电能表自动校验系统的改进设计 陈爱春（宁夏启元药业有限公司，宁夏银川７５００１０） 摘要：针对传统电能表表计校验装置效率低、占用空间大等 后的提示拆卸被测表并将误差修正后仍不合格的被测表分 问题，提出了基于嵌入式的多线程编程技术和软误差修正的新 型校验系统。介绍了方案的整体结构，以三星Ａ１ＬＭ９内核的 离。同时，误差调测试系统将被测表的校验数据通过无线以太 网接口接入企业的信息管理系统。 ￥３Ｃ２４４０Ａ为微处理器，ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ５．０为嵌入式操作系统构成 ２硬件设计 误差调测试系统硬件部分以￥３Ｃ２４４０Ａ处理器为核心，在 检测系统平台，运用Ｖｉｓｕａｌｓｔｕｄｉｏ２００５改进了电能表自动校验系 统。实验结果表明，该系统减小了传统ＰＣ校验系统占用的空 外围相应地配有其他的功能模块，存储模块ＬＣＤ和触摸屏、电 间，测试时间是手动测试的１０％左右，产品检验合格率提高了 源电路模块以及无线网卡模块等组成，如图２所示： ５％左右，同时为企业的信息管理系统提供了基础数据。 关键词：电能表珀动校验；软误差修＿ｆｉ－；多线程 电能表作为企事业单位和居民用电的电能计量装置，其国 内和国际每年的需求量都是非常大的，作为全球制造业中心， 电子式电能表占了大部分。近两年来，国内电能表招标和国际 招标有了相同的特点：合同数量大、供货时间短和产品价格 低。采用传统的电能表校验系统，表计误差合格率较低，测试 系统使用的计算机占用了较大的空间，不同的测试点需要测试 人员人工改变负荷大小，这些都直接或间接造成了企业工时的 浪费，增加了企业的制造成本。 针对这种现状，提出了以三星ＡＲＭ９内核的￥３Ｃ２４４０Ａ为 微处理器，ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ５．０为嵌入式操作系统构成电能表自动校 验系统平台，利用原有的电能表误差测试台的通信接口，采用 多线程编程技术和软误差修正编写校表软件，对电能表校验系 统进行改进设计。同时，结合成熟的无线以太网通信技术实现 图２误差调测试系统硬件构成 硬件结构图该结构以￥３Ｃ２４４０Ａ为核心，４ＭＮＯＲ型Ｆｌａｓｈ存 放ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ引导程序，６４ＭＳＤＲＡＭ作为内存，１２８ＭＮＡＮＤ— Ｆｌａｓｈ存放编译好的误差调测试应用程序，ＬＣＤ液晶屏用来显示 设置的参数、误差信息和操作按钮，操作员通过触摸屏完成参 数的设置和校验的启动，ＵＳＢ接Ｉ＝１主要是用来下载操作系统和 同步调试应用程序，Ｗｉ－Ｆｉ将误差调测试系统接入企业的局域 网。 了被测表校验误差等信息接入企业数据库服务器，提高了表计 信息的使用效率。 ３软件设计 软件设计主要包括误差调测试应用程序、操作系统定制和 通信接口设计。ＷｉｎｄｏｗＣＥ是为小型设备如掌上电脑和嵌入式 １系统方案设计 该系统方案由电能表误差测试台、误差调测试系统和企业 信息管理系统组成，如图１所示 系统设计的，是一个实时的操作系统。由于这些设备只有有限 的资源，ＷｉｎｄｏｗＣＥ必须能够适应这种限制，目前它的最小内核 只有５００ＫＢ，不仅可以处理进程、线程等操作系统对象，而且还 囤● 圈＋ １ｒ 、…圈＾ ０ 数槲帧 嵌入式能 数槲帧 企业信息 通依控制器 可以读写文件、注册表和系统数据库。ＷｉｎｄｏｗＣＥ提供了丰富 灵活的有线／无线网络连接支持，另外还支持ＧＰＳ、ＧＰＲＳ、ＩＳＤＮ 谈 运算上 Ｒ￥２３２ 表误麓调 Ｓ测试系统 ｏＣＫＥＴ 管理系统 等多种通信方式。ＷｉｎｄｏｗＣＥ还为硬件上快速开发应用提供了 两组端对端的开发工具集，包括操作系统卡发工具集Ｐｌａｔｆｏｒｍ— 标准表Ｉ 电能衷漩筹测试台 Ｂｕｉｌｄｅｒ和应用程序开发工具集ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｍｂｅｄｄｅｄＶｉｓｕａｌＣ＋＋以 及集成了．