Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung des Verbrauches elektrischer Energie der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Eine Einrichtung zur Überwachung des Verbrauches elektrischer Energie der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist aus der CH-PS 568 568 bekannt. In dieser Schrift ist ein Tarifgerät beschrieben, das als Zusatzgerät zu einem Elektrizitätszähler, der mit einem Impulsgeber ausgerüstet ist, konzipiert ist. Das Tarifgerät ist mit mehreren Summierzählwerken ausgerüstet. Die Anschlussleistung des Elektrizitätszählers ist in mehrere Leistungsbänder aufgeteilt, denen je ein Summierzählwerk zugeordnet ist. Es können beispielsweise 5 Zählwerke angeordnet und damit 5 Leistungsbänder gebildet sein. Bei kleiner Leistung wird die gesamte bei dieser Leistung bezogene Energie auf ein erstes Zählwerk aufsummiert. Bei grösserer Leistung wird die gesamte bei dieser Leistung bezogenen Energie auf dem jeweils dem Leistungsband entsprechenden Zählwerk aufsummiert.
Diese Einrichtung erlaubt dem Energielieferanten, bei der Rechnungsstellung einen Zweigliedtarif anzuwenden, der neben der bezogenen Energie auch die Leistung beinhaltet.
Es sind weitere Tarifgeräte bekannt, die neben der Energie- auch eine Leistungsanzeige beinhalten, beispielsweise gehören die bekannten Maximumtarifgeräte und die Überverbrauchstarifgeräte in diese Kategorie. Allen diesen Tarifgeräten liegt der Gedanke zugrunde, den Energiekonsumenten zu einem möglichst gleichmässigen Energiebezug zu bringen, ohne dass ausgeprägte Belastungsspitzen auftreten. Die Elektrizitätsnetze werden damit gleichmässiger beansprucht und können entsprechend sparsamer dimensioniert werden.
Um dem Gedanken des Energiesparens generell zum Durchbruch zu verhelfen, wäre es günstig, wenn der Energiekonsument nicht nur eine globale Information über die verbrauchte Energie und die dabei auftretenden Belastungsspitzen hätte, sondern wenn er auch jederzeit über Informationen über den Energiekonsum der einzelnen Verbraucher und die dadurch verursachten Kosten verfügen würde. Dies würde auch erlauben, Energiekosten direkt den Verursachern zu belasten, beispielsweise im Gewerbe und im Dienstleistungssektor.
Es wurde schon in einer Druckschrift die Idee vorgeschlagen, einzelne Verbraucher mit Hilfe einer Spektralanalyse der Lastkurve eines Elektrizitätszählers zu identifizieren und ihren Energiekonsum zu erfassen (Mesures en matiere d'economie d'energie des appareils, IENER, 1.12.1987 N619116 B/SG/FD, EPF-Lausanne).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Überwachung des Verbrauches elektrischer Energie zu schaffen, die den Energieverbrauch einzelner Verbraucher gesondert erfasst.
Die Erfindung besteht in den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Elektrizitätszähler mit einer Gruppe von Verbrauchern und eine Einrichtung zur Überwachung des Verbrauches elektrischer Energie,
Fig. 2 ein schematisch dargestelltes Belastungsdiagramm des Elektrizitätszählers nach der Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschema einer Einrichtung zur Überwachung des Verbrauches elektrischer Energie und
Fig. 4 ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Mikrocomputerprogrammes zur Steuerung einer Einrichtung nach der Fig. 3.
In der Fig. 1 bedeutet 1 einen Elektrizitätszähler mechanischer oder elektronischer Bauart und 2 eine Einrichtung zur Überwachung des Verbrauches elektrischer Energie. Im Elektrizitätszähler 1 ist ein Impulsgeber 3 angeordnet, der mit einem Eingang der Einrichtung 2 verbunden ist. Am Elektrizitätszähler 1 sind als Last die Verbraucher V1, V2, V3 und V4 angeschlossen. Beim Verbraucher V1 handelt es sich beispielsweise um einen Boiler, beim Verbraucher V2 um einen Kühlschrank und beim Verbraucher V3 um einen elektrischen Ofen. Im Verbraucher V4 sind mehrere kleine Verbraucher wie z.B. Glühlampen, Radioapparate u.s.w. zusammengefasst, die eine Grundbelastung des Elektrizitätszählers 1 darstellen. Natürlich können auch mehr als nur drei grosse Verbraucher V1 V2 und V3 angeordnet sein. Alle Verbraucher lassen sich individuell mit hier nicht gezeichneten Schaltern ein- und ausschalten.
