本發(fā)明涉及電能表技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單相電能表生產(chǎn)線自動(dòng)化校表方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段，各電表廠家對(duì)單相電能表校表的方式大多采用48表位虛擬串口的校驗(yàn)臺(tái)，分六步對(duì)單相表進(jìn)行誤差校驗(yàn)。這種方式的校驗(yàn)流程，有諸多不方便，浪費(fèi)了很多時(shí)間，增加了壞表率。
從生產(chǎn)流程上來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝是，在流水線上組裝好表后,把表運(yùn)輸?shù)姜?dú)立的調(diào)試車間校表，校驗(yàn)后把表運(yùn)輸?shù)嚼匣囬g老化。這種獨(dú)立的調(diào)試車間的方法，很多時(shí)間浪費(fèi)在運(yùn)輸，松螺絲，掛表上校驗(yàn)臺(tái)，打螺絲，卸表下校驗(yàn)臺(tái)，切換脈沖段子，切換電源等待穩(wěn)定等，并且運(yùn)輸，打螺絲，掛表卸表等都有概率損壞表。單獨(dú)的調(diào)試車間，浪費(fèi)了生產(chǎn)的場(chǎng)地，占用大量的人力，場(chǎng)地，空調(diào)等資源。
從校準(zhǔn)方案來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的調(diào)試方案采用誤差校表方案，一般分六步完成：(1)A通道電壓升源，計(jì)量參數(shù)初始化，校準(zhǔn)電壓電流功率等系數(shù)；(2)升壓電壓100％Un，電流100％Ib，相位1.0L，等待電源穩(wěn)定，置位誤差儀，等待讀取當(dāng)前誤差值，根據(jù)當(dāng)前誤差值校準(zhǔn)功率增益誤差；(3)同上步校準(zhǔn)電壓100％Un，電流100％Ib，相位0.5L的相位誤差校準(zhǔn)；(4)同上一步校準(zhǔn)電壓100％Un，電流5％Ib，相位1.0L的小信號(hào)功率偏置誤差；(5)切換B通道電壓100％Un，電流100％Ib，相位1.0L，校準(zhǔn)B通道電流系數(shù)；(6)校準(zhǔn)時(shí)鐘誤差。這種校準(zhǔn)方法浪費(fèi)很多時(shí)間在升電源，切換電源，等待電源穩(wěn)定，等待誤差儀出誤差，特別是小信號(hào)功率校準(zhǔn)，等待誤差儀出誤差要幾分鐘時(shí)間，一個(gè)人的完成工作量大概在90-120只/小時(shí)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種在不切換電源情況下，根據(jù)功率的方式校準(zhǔn)表的誤差，減少切換和等待時(shí)間的單相電能表生產(chǎn)線自動(dòng)化校表方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種單相電能表生產(chǎn)線自動(dòng)化校表方法，采用校驗(yàn)設(shè)備，該校驗(yàn)設(shè)備硬件包括單相標(biāo)準(zhǔn)表，誤差儀，單相電源，國(guó)網(wǎng)單相電能表表托，氣泵動(dòng)力源壓接裝置和臺(tái)體控制模塊，自動(dòng)化校表包括以下步驟：
(1)單相電源供電，信號(hào)量為：額定電壓Un，額定電流Ib，功率因素PF為0.5，等待電源穩(wěn)定；
(2)在表托位置上裝入單相電能表，表托背部的感應(yīng)開關(guān)檢測(cè)到電能表準(zhǔn)備就緒，臺(tái)體控制模塊控制氣泵壓接表托攜帶單相電表一起進(jìn)入工作位置；校表程序復(fù)位誤差儀，誤差儀開始計(jì)算秒脈沖，校表程序初始化電能表計(jì)量芯片，下發(fā)校表基本參數(shù)；
(3)校表程序讀取：
a、單相電能表的電壓有效值寄存器，電流有效值寄存器，功率有效值寄存器等參數(shù)；
