CN109212460A - 一种通信单元检测工装及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信单元检测工装及检测方法,该检测工装包括壳体，壳体上设置有通信单元接口，壳体内设置有控制模块，以及与控制模块连接的电压电流采样模块、电平时序模拟检测模块、串口数据收发模块和节点模拟器，所述电压电流采样模块、电平时序模拟检测模块、串口数据收发模块和节点模拟器还均通过通信单元接口和通信单元通信连接。本发明还公开了一种通信单元检测方法。本发明能够对通信单元本身进行单独全检测试，利于保证通信单元的性能和电能表数据的有效传输。

Description

一种通信单元检测工装及检测方法

技术领域

本发明涉电能计量技术领域，具体涉及一种通信单元检测工装及检测方法。

背景技术

电能表是电网系统中的计量与结算设备，通过电能表中装载的通信单元将电量和其它采集数据上传到采集终端中，或者直接上传到主站。现有电能表的通信单元与电能表一同供货，并且安装在电能表上随电能表在电能表检测流水线上进行电能表性能监测，但是对于到货后的通信单元本身无法在该流水线上进行单独全检测试，无法保证通信单元的性能，导致通信单元在现场使用时频繁出现各类缺陷，例如，现场应用中才发现因通信单元本身存在接口不匹配、功率消耗过大或通信成功率低等缺陷，导致电能表数据无法进行有效传输，增加了现场运维和资产管理的难度。另外对于其他电网设备的通信单元，也存在到货后的通信单元本身无法进行单独全检测试的问题，无法满足使用需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通信单元检测工装及检测方法，能够对通信单元本身进行单独全检测试，利于保证通信单元的性能和电能表数据的有效传输。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种通信单元检测工装，包括壳体，所述壳体上设置有通信单元接口，所述壳体内设置有控制模块，以及与所述控制模块连接的电压电流采样模块、电平时序模拟检测模块、串口数据收发模块和节点模拟器，所述电压电流采样模块、电平时序模拟检测模块、串口数据收发模块和节点模拟器还均通过所述通信单元接口和所述通信单元通信连接。

所述通信单元接口采用凹槽式接口，所述凹槽式接口中设置有插针式串口。

所述壳体上还设置有接口端子。

所述壳体表面上还设置有定位标识。

一种通信单元检测方法，包括以下步骤：

1)将通信单元安装到上述任一项所述的检测工装的通信单元接口上；

2)将安装有通信单元的检测工装输送至检定工位，所述检定工位上设置有检定计算机，以及与检定计算机电连接的抄控装置，将所述抄控装置和通信单元相连接；将所述检定计算机和所述检测工装的控制模块相连接；

3)在检定工位上给检测工装供电，然后由检测工装给待通信单元供电后，通信单元和检测工装开始进行初始化交互，检定计算机读取检测工装的工装地址；

4)检定计算机通过抄控装置向通信单元发送测试帧，使得通信单元进入测试模式，然后检定计算机控制抄控装置对通信单元进行抄读测试；

所述抄读测试的方法为：检定计算机按照检测工装的工装地址向通信单元发送抄表帧，通信单元将接收到的抄表帧通过检测工装传输给检定计算机；检定计算机针对接收到抄表帧发出应答帧并将应答帧通过检测工装发送给通信单元，通信单元将接收到的应答帧通过抄控装置传输给检定计算机，由检定计算机通过比对应答帧判断抄读是否成功；

在抄读测试过程中，检测工装的控制模块还控制电压电流采样模块对通信单元进行电压和电流采样，并根据采样结果计算出通信单元的功耗，并将功耗计算结果通过控制模块传输给检定计算机；

5)检定计算机控制检测工装调整对通信单元的供电电压，然后重复步骤4)以测试通信单元的电源适应性；

6)检定计算机将抄读检测结果、功耗测量结果、电源适应性检测结果上报给计量中心生产调度平台。

所述步骤4)中抄读测试的具体过程为：检定计算机按照检测工装的工装地址向通信单元发送抄表帧，通信单元将接收到的抄表帧通过检测工装的串口数据收发模块传送给控制模块，控制模块将接收到的抄表帧传输给检定计算机；检定计算机针对接收到的抄表帧后发出应答帧并将应答帧传输给检测工装的控制模块，控制模块将应答帧通过串口数据收发模块发送给通信单元，通信单元将接收到的应答帧通过抄控装置传输给检定计算机，由检定计算机通过比对应答帧判断抄读是否成功。