Der Elektrizitätszähler 1 registriert den Verbrauch von elektrischer Energie aller an ihn angeschlossenen Verbraucher. Der Impulsgeber 3 gibt jeweils nach dem Verbrauch einer bestimmten Festmenge, beispielsweise nach 10 Wh, einen Impuls ab. Die Anzahl der Impulse in einer bestimmten Zeiteinheit ist proportional der bezogenen Energie und die Impulsfrequenz ist proportional der Belastung des Elektrizitätszählers 1. Aus der Impulsfrequenz lassen sich in der Einrichtung 2 Informationen über die Belastung des Elektrizitätszählers 1 gewinnen.
In der Fig. 2 ist ein Belastungsdiagramm des Elektrizitätszählers 1 nach der Fig. 1 dargestellt. Auf der Ordinate ist die elektrische Leistung P und auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen. Aus der Grundlast, die durch die vielen kleinen Verbraucher V4 gebildet wird, ragen die grossen Verbraucher V1, V2 und V3. Die Ein- und die Ausschaltsprünge entsprechen der Anschlussleistung Pn und die Fläche der Rechtecke entsprechen der konsumierten Energie Wn des jeweiligen Verbrauchers vn. Die konsumierte Energie W1, beispielsweise des Verbrauchers V1, entspricht dem Produkt aus der Anschlussleistung P1 und der Einschaltdauer t1.
Die Fig. 3 zeigt den Elektrizitätszähler 1, den Impulsgeber 3 und die Einrichtung 2 als Blockschema dargestellt. Der Impulsgeber 3 im Elektrizitätszähler 1 ist mit einem Impulseingang eines Mikrocomputers 4, der in der Einrichtung 2 in einer logischen Schaltung angeordnet ist, verbunden. Über einen am Datenport des Mikrocomputers 4 angeschlossenen Datenbus ist der Mikrocomputer 4 mit einem Programmspeicher 5, einem Referenzwertspeicher 6, einem Arbeitsspeicher 7 und einem Anzeigespeicher 8 verbunden. Beim Programmspeicher 3 handelt es sich um einen Festwertspeicher (ROM), beim Referenzwertspeicher 6, dem Arbeitsspeicher 7 und dem Anzeigespeicher 8 um Schreib-Lesespeicher (RAM). Um die gespeicherten Daten bei einem eventuellen Netzausfall zu sichern, sind die Schreib-Lesespeicner als unverlierbare Speicher (NVRAM) ausgebildet.
Im weiteren sind am Datenbus eine Anzeigeeinheit 9 und eine Betriebszustandsanzeige 10 angeschlossen. An einen ersten Steuereingang des Mikrocomputers 4 ist eine Messwertabruf- und Programmiereinheit 11 und an einen zweiten Steuereingang ist eine Steuerleitung 12, die beispielsweise zur Tarifumschaltung dient, angeschlossen. Weitere notwendige Funktionsblöcke wie eine Speisung und Anpassschaltungen für den Impulseingang und die beiden Steuereingänge sind der Einfachheit halber weggelassen.
