電能計量生產調度平臺建設及應用

陳海寧 高潔

摘 要：文章對生產調度平臺的基本組成、功能描述、硬件架構等方面進行闡述，著重講解了生產調度平臺的實現方式以及下層計量業務的自動化系統的運行控制和功能介紹，文章通過總分的方式對生產調度平臺的各個子系統運行原理、設計思路進行說明。通過論述，介紹了生產調度平臺的建設及應用，以及帶來的產能比較。

關鍵詞：生產調度平臺；運行監控；智能倉儲；自動檢定

1 電能計量生產調度平臺概述

1.1 總體描述

生產調度平臺按照功能領域主要包含兩大部分，它們分別是電能計量業務應用管理與電能計量“四線一庫”自動化系統運行控制和仿真監控。電能業務應用管理內容以省級計量中心生產調度平臺標準設計功能規范為依托，針對不同業務的差異化分析后形成涵蓋電能計量各業務流程的系統化管理模式，同時配合營銷系統對業務數據，流程內容進行實時化對照統一.在電能計量自動化系統建設方面，生產調度平臺實現與自動化檢定系統、智能化倉儲系統、資產識別系統等智能設備（系統）等系統的無縫對接與集成，以計劃為依據，綜合采購量、成品庫存量、原材料庫存量、設備、產能、交貨期等各方面的因素，生成科學合理的生產計劃，并對生產現場進行調度，能夠按計劃運作。在安全生產過程中，將生產結果傳遞給營銷業務應用系統，保證全業務流程閉環管理，為營銷優質服務提供技術支撐。

1.2 功能介紹

生產調度平臺建設是站在整個計量中心現代化管理要求角度，全面實現計量中心業務應用。在功能實現方面涵蓋生產運行管理、計量體系管理兩大部分，其中涉及采購驗收、室內檢定、倉儲管理、配送以及計量標準考核等14個功能模塊。同時實現對自動化檢定系統、智能倉儲等智能設備的運行控制和監控。

2 智能倉儲系統

2.1 總體描述

智能倉儲系統采用具領先的全自動化立體表庫和自動導引車組成。根據產量考慮，通過先進的物流配送軟件完全實現了表計全自動出入庫和輸送以及單、三相智能電能表、采集終端的倉儲管理，提高了工作效率，加快計量資產流轉，實現庫存資產智能管理。

全系統采用框架結構，以堆垛機取放貨與直筒輥道輸送的主體硬件結構模式，并且按照現有或在建的廠房面積布局進行方案設計，全面考慮中心實際庫存容量與設計吞吐量，設計現有倉儲長度46.8m，寬度為26.8米，高度為6米，存儲周轉箱8624箱，其周轉箱采用標準塑料周轉箱承載各種規格的電能表，并且以兩個周轉箱作為一個倉儲單元。三相多功能電能表4只/箱。在上層軟件系統方面，依托計算機管理系統對電表資產狀態、存放位置、庫存余量、進出庫等進行動態智能自動化管理，其工作效率、精確度、規范化程度得到顯著提高。同時在國網公司倡導和要求實施的管理模式下，智能倉儲系統的建立將有效提高計量器具的出入庫、配送工作效率，提升省級計量中心的計量管理水平。

2.2 功能介紹

智能倉儲系統從設計邏輯方面共分3個層面，其中設備物理層以堆垛機系統、輥道輸送系統構筑成倉儲基本架構，同時針對不同的設計方案進而派生出提升系統、AGV輸送系統等其他硬件結構。在設備邏輯層方面，利用西門子公司PLC S7 300系列作為控制器，觸摸屏做人機界面，PLC負責處理運動規劃、邏輯控制和各種安全保護、與上位機的通訊，是各種執行設備的控制中樞。它從數據服務器中讀取管理工作站下達的各種操作任務，進一步把操作任務分解成操作順序命令下達給各個執行設備，同時接受各個執行設備返回的任務執行情況和設備狀態等信息。在分解操作命令時，根據設備的使用情況協調多個設備，從而實現出入庫和輸送操作多任務執行。軟件控制層面立庫管理系統負責上層數據管理和信息處理，應用于管理終端上。能根據現場的實際情況合理的分配貨位，如均勻存放、先進先出、按批發貨等。管理系統根據操作員的指令，完成下列各項任務。

