低压电力线高速载波通信单元自动化检测系统技术规范.docx
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低压电力线高速载波通信单元自动化检测系统技术规范
低压电力线高速载波通信单元自动化检测系统技术规范
Technicalspecificationforlowvoltagehighspeedpowerlinecarriercommunicationunitautomaticdetectionsystems
目次
前 言III
1范围4
2规范性引用文件4
3术语和定义4
4技术要求3
4.1工作条件3
4.2通用要求3
4.3机械要求4
4.4电气要求4
4.5功能要求5
4.6节拍7
4.7误检率7
4.8错检率7
4.9噪声8
4.10安全防护8
5验收8
5.1概述8
5.2外观8
5.3功能单元测试8
5.4误检率试验9
5.5错检率试验9
5.6噪声测量9
5.7系统效率试验9
5.8安全防护检查10
低压电力线高速载波通信单元自动化检测系统技术规范
1范围
本文件规定了低压电力线高速载波通信单元自动化检测系统及相关术语和定义、通用要求、功能单元要求及检测方法。
本文件适用于新制造的HPLC通信单元自动化检测系统的设计、制造及验收。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GBZ/T189.8-2007工作场所物理因素测量第8部分：
噪声
GB5226.1-2019机械电气安全机械电气设备第1部分：
通用技术条件
GB11291.2-2013机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：
机器人系统与集成
GB/T12192-2017移动通信调频发射机测量方法
DL/T645-2007多功能电能表通信协议
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1通信单元communicationunit
用于电力用户用电信息采集系统主站与采集终端之间、采集终端与采集器,以及采集器/采集终端与电能表或其他设备之间通信的通信模块或通信设备。
3.2低压电力线高速载波通信单元highspeedpowerlinecarriercommunicationunit
低压电力线高速载波（以下简称HPLC）通信单元，采用低压电力线高速载波通信方式,频率范围为0.7MHz-12MHz,用于集中器与采集器，以及集中器与电能表之间通信的模块。
3.3低压电力线高速载波通信单元自动化检测系统highspeedpowerlinecarriercommunicationunitautomaticdetectionsystem
低压电力线高速载波通信单元自动化检测系统（以下简称检测系统），集成自动传输设施和全自动HPLC通信单元检测装置的智能化检测系统，能够完成通信单元的自动检测、自动传输、数据处理和全过程监控。
3.4节拍cycletime
作业流程中的某一具体工序连续完成相同两次动作的间隔时间。
3.5模块位testposition
单个HPLC通信单元放置在功能单元的检测位置。
3.6误检率missration
在检测过程中将合格HPLC通信单元判为不合格的比例。
3.7错检率wrongration
在检测过程中将不合格HPLC通信单元判为合格的比例。
3.8上料单元loadingunit
将HPLC通信单元从上料接驳位移载到HPLC通信单元自动化检测系统输送单元的装置。
3.9输送单元conveyorunit
由输送线、工装板和相关配件组成（或以其他自动输送方式实现），能连续或间歇地将HPLC通信单元输送到各功能单元的装置。
3.10工装板toolingplate
输送单元的组成部分，作为HPLC通信单元的承载装置，能够放置一个或多个HPLC通信单元在输送单元上稳定传输，并配合完成HPLC通信单元的定位。
3.11接拆线单元connectanddisconnectwireunit
实现HPLC通信单元与相应的功能单元之间自动接线和拆线的装置。
3.12外观检查单元visualinspectionunit
通过光学设备对HPLC通信单元标识、排针等进行检查的装置。
3.13后处理单元post-processingunit
根据检测结果对HPLC通信单元进行后续处理（如状态标识）的装置。
3.14下料单元unloadingunit
将HPLC通信单元从HPLC通信单元自动化检测系统的输送单元移载到下料接驳位的装置。