在所述步骤2)中将安装有通信单元的检测工装输送至检定工位之前，还读取通信单元的资产编码和检测工装的资产编码，以将通信单元的资产编码和检测工装的资产编码相绑定。

在所述步骤3)中在检测工装给通信单元供电后，检定计算机还通过检测工装的串口数据收发模块读取通信单元的ID信息，并将通信单元的ID信息和该通信单元的资产编码相绑定。

在所述步骤1)中，将通信单元安装到检测工装的通信单元接口上时，要根据检测工装的壳体表面上的定位标识进行通信单元的定位。

本发明具有以下有益效果：本发明的通信单元检测工装及检测方法，能够有效对通信单元本身进行单独全检测试，从而有效保证通信单元的性能，保证电能表数据的有效传输，减少通信单元现场运维和资产管理的难度。

附图说明

图1是本发明的通信单元检测工装的结构示意图；

图2是本发明的通信单元检测工装的使用示意图；

图3是本发明的通信单元检测工装应用于智能电能表通信单元检测时的结构示意图；

图4是本发明的一种通信单元检测工装的结构示意图(应用于单相智能电表通信单元检测)；

图5是本发明的另一种通信单元检测工装的结构示意图(应用于三相智能电表通信单元检测)；

图6是图4的通信单元检测工装和流水板的安装示意图；

图7是图5的通信单元检测工装和流水板的安装示意图；

图8是本发明的通信单元检测工装应用于采集终端通信单元检测时的结构示意图；

图9是图8所示的通信单元检测工装和流水板的安装示意图；

图中：1、运行指示灯，2、通信单元接口，3、接口端子，4、定位标识。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，本实施例公开了一种通信单元检测工装，其包括壳体，壳体上设置有通信单元接口2，壳体内设置有控制模块，以及与控制模块连接的电压电流采样模块、电平时序模拟检测模块、串口数据收发模块和节点模拟器，电压电流采样模块、电平时序模拟检测模块、串口数据收发模块和节点模拟器还均通过所述通信单元接口2和通信单元通信连接。

其中，电压电流采样模块用于在控制模块的控制下对通信单元进行电压电流采样，并计算出通信单元静态和动态功耗；以及将计算出的静态和动态功耗反馈至控制模块；

电平时序模拟检测模块用于在控制模块的控制下对通信单元的接口处电平进行模拟并检测该电平是否符合标准，并将电平检测结果反馈至控制模块；

节点模拟器用于在控制模块的控制下模拟主节点或从节点。

串口数据收发模块用于在控制模块的控制下和通信单元进行通信，并对抄控装置的抄读数据进行应答。当节点模拟器模拟主节点(如集中器)时，串口数据收发模块用于模拟主节点和通信单元进行通信，并对抄控装置的抄读数据进行应答；当节点模拟器模拟从节点(如电能表)时，串口数据收发模块用于模拟从节点和通信单元进行通信，并对抄控装置的抄读数据进行应答。

在其中一个实施方式中：如图4-图5所示，通信单元接口2采用凹槽式接口，凹槽式接口中设置有插针式串口。通信单元安装在通信单元接口2上，安装后通信单元与检测工装表面齐平。壳体取消可翻盖设计以露出通信单元，便于通信单元安装、状态观察和外观检测。

壳体上还设置有接口端子3，用于测试过程中的检测工装的供电和数据通信。接口端子3可设置成和单、三相智能电能表接口或者采集终端接口一样的接口形式，以和原检定系统(电能表检定系统或采集终端检定系统)做到无缝对接，使得检测工装的接口端子3可以直接插接在原检定系统上使用。

进一步地，壳体表面上还设置有定位标识4，用于通信单元安装定位，保证通信单元安装时准确定位，以提高后续测试的准确度。其中，定位标识4可采用定位标志点。

壳体表面上还设置有与控制模块连接的运行指示灯1，用于显示运行状态及当前测试项目。

壳体表面上还设置有资产编码，该资产编码可采用条形码、二维码或RFID电子标签，资产编码的设置便于检测过程中被读取，以建立检测过程中被测通信单元和检测工装的固定关系，利于验证通信单元资产绑定与解绑功能，以及利于评估检测工装的检测状况。