b、讀取單相電源當(dāng)前供電電壓值，電流值，有功功率和無(wú)功功率值等，并且根據(jù)這些參數(shù)計(jì)算出電能表所匹配的電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，電流轉(zhuǎn)換系數(shù)，有功轉(zhuǎn)換系數(shù)等，下發(fā)給電能表，保存在電能表的存儲(chǔ)區(qū)域；
(4)校表程序讀取單相電源的有功功率值(Preal)、無(wú)功功率值(Qreal)，讀取電能表計(jì)量芯片測(cè)量的有功功率寄存器值(PowerP1)、無(wú)功功率寄存器(PowerQ1)；根據(jù)這些值，計(jì)算出電能表的計(jì)算角差校正值和功率增益校正值，下發(fā)給電能表，保存在電能表的存儲(chǔ)區(qū)域；
(5)校準(zhǔn)電能表小功率情況下的功率誤差方法：統(tǒng)計(jì)小批量的單相電能表在小功率情況下的誤差值，算出他們的平均值，作為這批單相表的小功率信號(hào)下的統(tǒng)一校驗(yàn)值，下發(fā)給電能表，以達(dá)到校準(zhǔn)小功率誤差值的目的；
(6)讀取誤差儀的秒脈沖誤差，計(jì)算秒脈沖校準(zhǔn)參數(shù)下發(fā)給電能表，校準(zhǔn)日記時(shí)誤差；
(7)切換誤差儀的采集信號(hào)為電量脈沖信號(hào)，置位誤差儀，校核電能表的計(jì)量誤差是否校準(zhǔn)，并且檢驗(yàn)電能表的電壓電流功率等電能表示值相關(guān)的參數(shù)是否正確；
(8)臺(tái)體控制模塊控制氣泵退出電能表，人工從表托上取下電能表；根據(jù)上一步的檢驗(yàn)結(jié)果判斷是否校驗(yàn)正常，校好的電能表進(jìn)入下一個(gè)檢驗(yàn)工序；有問(wèn)題的電能表進(jìn)入維修部門；并且做好記錄和跟蹤。
(9)檢驗(yàn)是否還有未完成的校驗(yàn)的電能表，如果有，重新回到第二步；如果沒(méi)有了，降下單相電源電壓和電流，關(guān)閉設(shè)備電源和電腦，停止校表。
作為優(yōu)選的，本發(fā)明用氣泵作為動(dòng)力，無(wú)需松緊國(guó)網(wǎng)單相電能表接線柱螺絲，電能表表位后面安裝有感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)國(guó)網(wǎng)電能表放入國(guó)網(wǎng)電能表表托內(nèi)時(shí)，觸發(fā)感應(yīng)開關(guān)，臺(tái)體控制模塊控制氣泵充氣做功，將國(guó)網(wǎng)電能表隨表托一起壓入工作位置，國(guó)網(wǎng)電能表接線柱接通電壓和電流，電能表開始工作；當(dāng)電能表校表工作完成后，校表軟件程序通知臺(tái)體控制模塊控制氣泵，將電能表隨表托退出工作位置，重新回到裝表時(shí)候的位置，分離單相電源。
作為優(yōu)選的，本發(fā)明臺(tái)體控制模塊自由切換電流回路，當(dāng)電能表分離單相電源的時(shí)候，臺(tái)體控制模塊切換電流為內(nèi)部線路回路；當(dāng)電能表隨表托接通電源的時(shí)候，臺(tái)體控制模塊切換接通外部線路回路；在切換過(guò)程中，電源電流輸出保持穩(wěn)定。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提高了校準(zhǔn)的速度,提升產(chǎn)量；準(zhǔn)確校準(zhǔn)電能表的日時(shí)鐘誤差和電量誤差；能夠檢驗(yàn)電能表的基本參數(shù)，發(fā)現(xiàn)常見的硬件問(wèn)題；跟蹤電能表的生產(chǎn)過(guò)程，并且記錄電能表校準(zhǔn)過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)，數(shù)據(jù)可跟蹤；在不切換電源情況下，根據(jù)功率的方式校準(zhǔn)表的誤差，減少切換和等待時(shí)間。