3.15被测设备（DUT）deviceundertest
被测试的HPLC通信单元。
4技术要求
4.1工作条件
4.1.1气候环境条件
检测系统应满足以下条件：
温度：
+15℃～+35℃；
相对湿度：
25％～75％；
大气压力：
86kPa～108kPa。
注：
在每一项目的试验期间，大气环境条件应相对稳定。
4.1.2电源条件
检测系统应满足以下条件：
a）频率：
50Hz，允许偏差-2％～+1％；
b）电压：
380V，允许偏差≤±5％。
4.2通用要求
4.2.1概述
检测系统应遵循统一的技术框架和标准，采用自动化、智能化、信息化技术，实现柔性连接。
应具有先进性、实用性、完整性、可靠性、安全性和经济性，以及系统的可拓展性，做到系统标准统一，检测业务运转顺畅，模块化设计，结构简单、安全可靠、工艺美观、维护方便，工作环境友好。
低噪低耗、节能环保。
4.2.2硬件
HPLC通信单元自动化检测系统硬件采用模块化设计，主要由上料、输送、外观检查、功能检测、后处理和下料等功能单元组成。
系统可独立完成HPLC通信单元检测流水线规定的所有检测项目，实现各环节的全自动、智能化作业，检测全过程信息实时交互并保存。
检测系统单元组成示意如图1所示。
图1检测系统单元组成示意图
注1：
在图1的基础上，各功能单元可根据节拍要求合理配置单元数量。
用户可根据检测项目的需要合理配置其他检测所需的功能单元。
注2：
虚线框部分不在本标准的范围内。
4.2.3软件
软件部分主要由检测系统管理软件、检测软件、控制软件等组成，构成检测系统软件管理平台。
检测系统软件结构示意如图2所示。
图2软件系统结构示意
4.3机械要求
4.3.1各功能单元的功能结构、电气控制应相对独立，可根据需求进行扩展。
4.3.2对人身、设备安全可能造成影响的功能单元，应装设隔离装置，并具有防误闯的安全闭锁措施；同时设置急停开关，能够在紧急状态下通过断电方法立即停止设备运行。
4.3.3如果系统含有机器人，机器人防护装置应符合GB11291.2-2013《机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：
机器人系统与集成》中7.3安全防护装置要求，包括但不限于固定防护装置，联锁防护装置，现场传感装置等。
4.4电气要求
4.4.1输入输出
4.4.1.1耦合器
在标准温度范围，100kHz～20MHz频段内，耦合器输入、输出插入损耗≤0.3dB。
4.4.1.2衰减器
在标准温度范围，100kHz～1GHz频段内，衰减器输入、输出插入损耗≤3.5dB，驻波比≤1.4；衰减调节范围0~127dB。
4.5功能要求
4.5.1上料单元
4.5.1.1上料单元采用自动移载方式，将HPLC通信单元从上料接驳位中取出，并放入系统输送单元的工装板内。
4.5.1.2上料单元应具有移载、定位HPLC通信单元的功能，并采取相应的保护措施，防止上料过程中的HPLC通信单元跌落，具体要求如下：
a）定位准确度：
≤0.2mm；
b）成功率：
≥99.9%；
c）负载能力：
≥1.5倍负载重量。
4.5.2输送单元
4.5.2.1输送单元应由输送线、工装板和相关配件组成，用于将HPLC通信单元输送到各功能单元，并完成工装板的定位。
4.5.2.2输送单元应满足平稳运行的要求，每个分段的承载能力应大于负载重量的1.5倍；应合理配置载荷与输送静摩擦系数，并采取相应的保护措施，防止输送过程中的HPLC通信单元跌落。
4.5.2.3在输送过程中识别HPLC通信单元身份信息，并与工装板内置RFID进行绑定，使HPLC通信单元自动化检测系统能在各环节跟踪HPLC通信单元状态与信息。
4.5.2.4合理设计输送缓存，满足整体检测节拍要求，具体要求如下：
a）输送运行速度0～18m/min，连续可调整；
b）通信单元的身份识别准确率不低于99.9%。
4.5.3接拆线单元
4.5.3.1接拆线单元与HPLC通信单元自动化检测系统具有通电试验要求的功能单元集成应用。
试验过程中，接拆线单元应自动完成与HPLC通信单元的排针可靠压接和分离。
4.5.3.2接线时，应正常接驳外形尺寸偏差≤±0.5mm的HPLC通信单元，HPLC通信单元接线端压接可靠、不受损，且接线成功率应≥99.5％。
拆线后，接拆线单元与DUT应有效分离并恢复到原位。
4.5.4外观检查单元
4.5.4.1外观检查单元是由光学设备及附件组成，用于对HPLC通信单元标识、排针进行完好性识别。
4.5.4.2当DUT输送至外观检查单元，自动完成HPLC通信单元的标识、排针正位度的识别。
4.5.4.3能够对不合格品进行排针正位度异常、条码异常等标记分类。