壳体上还可安装远程通信单元。

进一步地，壳体内还设置有直流程控电源、直流功耗测量电路、耐压短接电路、通信转接电路等，给被测通信单元提供可调整的直流供电、测量被测通信单元工作功耗、将被测通信单元的通信信号转换成485电平后连接至检测工装的弱电端子。既能完成基本通信功能检测和功率消耗试验，也能在电能表耐压专机完成绝缘强度试验，检测工装的测试结果通过RS485或者其他通信方式(三相表通信单元的检测工装使用原有通信接口，单相表通信单元的检测工装借用一路脉冲信号端子做通信使用，采集终端通信单元的检测工装采用与原采集终端通信方式一致的通信方式)上传给通信单元检定软件，通过检测软件还能进行部分抽检项目检测。

如图2所示，本实施例还公开了一种通信单元检测方法，下面以电能表通信单元的检测为例具体说明该通信单元检测方法，用于电能表的通信单元的检测时，检测工装的节点模拟器为主节点模拟器，其结构如图3所示，该通信单元检测方法包括以下步骤：

1)将上述任一项所述的检测工装安装到现有的单相智能电能表、三相智能电能表的流水板上；

2)先对通信单元的插针和下表面进行外观检测，检测后，通过上料设备将外观检测合格的通信单元装到检测工装的通信单元接口2上，安装时，上料设备要根据检测工装的壳体表面上的定位标识4进行通信单元的定位，以保证通信单元和检测工装的顺利安装以及其安装位置的准确性；

3)将安装有通信单元的检测工装输送至外观检测工位并与外观检测工位相对接，给检测工装供电和通信单元供电，检测工装相应的运行指示灯1点亮，然后利用相机进行通信单元上表面的外观检测，并将检测结果上报该工位上的计算机；以及通过视觉或射频方式读取通信单元的资产编码和检测工装的资产编码，以将通信单元的资产编码和检测工装的资产编码相绑定，形成通信单元和检测工装对应绑定关系，并将通信单元和检测工装的绑定关系上传至计量中心生产调度平台(MDS系统)；

通过将通信单元和检测工装的资产编码相绑定，可建立检测过程中被测通信单元和检测工装的固定关系，利于验证通信单元资产绑定与解绑功能，也利于评估该检测工装的检测状况，例如检测工装对哪些通信单元做了检测，达到何种检测效果等。

4)如图2所示，将安装有通信单元的检测工装输送至检定工位，将检测工装的接口端子3安装在检定工位的对接机构上；检定工位上设置有检定计算机(图中未示出)，以及与检定计算机电连接的抄控装置，将抄控装置和通信单元进行电连接；将检定计算机和所述检测工装的控制模块进行电连接；

5)检定计算机控制程控电源给检测工装供电(AC220V)，然后由检测工装给待检通信单元供电(AC220V，DC12V)，供电后，通信单元和检测工装开始进行初始化交互，检定计算机读取检测工装的工装地址；该工装地址存储在检测工装的控制模块中，检定计算机可从控制模块中读取该工装地址；

在检测工装给通信单元供电后，检定计算机还通过检测工装的串口数据收发模块读取通信单元的ID信息(即通信单元的身份信息)，并将通信单元的ID信息和该通信单元的资产编码相绑定，并将通信单元的ID信息与其资产编码的绑定关系上传到计量中心生产调度平台(MDS系统)；通过将通信单元的ID信息和该通信单元的资产编码相绑定，可以将通信单元的资产编码和其自身的ID信息相对应，更利于通信单元的定位和查找。

6)检定计算机通过抄控装置向通信单元发送测试帧，使得通信单元开启测试模式，然后检定计算机控制抄控装置对通信单元进行抄读测试；

抄读测试的具体方法为：检定计算机按照检测工装的工装地址向通信单元发送抄表帧，通信单元将接收到的抄表帧通过检测工装的串口数据收发模块传送给控制模块，控制模块将接收到的抄表帧传输给检定计算机；检定计算机针对接收到的抄表帧发出应答帧并将应答帧传输给检测工装的控制模块，控制模块将应答帧通过串口数据收发模块发送给通信单元，通信单元将接收到的应答帧通过抄控装置发送给检定计算机，由检定计算机通过比对应答帧判断抄读是否成功。

在抄读测试过程中，检测工装的控制模块还控制电压电流采样模块对通信单元进行电压和电流的实时采样，并根据采样结果计算出通信单元的功耗，该功耗包括静态功耗和动态功耗，并将功耗计算结果通过控制模块传输给检定计算机；

