CN106646328A - 用于智能电能表计量功能的自动测试***和方法 - Google Patents

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陈红芳
王晓
李先怀
吕新伟
杨靖
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Abstract

本发明公开了一种用于智能电能表计量功能的自动测试***，包括检验判定装置、标准源和智能电能表输出信号检测装置；检验判定装置控制标准源输出信号；智能电能表输出信号检测装置接收电能表信号并传输到检验判定装置；检验判定装置存储所有工况信息和评估电能表的性能。本发明还公开了一种用于测试***的测试方法，包括读取初始电量信息和输出信号；标准源输出电压和电流；读取计量电量信息和输出信号量；计算计量的电量和分析输出信号脉冲；判断该工况下电能表的性能；重复以上步骤，完成电能表自动测试，判断电能表性能。本发明能够自动遍历电能表典型工况、自动检测、记录和存储检测过程中的计量数据和输出接口信号数据。

Description

用于智能电能表计量功能的自动测试***和方法
技术领域
本发明具体涉及一种用于智能电能表计量功能的自动测试***和方法。
背景技术
随着经济技术的发展，智能电能表已经广泛应用于现在的智能电网中，在用电结算和电网质量监控中发挥着举足轻重的作用。因此，智能电能表的可靠性就显得越来越重要。
传统的智能电能表测试方法是分别测试智能电能表的计量功能和输出接口信号：计量功能的检测即人工操作标准源对被检测的智能电能表通电，并根据智能电能表的计量数据和理论数据进行对比即可得出检测结果，而对于输出接口信号的检测采用示波器进行人工检测。
智能电能表作为一种先进的计量设备，在现场运行时其工况是非常复杂的。而采用人工手段进行测试只能模拟有限的工况，连续工况环境模拟和快速切换工况的模拟都无法实现。如采用现场挂表数据来对电能表模拟测试，但是搭建测试条件和测试环境费时费力，而且无法确切的评估智能电能表的运行环境，因此其测试结果无法追溯，对于智能电能表的生产和检测机构也无法进行检验和评价。而对于智能电能表的输出信号接口进行检测，采用人工检测方式无法对检测数据进行实时记录，无法长期进行监控，也无法对信号输出的脉宽、频率等进行数据保存和分析，导致试验过程无法查询和追溯输出信号与计量之间的差异，而且人工长时间的检测则会产生严重的疲劳，甚至出现漏测、误判等现象，严重降低了人工检测的可靠性。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能够自动遍历智能电能表典型工况、自动检测、记录和存储智能电能表检测过程中的计量数据和输出接口信号数据的用于智能电能表计量功能的自动测试***。
本发明的目的之二在于提供一种所述用于智能电能表计量功能的自动测试***的测试方法。
本发明提供的这种用于智能电能表计量功能的自动测试***，包括检验判定装置、标准源和智能电能表输出信号检测装置；待检测的智能电能表的输入端与标准源的输出端连接，输出接口信号连接到智能电能表输出信号检测装置，通信端口与检验判定装置连接；检验判定装置和标准源通过总线连接，并输出控制信号给标准源，控制标准源输出相应的电能信号；智能电能表输出信号检测装置与检验判定装置通过总线连接，接收待检测的智能电能表的输出接口信号，经过数据转换后传输到检验判定装置；检验判定装置用于存储智能电能表工况控制方案信息，控制标准源依据工况控制方案实现人工测试无法实现的快速切换、工况遍历、工况微调等各种情况输出相应的电能信号，从而达到对电能表进行冲击测试、压力测试以及可靠性测试，然后根据智能电能表输出信号检测装置、待检测的智能电能表上传的数据信号对待检测的智能电能表进行功能评估。
所述的标准源包括标准表和功率源。检验判定装置可任意控制标准源的相位、频率、输出电压值和输出电流值。
所述的待检测的智能电能表的输出接口信号包括脉冲信号、继电器输出信号和时钟输出信号。
所述的检验判定装置包括硬件接口层模块、解析层模块和应用层模块；硬件接口层模块用于提供与标准源和智能电能表输出信号检测装置连接的通信接口；解析层模块用于接收硬件接口层模块上传的通信数据并将通信数据进行协议解析，或者接收应用层下发的控制数据、依据通信协议封装成通信数据并下发硬件接口层模块；应用层模块存储智能电能表所有工况信息、根据工况信息生成标准源控制命令并下发解析层模块，同时也用于接收解析层模块上传的数据并对待检测的智能电能表进行评估。
所述的智能电能表输出信号检测装置包括输入接口、控制器电路、电源电路、通信电路和输出接口；输入接口提供接线端、连接待检测的智能电能表的输出接口信号和将待检测的智能电能表的输出接口信号送入控制器电路；控制器电路用于接收输入接口传入的信号，对信号进行存储并通过电源电路发送到通信电路；电源电路用于根据控制器电路传入的信号对通信电路供电；通信电路用于将控制器电路存储的信号对外进行发送。
所述的控制器电路为由型号为R5F2L38ABDFP的微处理控制器芯片组成的电路。
所述的电源电路为由型号为ADUM5241ARZ的电源隔离芯片组成的电路。
