本發(fā)明具體涉及一種用于智能電能表計量功能的自動測試系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，智能電能表已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在的智能電網(wǎng)中，在用電結(jié)算和電網(wǎng)質(zhì)量監(jiān)控中發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此，智能電能表的可靠性就顯得越來越重要。

傳統(tǒng)的智能電能表測試方法是分別測試智能電能表的計量功能和輸出接口信號：計量功能的檢測即人工操作標準源對被檢測的智能電能表通電，并根據(jù)智能電能表的計量數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)進行對比即可得出檢測結(jié)果，而對于輸出接口信號的檢測采用示波器進行人工檢測。

智能電能表作為一種先進的計量設(shè)備，在現(xiàn)場運行時其工況是非常復雜的。而采用人工手段進行測試只能模擬有限的工況，連續(xù)工況環(huán)境模擬和快速切換工況的模擬都無法實現(xiàn)。如采用現(xiàn)場掛表數(shù)據(jù)來對電能表模擬測試，但是搭建測試條件和測試環(huán)境費時費力，而且無法確切的評估智能電能表的運行環(huán)境，因此其測試結(jié)果無法追溯，對于智能電能表的生產(chǎn)和檢測機構(gòu)也無法進行檢驗和評價。而對于智能電能表的輸出信號接口進行檢測，采用人工檢測方式無法對檢測數(shù)據(jù)進行實時記錄，無法長期進行監(jiān)控，也無法對信號輸出的脈寬、頻率等進行數(shù)據(jù)保存和分析，導致試驗過程無法查詢和追溯輸出信號與計量之間的差異，而且人工長時間的檢測則會產(chǎn)生嚴重的疲勞，甚至出現(xiàn)漏測、誤判等現(xiàn)象，嚴重降低了人工檢測的可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠自動遍歷智能電能表典型工況、自動檢測、記錄和存儲智能電能表檢測過程中的計量數(shù)據(jù)和輸出接口信號數(shù)據(jù)的用于智能電能表計量功能的自動測試系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種所述用于智能電能表計量功能的自動測試系統(tǒng)的測試方法。

本發(fā)明提供的這種用于智能電能表計量功能的自動測試系統(tǒng)，包括檢驗判定裝置、標準源和智能電能表輸出信號檢測裝置；待檢測的智能電能表的輸入端與標準源的輸出端連接，輸出接口信號連接到智能電能表輸出信號檢測裝置，通信端口與檢驗判定裝置連接；檢驗判定裝置和標準源通過總線連接，并輸出控制信號給標準源，控制標準源輸出相應(yīng)的電能信號；智能電能表輸出信號檢測裝置與檢驗判定裝置通過總線連接，接收待檢測的智能電能表的輸出接口信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)綑z驗判定裝置；檢驗判定裝置用于存儲智能電能表工況控制方案信息，控制標準源依據(jù)工況控制方案實現(xiàn)人工測試無法實現(xiàn)的快速切換、工況遍歷、工況微調(diào)等各種情況輸出相應(yīng)的電能信號，從而達到對電能表進行沖擊測試、壓力測試以及可靠性測試，然后根據(jù)智能電能表輸出信號檢測裝置、待檢測的智能電能表上傳的數(shù)據(jù)信號對待檢測的智能電能表進行功能評估。

所述的標準源包括標準表和功率源。檢驗判定裝置可任意控制標準源的相位、頻率、輸出電壓值和輸出電流值。

所述的待檢測的智能電能表的輸出接口信號包括脈沖信號、繼電器輸出信號和時鐘輸出信號。

所述的檢驗判定裝置包括硬件接口層模塊、解析層模塊和應(yīng)用層模塊；硬件接口層模塊用于提供與標準源和智能電能表輸出信號檢測裝置連接的通信接口；解析層模塊用于接收硬件接口層模塊上傳的通信數(shù)據(jù)并將通信數(shù)據(jù)進行協(xié)議解析，或者接收應(yīng)用層下發(fā)的控制數(shù)據(jù)、依據(jù)通信協(xié)議封裝成通信數(shù)據(jù)并下發(fā)硬件接口層模塊；應(yīng)用層模塊存儲智能電能表所有工況信息、根據(jù)工況信息生成標準源控制命令并下發(fā)解析層模塊，同時也用于接收解析層模塊上傳的數(shù)據(jù)并對待檢測的智能電能表進行評估。