7)检定计算机控制检测工装调整对通信单元的供电电压，然后重复步骤6)以根据步骤6)是否能够顺利进行来测试通信单元的电源适应性；也即根据调整通信单元的供电电压后，步骤6)能否顺利进行来判断通信单元的电源适应性，例如正常测试时，通信单元的供电电压为12V，现在将其供电电压调整为11V-12V或者12V-13V范围内的数值,然后再次执行步骤6)，若步骤6)均可顺利进行抄读测试，则表明通信单元的电源适应性合格。

8)检定计算机控制程控电源断开对检测工装的供电；断开检定工位的对接机构和检测工装的对接；

9)检定计算机将抄读检测结果、功耗测量结果、电源适应性检测结果上报给计量中心生产调度平台；

10)将检测工装及已测的通信单元输送至下料单元，拆除和分拣已测通信单元，并对不合格的通信单元进行复检处理，解除通信单元和检测工装资产编码的对应绑定关系。全部通信单元检测完成后，将检测工装从流水板上拆下入库保存。

上述通信单元检测方法还可用于采集终端的通信单元检测，采集终端是为电网系统提供实时数据的设备，向下连接电能表和采集器，向上连接采集系统主站，采集终端上装有通信单元，例如远程通信单元和本地通信单元，该通信单元承载采集终端的通信功能。利用上述检测工装和检测方法对采集终端的通信单元进行检测时，检测工装中的节点模拟器为从节点模拟器，此时检测工装的结构如图8所示，检测时只需将步骤1)中的检测工装安装到现有的采集终端流水板上，其检测步骤6)中抄读测试的具体方法为：检定计算机按照检测工装的工装地址向通信单元发送抄表帧，通信单元将接收到的抄表帧发送给从节点模拟器，从节点模拟器将接收到的抄表帧通过控制模块传输给检定计算机；检定计算机针对接收到的抄表帧发出应答帧并将应答帧传输给检测工装的控制模块,控制模块通过从节点模拟器将应答帧发送给通信单元；通信单元将接收到的应答帧通过串口数据收发模块直接发送给检定计算机，由检定计算机通过比对应答帧判断抄读是否成功。其余步骤均和上述电能表通信单元的检测方法相同。

本实施例的通信单元的检测工装应用于电能表的通信单元检测时，可直接利用原有智能电能表(单相或三相智能电表)的检定流水线系统，只需将检测工装安装在该原有流水线系统即可进行通信单元的检测，可直接安装在原有智能电能表流水线托盘中流转，节约了设备改装费用，适应性强，响应快，有效实现了通信单元的全检验收和质量管控，为计量数据深化应用提供了可靠技术保障。可以理解地，通信单元的检测工装也可直接安装在原有智能电能表(单相或三相智能电表)的自动化检测台体或人工检定装置上使用。在自动化检测台体上使用时，可直接将本检测工装直接安装在台体挂表位上。在检定流水线上使用时的，只需将原检定流水线上装载单相、三相电能表的流水板进行些许改动，即可将本检测工装安装到流水板上，单相表通信单元的检测工装装配到流水板上的装配图如图6所示，三相表通信单元的检测工装装配到流水板上的装配图如图7所示。

本实施例的通信单元的检测工装应用于采集终端的通信单元检测时，可直接利用原有采集终端和专变终端的检定流水线系统，只需将检测工装安装在该原有流水线系统即可进行通信单元的检测，节约了设备改装费用，可实现快速改造，适应性强，响应快，有效实现了通信单元的全检验收和质量管控。可以理解地，通信单元的检测工装也可直接安装在原有采集终端的自动化检测台体或人工检定装置上使用。在自动化检测台体上使用时，可直接将本检测工装直接安装在台体挂表位上。在检定流水线上使用时的，只需将原检定流水线上的采集终端流水板进行些许改动，即可将本检测工装安装到流水板上，采集终端的通信单元的检测工装装配到流水板上的装配图如图9所示。

本实施例的通信单元的检测工装可用于检测采集终端的远程通信单元和本地通信单元，或其中一个通信单元，或专变终端的通信单元。本检测工装及测试方法适用于一型集中器通信单元、一型专变终端通信单元的检测，并且可依据实际需要在工装上额外设计按键、屏显和更多的接口等功能。