所述的通信电路为由型号为MAX232AESE的通信接口芯片组成的电路。
本发明还提供了一种用于所述智能电能表计量功能的自动测试***的测试方法，包括如下步骤：
S1. 读取待检测的智能电能表的初始电量信息，并采集待检测的智能电能表的输出信号脉冲；
S2. 检验判定装置根据存储的检测工况方案，调整相位、频率、输出电压值和输出电流值，然后发出控制信号控制标准源输出电压和电流；
S3. 再次读取待检测的智能电能表的走字结束电量信息，并再次采集待检测的智能电能表的输出信号脉冲；
S4. 计算待检测的智能电能表计量的电量，并完成输出信号脉冲的分析；
S5. 根据步骤S4的分析结果，以及待检测的智能电能表计量的电量和理论电量的差值，判断该工况下待检测的智能电能表的性能；
S6. 重复以上步骤，完成所有工况下待检测的智能电能表的自动测试，判断待检测的智能电能表的最终性能。
本发明提供的这种用于智能电能表计量功能的自动测试***和方法，通过检验判定装置的通信接口与标准源的通信接口连接，电能表的电压、电流端子与标准源的电压电流输出接口对接，智能电能表输出信号检测装置采集电能表输出的信号，并把分析结果上传到检验判定装置中，检验判定装置通过读取待检测的电能表中的计量数据，判断待检测电能表计量准确性和可靠性；因此本发明能够控制待检测电能表运行工况环境，对工况环境进行遍历性测试、快速切换测试、工况微调测试等，还可以采集待检测电能表输出接口信号并进行分析，自动测试***读取电能表存储的计量数据，并与之进行自动判断，得出电能表运行的可靠性，能够自动遍历智能电能表的所有工况、自动检测、记录和存储智能电能表检测过程中的计量数据和输出接口信号数据。
附图说明
图1为本发明的用于智能电能表计量功能的自动测试***的功能模块图。
图2为本发明的检验判定装置的框架图。
图3为本发明的智能电能表输出信号检测装置的电路原理图。
图4为本发明的测试方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示为本发明的用于智能电能表计量功能的自动测试***的功能模块图：本发明提供的这种用于智能电能表计量功能的自动测试***，包括检验判定装置、标准源和智能电能表输出信号检测装置；待检测的智能电能表的输入端与标准源的输出端连接，输出接口信号连接到智能电能表输出信号检测装置，通信端口与检验判定装置连接；检验判定装置和标准源通过总线连接，并输出控制信号给标准源，控制标准源输出相应的电能信号；标准源包括标准表和功率源；智能电能表输出信号检测装置与检验判定装置通过总线连接，接收待检测的智能电能表的输出接口信号（包括脉冲信号、继电器输出信号和时钟输出信号等），经过数据转换后传输到检验判定装置；检验判定装置用于存储智能电能表典型工况信息，控制标准源依据典型工况信息数据输出相应的电能信号，和根据智能电能表输出信号检测装置、待检测的智能电能表上传的数据信号对待检测的智能电能表进行评估。
如图2所示为本发明的检验判定装置的框架图：检验判定装置包括硬件接口层模块、解析层模块和应用层模块；硬件接口层模块用于提供与标准源和智能电能表输出信号检测装置连接的通信接口，RS485接口与电能表进行通信，RS232接口与标准源和智能电能表输出信号检测装置通信；解析层模块用于接收硬件接口层模块上传的通信数据并将通信数据进行协议解析，或者接收应用层下发的控制数据、依据通信协议封装成通信数据并下发硬件接口层模块；应用层模块存储智能电能表典型工况信息、根据典型工况信息生成标准源控制命令并下发解析层模块，同时也用于接收解析层模块上传的数据并对待检测的智能电能表进行评估。
如图3所示为本发明的智能电能表输出信号检测装置的电路原理图：图中的J101是电能表信号接入点，信号接入之后通过光耦隔离芯片把信号传输到控制芯片U101（型号为R5F2L38ABDFP）的I/O上，控制芯片对信号的脉宽、能量进行分析并保存为数字信息；U103为电源隔离芯片，型号为ADUM5241ARZ，用于给通信芯片（型号为MAX232AESE）提供稳定的工作电源。J102是电能表输入信号检测装置与检验判定装置进行通信的接口。控制器芯片上存储的数据有输出信号的脉宽、脉冲峰值、脉冲累计数及脉冲频率。控制器芯片上存储的数据通过J102把数据上传到检验判定装置，检验判定装置对数据进行对比判断，从而可以自动判断电能表输出信号的稳定性、可靠性，同时还可以判断电能表计量的准确性。
如图4所示为本发明的测试方法的流程图：用于所述智能电能表计量功能的自动测试***的测试方法，包括如下步骤：
S1. 读取待检测的智能电能表的初始电量信息，并采集待检测的智能电能表的输出信号；
S2. 检验判定装置根据存储的检测工况方案，调整相位、频率、输出电压值和输出电流值，然后发出控制信号控制标准源输出电压和电流；
S3. 再次读取待检测的智能电能表的走字结束电量信息，并再次采集待检测的智能电能表的输出信号；
S4. 计算待检测的智能电能表计量的电量，并完成输出信号的分析；
S5. 根据步骤S4的分析结果，以及待检测的智能电能表计量的电量和理论电量的差值，判断该工况下待检测的智能电能表的性能；
S6. 重复以上步骤，完成所有工况下待检测的智能电能表的自动测试，判断待检测的智能电能表的最终性能。

