一种变送器自动快速检测装置及方法与流程

本发明涉及电力变送器检测，尤其涉及一种变送器自动快速检测装置及方法。

背景技术：

1、三相变送器用于将三相额定电压、三相额定电流、三相功率、功率因数和频率等电参量转换为对应的模拟输出信号或数字输出信号，并通过寄存器参数反映测量结果。三相变送器在出厂前通常需要进行接线、通信、标准模拟量输入、寄存器读取、输出信号采集以及合格性判定等检验流程，以保证设备地址、通信参数、基础寄存器信息以及各项测量性能满足出厂要求。

2、现有三相变送器检验过程中，通常需要人工将待检三相变送器放置到检验位置后，再对三相电压输入端子、三相电流输入端子、辅助电源端子、通信端子以及模拟或数字输出端子进行逐路接线。由于待检三相变送器包含26个接线端子，人工接线容易受到放置姿态、端子排位置、端子标识识别以及操作熟练度影响，存在接线耗时长、错接、漏接、接触不稳定以及重复检验一致性不足的问题。

3、现有技术至少存在端子定位依赖人工、26路端子接线效率低、接线状态缺少自动确认的问题，难以满足三相变送器快速、稳定、可追溯的出厂检测需求。

4、因此，如何提供一种变送器自动快速检测装置及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种变送器自动快速检测装置及方法，本发明通过工装限位、视觉端子定位、姿态校正、机械手自动对接、导通确认、modbus通信匹配及标准信号源比对，实现三相变送器快速、准确、稳定、可追溯的自动检测，降低人工接线和判读误差，提高出厂检验效率与一致性。

2、根据本发明实施例的一种变送器自动快速检测方法，包括如下步骤：

3、步骤一：将待检三相变送器放置于工装定位座内进行限位，主控单元根据到位检测信号确认待检三相变送器进入可检验状态；

4、步骤二：通过工业相机采集待检三相变送器端子区域图像，进行图像预处理，并通过lsd线段检测和广义霍夫变换进行端子轮廓识别和端子排定位，生成可执行的实际端子坐标集合；

5、步骤三：通过计算待检三相变送器相对于标准放置姿态的横向偏移量、纵向偏移量和角度偏差，对实际端子坐标集合进行姿态校正，得到姿态校正后的对接坐标序列；

6、步骤四：根据姿态校正后的对接坐标序列，驱动机械手端子对接机构移动至待检三相变送器端子排对应位置，带动与26个接线端子相匹配的多路对接端子组件进行对位和压接；

7、步骤五：在机械手端子对接机构完成压紧后，主控单元对各路接线通道执行导通确认；

8、步骤六：通过modbus协议与待检三相变送器建立通信连接，并进行信息匹配；

9、步骤七：控制标准信号源按照预设检验项目依次输出三相标准模拟量，并与寄存器参数进行逐项比对，获得各检验项目的误差结果；

10、步骤八：根据各检验项目的误差结果和预设合格阈值生成单项判定结果，并进行合格性判断。

11、可选的，所述步骤二具体为：

12、采用设置于检验工位上方或侧方的工业相机采集待检三相变送器端子区域图像；

13、主控单元对端子区域图像进行灰度化、畸变校正、亮度均衡和边缘增强处理，得到端子区域标准图像；

14、对端子区域标准图像采用lsd线段检测方法提取端子排边框线段、端子孔边缘线段和端子标识分隔线段，并根据线段长度、线段方向、线段间距和线段平行关系筛选得到端子排候选区域；

15、在端子排候选区域内提取端子孔轮廓边缘点和端子周向结构点，采用形状上下文匹配方法将提取的端子局部轮廓与预设端子标准轮廓模板进行匹配，得到各端子孔位的初始候选中心点；

16、以所述初始候选中心点为投票参考点，采用广义霍夫变换方法对端子局部轮廓进行中心位置投票，获得端子孔位投票峰值点；

17、根据端子孔位投票峰值点的排列顺序、相邻间距和端子排直线一致性，对投票峰值点进行排序、剔除和补全，得到与待检三相变送器26个接线端子一一对应的端子图像坐标集合；