Die Frequenz der Impulse, die der Impulsgeber 3 sendet, ist proportional der jeweiligen Leistung P. Die Leistung P setzt sich zusammen aus der Anschlussleistung Pn aller gleichzeitig eingeschalteten Verbraucher Vn. Beim Einschalten eines zusätzlichen Verbrauchers Vn wird die Frequenz grösser, d.h. es tritt ein positiver Frequenzhub auf. Beim Ausschalten des gleichen Verbrauchers Vn tritt ein gleichgrosser negativer Frequenzhub auf. Aus der Grösse des Frequenzhubes kann auf die Anschlussleistung Pn und damit auf den Verbraucher Vn geschlossen werden. Der Mikrocomputer 4 bestimmt diese Frequenz, indem er beispielsweise den zeitlichen Abstand zwischen zwei Impulsen misst. Solange die Leistung P konstant ist, ist auch die Frequenz konstant. Sobald die Frequenz ändert, bestimmt der Mikrocomputer 4 den Frequenzhub und vergleicht ihn mit abgespeicherten Werten im Referenzwertspeicher 6.
Ein positiver Frequenzhub entspricht dabei einem Einschaltsprung, ein negativer Frequenzhub einem Ausschaltsprung.
Entspricht dieser gemessene Frequenzhub einem im Referenzwertspeicher 6 gespeicherten Referenzwert und ist der Frequenzhub positiv, so wird im Arbeitsspeicher 7 ein Register, das die Anzahl der Einschaltungen registriert, inkrementiert, also um eins erhöht. In einem weiteren Register, das die Aufgabe hat, die Einschaltdauer des Verbrauchers Vn zu registrieren, werden Zeitimpulse eingezählt. Beim Ausschalten des Verbrauchers Vn wird die Zählung der Zeitimpulse gestoppt. Im Arbeitsspeicher 7 ist also zu jedem grösseren Verbraucher Vn die Anzahl der Einschaltungen und die Einschaltdauer tn registriert. Die Anzahl der Einschaltungen und die Einschaltdauer tn lassen sich auch in mehreren Tarifen, beispielsweise in einem Hoch- und in einem Niedertarif, registrieren. Mit der Steuerleitung 12 werden die Tarife umgeschaltet.
Der Mikrocomputer 4 misst also den zeitlichen Abstand der Impulse, erkennt an einem positiven Frequenzhub einen Einschaltsprung und an einem negativen Frequenzhub einen Ausschaltsprung und ordnet diese jeweils einem Verbraucher Vn zu. Die Anzahl der Einschaltungen und die Einschaltdauer tn werden im Arbeitsspeicher 7 in den Verbrauchern Vn zugeordneten Registern aufaddiert.
Leuchtdioden, die in der Betriebszustandsanzeige 10 angeordnet sind, zeigen an, welche der verschiedenen Verbraucher Vn gerade eingeschaltet sind. Damit ist z.B. beim Verlassen einer Wohnung eine Kontrolle möglich, ob alle Verbraucher Vn ausgeschaltet sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind in der Betriebszustandsanzeige 10 verschiedenfarbige Leuchtdioden angeordnet, die anzeigen, ob die momentane Belastung des Elektrizitätszählers 1 gross, mittel oder klein ist. Eine rote Leuchtdiode zeigt beispielweise eine grosse, eine gelbe Leuchtdiode eine mittlere und eine grüne Leuchtdiode eine kleine momentane Belastung des Elektrizitätszählers 1 an. Die Belastung des Elektrizitätszählers 1 ist damit auf einfache Art jederzeit ersichtlich.
Im Referenzwertspeicher 6 sind die Referenzwerte der Anschlussleistungen Pn der einzelnen Verbraucher Vn und der Preis pro kWh gespeichert. Die Referenzwerte der Anschlussleistungen Pn sind jeweils als Frequenzhub abgespeichert. Der Referenzwertspeicher 6 wird bei der Inbetriebnahme der Einrichtung 2 programmiert. Die Programmierung der Referenzwerte erfolgt vorteilhaft über Tasten, die in der Messwertabruf- und Programmiereinheit 11 angeordnet sind.
Nach Ablauf einer Messperiode, die frei programmiert werden kann und beispielsweise einen Monat beträgt, berechnet der Mikrocomputer 4 aus der Einschaltdauer tn, der Anschlussleistung Pn und dem kWh-Preis die Kosten der von den einzelnen Verbrauchern bezogenen Energie Wn. Anschliessend werden diese Daten in den Anzeigespeicher 8 kopiert. Vom Anzeigespeicher 8 können sie durch Betätigen einer Taste, die in der Messwertabruf- und Programmiereinheit 11 angeordnet ist, zur Anzeige auf die Anzeigeeinheit 9 gebracht werden. Mit Hilfe einer Kennziffer werden die einzelnen Verbraucher Vn identifiziert.