ＮＥＴＣｏＭＰａｃｔＦｒａｍｅｗｏｒｋ的ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ． ＮＥＴ４一 。 圈１改进的电能表自动误差校验方案 电能表误差测试台根据误差调测试系统发送过来的校表 ３．１操作系统定制 一参数按规定公式完成误差的计算并将其发送给误差调测试系 统，同时根据误差调测试系统的指令和参数完被测表的误差修 正。误差调测试系统自动完成负载点、校验圈数、校表系数、等 参数的设置和被测表超差与否的判断，操作人员根据完成校验 个操作系统设计所包含的ＷｉｎｄｏｗＣＥ特征取决于开发目 标，使用ＰｌａｔｆｏｒｍＢｕｉｌｄｅｒ定制ｗｉｎｄｏｗｃＥ平台，执行以下操作： ３．１．１从ＰｌａｔｆｏｒｍＢｕｉｌｄｅｒ的预配置ＢＳＰ（ＢｏａｒｄＳｕｐｐｏｒｔＰａｃｋａｇｅ， ２ｏ１５￣８ｇ化 Ｊ １９ 服务器 饺验系统 建立流式套接字，返 悯套接字号Ｓ 套接字与本地地 址年Ｈ连 通知ＴＣＰＨｔ￣ 务器准符接收连接 ，、 ， ！监听建市流式套接字，返 ＩＩ＿Ｉ１套接字呼Ｓ ｌ＋ 接收连接，等待客 户端的连接… 建立连接，得剑新 的套接字 Ｌ 在新的套接字上读／写 数 ，直到完成交换 将套接宁服务器 机连接 Ｉ ｌ 在新的套接字卜读／写 数 ，血剑完成交换 一 关闭新套接字 Ｉ、 １ ｒ 关闭套接字Ｓ， 结束ＴＣＰ对话 图４误差调测试程序与服务器端口连接流程 的出现使程序员可以很方便的访问ＴＣＰ￣Ｐ，从而开发各种网络 品合格率由９０％左右提高至９５％左右。同时也为管理部门实 应用的程序。应用程序通常通过”套接字”向网络发出请求或 时了解企业的生产情况提供了基础数据。不过这项改进的电 者应答网络请求。Ｓｏｃｋｅｔ接口是ＴＣＰ／ＩＰ网络的ＡＰＩ，Ｓｏｃｋｅｔ接Ｉ：１ 能表校验系统是针对该公司现有的设备而开发的，不具有通用 定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发ＴＣＰ／ＩＰ网络 性。 上的应用程序 。图４是误差调测试程序终端与企业服务器端 建立网络连接的流程。 误差调测试系统的应用程序虽然是一个典型的客户一服 参考文献： ［１】王勇，吕华，李冶泉等．检定电能表检验装置中存在 的问题与改进［Ｊ］．电测与仪表，２００３，４０（１）：４８－５０． 【２］张玫，曹建荣，段晨旭．全自动电能表误差校验装置设计 务器的数据库应用程序，采用Ｓｏｃｋｅｔ作为交互数据接口，用户必 须在此基础上自己定义其应用的通信协议，其通信协议的帧格 ［Ｊ］．电力自动化设备，２００４，２４（８）：５９－６１． 式如下： ［３］张冬泉，谭南林，王雪梅等著．ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ使用开发技术． 北京：电子工业出版社［Ｍ】，２００６． ｆ４黄嘉辉．４］ｃ＃．ＮＥＴ网络程序设计［Ｍ］．北京：科学出版社， 这里的记录是指被测电能表的误差等数据，由于单相和三 相电能表这些参数的差异致使其数据长度不能统一。校验码 ２０ｏ４． ［５］帕森斯，伦道夫．ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ２００５高级编程［Ｍ】．吴雷译． 是用来检验数据的完整性和正确性，由仪表数、仪表类型和记 清华大学出版社，２００８． 录数三个部分进行相关的运算得到的。 【６】黄嘉辉．ｃ＃．ＮＥＴ网络程序设计［Ｍ】．北京：科学出版社， ４结语 目前改进的电能表自动校验系统在实际使用中提高了生 ２００４． 作者简介：陈爱春（１９７４．０３）、女、本科、工程师、从事发电机运 作。 仪器仪表校验及能源核算工 产效率。一方面，缩短了工时，在完成４８表位的单相电能表的 行技术管理、自备电厂电气系统设计、测试工作，所用时间为原来手工记录测试的１０％；另一方面，软 误差修调技术的采用使所有表的误差线性趋于一致并且将产 ２０１５年８月 化工 ｌ ２１