Fernmesseinrichtung für den Verbrauch elektrischer Energie Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Fern messung des Verbrauches von elektrischer Energie.
Bei bekannten Einrichtungen dieser Art wird der Energiedurchsatz z. B. in Unterstationen eines Ener- gieverteilungsnetzes, in Kraftzentralen oder auch an geeigneten Verzweigungsstellen eines vermaschten Versorgungsnetzes für elektrische Energie mit so genannten Sendezählern gemessen.
Sendezähler besitzen neben einem normalen me chanischen Zählwerk einen mechanischen oder elek tronischen Impulsgeber, durch den bei jeder Um drehung oder nach jeweils einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der Zählerscheibe ein Signal in Form eines elektrischen Impulses über einen Signal kanal, der z. B. ein Kabel sein kann, an eine Sam melstelle gesendet wird.
Bei den bekannten Fernmesseinrichtungen ist je dem Impulsgeber eines jeden Sendezählers ein eige nes Impulszählwerk in der Sammelstelle zugeordnet, das durch jeden vom zugehörigen Sendezähler ein treffenden Impuls um eine Zähleinheit fortgeschaltet wird und das die jeweilige Impulssumme in digitaler Form anzeigt.
Die Abfrage der Zählergebnisse dauert bei den bekannten Einrichtungen verhältnismässig lange ; zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ablesungen ein und desselben Impulszählwerkes liegt also eine ge raume Integrationszeit, wodurch die in den Impuls serien der Sendezähler als Impulsabstände enthalte nen Informationen über die momentanen Ver brauchswerte weitgehend verlorengehen.
Aus bekannten Impulszählwerken und Ablese geräten aufgebaute Fernmesseinrichtungen sind sehr umfangreich und kompliziert und erfordern ein un erwünschtes Mass an Wartung, obwohl sie bereits einen hohen und nicht mehr wesentlich steigerungs fähigen Entwicklungsstand erreicht haben. Die Träg- heit dieser Einrichtungen steht einem wirtschaftlichen Einsatz moderner elektronischer Datenverarbeitungs anlagen für die Auswertung der Messergebnisse ent gegen.
Um diese Nachteile grundsätzlich zu beheben, wird im folgenden eine Fernmesseinrichtung be schrieben, bei der bekannte elektronische Wirkungs gruppen in einen neuartigen WirkungSzusammen- hang gebracht sind und die sich gegenüber dem glei chen Zweck dienenden bekannten Einrichtungen durch einen einfachen, raumsparenden Aufbau, ge ringen Wartungsbedarf und vor allem durch eine hohe Messgeschwindigkeit auszeichnet, wobei eine Zeitraffung bei der Messwertbildung kurze Ablese perioden zulässt und den Einsatz elektronischer Da tenverarbeitungsanlagen zur Auswertung der Zähler informationen erlaubt.
Dadurch werden unter ande rem gänzlich neue, volkswirtschaflichen Gewinn brin gende Möglichkeiten für die Lastverteilung in aus gedehnten vermaschten Energieverteilungsnetzen er schlossen.
Diese Vorzüge einer Einrichtung zur Fernmes sung des Verbrauches von elektrischer Energie un ter Verwendung von Sendezählern, deren Signal impulse einer Sammelstelle zugeleitet werden, sind in einer für die vorliegende Erfindung kennzeichnen den Weise dadurch ermöglicht, dass in der Sammel stelle zwei elektronische Informationsspeicher zur unmittelbaren analogen Speicherung des Informa tionsinhaltes jeder in einer Ableseperiode eintreffen den Serie von Signalimpulsen jedes angeschlossenen Sendezählers angeordnet sind, wobei abwechselnd je weils einer der Informationsspeicher zur Impulsein gabe bereit ist und während des Speichervorganges eine geringe,
durch eine wählbare Integrationszeit be stimmte Arbeitsgeschwindigkeit besitzt, während der andere Informationsspeicher die in der vorausgegan- genen Ableseperiode gespeicherten Signalimpulse ausgibt und dabei für die Dauer der Ablesung eine vergleichsweise hohe Arbeitsgeschwindigkeit auf weist.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschema einer Fernmesseinrich tung und Fig. 2 ein Schaltungsdetail der Einrichtung.
