CN103869275A - 一种单相智能电能表的计量精度校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电能表计量精度校准技术领域，涉及一种单相智能电能表的计量精度校准方法，基于校表及上电写入校表参数时只需向计量芯片校准寄存器或控制寄存器中写入校准值或控制量，不需要表内做计算，在上位机上根据精度算出需要校准寄存器的值，直接通过自定义规约写入到寄存器中，实现对电能表的校表的计量精度的校准；其具体校准步骤包括电能表挂载、确定常数规格、参数校准、计量精度校准、显示值校准和校准值保存六个工艺步骤；其整体校验周期短，原理设计新颖、操作使用简单，生产效率高，生产效益好，节省人力资源，自动化程度高，校准环境友好。
Description
技术领域：
本发明属于电能表计量精度校准技术领域，涉及一种多适应性高效的单相智能电能表的计量精度校准（以下简称校表）方法。
背景技术：
目前，电能表的使用量越来越多，智能化电能表正成为普遍使用的种类，对现有电能表普遍的校表程序都是只针对一种计量芯片，更换新的计量芯片需要研发人员重新编写代码，开发周期较长，且在表内实现校表参数计算，可能因为智能电能表内部CPU不同、编译环境不同而导致参数计算有错误，调试修改较困难，开发周期较长，导致项目延期情况较多。而且，因为在电能表内实现一些参数计算和大部分校表流程，程序占用空间较大，在嵌入式系统中ROM资源往往不够用，有时甚至要分成多个程序，这样又增加了出厂程序与校表程序不一致的风险，浪费生产测试时间；现有的智能电度表校表程序复杂，自动化校表度低，浪费资源，校表程序适应性差。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种全新的电能表校表方式，以适应多种计量芯片的电能表计量精度校准，在新增计量芯片后不需要改动相关校表程序，只需配置校表寄存器列表，实现的程序占用空间很小，如果在校表完成后屏蔽掉校表过程，只留下上电加载校表参数及电压电流读取函数，占用空间忽略不计。
为了实现上述目的，本发明基于校表及上电写入校表参数时只需向计量芯片校准寄存器或控制寄存器中写入校准值或控制量，不需要表内做计算，在上位机上根据精度算出需要校准寄存器的值，直接通过自定义规约写入到寄存器中，实现对电能表的校表的计量精度的校准；其具体校准步骤包括电能表挂载、确定常数规格、参数校准、计量精度校准、显示值校准和校准值保存六个工艺步骤：
（1）、电能表挂载：在选用的电能表校表系统装置中进行，先把待校准电能表挂载到单相电能表标准精度测试表台上，固定好螺丝，防止产生电火花，连接号脉冲和485连接线；
（2）、确定常数规格：开始校表，上位机根据《中华人民共和国电力行业标准DL/T-2007多功能电能表通信协议》标准中规定的帧格式通过电能表485通信端口发送自定义命令格式的电压、电流和脉冲常数内容到待校准电能表，待校准电能表接收到帧后，自动记录发送内容到内存中，等待下一步；
（3）、参数校准：上位机根据不同的计量芯片类型计算出需要校准的参数，按照步骤（2）中的发送过程发送命令到待校准电能表，待校准电能表接收到命令后，记录参数校准值到内存中并把参数发送到计量芯片，等待下一步；
（4）、计量精度校准：上位机根据单相电能表表台上显示的精度计算出要写入到计量芯片中的校准参数，按照步骤（2）中所描述的通信方式发送到待校准电能表内，待校准电能表接收到帧后，记录参数校准值到内存中并把参数发送到计量芯片，使表台上显示精度在国家要求范围之内；
（5）、显示值校准：上位机读出待校准电能表计量芯片中电压、电流视值寄存器中的内容，通过计算算出校准值，按照步骤（1）中所描述的通信方式发送到待校准电能表内，待校准电能表接收到命令后记录校准值到内存中，等待下一步；
（6）、校准值保存：发送命令使待校准电能表将校准数据存放到待校准电能表内部非易失存储器中，完成待校准电能表的校准。
本发明的电能表校准运行程序中配置计量芯片寄存器索引列表，针对不同计量芯片配置不同的索引，实现多种计量芯片的多适应性，新增计量芯片时增加对应该计量芯片的索引，通过此索引，上位机在输入计量芯片实际地址后，待校准电能表内程序能够查出对应的计量芯片寄存器数组中的位置，上位机通过通信规约把上位机算出的校准值写入到计量芯片寄存器数组中及计量芯片寄存器中，完成校表；实现操作由上位机完成，引进新计量芯片后首次操作需研发人员制作校表配置表，输入到上位机上，生产人员只需按一下鼠标即可完成校表，简单方便，避免误操作，再有新订单时只要不新引进计量芯片，研发人员不需介入即可生产，缩短研发周期。