Das Programm zur Steuerung des Mikrocomputers 4 kann auch so ausgestaltet sein, dass im Arbeitsspeicher 7 aus den Zeitimpulsen, der Anschlussleistung Pn und dem kWh-Preis fortlaufend die verbrauchte Energie Wn und die aufgelaufenen Kosten berechnet werden. Diese laufenden Werte können auf die Anzeige abgerufen werden und geben dem Abnehmer die Möglichkeit, die Kostensituation laufend und nicht nur am Ende einer Messperiode zu überblicken.
In der Fig. 4 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Programmes zur Steuerung des Mikrocomputers 4 dargestellt, das die für die grundlegende Funktion der Einrichtung 2 wichtigen Sequenzen zeigt. Die verwendeten Symbole haben die folgende Bedeutung:
13 Programmstart
14 Ist die Frequenz (Leistung P) konstant?
15 Ist der Frequenzhub (Anschlussleistung Pn) bekannt?
16 Wie gross ist der Frequenzhub (Anschlussleistung Pn)?
17 Anzahl Einschaltungen
18 Einschaltzeit messen
19 Ist die Messperiode abgelaufen?
20 Berechnung der Energie und des Energiepreises
21 Daten in den Anzeigespeicher kopieren
Zusätzliche Programmteile können die Fähigkeiten der Einrichtung 2 vorteilhaft erweitern. Mit einem Programmteil, das einen erstmalig auftretenden Frequenzhub im Referenzwertspeicher 6 ablegt und ihm eine Kennziffer zuordnet, kann der Einrichtung 2 Lernfähigkeit vermittelt werden. Die Anschlussleistungen Pn der einzelnen Verbraucher Vn müssen so nicht mehr programmiert werden. Um die Kapazität des Referenzwertspeichers 6 mit der Zeit nicht zu überschreiten, werden Frequenzhube, die sehr lange nicht mehr aufgetreten sind, gelöscht. Der Bezug zwischen Kennziffer und Verbraucher Vn lässt sich auf folgende einfache Art und Weise herstellen: Der Referenzwertspeicher 6 wird gelöscht. Alle Verbraucher Vn sind ausgeschaltet. Der erste grosse Verbraucher V1 wird nun eingeschaltet.
Die Einrichtung 2 teilt nun dem eingeschalteten Verbraucher V1 die Kennziffer "1" zu und legt den gemessenen Frequenzhub im Referenzwertspeicher 6 ab. Fortlaufend können nun alle grossen Verbraucher Vn identifiziert werden. Auf einem Schild, das am Gehäuse der Einrichtung 2 angeordnet ist, lassen sich die Kennziffern und die zugehörigen Verbraucher Vn auflisten.
Eine weitere vorteilhafte Ergänzung stellt ein Referenzwertspeicher 6 dar, der nicht nur den Frequenzhub beim Einschalten eines Verbrauchers Vn, sondern den Lastverlauf mit mehreren Referenzwerten registriert. Auch Verbraucher Vn mit einer komplizierten Lastkurve wie beispielsweise Motoren, die einen grossen Einschaltstrom aufweisen, können so mit Sicherheit identifiziert werden.
Zur Ergänzung der Hardware kann eine optische Schnittstelle zwischen der Einrichtung 2 und einem Handterminal vorgesehen werden. Bei allfälligen Änderungen des kWh-Preises lässt sich die Programmierung des neuen Preises vorteilhaft durch den Ableser des Elektrizitätszählers vom Handterminal aus vornehmen.