3 單相電能表自動化檢定線

3.1 總體描述

電能表自動化檢定系統充分利用了自動化技術的優點，使自動化技術和電力系統檢定裝置充分結合。自動檢定系統較傳統的檢定裝置在檢表的過程中可減少人為因素對電能表檢定的影響，提高檢定的工作效率、可靠性、穩定性，實現自動化數據管理、信息化管理，并且節約了大量的人力。電能表自動化檢定系統用于電力公司的電表管理和檢定，成為電力公司提供電能表全生命周期管理的一部分。

3.2 功能介紹

系統采用模塊化功能實現方式、檢定單元呈樹形結構布局的流水線作業設計，并與營銷系統、自動化立體庫實現無縫銜接，實現檢定、物流配送的智能化管理。在嚴格按照單相電能表檢定規程的要求下，單相自動化檢定線按照10個工位設計布局，它們分別是：上下料、CCD外觀檢查、耐壓、功耗測試、電能表檢定、拉合閘、密鑰下發測試和自動貼標工位。按照日檢定量900只測算，年檢定量20萬只。

檢定線動力源采用氣動方式控制托盤在線體內的傳輸、運行和頂升接駁。每一個檢定工位模塊，將就緒托盤從輸送線體上舉升到固定高度后進行探針接駁，并開始相應的檢定工作，待檢定工作結束后，頂升裝置下降，將托盤重新放置于輸送線體上，從而進行下一個檢定工位模塊。每一個檢定工位模塊的設備物理實現均是采用此類方式進行，進而能夠完成一系列的功能作用。

4 三相電能表自動化檢定裝置

4.1 總體描述

系統根據下達的電能表檢定任務，通過生產調度平臺調度控制，由自動倉儲系統將待校驗箱表出庫，AGV自動導引小車將料箱輸送至電能表授貨臺上。機器人完成拆箱工作，并將電能表掛到檢定工位上，同時機器人還負責外觀、標志檢查、開編程蓋等工作，檢定裝置自動完成耐壓試驗、準確度檢定和多功能試驗等，根據檢定、檢測結論，檢定完畢后由機械手將電能表從檢定工位取下放入周轉箱，AGV自動導引小車將周轉箱輸送到倉庫，在生產調度系統的協調下將裝有檢定完畢的電能表周轉箱出庫輸送至自動貼標和施封的流水線上，自動化施封線將合格表和不合格表進行分揀，合格表計進入施封系統，完成封印和貼合格證最后一道工序。

4.2 功能介紹

三相電能表自動化檢定裝置由自動化檢定臺體、機械臂及控制柜組成，通過與AGV小車的無縫銜接實現，表計自動上料、檢定、分揀、回庫等動作。目前每個周轉箱裝4只三相電能表，AGV每次運輸4個周轉箱，為達到AGV輸送量與檢定量的匹配，將表位數設計為4的倍數。結合三相電能表通常設計為16表位，故需要直通式檢定裝置4臺，滿足4臺三相檢定裝置一年的檢定量=單臺表位數×檢定裝置臺數×每天檢定輪數×全年工作日=16×4×3×250=48000只的檢定量。同時關鍵部件需要考慮備份，以提高系統的運行可靠率來保障計量中心產能穩定，檢定臺體和機器人按3：1進行配比，充分提高機器人的檢定效率。故4臺三相電能表檢定裝置配備1臺檢定機器人。

5 結論

5.1 項目研究結論

生產調度平臺結合軟件技術、自動化檢定技術、智能化倉儲技術、物流化配送技術、現場生產監控技術，實現計量設備的集中檢定、集中倉儲、統一配送、統一監督。為省計量中心生產、經營、管理提供技術支撐，落實以全面推進“三集五大”工作為核心轉變公司發展方式的總體部署。

5.2 產能分析

項目投運以來，從計量業務的型式轉變、產量分析、檢定效率、資產流轉等不同方面得到明顯的改進與提升，并且整個系統思路清晰，上下層系統間關系明了，易于操作。系統運行流暢，在檢定能力及資產管理方面明顯優于以往，不僅在檢定量及檢定能力上得到大幅度提高，而且使得計量設備資產的運作流程更加清晰化。

參考文獻

[1]國家電網公司企業標準.省級計量中心建設通用設計指導意見.

[2]國家電網公司企業標準.省級計量中心生產調度平臺軟件設計導則.

[3]國家電網公司企業標準.省級計量中心自動化檢定系統設計技術規范.