计量全自动生产作业系统建设的研究

摘要：针对目前省级计量检定机构，电能表检定人工环节多，效率低下的实际情况，全面实现检定全过程智能化、自动化，无人工干预，提高工作效率，降低劳动强度，提高工作质量。落实全面推进“三集五大”的总体部署，加快“一强三优”现代公司建设，进一步优化整合计量资源，创新管理模式，变革组织架构，优化业务流程，实现计量器具检定配送省级集约模式。

关键词：智能化；自动检定；流水线

中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)13-2965-03

目前电能表检定工作需要工作人员对每块电能表进行接线和人工搬运表计，费时费力，且误差的一致性不能有效保证。如何提高检定效率与质量、实现电能表检定的智能化和自动化，是现代化电能计量检定的重点研究方向。市场需求和管理方式的变革要求电能表检定和管理适应集中化、大批量的表计检定，提升计量管理水平，促进电能表检定行业技术升级。在进行全面市场调研和关键技术论证的基础上，该文介绍的计量全自动生产作业系统，包含计量生产调度平台、全自动检定流水线系统、智能仓储管理系统的整体方案。

1仓储系统

1.1系统概述

采用RFID技术结合网络、数据库和信息管理等技术，提供基于RFID技术的新型的仓库信息化管理。最大程度上提高仓库的出入库效率。建立完整的电表仓库计算机管理系统，实现电表电子标签打印、信息写入、电子标签张贴、数据采集、数据汇总统计、信息分析、查询、报表等整个流程的管理。电表出库实现条码扫描枪、批量RFID采集、以箱为单位数据采集、直接箱号输入等出库模式。快速完成仓库盘点，及时掌握仓库库存。

1.2主要功能模块

该系统大致应包括数据中心、RFID打印机、电表供应商电子标签粘贴、电表入库、盘点、电表出库、统计查询，等几大功能模块，具体如图1所示。

图1仓储系统主要功能模块图

1.3系统网络结构

该系统主要有前端标签编码分配、电子标签打印、信息写入，电子标签粘贴，公司仓库电表仓储管理，公司仓库管理系统数据中心三个主要功能模块组成。这三个功能模块的分布可以集中也可以分散在不同的单位，如图2所示。

2计量装置自动化检定流水线系统

2.1系统概述

计量装置自动化检定流水线系统充分利用了自动化技术的优点，使自动化技术和电力系统检定装置充分结合。提供检定工作的高效性、可靠性、稳定性，实现自动化数据管理、信息化管理，并且节约了大量的人力和成本。

图2仓储系统网络结构图

2.2关键工艺技术

(1)自动化立体库接驳

采用高层货架、堆垛机、自动提升机等先进设备，配套多种周边设施，采用机器人拆垛码垛、倍速链传输、定位托盘承载电表、测试工位自动接驳电压、电流、信号、通讯等工作。

(2)电能表传输

上料时由输送装置的电能表自动输送到耐压测试线、自动检定线进行测试；下料时将检定合格的电能表自动传输到自动化立体库。

(3)耐压试验

实现被检表电压回路/电流回路对地耐压试验。显示高压输出值和当前耐压试验进行时间，试验结束后自动切断高压。实验过程中具有安全防护罩以及相关报警。

(4)自动检定

完成电压、电流（含120A电流的接驳）、电脉冲、RS485通讯、光脉冲、红外通讯、报警等信号并向控制软件发出接驳完成信号并提交电能表在系统中的位置给数据中心。检定完成发出解除接驳信息并向数据中心提交检定结论、检定数据。