Die Einrichtung 2 kann in Einphasennetzen zuverlässig grössere Verbraucher Vn identifizieren. In Dreiphasennetzen, in denen sowohl einphasige wie auch dreiphasige Verbraucher Vn betrieben werden, muss, um eine eindeutige Identifikation zu gewährleisten, jede Phase einzeln überwacht werden. Dies kann mit drei Einphasenzählern gemacht werden, oder vorteilhafter mit einem statischen Dreiphasenzähler, bei dem der Ausgang jedes der drei Messwerke noch vor der Summenbildung ausgewertet wird. In komplexen Installationen mit sehr vielen Verbrauchern Vn kann es notwendig werden, dass die Verbraucher Vn zu kleineren Gruppen zusammengefasst werden.
Die beschriebene Einrichtung 2 ist besonders vorteilhaft in der Anwendung, weil in den einfacheren Fällen keine Veränderungen an den elektrischen Installationen vorgenommen werden müssen. Viele moderne Elektrizitätszähler 1 sind bereits mit einem Impulsgeber 3 ausgerüstet. Eine Einrichtung 2 kann also nachträglich, ohne grossen Aufwand, an einen Elektrizitätszähler 1 angeschlossen werden. Dies gilt besonders dann, wenn die Einrichtung 2 in einem genormten Gehäuse eingebaut ist, das über dem Klemmenblock des Elektrizitätszählers 1 montiert wird. Für kleinere Energiebezüger wie Haushaltungen und Gewerbe stellt die Einrichtung 2 eine Möglichkeit dar, um den Verbrauch an elektrischer Energie transparent zu machen und um aufzuzeigen, wo Energiefresser und damit Kostenverursacher sind.
The invention relates to a device for monitoring the consumption of electrical energy of the type mentioned in the preamble of claim 1.
A device for monitoring the consumption of electrical energy of the type mentioned in the preamble of claim 1 is known from CH-PS 568 568. In this document, a tariff device is described, which is designed as an additional device to an electricity meter, which is equipped with a pulse generator. The tariff device is equipped with several totalizers. The connected load of the electricity meter is divided into several power bands, each of which is assigned a totalizer. For example, 5 counters can be arranged and thus 5 power bands can be formed. In the case of low power, the total energy used for this power is summed up on a first counter. In the case of greater power, the total energy obtained for this power is summed up on the counter corresponding to the power band.
This facility allows the energy supplier to apply a two-part tariff when invoicing, which includes the energy as well as the power.
There are other tariff devices known which, in addition to the energy display, also contain a power display, for example the known maximum tariff devices and the overconsumption tariff devices belong to this category. All of these tariff devices are based on the idea of bringing energy consumers as evenly as possible to energy consumption without significant stress peaks occurring. This means that the electricity networks are used more evenly and can be dimensioned more economically.
In order to help the idea of energy saving to make a breakthrough in general, it would be beneficial if the energy consumer not only had global information about the energy consumed and the peaks in the load that occurred, but also if he had information about the energy consumption of the individual consumers and the associated energy consumption at all times caused costs. This would also allow energy costs to be borne directly by those responsible, for example in the commercial and service sectors.
The idea of identifying individual consumers with the aid of a spectral analysis of the load curve of an electricity meter and recording their energy consumption was proposed in a publication (Mesures en matiere d'economie d'energie des appareils, IENER, 1.12.1987 N619116 B / SG / FD, EPF-Lausanne).
The invention has for its object to provide a device for monitoring the consumption of electrical energy, which detects the energy consumption of individual consumers separately.
The invention consists in the features specified in the characterizing part of claim 1. Advantageous refinements result from the subclaims.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
Show it:
1 shows an electricity meter with a group of consumers and a device for monitoring the consumption of electrical energy,
2 shows a schematically represented load diagram of the electricity meter according to FIG. 1,
Fig. 3 is a block diagram of a device for monitoring the consumption of electrical energy and
FIG. 4 shows a simplified flow diagram of a microcomputer program for controlling a device according to FIG. 3.
In Fig. 1, 1 means an electricity meter of mechanical or electronic type and 2 means for monitoring the consumption of electrical energy. A pulse generator 3 is arranged in the electricity meter 1 and is connected to an input of the device 2. The loads V1, V2, V3 and V4 are connected as a load to the electricity meter 1. The consumer V1 is, for example, a boiler, the consumer V2 is a refrigerator and the consumer V3 is an electric oven. There are several small consumers in consumer V4, e.g. Incandescent lamps, radios, etc. summarized, which represent a basic load of the electricity meter 1. Of course, more than just three large consumers V1 V2 and V3 can also be arranged. All consumers can be switched on and off individually with switches not shown here.