本检测工装及测试方法也适用于单、三相智能电能表通信单元、一型采集器通信单元、二型集中器通信单元的检测，并且可依据实际需要在工装上额外设计按键、屏显、更多的接口等功能。

本实施例的通信单元的检测工装和检测方法，能够有效对通信单元本身进行单独全检测试，从而有效保证通信单元的性能，保证电能表数据的有效传输，减少通信单元现场运维和资产管理的难度；检测时，通信单元可以通过检测工装直接在原有检定流水线上进行检测，而无需另外设计检定流水线，节约成本和设备投入。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种通信单元检测工装，其特征是，包括壳体，所述壳体上设置有通信单元接口，所述壳体内设置有控制模块，以及与所述控制模块连接的电压电流采样模块、电平时序模拟检测模块、串口数据收发模块和节点模拟器，所述电压电流采样模块、电平时序模拟检测模块、串口数据收发模块和节点模拟器还均通过所述通信单元接口和所述通信单元通信连接。

2.如权利要求1所述通信单元检测工装，其特征是，所述通信单元接口采用凹槽式接口，所述凹槽式接口中设置有插针式串口。

3.如权利要求1所述通信单元检测工装，其特征是，所述壳体上还设置有接口端子。

4.如权利要求1所述通信单元检测工装，其特征是，所述壳体表面上还设置有定位标识。

5.一种通信单元检测方法，其特征是，包括以下步骤：

1)将通信单元安装到如权利要求1-4任一项所述的检测工装的通信单元接口上；

2)将安装有通信单元的检测工装输送至检定工位，所述检定工位上设置有检定计算机，以及与检定计算机电连接的抄控装置，将所述抄控装置和通信单元相连接；将所述检定计算机和所述检测工装的控制模块相连接；

3)在检定工位上给检测工装供电，然后由检测工装给待通信单元供电后，通信单元和检测工装开始进行初始化交互，检定计算机读取检测工装的工装地址；

4)检定计算机通过抄控装置向通信单元发送测试帧，使得通信单元进入测试模式，然后检定计算机控制抄控装置对通信单元进行抄读测试；

所述抄读测试的方法为：检定计算机按照检测工装的工装地址向通信单元发送抄表帧，通信单元将接收到的抄表帧通过检测工装传输给检定计算机；检定计算机针对接收到抄表帧发出应答帧并将应答帧通过检测工装发送给通信单元，通信单元将接收到的应答帧通过抄控装置传输给检定计算机，由检定计算机通过比对应答帧判断抄读是否成功；

在抄读测试过程中，检测工装的控制模块还控制电压电流采样模块对通信单元进行电压和电流采样，并根据采样结果计算出通信单元的功耗，并将功耗计算结果通过控制模块传输给检定计算机；

5)检定计算机控制检测工装调整对通信单元的供电电压，然后重复步骤4)以测试通信单元的电源适应性；

6)检定计算机将抄读检测结果、功耗测量结果、电源适应性检测结果上报给计量中心生产调度平台。

6.如权利要求5所述的通信单元检测方法，其特征是，所述步骤4)中抄读测试的具体过程为：检定计算机按照检测工装的工装地址向通信单元发送抄表帧，通信单元将接收到的抄表帧通过检测工装的串口数据收发模块传送给控制模块，控制模块将接收到的抄表帧传输给检定计算机；检定计算机针对接收到的抄表帧后发出应答帧并将应答帧传输给检测工装的控制模块，控制模块将应答帧通过串口数据收发模块发送给通信单元，通信单元将接收到的应答帧通过抄控装置传输给检定计算机，由检定计算机通过比对应答帧判断抄读是否成功。

7.如权利要求5所述的通信单元检测方法，其特征是，在所述步骤2)中将安装有通信单元的检测工装输送至检定工位之前，还读取通信单元的资产编码和检测工装的资产编码，以将通信单元的资产编码和检测工装的资产编码相绑定。

8.如权利要求5所述的通信单元检测方法，其特征是，在所述步骤3)中在检测工装给通信单元供电后，检定计算机还通过检测工装的串口数据收发模块读取通信单元的ID信息，并将通信单元的ID信息和该通信单元的资产编码相绑定。

9.如权利要求5所述的通信单元检测方法，其特征是，在所述步骤1)中，将通信单元安装到检测工装的通信单元接口上时，要根据检测工装的壳体表面上的定位标识进行通信单元的定位。