所述的智能電能表輸出信號檢測裝置包括輸入接口、控制器電路、電源電路、通信電路和輸出接口；輸入接口提供接線端、連接待檢測的智能電能表的輸出接口信號和將待檢測的智能電能表的輸出接口信號送入控制器電路；控制器電路用于接收輸入接口傳入的信號，對信號進行存儲并通過電源電路發(fā)送到通信電路；電源電路用于根據(jù)控制器電路傳入的信號對通信電路供電；通信電路用于將控制器電路存儲的信號對外進行發(fā)送。

所述的控制器電路為由型號為R5F2L38ABDFP的微處理控制器芯片組成的電路。

所述的電源電路為由型號為ADUM5241ARZ的電源隔離芯片組成的電路。

所述的通信電路為由型號為MAX232AESE的通信接口芯片組成的電路。

本發(fā)明還提供了一種用于所述智能電能表計量功能的自動測試系統(tǒng)的測試方法，包括如下步驟：

S1. 讀取待檢測的智能電能表的初始電量信息，并采集待檢測的智能電能表的輸出信號脈沖；

S2. 檢驗判定裝置根據(jù)存儲的檢測工況方案，調(diào)整相位、頻率、輸出電壓值和輸出電流值，然后發(fā)出控制信號控制標準源輸出電壓和電流；

S3. 再次讀取待檢測的智能電能表的走字結(jié)束電量信息，并再次采集待檢測的智能電能表的輸出信號脈沖；

S4. 計算待檢測的智能電能表計量的電量，并完成輸出信號脈沖的分析；

S5. 根據(jù)步驟S4的分析結(jié)果，以及待檢測的智能電能表計量的電量和理論電量的差值，判斷該工況下待檢測的智能電能表的性能；

S6. 重復以上步驟，完成所有工況下待檢測的智能電能表的自動測試，判斷待檢測的智能電能表的最終性能。

本發(fā)明提供的這種用于智能電能表計量功能的自動測試系統(tǒng)和方法，通過檢驗判定裝置的通信接口與標準源的通信接口連接，電能表的電壓、電流端子與標準源的電壓電流輸出接口對接，智能電能表輸出信號檢測裝置采集電能表輸出的信號，并把分析結(jié)果上傳到檢驗判定裝置中，檢驗判定裝置通過讀取待檢測的電能表中的計量數(shù)據(jù)，判斷待檢測電能表計量準確性和可靠性；因此本發(fā)明能夠控制待檢測電能表運行工況環(huán)境，對工況環(huán)境進行遍歷性測試、快速切換測試、工況微調(diào)測試等，還可以采集待檢測電能表輸出接口信號并進行分析，自動測試系統(tǒng)讀取電能表存儲的計量數(shù)據(jù)，并與之進行自動判斷，得出電能表運行的可靠性，能夠自動遍歷智能電能表的所有工況、自動檢測、記錄和存儲智能電能表檢測過程中的計量數(shù)據(jù)和輸出接口信號數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于智能電能表計量功能的自動測試系統(tǒng)的功能模塊圖。