The electricity meter 1 registers the consumption of electrical energy of all consumers connected to it. The pulse generator 3 emits a pulse after the consumption of a certain fixed amount, for example after 10 Wh. The number of pulses in a certain unit of time is proportional to the energy consumed and the pulse frequency is proportional to the load on the electricity meter 1. Information about the load on the electricity meter 1 can be obtained from the pulse frequency in the device 2.
FIG. 2 shows a load diagram of the electricity meter 1 according to FIG. 1. The electrical power P is plotted on the ordinate and the time t on the abscissa. The large loads V1, V2 and V3 protrude from the base load formed by the many small consumers V4. The jumps on and off correspond to the connected load Pn and the area of the rectangles corresponds to the consumed energy Wn of the respective consumer vn. The energy W1 consumed, for example by the consumer V1, corresponds to the product of the connected load P1 and the duty cycle t1.
Fig. 3 shows the electricity meter 1, the pulse generator 3 and the device 2 shown as a block diagram. The pulse generator 3 in the electricity meter 1 is connected to a pulse input of a microcomputer 4, which is arranged in a logic circuit in the device 2. The microcomputer 4 is connected to a program memory 5, a reference value memory 6, a working memory 7 and a display memory 8 via a data bus connected to the data port of the microcomputer 4. The program memory 3 is a read-only memory (ROM), the reference value memory 6, the main memory 7 and the display memory 8 are read-write memories (RAM). In order to save the stored data in the event of a power failure, the read / write memories are designed as captive memories (NVRAM).
Furthermore, a display unit 9 and an operating status display 10 are connected to the data bus. A measurement value retrieval and programming unit 11 is connected to a first control input of the microcomputer 4 and a control line 12, which is used, for example, for tariff switching, is connected to a second control input. For the sake of simplicity, other necessary function blocks such as a supply and matching circuits for the pulse input and the two control inputs are omitted.
The frequency of the pulses which the pulse generator 3 sends is proportional to the respective power P. The power P is composed of the connected power Pn of all consumers Vn switched on at the same time. When an additional consumer Vn is switched on, the frequency increases, i.e. a positive frequency swing occurs. When the same consumer Vn is switched off, a negative frequency swing of the same size occurs. The connected load Pn and thus the consumer Vn can be inferred from the size of the frequency swing. The microcomputer 4 determines this frequency, for example by measuring the time interval between two pulses. As long as the power P is constant, the frequency is also constant. As soon as the frequency changes, the microcomputer 4 determines the frequency swing and compares it with stored values in the reference value memory 6.
A positive frequency swing corresponds to a switch-on jump, a negative frequency swing corresponds to a switch-off jump.
If this measured frequency deviation corresponds to a reference value stored in the reference value memory 6 and if the frequency deviation is positive, then a register in the working memory 7 which registers the number of switch-ons is incremented, that is to say increased by one. In a further register, which has the task of registering the duty cycle of the consumer Vn, time pulses are counted in. When the consumer Vn is switched off, the counting of the time pulses is stopped. The number of switch-ons and the switch-on time tn are registered in the working memory 7 for each larger consumer Vn. The number of starts and the duration tn can also be registered in several tariffs, for example in a high tariff and in a low tariff. With the control line 12, the tariffs are switched.
The microcomputer 4 thus measures the time interval between the pulses, recognizes a switch-on jump on a positive frequency swing and a switch-off jump on a negative frequency swing, and assigns each one to a consumer Vn. The number of switch-ons and the switch-on time tn are added up in the working memory 7 in registers assigned to the consumers Vn.
Light-emitting diodes, which are arranged in the operating status display 10, indicate which of the various consumers Vn are currently switched on. This is e.g. when leaving an apartment it is possible to check whether all consumers Vn are switched off.
