多功能电能表设计及生产工艺简述

刘军

【摘 要】介绍了一种多功能电能表的设计原理和批量生产时的工艺控制要点。

【关键词】电能计量；模块化；生产工艺控制

1.产品设计与工艺控制原则

采用先进可靠的方案设计满足国家电网计量中心检测要求的产品，是参加投标、参与市场竞争的敲门砖，在合同要求的时间内批量生产出满足用户要求合格的产品，是企业生存的关键。

2.产品性能描述

用于电力系统低压台区的50KVA容量中小专变用户和部分特殊的公变用户，给电力系统的电量发行、线损考核、窃电報警、台区负载平衡等功能提供实时准确的基础数据。

采用GPRS无线网络的上行信道接口，实时在线通讯，红外模拟通讯接口1200BPS掌抄通讯、遥控器；GPRS通讯接口TCP/IP 9600BPS符合《DL/T645-1997多功能电能表通信规约》，实现用户电量计量，实现开箱报警、过压、欠压、断相、超负荷、失流、电流不平衡等信息异常报警、装置故障报警、计量异常报警、掉电报警等的主动上传功能。

3.产品原理

基本模块：计量单元、数据处理单元、数据输出单元工作时首先对电压、电流进行高精度取样、放大，再经过计量芯片精密处理转化为数字信号，将获得的数据根据预先设定参数进行电能累计和最大需量处理，对数据进行储存并响应外界有效的通讯要求进行数据输出；经过协处理器进行显示处理。

4.技术创新点

RS485抄表方式，实现了波特率自适应功能，解决抄表时对于波特率的限制；GPRS抄表方式，模块可以进行热插拔更换，实现远程抄表；装置采用可替换模块化结构设计。

采用62056通讯协议；应用范围广泛，可以用作多功能表、台区考核表、用户；可以通过两种规约进行抄表，DL/T645-1997协议为波特率自适应；提高系统得互操作性，不同设备与电表的数据交换协议统一到某种具有互操作性的通讯协议标准上，利于计量的升级和维护；主动上传；系统稳定性的保证。

5.工艺流程控制

5.1生产工艺流程图

5.2生产过程控制

线路板加工时，采用自动贴片装配（SMT）、自动插件装配（AI）等方式进行元件安装；采用回流焊、波峰焊等自动表面贴装工艺进行焊接；采用针床接触式计算机自动在线测试方式进行线路板检测。所有电路板组装均采用流水作业，保证了批量生产的电路板加工工艺一致性。

电气模块和表壳结构件等原材料进行严格的入厂检验和确认检验。电气模块经过高温+70℃、常温+23℃、低温-20℃，分别30分钟、三个周期的循环高低温冲击；电路主板、电源板模块在高温+50℃的老化间通电老化72小时；成品表动态老化走字120小时，剔除早期失效产品。

在生产过程中采用防静电工艺，穿戴防静电工作服、鞋、帽。佩戴防静电手环，使用防静电恒温烙铁，静电手环检测仪。整表采用防静电周转箱，防尘罩。生产场地保持合理温湿度，仪器、检测设备采取良好防静电接地。

配置符合产品生产、检测要求的仪器设备；潜动、起动测试工装；芯片烧写程序用编程器、抄控器等工具，严格按照功能校验规范、检验指导书等工艺文件生产。

产品调试和检测时使用程控校验台的检测软件，实现自动误差和功能检测及数据存储，避免了人工调校造成的偶然性误差。

5.3管理控制

对生产过程实行监控，负责自检、互检、巡检等过程检验。操作人员培训考核后持证上岗。使用质量跟踪单记录生产过程中装配或工艺质量问题。

车间成品出厂检验配置测量能力、精度等级、测量范围等符合产品检测要求的检测设备，依据相关国家标准和检定规程编制出厂检验规范，并执行60%的内部控制指标。

6.结束语

加强产品研发设计和生产过程工艺控制紧密结合，是企业在投标竞争取得优势的必要因素，也是企业在市场经济中不败的立足点。 [科]

【参考文献】

[1]陈杰.智能电表的设计和实现[D].浙江工业大学，2011.

[2]王欣异.多功能智能电表的设计与研究[D].武汉理工大学，2011.