CN107872247A - 一种用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测方法及系统，包括检测工位模块、测试支路、交换机、工控机以及电源，检测工位模块内同时承载四个待检测的单相表载波模块，检测工位分别连接有四个测试支路，该四个测试支路分别连接到交换机，交换机通过网线连接到工控机；检测工位模块以及四个测试支路分别连接总电源进行供电，每个测试支路分别设置有独立的开关电源。本发明整个测试系统设计中作为一个模块化的测试单元体，以四套专门设计的测试工装系统为主体，配合相应的智能机械装置，具有很高的集成度和灵活性，同时大幅提高模块测试效率。

Description

一种用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测方 法及系统

技术领域

本发明属于在电测、电能计量技术领域，尤其是一种用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测方法及系统。

背景技术

低压电力线的信道特性相当复杂,有着负载多变性、噪声干扰强、信道衰减大、信道延时等特点，而这些特性对智能电表的载波通讯成功率有较大影响。在电力线载波系统测试中如何防止外界的环境对测试系统的影响是一个非常重要的问题，定量分析研究常用居民用户用电设备对低压电力线载波通信的影响的原因和规律。载波通信的成功率主要取决于接收载波信号的信噪比要求和通信芯片的接收灵敏度。由于电网谐波系数规定、电能表体积和成本的限制，载波发信功率不可能过大，同时电网上的噪声及其复杂，所以在接收端载波信号经常还不到1mV，而且被大量的噪声所淹没，所以抄表成功率主要取决于载波通信芯片的性能。

电力载波通信是一种使用电力线进行数据传输的通信技术，即利用现有电网作为信号的传输介质，使电网在传输电力的同时可以进行数据传输。目前，根据所用频段的不同，低压电力线载波通信一般分为窄带电力线载波通信(10kHz～500kHz)以及宽带电力线载波通信(2MHz～20MHz)，窄带与宽带的在应用效果对比的状态区别，一般集中在以下几方面：(1)通信速率，一般情况下，传输信号带宽越宽，传输速率越高；(2)噪声干扰，低频区域；(3)通信距离区别，目前，窄带模块采用FSK技术进行模拟信号，在同一时刻只有单一信号进行传输；而宽带模块采用OFDM技术在同一时刻会有多频点信号进行传输。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测系统及系统，实现模块自动装箱的自动化智能流水线，大幅提高载波模块装载效率。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测方法，其特征在于：测试过程如下：

(1)工控机启动测试，工控机通过交换机以TCP方式分别连接到六个测测试支路的以太网通信小板；

(2)以太网小板把命令转换从TC-BUS协议分发到继电器控制小板、弱电电压检测小板、弱电电流检测小板以及232通讯小板，各小板根据工装通信协议执行属于本小板的命令，对三相电能表窄带载波模块进行测试；

三相电能表窄带载波模块的载波通信频段为10kHz～500kHz；

(3)继电器控制小板、弱电电压检测小板、弱电电流检测小板以及232通讯小板分别将命令执行结果通过线路回复工控机，工控机内安装的上位机检测软件根据回复结果判定是否通过测试。

而且，所述三相表载波模块的具体结构为：模块主体为矩形立方体结构，在模块主体的正面上部设置有两个LED提示灯，该两个LED灯分别为接收灯和发送灯，在模块主体的背面上、下间隔设置有一个小引脚以及一个大引脚，在模块顶端安装有一网线接口；在模块主体的正面中部横向一侧棱中部制有限位槽，模块主体的正面下部制有横向贯通的限位凸棱。

一种用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测系统，其特征在于：包括检测工位模块、测试支路、交换机、工控机以及电源，检测工位模块内同时承载四个待检测的三相表载波模块，检测工位分别连接有四个测试支路，该四个测试支路分别连接到工控机；检测工位模块以及四个测试支路分别连接总电源进行供电，每个测试支路分别设置有独立的开关电源。

而且，所述测试支路包括三相隔离器、三相衰减器、继电器队列、载波抄控器队列、232通讯小板、以太网通信小板、引脚状态检测小板、继电器控制小板、弱电电压检测小板以及弱电电流检测小板，以太网通信小板通过网线连接工控机，该以太网通信小板分别连接两个继电器控制小板，

