陳芋宏 景程

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電能表作為我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的儀表種類，隨著我國(guó)供電政策的不斷改革和能源管理水平的不斷提升，目前對(duì)電能表功能的要求也在逐漸增高，而由于我國(guó)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(cè)不僅需要大量的勞動(dòng)資源投入，并且長(zhǎng)時(shí)間的工作也會(huì)讓員工出現(xiàn)厭惡心理，在這樣的情況下，通過對(duì)電能表的研究和創(chuàng)新，已經(jīng)開始逐漸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試，就現(xiàn)階段的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仍然存在些許的問題，因此對(duì)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也需要不斷的加強(qiáng)。

1 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

1.1 傳感器電路設(shè)計(jì)

智能電表自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中主要會(huì)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(cè)儀表的位置上會(huì)使用光電傳感器，而在檢測(cè)氣缸狀態(tài)時(shí)會(huì)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(hào)也有著明確的要求。在自動(dòng)測(cè)試的過程中，傳感器運(yùn)行產(chǎn)生的信號(hào)，會(huì)從0V上升到12V，經(jīng)過電阻分壓會(huì)產(chǎn)生約到3.24V左右的電壓信號(hào)，以此來對(duì)智能電表中的信號(hào)波動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)[1]。

1.2 電磁閥驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

在智能電表自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中，每一個(gè)主控單元都會(huì)設(shè)置4個(gè)電磁閥來進(jìn)行功能檢測(cè)，而一個(gè)功能檢測(cè)單元需要使用到8個(gè)電磁閥來進(jìn)行保證，因此在整個(gè)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中需要使用到36個(gè)左右的電磁閥，以此來保證自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行的科學(xué)性、有效性以及合理性，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)穩(wěn)定工作是設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)和關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)的過程中，電磁閥需要通過光耦合器來進(jìn)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(hào)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(yùn)行工作的穩(wěn)定，滿足電磁閥驅(qū)動(dòng)的基本要求。當(dāng)電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，續(xù)流二極管可以作為電流回路對(duì)智能電表進(jìn)行檢測(cè)，保證工作的持續(xù)性和穩(wěn)定性。

1.3 CAN電路設(shè)計(jì)

CAN主要是幫助智能電表中支路的內(nèi)部測(cè)試，CAN總線需要保證實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性，并且以此作為智能電表的標(biāo)準(zhǔn)總線。智能電表自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中，CAN作為通信網(wǎng)絡(luò)的組成，幫助通信電路在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也是自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性組成部分。在每一個(gè)CAN通信接口中運(yùn)用獨(dú)立的隔離電源設(shè)備，有效地對(duì)電流進(jìn)行隔離，提高控制芯片的穩(wěn)定性，也是保證自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)安全性的關(guān)鍵。在CAN通信電路中主要會(huì)使用ISO1050作為控制芯片，對(duì)智能電表進(jìn)行保護(hù)，為自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的有效運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

1.4 電源電路設(shè)計(jì)

自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提是需要具備良好的電源設(shè)計(jì)，在智能電表檢測(cè)的過程中，可能會(huì)遇到較多較為復(fù)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(qiáng)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)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(duì)電源的影響，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)會(huì)在運(yùn)行中使用兩個(gè)電源，在設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)隔離單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且將隔離電源有效的應(yīng)用在通信電路中。設(shè)計(jì)師在對(duì)兩個(gè)電源進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要根據(jù)實(shí)際的自動(dòng)測(cè)試情況以及電磁閥的閉合情況進(jìn)行充分考慮，在考慮到各項(xiàng)不同因素對(duì)電源的影響后，合理地在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中設(shè)計(jì)電源的電路，保證電源能夠在不受影響的情況下，進(jìn)行穩(wěn)定的工作，保證自動(dòng)測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性、有效性和準(zhǔn)確性[2]。

2 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

2.1 中央控制終端設(shè)計(jì)

中央控制終端在自動(dòng)測(cè)試過程中主要有兩項(xiàng)基本的工作任務(wù)：首先是協(xié)調(diào)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中的調(diào)度工作情況；其次是對(duì)智能電表中的支路分配情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，在智能電表調(diào)度工作進(jìn)行的過程中，中央控制終端需要對(duì)調(diào)度的狀態(tài)和過程進(jìn)行測(cè)試，保持通信的實(shí)時(shí)進(jìn)行。一旦目前的單元測(cè)試完畢后，中央控制終端系統(tǒng)需要及時(shí)的分配全新的任務(wù)進(jìn)行測(cè)試，保證檢測(cè)效率的最大化，從而提升自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量和效率。

2.2 主控制單元設(shè)計(jì)

主控制單元主要是讓智能電表自動(dòng)監(jiān)測(cè)能夠按照一定的順序進(jìn)行，在測(cè)試進(jìn)入單元后，系統(tǒng)需要及時(shí)地開啟，并且控制單元需要進(jìn)行自動(dòng)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(duì)通信、傳感器以及電磁閥的狀態(tài)進(jìn)行自檢，然后將自檢的結(jié)果及時(shí)傳輸給中央控制終端，中央控制終端會(huì)根據(jù)接收到的結(jié)果，對(duì)主控系統(tǒng)的工作任務(wù)進(jìn)行分配，并且有序?qū)χ悄茈姳淼母黜?xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)的測(cè)試，保證測(cè)試位置的準(zhǔn)確定。當(dāng)所有測(cè)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(dāng)前所分布的任務(wù)，然后等待中央控制終端分發(fā)下一個(gè)測(cè)試任務(wù)。在主控制單元設(shè)計(jì)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(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電能表的功能也在逐漸增多和完善，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步讓電能表更加具有智能化的效果，在智能電表中加強(qiáng)各項(xiàng)功能的檢測(cè)應(yīng)用水平，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試為主要的研究目標(biāo)，不斷對(duì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和完善，以此來減輕人工檢測(cè)的成本投入，降低人工檢測(cè)過程中出現(xiàn)的誤差，讓智能電表的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)更加具有高效性、節(jié)能性和精準(zhǔn)性，以此帶動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)綜合實(shí)力的上升添磚加瓦。