下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的校準(zhǔn)流程圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本發(fā)明公開的一種單相電能表生產(chǎn)線自動(dòng)化校表方法，采用校驗(yàn)設(shè)備，該校驗(yàn)設(shè)備硬件包括單相標(biāo)準(zhǔn)表，誤差儀，單相電源，國(guó)網(wǎng)單相電能表表托，氣泵動(dòng)力源壓接裝置，臺(tái)體控制模塊等，自動(dòng)化校表包括以下步驟：
(1)單相電源供電,信號(hào)量為：額定電壓Un，額定電流Ib，功率因素PF為0.5，等待電源穩(wěn)定。
(2)在表托位置上裝入單相電能表，表托背部感應(yīng)開關(guān)檢測(cè)到電能表準(zhǔn)備就緒，臺(tái)體控制模塊控制氣泵壓接表托攜帶單相電表一起進(jìn)入工作位置.校表程序復(fù)位誤差儀，誤差儀開始計(jì)算秒脈沖，校表程序初始化電能表計(jì)量芯片，下發(fā)校表基本參數(shù)；
(3)校表程序讀?。篴單相電能表的電壓有效值寄存器，電流有效值寄存器，功率有效值寄存器等參數(shù)，b讀取單相電源當(dāng)前供電電壓值，電流值，有功功率和無(wú)功功率值等，并且根據(jù)這些參數(shù)計(jì)算出電能表所匹配的電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，電流轉(zhuǎn)換系數(shù)，有功轉(zhuǎn)換系數(shù)等，下發(fā)給電能表，保存在電能表的存儲(chǔ)區(qū)域；
(4)校表程序讀取單相電源的有功功率值(Preal)、無(wú)功功率值(Qreal)，讀取電能表計(jì)量芯片測(cè)量的有功功率寄存器值(PowerP1)、無(wú)功功率寄存器(PowerQ1)。根據(jù)這些值，計(jì)算出電能表的計(jì)算角差校正值和功率增益校正值，下發(fā)給電能表，保存在電能表的存儲(chǔ)區(qū)域；
(5)校準(zhǔn)電能表小功率情況下的功率誤差方法：統(tǒng)計(jì)小批量的單相電能表在小功率情況下的誤差值，算出他們的平均值，作為這批單相表的小功率信號(hào)下的統(tǒng)一校驗(yàn)值，下發(fā)給表，以達(dá)到校準(zhǔn)小功率誤差值的目的。
(6)讀取誤差儀的秒脈沖誤差，計(jì)算秒脈沖校準(zhǔn)參數(shù)下發(fā)給表，校準(zhǔn)日記時(shí)誤差；
(7)切換誤差儀的采集信號(hào)為電量脈沖信號(hào)，置位誤差儀，校核電能表的計(jì)量誤差是否校準(zhǔn)，并且檢驗(yàn)電能表的電壓電流功率等電能表示值相關(guān)的參數(shù)是否正確。
(8)臺(tái)體控制模塊控制氣泵退出電能表，人工從表托上取下電能表。根據(jù)上一步的檢驗(yàn)結(jié)果判斷是否校驗(yàn)正常，校好的電能表進(jìn)入下一個(gè)檢驗(yàn)工序；有問(wèn)題的電能表進(jìn)入維修部門，并且做好記錄和跟蹤。
(9)檢驗(yàn)是否還有未完成的校驗(yàn)的電能表，如果有，重新回到第二步；如果沒(méi)有了，降下單相電源電壓和電流，關(guān)閉設(shè)備電源和電腦，停止校表。
作為優(yōu)選的，本發(fā)明用氣泵作為動(dòng)力，無(wú)需松緊國(guó)網(wǎng)單相電能表接線柱螺絲，電能表表位后面安裝有感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)國(guó)網(wǎng)電能表放入國(guó)網(wǎng)電能表表托內(nèi)時(shí)，觸發(fā)感應(yīng)開關(guān)，臺(tái)體控制模塊控制氣泵充氣做功，將國(guó)網(wǎng)電能表隨表托一起壓入工作位置，國(guó)網(wǎng)電能表接線柱接通電壓和電流，電能表開始工作；當(dāng)電能表校表工作完成后，校表軟件程序通知臺(tái)體控制模塊控制氣泵，將電能表隨表托退出工作位置，重新回到裝表時(shí)候的位置，分離單相電源。
臺(tái)體控制模塊根據(jù)需要自由切換電流回路，當(dāng)電能表分離單相電源的時(shí)候，臺(tái)體控制模塊切換電流為內(nèi)部線路回路；當(dāng)電能表隨表托接通電源的時(shí)候，臺(tái)體控制模塊切換接通外部線路回路；即經(jīng)電能表的接線回路。在切換過(guò)程中，電源電流輸出保持穩(wěn)定。