Claims (9)

1.一种用于智能电能表计量功能的自动测试***，其特征在于包括检验判定装置、标准源和智能电能表输出信号检测装置；待检测的智能电能表的输入端与标准源的输出端连接，输出接口信号连接到智能电能表输出信号检测装置，通信端口与检验判定装置连接；检验判定装置和标准源通过总线连接，并输出控制信号给标准源，控制标准源输出相应的电能信号；智能电能表输出信号检测装置与检验判定装置通过总线连接，接收待检测的智能电能表的输出接口信号，经过转换为数字信号后传输到检验判定装置；检验判定装置用于存储智能电能表所有工况信息，控制标准源依据工况信息数据输出相应的电能信号，根据智能电能表输出信号检测装置、待检测的智能电能表上传的数据信号对待检测的智能电能表进行评估。
2.根据权利要求1所述的用于智能电能表计量功能的自动测试***，其特征在于所述的标准源包括标准表和功率源。
3.根据权利要求1所述的用于智能电能表计量功能的自动测试***，其特征在于所述的待检测的智能电能表的输出接口信号包括脉冲信号、继电器输出信号和时钟输出信号。
4.根据权利要求1所述的用于智能电能表计量功能的自动测试***，其特征在于所述的检验判定装置包括硬件接口层模块、解析层模块和应用层模块；硬件接口层模块用于提供与标准源和智能电能表输出信号检测装置连接的通信接口；解析层模块用于接收硬件接口层模块上传的通信数据并将通信数据进行协议解析，或者接收应用层下发的控制数据、依据通信协议封装成通信数据并下发硬件接口层模块；应用层模块存储智能电能表所有工况信息、根据工况信息生成标准源控制命令并下发解析层模块，同时也用于接收解析层模块上传的数据并对待检测的智能电能表进行评估。
5.根据权利要求1~4之一所述的用于智能电能表计量功能的自动测试***，其特征在于所述的智能电能表输出信号检测装置包括输入接口、控制器电路、电源电路、通信电路和输出接口；输入接口提供接线端、连接待检测的智能电能表的输出接口信号和将待检测的智能电能表的输出接口信号送入控制器电路；控制器电路用于接收输入接口传入的信号，对信号进行存储并通过电源电路发送到通信电路；电源电路用于根据控制器电路传入的信号对通信电路供电；通信电路用于将控制器电路存储的信号对外进行发送。
6.根据权利要求5所述的用于智能电能表计量功能的自动测试***，其特征在于所述的控制器电路为由型号为R5F2L38ABDFP的微处理控制器芯片组成的电路。
7.根据权利要求5所述的用于智能电能表计量功能的自动测试***，其特征在于所述的电源电路为由型号为ADUM5241ARZ的电源隔离芯片组成的电路。
8.根据权利要求5所述的用于智能电能表计量功能的自动测试***，其特征在于所述的通信电路为由型号为MAX232AESE的通信接口芯片组成的电路。
9.一种用于权利要求1~8所述智能电能表计量功能的自动测试***的测试方法，包括如下步骤：
S1. 读取待检测的智能电能表的初始电量信息，并采集待检测的智能电能表的输出信号；
S2. 检验判定装置根据存储的检测工况方案，调整相位、频率、输出电压值和输出电流值，然后发出控制信号控制标准源输出电压和电流；
S3. 再次读取待检测的智能电能表的走字结束电量信息，并再次采集待检测的智能电能表的输出信号脉冲；
S4. 计算待检测的智能电能表计量的电量，并完成输出信号脉冲的分析；
S5. 根据步骤S4的分析结果，以及待检测的智能电能表计量的电量和理论电量的差值，判断该工况下待检测的智能电能表的性能；
S6. 重复以上步骤，完成所有工况下待检测的智能电能表的自动测试，判断待检测的智能电能表的最终性能。
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