(5) CCD测试

自动接驳后，电能表上电三秒内，CCD镜头摄像完成，将图片和标准图片进行比较，如果LCD没有缺笔画为合格，否则不合格。然后断电并接触接驳，将检定数据上传。

2.3控制软件

控制中心通过以太网和各个单元进行连接、数据交互。各个单元可单独与PLC通讯，独立成模块，方便现场的施工，调试与维护。控制软件结构图如图3所示。

图3控制软件结构图

3计量生产调度平台

3.1系统概述

计量生产调度平台建设以计量装置生命周期管理为主线，以保障电力公司计量点“准确、可靠、高效”运行为目标，围绕计量供应链管控和计量点业务管控开展业务，通过对计量装置状态数据的集中监测，以电能计量装置的整个生命周期业务过程管理为主线，配合各个业务环节策略管理，使计量中心全面实现计量全业务监控中心、计量全业务管控中心、计量技术服务中心、计量装置检定配送中心的核心职能管理。架构图如图4所示。

图4系统架构图

3.2主要功能模块

(1)生产管理

生产管理包含功能有：计划管理、选购管理、供货管理、验收管理、检定管理、仓储管理、配送管理、质量管理和绩效管理。

在计划管理中，对用表、采购、供货、生产、配送实现自动化的供需平衡管理。在生产管理中，对自动化流水线检定系统和智能立体库房系统进行调度管理，并实现综合调配与应急处理；在仓储及配送管理中，实现对地市库房系统的集中管理与监控；在质量管理中，对计量装置实现生产质量管理、运行质量管理、供应商评价以及综合质量分析和评估。在绩效管理中，实现关键业务指标的统计和展现、工作绩效管理以及偏差管理。

(2)生产监控

生产监控包含的功能有：设备监控、配送监控和运行监控。

生产监控模块对计量设备的各种状态进行全面监控，包括计量设备的选购，验收，检定、校准及检验，出入库，配送，淘汰、丢失、停用与报废等，实现对计量设备全生命周期管理。

(3)生产分析

生产分析包含的功能有：计划分析、到货分析、仓储分析和检定分析。

生产分析模块整合了计量装置生命周期数据（订货、到货、检定、配送、安装、运行、采集、报废等），以计量装置生命周期管理为线进行数据挖掘、统计、汇总和分析，直观、形象、准确地展现计量资产和计量业务的工作状态和状况，为计量中心相关职能和管理部门了解掌控业务运行情况、决策运行和发展方向提供可靠的支撑，实现基于计量专业信息库的高级应用。

4计量全自动生产作业系统建设的关键

4.1硬件集成

该系统的建设涉及到库房建设、流水线、机器人、堆垛机、升降机、物流配送车辆定位、手持设备、计量器具包装、计量器具配送等较多硬件，如何对诸多的硬件进行良好的集成控制，保证整个系统的稳定性、安全性以及效率，是建设的关键。

4.2软件控制

该系统的建设设计诸多底层硬件控制软件、各业务软件之间的接口需要无缝化，实现与智能仓储与自动化检定流水线之间的生产衔接及与营销系统的数据共享与互操作，在软件控制上也是关键。

5效益分析

5.1经济效益分析

项目在实践中应用后，通过性能比对与分析，按单相电能表年检定量60万只，采用智能化检定模式，预计人员能减少90%，单台装置检定效率提高150%，配套设施减少90%，减少检定装置70%，用房面积减少40%，每年可节约成本约330万元。随着电能计量的再集约、再深化、规模效应将更加显著，产生的经济效益将更加明显。

5.2社会效益分析

项目在实践中应用后，一是提升优质服务水平。预计检定能力提高度150%，出入库能力提高100%，配送服务能力提高150%，更高水平满足用表需求；二是提升企业公信力。作业过程无人工干预，避免人为差错造成的计量纠纷；三是提升安全生产保障能力。技术标准、管理标准、工作标准得到有效执行。

6结束语

计量全自动生产作业系统的建设，经济效益和社会效益都十分明显。在同类行业和相关领域中具有推广的价值。

参考文献：

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[2]张燕,黄金娟.电能表智能化检定流水线系统的研究与应用叨[J].电测与仪表,2009(12):74-77.

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