In a further advantageous embodiment, 10 different-colored light-emitting diodes are arranged in the operating status display, which indicate whether the current load on the electricity meter 1 is large, medium or small. A red light-emitting diode shows, for example, a large, a yellow light-emitting diode a medium and a green light-emitting diode a small momentary load on the electricity meter 1. The load on the electricity meter 1 can thus be seen at any time in a simple manner.
The reference values of the connected loads Pn of the individual consumers Vn and the price per kWh are stored in the reference value memory 6. The reference values of the connected loads Pn are each stored as a frequency swing. The reference value memory 6 is programmed when the device 2 is started up. The reference values are advantageously programmed using keys which are arranged in the measured value retrieval and programming unit 11.
After the end of a measuring period, which can be freely programmed and is, for example, one month, the microcomputer 4 calculates the costs of the energy Wn obtained from the individual consumers from the operating time tn, the connected load Pn and the kWh price. This data is then copied into the display memory 8. They can be brought from the display memory 8 to the display unit 9 for display by actuating a button which is arranged in the measurement value retrieval and programming unit 11. The individual consumers Vn are identified with the aid of a code number.
The program for controlling the microcomputer 4 can also be configured such that the energy Wn used and the costs incurred are continuously calculated in the working memory 7 from the time pulses, the connected load Pn and the kWh price. These current values can be called up on the display and give the customer the opportunity to keep an overview of the cost situation and not just at the end of a measurement period.
FIG. 4 shows a simplified flow diagram of a program for controlling the microcomputer 4, which shows the sequences important for the basic function of the device 2. The symbols used have the following meaning:
13 Program start
14 Is the frequency (power P) constant?
15 Is the frequency swing (connected load Pn) known?
16 How big is the frequency swing (connected load Pn)?
17 Number of starts
18 Measure switch-on time
19 Has the measurement period expired?
20 Calculation of energy and energy price
21 Copy data to the display memory
Additional program parts can advantageously expand the capabilities of facility 2. The device 2 can be taught how to learn with a program part that stores a frequency deviation that occurs for the first time in the reference value memory 6 and assigns it an identification number. The connected loads Pn of the individual consumers Vn no longer have to be programmed in this way. In order not to exceed the capacity of the reference value memory 6 over time, frequency shifts that have not occurred for a very long time are deleted. The relationship between the code number and the consumer Vn can be established in the following simple manner: The reference value memory 6 is deleted. All consumers Vn are switched off. The first large consumer V1 is now switched on.
The device 2 now assigns the switched-on consumer V1 the code number "1" and stores the measured frequency deviation in the reference value memory 6. All major consumers Vn can now be identified on an ongoing basis. The identification numbers and the associated consumers Vn can be listed on a sign which is arranged on the housing of the device 2.
A further advantageous addition is a reference value memory 6, which not only registers the frequency swing when switching on a consumer Vn, but also the load profile with several reference values. Even consumers Vn with a complicated load curve, such as motors that have a large inrush current, can be identified with certainty in this way.
To supplement the hardware, an optical interface can be provided between the device 2 and a handheld terminal. In the event of any changes to the kWh price, the programming of the new price can advantageously be carried out by reading the electricity meter from the handheld terminal.
The device 2 can reliably identify larger consumers Vn in single-phase networks. In three-phase networks, in which both single-phase and three-phase consumers Vn are operated, each phase must be monitored individually in order to ensure clear identification. This can be done with three single-phase counters, or more advantageously with a static three-phase counter, in which the output of each of the three measuring units is evaluated before the sum is formed. In complex installations with a large number of consumers Vn, it may be necessary to group the consumers Vn into smaller groups.
The device 2 described is particularly advantageous in use because, in the simpler cases, no changes need to be made to the electrical installations. Many modern electricity meters 1 are already equipped with a pulse generator 3. A device 2 can therefore be subsequently connected to an electricity meter 1 without great effort. This is particularly true when the device 2 is installed in a standardized housing which is mounted over the terminal block of the electricity meter 1. For smaller energy consumers such as households and businesses, facility 2 is an opportunity to make the consumption of electrical energy transparent and to show where energy guzzlers and therefore the costs are.