàn)自動測試，就現(xiàn)階段的自動測試系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的設計仍然存在些許的問題，因此對自動測試系統(tǒng)的設計也需要不斷的加強。

1 自動測試系統(tǒng)中控制系統(tǒng)硬件的設計

1.1 傳感器電路設計

智能電表自動測試系統(tǒng)中主要會使用到的傳感器類型分為兩種，一種是光電傳感器，另外一種是磁力開關(guān)傳感器。一般的情況下在檢測儀表的位置上會使用光電傳感器，而在檢測氣缸狀態(tài)時會使用磁力開關(guān)傳感器。兩種類型的傳感器在處理電路的方式上較為類似，傳感器主要是接入外部的電源，而電源的型號也有著明確的要求。在自動測試的過程中，傳感器運行產(chǎn)生的信號，會從0V上升到12V，經(jīng)過電阻分壓會產(chǎn)生約到3.24V左右的電壓信號，以此來對智能電表中的信號波動進行檢測[1]。

1.2 電磁閥驅(qū)動電路設計

在智能電表自動測試系統(tǒng)中，每一個主控單元都會設置4個電磁閥來進行功能檢測，而一個功能檢測單元需要使用到8個電磁閥來進行保證，因此在整個自動測試系統(tǒng)中需要使用到36個左右的電磁閥，以此來保證自動測試系統(tǒng)運行的科學性、有效性以及合理性，自動測試系統(tǒng)穩(wěn)定工作是設計的主要目標和關(guān)鍵。在設計的過程中，電磁閥需要通過光耦合器來進行電量的分離，以MOSFET作為控制電磁閥的主要電子開關(guān)，并且MOSFET的主要型號需要選擇D25NF10L，這樣的開關(guān)才能承受住25V左右的持續(xù)電流，保證智能電表運行工作的穩(wěn)定，滿足電磁閥驅(qū)動的基本要求。當電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)時，續(xù)流二極管可以作為電流回路對智能電表進行檢測，保證工作的持續(xù)性和穩(wěn)定性。

1.3 CAN電路設計

CAN主要是幫助智能電表中支路的內(nèi)部測試，CAN總線需要保證實時性、可靠性和靈活性，并且以此作為智能電表的標準總線。智能電表自動測試系統(tǒng)中，CAN作為通信網(wǎng)絡的組成，幫助通信電路在自動測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也是自動測試系統(tǒng)設計的關(guān)鍵性組成部分。在每一個CAN通信接口中運用獨立的隔離電源設備，有效地對電流進行隔離，提高控制芯片的穩(wěn)定性，也是保證自動測試系統(tǒng)安全性的關(guān)鍵。在CAN通信電路中主要會使用ISO1050作為控制芯片，對智能電表進行保護，為自動測試系統(tǒng)的有效運行奠定良好的基礎。

1.4 電源電路設計

自動測試系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提是需要具備良好的電源設計，在智能電表檢測的過程中，可能會遇到較多較為復雜的環(huán)境，在這樣的環(huán)境中可靠的電源系統(tǒng)，能夠在一定程度上加強自動測試系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性和有效性。為了能夠在最大程度上減少電磁閥開關(guān)對電源的影響，自動測試系統(tǒng)會在運行中使用兩個電源，在設計過程中需要對隔離單元進行設計，并且將隔離電源有效的應用在通信電路中。設計師在對兩個電源進行設計的過程中，需要根據(jù)實際的自動測試情況以及電磁閥的閉合情況進行充分考慮，在考慮到各項不同因素對電源的影響后，合理地在自動測試系統(tǒng)中設計電源的電路，保證電源能夠在不受影響的情況下，進行穩(wěn)定的工作，保證自動測試結(jié)果的真實性、有效性和準確性[2]。

2 自動測試系統(tǒng)中控制系統(tǒng)軟件的設計

2.1 中央控制終端設計

中央控制終端在自動測試過程中主要有兩項基本的工作任務：首先是協(xié)調(diào)自動測試系統(tǒng)中的調(diào)度工作情況；其次是對智能電表中的支路分配情況進行動態(tài)測試，在智能電表調(diào)度工作進行的過程中，中央控制終端需要對調(diào)度的狀態(tài)和過程進行測試，保持通信的實時進行。一旦目前的單元測試完畢后，中央控制終端系統(tǒng)需要及時的分配全新的任務進行測試，保證檢測效率的最大化，從而提升自動測試系統(tǒng)運行的質(zhì)量和效率。

2.2 主控制單元設計

主控制單元主要是讓智能電表自動監(jiān)測能夠按照一定的順序進行，在測試進入單元后，系統(tǒng)需要及時地開啟，并且控制單元需要進行自動檢查，保證系統(tǒng)內(nèi)部不存在誤差和故障。主控系統(tǒng)主要是對通信、傳感器以及電磁閥的狀態(tài)進行自檢，然后將自檢的結(jié)果及時傳輸給中央控制終端，中央控制終端會根據(jù)接收到的結(jié)果，對主控系統(tǒng)的工作任務進行分配，并且有序?qū)χ悄茈姳淼母黜棓?shù)據(jù)進行自動的測試，保證測試位置的準確定。當所有測試支路都已經(jīng)將智能電表填滿后，主控制單元才算完成當前所分布的任務，然后等待中央控制終端分發(fā)下一個測試任務。在主控制單元設計的過程中，需要保證單元具有一定的程序性和流暢性，避免出現(xiàn)故障，導致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差[3]。

3 結(jié)語

隨著時代的不斷進步和發(fā)展，電能表的功能也在逐漸增多和完善，科學技術(shù)的進步讓電能表更加具有智能化的效果，在智能電表中加強各項功能的檢測應用水平，以實現(xiàn)自動測試為主要的研究目標，不斷對技術(shù)進行創(chuàng)新和完善，以此來減輕人工檢測的成本投入，降低人工檢測過程中出現(xiàn)的誤差，讓智能電表的自動測試系統(tǒng)更加具有高效性、節(jié)能性和精準性，以此帶動我國電力行業(yè)的發(fā)展，為我國綜合實力的上升添磚加瓦。