4.5.4.4外观检查单元应对拍摄的图像进行自动识别，一次图像识别准确率应≥99%。
4.5.4.5排针完好度检测、条码识别整体识别检测的速度不低于5个/秒。
4.5.5交流耐压单元
当DUT输送至交流耐压单元，自动完成HPLC通信单元的接驳、将所有的强电线路以及参比电压超过40V的辅助线路连接在一起为一点，另一点是地，试验电压施加于该两点间；试验电压应在（5-10）s内由零升到2000V，保持1min,随后以同样速度将试验电压降到零。
具体要求如下：
a）准确度等级：
5级；
b）试验电压（有效值）：
（0～2500）V，可调整；
c）击穿报警电流：
（0～10）mA，可调整；
d）波形：
50Hz正弦波，波形失真度﹤5%；
e）电压持续时间：
（0～99）s，可调整，误差≤1s。
4.5.6多功能检测单元
多功能检测单元应具有编制和自动获取检测程序的功能，应具备通信性能测试、功耗测试、电源适应性测试、互换性测试等自动检测的功能，检测软件与检测系统管理软件应采用常见的SOCKET、数据库共享数据等方式通信，保证系统之间通信稳定可靠；检测软件与检测单元硬件之间为确保模块检测项目的顺利执行，其应具备集中器与采集器，集中器与电能表之间通信模块数据传输的要求。
检测项目见表1。
表1检测项目
序号
检测项目
测试方法
全检检测
1
通信性能测试
测试主设备内部衰减20dB，通信信道衰减40dB，测试物理层数据帧收发
√
2
功耗测试
实时监测通信模块12V电压电流，分析静态功耗和动态功耗
√
3
电源适应性测试
工装底板提供+12V±1V电源电压，检测模块是否正常工作
√
4
互换性测试
将不同芯片类型的HPLC通信单元进行匹配组网，满足，测试通信性能
√*
注：
检测中“√”表示全检的项目，“√*”表示批次抽查的项目
4.5.7后处理单元
在完成HPLC通信单元的所有检测项目后，系统自动判定HPLC通信单元的检测结果，按用户需求自动对状态进行标识。
4.5.8下料单元
4.5.8.1下料单元由机械手或其它自动移载方式实现，将HPLC通信单元从工装板中取出并放入下料接驳位上，同时具备分拣功能。
4.5.8.2应具有移载、定位HPLC通信单元的功能，并采取相应的保护措施，防止下料过程中的HPLC通信单元跌落，具体要求如下：
a）定位准确度：
≤0.2mm；
b）成功率：
≥99.9%；
c）负载能力：
≥1.5倍负载重量。
4.5.9软件功能
4.5.9.1应具有制定HPLC通信单元的检测任务，并对任务的分配、执行进行管理。
4.5.9.2应具有根据不同类型HPLC通信单元和用户需求制定对应的检测程序，并可与检测任务关联。
4.5.9.3应具有对关键数据进行备份与恢复：
a）对关键数据进行实时备份，包括当前的检测数据、系统运行中的状态信息、任务信息等，当发生掉电或系统异常等突发事件时，根据备份的数据快速恢复正常运行；
b）对历史数据进行周期备份。
可按周或月将自动备份的文件转移到外部存储设备上，定期进行数据清理。
4.5.9.4具有身份和密码认证及权限管理功能，应对软件、检测程序及检测数据进行保护，防止XX的修改或使用。
4.5.9.5具有日志维护的功能，当软件产生任何改变时，可在软件日志中维护相关信息，如安装或修改的日期与时间、软件的名称与版本、安装或修改软件的操作人员姓名等。
4.5.9.6应具有测试数据的显示、查询和导出功能，可根据一定的筛选条件显示/导出检测系统运行数据。
4.6节拍
检测系统中各功能单元的模块位数、效率应进行合理配置并考虑一定的冗余。
各功能单元节拍的配合应符合系统实际要求，使检测系统各单元工作效率达到平衡，整体作业效率达到最大化。
4.7误检率
检测系统的一次误检率应＜1%。
4.8错检率
检测系统的一次误检率应＜1%。
4.9噪声
检测系统的8小时等效声级噪音应≤70dB（A）。
4.10安全防护
4.10.1检测系统可接触到的外部金属部分，均应可靠接地，检测系统应与外部环境实现三相载波信号隔离。
4.10.2检测系统的危险区应设置必要的防护罩、防护栏及闭锁装置，确保人员、设备安全。
4.10.3交流耐压单元要求设置防护罩、工作指示灯。
4.10.4检测系统在控制室、关键功能单元等位置，应设置急停开关，能够在紧急状态下通过断电方法立即停止设备运行，应符合GB5226.1-2019《机械电气安全机械电气设备》第1部分：
通用技术条件的规定。
5验收
5.1概述
验收包含直观检查、安全防护检查、功能单元测试、误检率试验、错检率试验、噪声测量和系统效率试验等。
5.2外观
采用目测法对检测系统各功能单元外观进行检查，应符合4.2.1的要求；