一个继电器控制小板连接到三相衰减器，该三相衰减器的一个端口串联两个三相隔离器，三相隔离器为了隔离载波信号，防止各测试系统相互影响；三相衰减器的另一个端口连接继电器队列，继电器队列的两个引脚连接载波抄控器队列，该载波抄控器队列通过数据线连接232通讯小板双向数据互通；

另一个继电器控制小板分别连接引脚状态检测小板、弱电电压检测小板以及弱电电流检测小板，引脚状态检测小板通过信号线连接到检测工位模块，检测其中一个三相表载波模块的状态。

而且，所述232通讯小板、以太网通信小板、引脚状态检测小板、工装电源小板、继电器控制小板、弱电电压检测小板以及弱电电流检测小板集成在电路板上。

而且，所述测试支路还安装有工装电源小板，工装电源小板连接总电源。

本发明的优点和积极效果是：

本发明整个测试系统设计中作为一个模块化的测试单元体，以四套专门设计的测试工装系统为主体，配合相应的智能机械装置，具有很高的集成度和灵活性，同时大幅提高模块测试效率。

附图说明

图1为本发明系统整体框图；

图2为本发明的三相表载波模块测试系统示意图；

图3为三相表载波模块结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为图3的后视图；

图6为图3的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测系统，包括检测工位模块、测试支路、交换机、工控机以及电源，检测工位模块内同时承载四个待检测的三相表载波模块，检测工位分别连接有四个测试支路，该四个测试支路分别连接到工控机；

检测工位模块以及四个测试支路分别连接电源进行供电，本实施例采用24V电源，设有总电源开关，并且每个测试支路分别设置有独立的开关电源。

四个测试支路的结构相同，每个测试支路包括三相隔离器、三相衰减器、继电器队列、载波抄控器队列、232通讯小板、以太网通信小板、引脚状态检测小板、工装电源小板、继电器控制小板、弱电电压检测小板以及弱电电流检测小板，

上述232通讯小板、以太网通信小板、引脚状态检测小板、工装电源小板、继电器控制小板、弱电电压检测小板以及弱电电流检测小板集成在电路板上，其中，工装电源小板连接电源，用于向电路板上的其他小板提供电能；

以太网通信小板通过网线连接工控机，该以太网通信小板分别连接两个继电器控制小板，

其中，一个继电器控制小板连接到三相衰减器，该三相衰减器的一个端口串联两个三相隔离器，三相隔离器为了隔离载波信号，防止各测试系统相互影响；三相衰减器的另一个端口连接继电器队列，继电器队列的两个引脚连接载波抄控器队列，该载波抄控器队列通过数据线连接232通讯小板双向数据互通；

另一个继电器控制小板分别连接引脚状态检测小板、弱电电压检测小板以及弱电电流检测小板，引脚状态检测小板通过信号线连接到检测工位模块，检测其中一个三相表载波模块的状态。

其测试过程如下：上位机启动测试，通过网线以TCP方式方式连接到以太网通信小板，以太网小板把命令转换从TC-BUS协议分发到继电器控制小板、弱电电压检测小板、弱电电流检测小板、232通讯小板，各小板根据工装通信协议执行属于本小板的命令，并回复上位机检测软件，上位机检测软件根据回复结果判定是否通过。

三相表载波模块的具体结构，参见附图3至6所示，模块主体1为矩形立方体结构，在模块主体的正面上部设置有两个LED提示灯2，该两个LED灯分别为接收灯和发送灯，其中，接收灯为绿色，发送灯为红色；在模块主体的背面上、下间隔设置有一个小引脚4以及一个大引脚5，在模块顶端安装有一网线接口6；