本发明涉及的自定义命名格式定义校表通信规约，通过此校表通信规约进行电能表计量精度的校准，其校表通信规约格式如下：
其中：A代表计量芯片物理地址，占2字节，D0~D3分别表示写入到计量芯片寄存器的值，占4字节，芯片类型T代表使用的计量芯片，占一字节，C控制域，其高4位代表校表控制字，低四位代表数据域数据长度，占一字节；校表时按此命令格式进行校表，每个通信帧发送多个命令，表内进行循环处理，先处理前面的命令，后处理后面的命令；具体发送时按照《中华人民共和国电力行业标准DL/T-2007多功能电能表通信协议》标准中规定的帧格式发送，本扩展规约作为其数据域进行发送，通过此扩展规约，实现对所有计量芯片寄存器的读写及保存操作。
本发明与现有技术相比，在电能表参数改变或更换计量芯片时，其整体校验周期短，原理设计新颖、操作使用简单，生产效率高，生产效益好，节省人力资源，自动化程度高，校准环境友好。
附图说明：
图1为本发明的主体工艺流程结构原理示意框图。
图2为本发明实现电能表校准的工艺流程结构原理示意框图；待校准电能表先接收上位机发送来的符合《中华人民共和国电力行业标准DL/T-2007多功能电能表通信协议》标准中规定的帧格式的通信帧后，提取数据域的自定义校表通信规约的通信帧，处理第一个8字节的命令，根据命令中的地址作为索引查找此寄存器在校表参数数组中的位置；然后根据控制字enwr进行控制操作，根据enwr的定义进行相应操作；最后回应此次校表帧是否成功；等待接收下一校表帧。
图3为本发明实现电能表校表完成后电能表再次上电后加载校表参数到计量芯片的流程原理示意框图，上电后先从待校准电能表存储器中读取存储的校表参数到校表参数数组中；然后通过SPI总线把校表数据写入到计量芯片中去，只有控制字为0x0A才写入到计量芯片，其他的值不操作。
具体实施方式：
下面通过实施例并结合附图作进一步说明。
实施例：
本实施例基于校表及上电写入校表参数时只需向计量芯片校准寄存器或控制寄存器中写入校准值或控制量，不需要表内做计算，在上位机上根据精度算出需要校准寄存器的值，直接通过自定义规约写入到寄存器中，实现对电能表的校表的计量精度的校准；其具体校准步骤包括电能表挂载、确定常数规格、参数校准、计量精度校准、显示值校准和校准值保存六个工艺步骤：
（1）、电能表挂载：在选用的电能表校表系统装置中进行，先把待校准电能表挂载到单相电能表标准精度测试表台上，固定好螺丝，防止产生电火花，连接号脉冲和485连接线；
（2）、确定常数规格：开始校表，上位机根据《中华人民共和国电力行业标准DL/T-2007多功能电能表通信协议》标准中规定的帧格式通过电能表485通信端口发送自定义命令格式的电压、电流和脉冲常数内容到待校准电能表，待校准电能表接收到帧后，自动记录发送内容到内存中，等待下一步；
（3）、参数校准：上位机根据不同的计量芯片类型计算出需要校准的参数，按照步骤（2）中的发送过程发送命令到待校准电能表，待校准电能表接收到命令后，记录参数校准值到内存中并把参数发送到计量芯片，等待下一步；
（4）、计量精度校准：上位机根据单相电能表表台上显示的精度计算出要写入到计量芯片中的校准参数，按照步骤（2）中所描述的通信方式发送到待校准电能表内，待校准电能表接收到帧后，记录参数校准值到内存中并把参数发送到计量芯片，使表台上显示精度在国家要求范围之内；
（5）、显示值校准：上位机读出待校准电能表计量芯片中电压、电流视值寄存器中的内容，通过计算算出校准值，按照步骤（1）中所描述的通信方式发送到待校准电能表内，待校准电能表接收到命令后记录校准值到内存中，等待下一步；
（6）、校准值保存：发送命令使待校准电能表将校准数据存放到待校准电能表内部非易失存储器中，完成待校准电能表的校准。
本实施例选用的校表系统装置包括上位计算机、单相标准表台和待校准单相智能电能表；实现校准程序的关键在于变量定义，其计量芯片寄存器索引列表的实现如下：unsigned char addrTab[a][b]；其中a代表计量芯片类型，b代表计量芯片寄存器个数，数组第a行表示某款计量芯片所有寄存器索引；在此处需要注意写保护寄存器，因为写保护寄存器一次校表需要写入不同的值，所以在索引数组中会重复出现，其中内容会变化，使用计数变量计数此寄存器操作次数，以知道寄存器操作位置；
计量芯片数组RegType a[n];
计量芯片寄存器数组内容为：