5.3功能单元测试
5.3.1上料单元
准备若干只验证合格的HPLC通信单元，使用上料单元进行连续上料作业，重复上料动作不少于1000次，功能和指标应符合6.1的要求。
5.3.2输送单元
对整套检测系统进行不少于2个任务的HPLC通信单元检测，连续72小时以上的满负荷运行测试，输送单元应运行正常，功能和指标满足6.2的要求。
5.3.3接拆线单元
准备若干只验证合格的HPLC通信单元，进行1000次以上的接线试验。
计算出的接线成功率≥99.5%。
5.3.4外观检查单元
准备若干只验证后的HPLC通信单元（外观应覆盖合格与不合格），将HPLC通信单元输送至外观检查单元，进行外观拍摄并自动判定试验结果，图像识别准确率和检测效率应符合6.4的要求。
5.3.5后处理单元
准备1000只有试验结果的HPLC通信单元（800只合格，200只不合格）进行状态标识，试验结果应符合5.6的要求。
5.3.6下料单元
准备若干只经验证过的HPLC通信单元（试验结果包括合格与不合格），由下料单元进行连续下料作业，重复下料动作≥1000次，试验结果应符合6.8的要求。
5.4误检率试验
准备若干只经验证合格的HPLC通信单元，在HPLC通信单元自动化检测系统正常运行的情况下，依次对系统所有模块位进行试验（每个模块位至少进行3次试验），试验结果总量为N（N是所有模块位试验次数之和，N≥100）。
统计试验结果中不合格次数为a，按照下式进行计算，误检率
应符合5.2.5的要求。
5.5错检率试验
准备若干只经验证不合格的HPLC通信单元，在HPLC通信单元自动化检测系统正常运行的情况下，依次对系统所有模块位进行试验（每个模块位至少进行3次试验），试验结果总量为N（N是所有模块位试验次数之和，N≥100）。
统计试验结果中合格次数为b，按照下式进行计算，错检率
应为0。
5.6噪声测量
将HPLC通信单元自动化检测系统工作点根据声场分布划分若干声级区，同一声区内声级差应小于3dB（A）。
每个区域内测量2个点，取平均值。
根据声级变化（声级波动＞3dB）确定时间段，测量各时间段内等效声级（equivalentsoundlevel），并记录持续时间。
平均测量声级不大于70dB（A）。
5.7系统效率试验
准备若干只经验证合格的HPLC通信单元（数量应满足HPLC通信单元自动化检测系统在试验期间满载运行），在正常工作模式下，从第1只HPLC通信单元下料开始，在下料单元处连续工作时间
内统计试验完毕下料HPLC通信单元数量（只），按下式计算HPLC通信单元自动化检测系统效率，应满足合同技术规范的要求：
式中：
η——检测系统效率（％）；
M——测试时间内的试验完毕下线DUT数量，单位为只；
F——设计能力，单位为只每小时（只/h）；
T——有效时间，单位为小时（h）；
有效时间（T）为工作时间
减去在测试时间内HPLC通信单元自动化检测系统非故障停机的时间总和（
）。
5.8安全防护检查
对电气系统的保护接地电路、按钮、指示灯和显示器、配线、标记、警告标志以目测法进行检查，应符合4.10的要求。
安全设备的操作（如可见的警告标识、紧急开关、闭锁等），应满足4.10的要求。
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中国仪器仪表行业协会团体标准
《低压电力线高速载波通信单元自动化检测系统技术规范》
编制说明
（征求意见稿）
2020.11
一、工作简况
1、任务来源
本团体标准是由中国仪器仪表行业协会2019年下达的团体标准制定计划，项目编号为T/CIMA0036-XXXX，本标准由中国仪器仪表行业协会归口，中国仪器仪表行业协会电工仪器仪表分会提出，计划完成时间2020年12月。
2、目的和意义
随着宽带载波通信技术的发展，为了研究和提升对宽带载波通信模块的全检与测试能力，各省市计量单位提出了对用电采集系统的通信模块的自动化检定流水线的方案。
通过该检定线的建设，从而实现对通信模块的全检、通信模块的资产管理及全生命周期管理，伴随着表计终端与通信模块进行分开招标、分开自动化检测等都成为需要研究的课题。
之前的电能表、采集终端等自动化检定流水线缺失对表计、终端的真实通信信道进行全检和通信模块与表计终端的整机检测，因此，有必要制定本标准。
随着国家智能电网建设的深入，于2017年实现了全国电力用户的智能电能表全覆盖，以实现用电信息采集智能化。
目前整个国网系统针对电能表有严格的检定规程和相应的设备设施，而计量通信模块并未纳入全寿命周期管理，而是作为电能表或采集终端的一部分进行管理，造成通信模块故障率高，库存和运行情况长期得不到跟踪，资源闲置或浪费的情况比较严重，不能有效的对产品质量进行整体管控，通信模块生产厂商也无统一的检测装置及方法进行出厂检验。