在模块主体的正面中部横向一侧棱中部制有限位槽3，模块主体的正面下部制有横向贯通的限位凸棱(图中未标号)，用于结构定位。

检测项目内容包含：外观测试、协议一致性测试、静态功耗测试、动态功耗测试、关键引脚电平和状态测试、短报文测试、长报文测试、LED灯收发状态测试。

1)外观测试，测试方式：用CCD高清摄像机拍照分析模块外观是否符合规范。

2)协议一致性测试，测试方式：控制模块下发DL/T645报文，并对模块回复DL/T645报文。

3)静态功耗测试，测试方式：通过对被测模块静态工作下(未启动载波发送时)的强弱电电压和电流进行实时采样，综合以上采样换算出模块的静态功耗。

4)动态功耗测试，测试方式：通过对被测模块动态工作下(载波发送过程中)的强弱电电压和电流进行实时采样，综合以上采样换算出模块的静态功耗。

5)关键引脚和电平状态测试，测试方式：通过引脚状态检测单元的采样功能以及输入输出控制功能检测模块关键引脚的电平高低状态及与周围引脚的连焊情况。

6)短报文测试，测试方式：通过抄控器读取模块的厂商代码。返回结果与测试系统内的一致为合格；否则为不合格。

7)长报文测试，测试方式：通过抄控器发送数据域长度为200字节的报文给模块。正确返回测试结果为合格；否则为不合格。

8)LED灯收发状态测试，测试方式：在模块收发长报文的过程中，用CCD高清摄像机捕捉指示灯的闪烁状态。接收灯为绿色，发送灯为红色，并且收发灯的左右顺序正确为合格；否则为不合格。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (6)

1.一种用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测方法，其特征在于：测试过程如下：

(1)工控机启动测试，工控机通过交换机以TCP方式分别连接到六个测测试支路的以太网通信小板；

(2)以太网小板把命令转换从TC-BUS协议分发到继电器控制小板、弱电电压检测小板、弱电电流检测小板以及232通讯小板，各小板根据工装通信协议执行属于本小板的命令，对三相电能表窄带载波模块进行测试；

三相电能表窄带载波模块的载波通信频段为10kHz～500kHz；

(3)继电器控制小板、弱电电压检测小板、弱电电流检测小板以及232通讯小板分别将命令执行结果通过线路回复工控机，工控机内安装的上位机检测软件根据回复结果判定是否通过测试。

2.根据权利要求1所述的用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测系统，其特征在于：所述三相表载波模块的具体结构为：模块主体为矩形立方体结构，在模块主体的正面上部设置有两个LED提示灯，该两个LED灯分别为接收灯和发送灯，在模块主体的背面上、下间隔设置有一个小引脚以及一个大引脚，在模块顶端安装有一网线接口；在模块主体的正面中部横向一侧棱中部制有限位槽，模块主体的正面下部制有横向贯通的限位凸棱。

3.一种用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测系统，其特征在于：包括检测工位模块、测试支路、交换机、工控机以及电源，检测工位模块内同时承载四个待检测的三相表载波模块，检测工位分别连接有四个测试支路，该四个测试支路分别连接到工控机；检测工位模块以及四个测试支路分别连接总电源进行供电，每个测试支路分别设置有独立的开关电源。

4.根据权利要求3所述的用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测系统，其特征在于：所述测试支路包括三相隔离器、三相衰减器、继电器队列、载波抄控器队列、232通讯小板、以太网通信小板、引脚状态检测小板、继电器控制小板、弱电电压检测小板以及弱电电流检测小板，以太网通信小板通过网线连接工控机，该以太网通信小板分别连接两个继电器控制小板，

一个继电器控制小板连接到三相衰减器，该三相衰减器的一个端口串联两个三相隔离器，三相隔离器为了隔离载波信号，防止各测试系统相互影响；三相衰减器的另一个端口连接继电器队列，继电器队列的两个引脚连接载波抄控器队列，该载波抄控器队列通过数据线连接232通讯小板双向数据互通；

另一个继电器控制小板分别连接引脚状态检测小板、弱电电压检测小板以及弱电电流检测小板，引脚状态检测小板通过信号线连接到检测工位模块，检测其中一个三相表载波模块的状态。

5.根据权利要求4所述的用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测系统，其特征在于：所述232通讯小板、以太网通信小板、引脚状态检测小板、工装电源小板、继电器控制小板、弱电电压检测小板以及弱电电流检测小板集成在电路板上。

6.根据权利要求4所述的用于三相电能表窄带载波模块的噪声干扰自动化检测系统，其特征在于：所述测试支路还安装有工装电源小板，工装电源小板连接总电源。