本發(fā)明涉及的計(jì)算方法、公式及原理：
(1)轉(zhuǎn)換系數(shù)計(jì)算公式。單相電源升電壓為標(biāo)準(zhǔn)電壓，電流為標(biāo)準(zhǔn)電流，功率因素FP為0.5時(shí)，電能表計(jì)量芯片測(cè)量的電壓有效值寄存器的值為Rms_U、電流有效值寄存器的值為Rms_I1，有功功率有效值寄存器的值為PowerP1。則電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)Krms_U，電流轉(zhuǎn)換系數(shù)Krms_I1，功率轉(zhuǎn)換系數(shù)Kpqs計(jì)算公式如下：
Krms_U＝Un/Rms_U
注：Krms_U：?jiǎn)蜗嚯娔鼙淼碾妷恨D(zhuǎn)換系數(shù)。Un：當(dāng)前單相電源提供的電壓示值。Rms_U:單相電能表的電壓有效值寄存器的值。電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，該系數(shù)與電壓寄存器的值相乘即得到輸入的電壓(V)。
Krms_I1＝Ib/Rms_I1
注：Krms_I1：?jiǎn)蜗嚯娔鼙淼碾娏鬓D(zhuǎn)換系數(shù)。Ib：當(dāng)前單相電源提供的電流示值。Rms_I1:單相電能表的電流有效值寄存器的值。電流轉(zhuǎn)換系數(shù)，該系數(shù)與電流寄存器的值相乘即得到輸入的電流值(A)
Kp＝Un*Ib*PF/PowerP1
注：Un：當(dāng)前單相電源提供的電壓示值。Ib：當(dāng)前單相電源提供的電流示值。PF：當(dāng)前單相電源提供的有功功率因素。PowerP1:單相電能表的有功功率有效值寄存器的值。Kp：?jiǎn)蜗嚯娔鼙淼墓β兽D(zhuǎn)換系數(shù)。功率轉(zhuǎn)換系數(shù)，該系數(shù)與功率寄存器的值相乘即得到輸入的功率值(W)。
(2)功率增益和相位計(jì)算方法：
讀取當(dāng)前單相電源的有功功率值為Preal、無(wú)功功率值為Qreal，電能表測(cè)
量的有功功率寄存器值為PowerP1、無(wú)功功率寄存器值PowerQ1
(a)計(jì)算角差校正值
θ＝(Preal×PowerQ1-PoweP1×Qreal)/(PoweP1×Preal+PowerQ1×Qreal)
注：Preal：?jiǎn)蜗嚯娫吹挠泄β手?。Qreal：?jiǎn)蜗嚯娫吹臒o(wú)功功率值。PowerP1：電能表測(cè)量的有功功率寄存器值。PowerQ1：電能表測(cè)量的無(wú)功功率寄存器值。θ：電能表測(cè)量的角度誤差。
(b)計(jì)算校正角差后的功率值P'
PowerP'＝PowerP+PowerQ×θ
P'＝PowerP'×Kp
注：Kp：?jiǎn)蜗嚯娔鼙淼墓β兽D(zhuǎn)換系數(shù)。PowerP：電能表測(cè)量的有功功率寄存器值。PowerQ：電能表測(cè)量的無(wú)功功率寄存器值。θ：電能表測(cè)量的角度誤差。P＇：?jiǎn)蜗嚯娔鼙淼男Ｕ遣詈蟮臏y(cè)量功率值。
(c)功率增益誤差
Pgain＝Preal/P'-1
注：Preal：?jiǎn)蜗嚯娫吹墓β手?，P＇：?jiǎn)蜗嚯娔鼙硇Ｕ遣詈蟮臏y(cè)量功率值。Pgain：?jiǎn)蜗嚯娔鼙淼墓β试鲆嬲`差值。
下面以鉅泉7017計(jì)量芯片為例：
計(jì)算公式如下，表臺(tái)加UnIb，讀出計(jì)量芯片的電壓有效值Rms_U、電流有效值Rms_I1，計(jì)算：
KrmsU＝Un/Rms_U
電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，該系數(shù)與電壓寄存器的值相乘即得到輸入的電壓(V)
Krms_I1＝Ib/Rms_I1
電流轉(zhuǎn)換系數(shù)，該系數(shù)與電流寄存器的值相乘即得到輸入的電流值(A)
Kp＝5.625×10^10/(HFConst×EC×2^23)