其中data表示校表校正值；enwr表示校表控制参数，其值0x0F表示不对本寄存器做任何操作，0x0C表示把数据域数据写入到计量芯片中，不保存到校表参数数组中；0x0A表示把数据域数据放入到校表参数数组中并写入到计量芯片相应地址寄存器，0x07表示读计量芯片相应地址数据放入到校表参数数组中，0x05表示把数据域数据存放到校表参数数组中,0x03表示读取计量芯片相应寄存器数据平均值（2次），0x01表示特殊命令（校表初始化和校表参数保存）；dlen表示校表数据长度。
Claims (3)
1.一种单相智能电能表的计量精度校准方法，其特征在于具体校准步骤包括电能表挂载、确定常数规格、参数校准、计量精度校准、显示值校准和校准值保存六个工艺步骤：
（1）、电能表挂载：在选用的电能表校表系统装置中进行，先把待校准电能表挂载到单相电能表标准精度测试表台上，固定好螺丝，防止产生电火花，连接号脉冲和485连接线；
（2）、确定常数规格：开始校表，上位机根据《中华人民共和国电力行业标准DL/T-2007多功能电能表通信协议》标准中规定的帧格式通过电能表485通信端口发送自定义命令格式的电压、电流和脉冲常数内容到待校准电能表，待校准电能表接收到帧后，自动记录发送内容到内存中，等待下一步；
（3）、参数校准：上位机根据不同的计量芯片类型计算出需要校准的参数，按照步骤（2）中的发送过程发送命令到待校准电能表，待校准电能表接收到命令后，记录参数校准值到内存中并把参数发送到计量芯片，等待下一步；
（4）、计量精度校准：上位机根据单相电能表表台上显示的精度计算出要写入到计量芯片中的校准参数，按照步骤（2）中所描述的通信方式发送到待校准电能表内，待校准电能表接收到帧后，记录参数校准值到内存中并把参数发送到计量芯片，使表台上显示精度在国家要求范围之内；
（5）、显示值校准：上位机读出待校准电能表计量芯片中电压、电流视值寄存器中的内容，通过计算算出校准值，按照步骤（1）中所描述的通信方式发送到待校准电能表内，待校准电能表接收到命令后记录校准值到内存中，等待下一步；
（6）、校准值保存：发送命令使待校准电能表将校准数据存放到待校准电能表内部非易失存储器中，完成待校准电能表的校准。
2.根据权利要求1所述的单相智能电能表的计量精度校准方法，其特征在于电能表校准运行程序中配置计量芯片寄存器索引列表，针对不同计量芯片配置不同的索引，实现多种计量芯片的多适应性，新增计量芯片时增加对应该计量芯片的索引，通过此索引，上位机在输入计量芯片实际地址后，待校准电能表内程序能够查出对应的计量芯片寄存器数组中的位置，上位机通过通信规约把上位机算出的校准值写入到计量芯片寄存器数组中及计量芯片寄存器中，完成校表；实现操作由上位机完成，引进新计量芯片后首次操作需研发人员制作校表配置表，输入到上位机上，生产人员只需按一下鼠标即可完成校表。
3.根据权利要求1所述的单相智能电能表的计量精度校准方法，其特征在于涉及的自定义命名格式定义校表通信规约，通过此校表通信规约进行电能表计量精度的校准，其校表通信规约格式如下：
其中：A代表计量芯片物理地址，占2字节，D0~D3分别表示写入到计量芯片寄存器的值，占4字节，芯片类型T代表使用的计量芯片，占一字节，C控制域，其高4位代表校表控制字，低四位代表数据域数据长度，占一字节；校表时按此命令格式进行校表，每个通信帧发送多个命令，表内进行循环处理，先处理前面的命令，后处理后面的命令；具体发送时按照《中华人民共和国电力行业标准DL/T-2007多功能电能表通信协议》标准中规定的帧格式发送，本扩展规约作为其数据域进行发送，通过此扩展规约，实现对所有计量芯片寄存器的读写及保存操作。
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Denomination of invention: A Calibration Method for Measuring Accuracy of Single-phase Intelligent Watt-hour Meter Effective date of registration: 20230224 Granted publication date: 20160831 Pledgee: China Construction Bank Corporation Qingdao Zhongshan Road sub branch Pledgor: QINGDAO ITECHENE TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Registration number: Y2023370010022 |