圖2為本發(fā)明的檢驗判定裝置的框架圖。

圖3為本發(fā)明的智能電能表輸出信號檢測裝置的電路原理圖。

圖4為本發(fā)明的測試方法的流程圖。

具體實施方式

如圖1所示為本發(fā)明的用于智能電能表計量功能的自動測試系統(tǒng)的功能模塊圖：本發(fā)明提供的這種用于智能電能表計量功能的自動測試系統(tǒng)，包括檢驗判定裝置、標準源和智能電能表輸出信號檢測裝置；待檢測的智能電能表的輸入端與標準源的輸出端連接，輸出接口信號連接到智能電能表輸出信號檢測裝置，通信端口與檢驗判定裝置連接；檢驗判定裝置和標準源通過總線連接，并輸出控制信號給標準源，控制標準源輸出相應(yīng)的電能信號；標準源包括標準表和功率源；智能電能表輸出信號檢測裝置與檢驗判定裝置通過總線連接，接收待檢測的智能電能表的輸出接口信號（包括脈沖信號、繼電器輸出信號和時鐘輸出信號等），經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)綑z驗判定裝置；檢驗判定裝置用于存儲智能電能表典型工況信息，控制標準源依據(jù)典型工況信息數(shù)據(jù)輸出相應(yīng)的電能信號，和根據(jù)智能電能表輸出信號檢測裝置、待檢測的智能電能表上傳的數(shù)據(jù)信號對待檢測的智能電能表進行評估。

如圖2所示為本發(fā)明的檢驗判定裝置的框架圖：檢驗判定裝置包括硬件接口層模塊、解析層模塊和應(yīng)用層模塊；硬件接口層模塊用于提供與標準源和智能電能表輸出信號檢測裝置連接的通信接口，RS485接口與電能表進行通信，RS232接口與標準源和智能電能表輸出信號檢測裝置通信；解析層模塊用于接收硬件接口層模塊上傳的通信數(shù)據(jù)并將通信數(shù)據(jù)進行協(xié)議解析，或者接收應(yīng)用層下發(fā)的控制數(shù)據(jù)、依據(jù)通信協(xié)議封裝成通信數(shù)據(jù)并下發(fā)硬件接口層模塊；應(yīng)用層模塊存儲智能電能表典型工況信息、根據(jù)典型工況信息生成標準源控制命令并下發(fā)解析層模塊，同時也用于接收解析層模塊上傳的數(shù)據(jù)并對待檢測的智能電能表進行評估。

如圖3所示為本發(fā)明的智能電能表輸出信號檢測裝置的電路原理圖：圖中的J101是電能表信號接入點，信號接入之后通過光耦隔離芯片把信號傳輸?shù)娇刂菩酒琔101（型號為R5F2L38ABDFP）的I/O上，控制芯片對信號的脈寬、能量進行分析并保存為數(shù)字信息；U103為電源隔離芯片，型號為ADUM5241ARZ，用于給通信芯片（型號為MAX232AESE）提供穩(wěn)定的工作電源。J102是電能表輸入信號檢測裝置與檢驗判定裝置進行通信的接口。控制器芯片上存儲的數(shù)據(jù)有輸出信號的脈寬、脈沖峰值、脈沖累計數(shù)及脈沖頻率?？刂破餍酒洗鎯Φ臄?shù)據(jù)通過J102把數(shù)據(jù)上傳到檢驗判定裝置，檢驗判定裝置對數(shù)據(jù)進行對比判斷，從而可以自動判斷電能表輸出信號的穩(wěn)定性、可靠性，同時還可以判斷電能表計量的準確性。

如圖4所示為本發(fā)明的測試方法的流程圖：用于所述智能電能表計量功能的自動測試系統(tǒng)的測試方法，包括如下步驟：

S1. 讀取待檢測的智能電能表的初始電量信息，并采集待檢測的智能電能表的輸出信號；

S2. 檢驗判定裝置根據(jù)存儲的檢測工況方案，調(diào)整相位、頻率、輸出電壓值和輸出電流值，然后發(fā)出控制信號控制標準源輸出電壓和電流；

S3. 再次讀取待檢測的智能電能表的走字結(jié)束電量信息，并再次采集待檢測的智能電能表的輸出信號；

S4. 計算待檢測的智能電能表計量的電量，并完成輸出信號的分析；

S5. 根據(jù)步驟S4的分析結(jié)果，以及待檢測的智能電能表計量的電量和理論電量的差值，判斷該工況下待檢測的智能電能表的性能；

S6. 重復以上步驟，完成所有工況下待檢測的智能電能表的自動測試，判斷待檢測的智能電能表的最終性能。