同时，通信模块作为电力信息采集的主要通信硬件，已形成规模化、资产化的产业链条，采用自动化检测装置在通信模块出厂、验收等环节开展检验检测成为高效、准确的首选方式，模块生产厂商及国网各网省电力公司陆续建设自己的低压电力线高速载波通信单元自动化检测系统，建立该系统的技术规范成为迫在眉睫的问题。
本标准规定了低压电力线高速载波通信单元自动化检测系统及相关术语和定义、通用要求、功能单元要求及检测方法。
本标准适用于HPLC通信单元自动化检测系统的设计、制造及验收。
3、主要工作过程
2019年10月：
申请立项并上报标准的草案稿和项目建议书，制定立项计划。
2019年12月20日：
中国仪器仪表行业协会下达了《关于“HPLC通信单元自动化检测系统技术规范”团体标准立项的批复》，由国网河北省电力有限公司营销服务中心牵头，组织成立标准起草工作组。
2020年12月23月：
启动团体标准制定工作。
起草组严格按照《国家标准管理办法》、GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：
标准化文件的结构和起草规则》等文件的要求进行标准制定并形成了工作组讨论稿。
2020年1月-4月：
工作组讨论稿在标准编制工作组内部征求意见，共回收意见76条，主笔单位按照回收意见对工作组讨论稿进行了修改完善。
2020年4月21日：
由于疫情影响，以网络视频会议的形式召开第一次工作组会议，工作组对工作组讨论稿的标准化对象、结构进行了认真、细致的逐条讨论，并对主要技术内容达成了一致意见，形成会议纪要。
2020年6月10日:
由中国仪器仪表行业协会电工仪器仪表分会组织召开的“2020第四十届中国电工仪器仪表产业发展技术研讨会”会议上进行了本标准的情况说明。
2020年8月20日：
在河北石家庄召开起草工作组第二次会议，对标准工作组讨论稿以及所征求的意见内容进行了仔细讨论，形成会议纪要，会后形成征求意见稿。
4、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作
工作组由哈尔滨电工仪表研究所有限公司担任，牵头起草单位是国网河北省电力有限公司营销服务中心，主要起草单位有国网山东省电力公司营销服务中心、深圳市科陆电子科技股份有限公司等单位。
主要起草人：
申洪涛、刘文、陶鹏、王清、张知等。
国网河北省电力有限公司营销服务中心作为执笔单位负责了本标准的起草、修改工作；哈尔滨电工仪表研究所有限公司作为工作组组长主要负责组织、协调等相关工作；国网山东省电力公司营销服务中心、深圳市科陆电子科技股份有限公司等单位在标准制定过程中提出了很多修改意见。
张知为本标准的主笔人，负责标准的编写；申洪涛、陶鹏为本标准的技术负责人，为标准的总体内容进行全面指导；刘文为本标准起草工作组的组长，赵斌为本标准起草工作组的副组长，刘献成、王宏博等为本标准起草工作组的组员，负责标准的编写进程和组织协调工作；王清、孙凯等工作组成员为本标准的编写和修改工作给与大量帮助。
二、主要试验（或验证）情况
针对低压电力线高速载波通信单元自动化检测系统的特殊性，在本标准起草工作过程中，委托国网河北省电力有限公司营销服务中心对标准中的主要指标分别进行了验证试验。
按照本标准相关指标要求对直观检查、安全防护检查、功能单元测试、误检率试验、错检率试验、噪声测量和系统效率试验等进行了全面、系统验证。
三、标准编制原则和主要技术内容确定的依据
3.1主要阐述标准制定或修订过程遵循的基本原则
本标准从实际应用出发，充分考虑了现有相关国家标准和行业标准。
编制遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原则，注重标准的可操作性，本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分标准化文件的结构和起草规则》的规定进行编写和表述。
除参考GB11291.2-2013机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：
机器人系统与集成、GB/T12192-2017移动通信调频发射机测量方法、DL/T645-2007多功能电能表通信协议、GBZ/T189.8-2007工作场所物理因素测量第8部分：
噪声、GB
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