18、根据预先标定的相机坐标系、工装坐标系和端子对接机构坐标系之间的对应关系，将所述26个接线端子的端子图像坐标集合转换为端子对接机构可执行的实际端子坐标集合。

19、可选的，所述步骤三具体为：

20、主控单元根据端子区域图像中端子排边缘、端子孔位和端子标识的分布状态，计算待检三相变送器相对于标准放置姿态的横向偏移量、纵向偏移量和角度偏差；

21、根据横向偏移量、纵向偏移量和角度偏差，对26个接线端子的实际端子坐标集合进行姿态校正，生成端子对接机构的对接坐标序列；

22、主控单元依据所述对接坐标序列判断待检三相变送器是否处于允许自动接线的位姿范围内；

23、若处于允许自动接线的位姿范围内，则进入自动接线流程；

24、若超出允许自动接线的位姿范围，则输出重新定位提示或放置异常提示。

25、可选的，所述步骤四具体为：

26、主控单元根据姿态校正后的对接坐标序列，驱动机械手端子对接机构移动至待检三相变送器端子排对应位置；

27、机械手端子对接机构带动与26个接线端子相匹配的多路对接端子组件进行一次性对位；

28、所述多路对接端子组件分别对应三相电压输入端子、三相电流输入端子、辅助电源端子、通信端子以及模拟或数字输出端子；

29、在对位完成后，主控单元控制机械手端子对接机构执行压接操作。

30、可选的，所述步骤五具体为：

31、在机械手端子对接机构完成压紧后，主控单元对各路接线通道执行导通确认，分别检测辅助电源通道、三相电压通道、三相电流通道、通信通道和输出通道的连接状态；

32、当任一路接线通道存在未导通、短接、错接或接触不稳定时，主控单元控制机械手端子对接机构停止进入性能检测流程，并输出对应通道的接线异常信息；

33、当各路接线通道均满足导通要求时，主控单元进入性能检验流程。

34、可选的，所述步骤六具体为：

35、主控单元通过modbus协议与待检三相变送器建立通信连接，所述modbus协议包括modbus rtu模式和modbus tcp模式；

36、主控单元读取待检三相变送器的设备地址、通信参数和基础寄存器信息，并将读取结果与当前检验任务中预设的设备信息进行匹配；

37、当设备地址、通信参数和基础寄存器信息匹配成功时，完成通信功能与地址配置校验；

38、当匹配失败时，记录通信校验异常并输出通信异常结果。

39、可选的，所述步骤七具体为：

40、主控单元控制标准信号源按照预设检验项目依次输出三相标准模拟量，所述三相标准模拟量包括三相额定电压、三相额定电流、三相功率、功率因数和频率对应的标准模拟量；

41、标准信号源通过已导通的三相电压通道和三相电流通道向待检三相变送器输入标准电参量，使待检三相变送器在不同检验工况下产生对应的测量寄存器参数、模拟输出信号或数字输出信号；

42、在每一检验工况下读取待检三相变送器的寄存器参数，并采集待检三相变送器的输出信号，并将标准信号源输出的三相标准模拟量与待检三相变送器反馈的寄存器参数和输出信号进行逐项比对，获得各检验项目的误差结果。

43、可选的，所述步骤八具体为：

44、主控单元根据各检验项目的误差结果和预设合格阈值生成单项判定结果；

45、当全部检验项目均满足对应合格阈值时，将待检三相变送器判定为检验合格；

46、当任一检验项目不满足对应合格阈值时，将待检三相变送器判定为检验不合格；

47、检验结束后，主控单元控制标准信号源停止输出三相标准模拟量，并控制机械手端子对接机构解除压紧状态；

48、生成包含设备信息、接线状态、通信校验结果、全性能检验结果、合格判定结果和检验时间的检验记录。

49、根据本发明实施例的一种变送器自动快速检测装置，包括如下模块：

50、定位确认模块，用于将待检三相变送器放置于工装定位座内进行限位，主控单元根据到位检测信号确认待检三相变送器进入可检验状态；

51、图像定位模块，用于通过工业相机采集待检三相变送器端子区域图像，进行图像预处理，并通过lsd线段检测和广义霍夫变换进行端子轮廓识别和端子排定位，生成可执行的实际端子坐标集合；

52、姿态校正模块，用于通过计算待检三相变送器相对于标准放置姿态的横向偏移量、纵向偏移量和角度偏差，对实际端子坐标集合进行姿态校正，得到姿态校正后的对接坐标序列；

53、端子对接模块，用于根据姿态校正后的对接坐标序列，驱动机械手端子对接机构移动至待检三相变送器端子排对应位置，带动与26个接线端子相匹配的多路对接端子组件进行对位和压接；

54、导通确认模块，用于在机械手端子对接机构完成压紧后，主控单元对各路接线通道执行导通确认；

55、通信匹配模块，用于通过modbus协议与待检三相变送器建立通信连接，并进行信息匹配；

56、检验比对模块，用于控制标准信号源按照预设检验项目依次输出三相标准模拟量，并与寄存器参数进行逐项比对，获得各检验项目的误差结果；

57、合格判定模块，用于根据各检验项目的误差结果和预设合格阈值生成单项判定结果，并进行合格性判断。

58、本发明的有益效果是：

59、本发明通过工装定位座对待检三相变送器进行限位，并由主控单元根据到位检测信号确认可检验状态，使待检三相变送器在进入检测前具有明确的放置基准，减少人工摆放偏差对后续接线和检测结果的影响。通过工业相机采集端子区域图像，并结合图像预处理、lsd线段检测、形状上下文匹配和广义霍夫变换，实现对端子轮廓、端子排位置以及26个接线端子的自动识别，能够将端子图像坐标转换为端子对接机构可执行的实际端子坐标集合，降低人工查找端子、识别端子标识和逐路确认端子位置的工作量。

60、通过对横向偏移量、纵向偏移量和角度偏差进行计算并对实际端子坐标集合进行姿态校正，使机械手端子对接机构能够根据待检三相变送器的实际放置状态生成对接坐标序列，提高自动接线前的对位准确性。通过机械手端子对接机构带动多路对接端子组件一次性完成对位和压接，使三相电压输入端子、三相电流输入端子、辅助电源端子、通信端子以及模拟或数字输出端子能够同步接入，减少人工逐根接线造成的错接、漏接和接触不稳定。通过对各路接线通道执行导通确认，在性能检验前识别未导通、短接、错接或接触不稳定等异常，提高后续modbus通信匹配和标准信号源检验比对的可靠性。

61、通过标准信号源依次输出三相标准模拟量，并由主控单元读取寄存器参数、采集输出信号、生成误差结果和合格性判断，使检验流程标准化、自动化和可追溯，减少人工判读差异和检验项目遗漏，从而提高三相变送器出厂检测效率和检测一致性，实现变送器接线端子快速识别与自动插拔接线、全性能自动检测，将单台检验时长由15分钟缩短至5分钟，效率提升近58%，降低人工依赖，保障检测的一致性，满足规模化生产需求。