EC:電表常數(shù)；
功率轉(zhuǎn)換系數(shù)，該系數(shù)與功率寄存器的值相乘即得到輸入的功率值(W)。
增益和相位單點(diǎn)校正
上位機(jī)讀取表臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)表的有功功率Preal、無(wú)功功率值Qreal，讀取電表計(jì)量芯片的有功、無(wú)功功率寄存器值PowerP1、PowerQ1
(a)計(jì)算角差校正值
θ＝(Preal×PowerQ1-PoweP1×Qreal)/(PoweP1×Preal+PowerQ1×Qreal)
如果θ＞＝0，Gphs1＝INT[θ×215]
否則θ＜0，Gphs1＝INT[216+θ×215]
將得到的Gphs1值轉(zhuǎn)成HEX值寫入6DH(Gphs1)寄存器即可。
(b)計(jì)算校正角差后的功率值P'
PowerP'＝PowerP+PowerQ×θ
P'＝PowerP'×Kp
Kp功率轉(zhuǎn)換系數(shù)；
(c)功率增益校正值
Pgain＝Preal/P'-1
如果Pgain>＝0，則GP＝INT[Pgain×215]
否則Pgain<0，則GP＝INT[216+Pgain×215]
小信號(hào)功率誤差校準(zhǔn)。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方式，算出小信號(hào)量功率偏置誤差(即當(dāng)前這批pcb板的噪音誤差)；
讀取秒脈沖誤差，并且校準(zhǔn)秒時(shí)鐘誤差；
切換電量誤差采樣段子，置位誤差儀，校核誤差是否校準(zhǔn)。并且檢驗(yàn)電壓電流功率等計(jì)量相關(guān)的參數(shù)。
這個(gè)新的發(fā)明比傳統(tǒng)的工藝，有明顯的改進(jìn)，提高了工作效率，減少車間使用空間，避免校表過(guò)程中運(yùn)輸?shù)膿p壞，減輕工人的工作量等各方面都取了明顯的效果。主要概括如下幾點(diǎn)：
1、提高了校準(zhǔn)的速度,提升產(chǎn)量，從原來(lái)的90-120只/人/小時(shí)，提高到320-420只/人/小時(shí).
2、準(zhǔn)確校準(zhǔn)電能表的日時(shí)鐘誤差和電量誤差
3、檢驗(yàn)電能表的基本參數(shù)，發(fā)現(xiàn)常見的硬件問(wèn)題
4、跟蹤電能表的生產(chǎn)過(guò)程，并且記錄電能表校準(zhǔn)過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)，數(shù)據(jù)可跟蹤。
另外，本發(fā)明改裝一種新型的單相便攜式電源，用單點(diǎn)的方式，即不切換電源情況下，根據(jù)功率的方式校準(zhǔn)表的誤差，減少切換和等待時(shí)間。
這種發(fā)明改裝的設(shè)備必須具備如下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)用氣泵作為動(dòng)力，無(wú)需松緊底蓋螺絲，使用紅外自感應(yīng)方法，自動(dòng)壓入和退出電能表；
(2)電壓源通過(guò)隔離變壓器輸出電源，退出電能表和轉(zhuǎn)入電能表，電源能保持穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)榭蛰d或者負(fù)載而大幅波動(dòng)或者斷路而報(bào)警，A、B通道都同時(shí)接入電流，不需要切換通道；
(3)可更換表托，對(duì)不同的電能表可以更換不同的表托，適用各種智能電能表的尺寸和接線方式，采集脈沖段子可控制和切換。并且能準(zhǔn)備計(jì)量日記時(shí)誤差和電量誤差。
上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體描述，只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，本領(lǐng)域的技術(shù)工程師根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。