In der Fig. 1 sind Sendezähler 1 angedeutet, de ren jeder einen Signalkontakt 2 besitzt. Von jedem Signalkontakt 2 führt ein Signalkanal 3 zur Sammel stelle und dort zu jeweils einer dem betreffenden Sendezähler zugeordneten Eingabeleitung 4, welche den Impulseingang einer Speichereinheit darstellt, de ren jede aus zwei Schreib- und Leseelementen, im vorliegenden Beispiel aus zwei Magnetköpfen 5, 6, mit Wahltoren 7 und 8 besteht.
Für jeden der in der Fig. 1 in willkürlicher An zahl dargestellten Sendezähler 1 muss in der Sam melstelle eine Speichereinheit vorgesehen sein ; aus- serdem ist eine zusätzliche Speichereinheit für einen Zeitmarkengeber 9 erforderlich.
Jedem Magnetkopf 5, 6 ist eine Magnetspur 10 auf einer als Informationsspeicher dienenden Ma gnetspeichertrommel 11 bzw. 12 zugeordnet. Die Magnetspeichertrommeln 11, 12 werden über je ein Schaltgetriebe 13 bzw. 14 durch je einen Elektro motor 15 bzw. 16 angetrieben.
Jedes der gezeichneten sechzehn Wahltore 7, 8 besitzt einen Steuereingang 17, einen Impulseingang 18 und einen Impulsausgang 19. Von einem Pro grammgeber 20 führen Steuerkanäle 21, 22 zu den Steuereingängen 17 der Wahltore 7, 8 sowie zu den Schaltgetrieben 13 und 14, während ein als Digital speicher ausgebildeter (Magnet-) Scheibenspeicher 23 über eine Wirkverbindung 24, und ein Umschlüssler 25 über eine Leitung 26 an den Programmgeber 20 angeschlossen sind, der ausserdem über eine Kom mandoleitung 27 mit einem Übertrager 28 und über eine Steuerleitung 29 mit einer dem Scheibenspeicher 23 zugeordneten Gruppe von Torschaltungen 30 ver bunden ist.
Sammelleitungen 31 und 32 führen die an den Impulsausgängen 19 aller der zu Sendezählern ge hörenden Wahltore 7, 8 auftretenden Signale einem Koinzidenzdiskriminator 33 zu, dem auch die Zeit impulse aus der Speichereinheit des Zeitmarken gebers 9 über eine Signalleitung 34 aufgeschaltet sind.
Der Koinzidenzdiskriminator 33 besitzt einen Zählausgang 35, von dem die zu zählenden Impulse über ein Zählwerk 36 und den Übertrager 28 zu einem Addierwerk 37 gelangen können, sowie einen Ausgang 38, der über einen Koinzidenzspeicher 39 und den Übertrager 28 sowie über ein Korrekturglied 40 ebenfalls mit dem Addierwerk 37 in Wirkverbin dung steht.
Das Addierwerk 37 arbeitet über Verbindungen 41 und 42 sowie über ein Schreib-Lesetor 43 und die Torschaltungen 30 mit dem Scheibenspeicher 23 zu- sammen. Eine Ausgangsleitung 44 verbindet die Tor schaltungen 30 mit dem Umschlüssler 25, der mittels einer Leitung 45 an einen Sender 46 angeschlossen ist. Ein Pfeil bezeichnet den Ausgang 47 des Senders 46, welcher ausserdem über eine Wählleitung 48 mit tels eines (nicht dargestellten) Messtellenwählers auf die Torschaltungen 30 wirkt.
Zur Erklärung der Wirkungsweise der gesamten Fernmesseinrichtung wird auch die Fig. 2 herange zogen, welche die Schaltung einer Speichereinheit näher veranschaulicht.
Im oberen Teil der Fig. 2 ist wieder einer der Sendezähler 1 mit dem Signalkontakt 2 angedeutet, der einerseits beim Punkt 49 an ein gegen Erde po sitives Potential und andererseits über den Signal kanal 3 an einen über einen Widerstand 50 geerdeten Schaltungspunkt 51 an die Eingabeleitung 4 ange schlossen ist. Die Eingabeleitung 4 verbindet die Ein gänge zweier elektronischer Schalter, im vorliegen den Beispiel die Emitter 52 und 53 zweier Schalt transistoren 54 und 55, deren Kollektoren 56 und 57 zu je einer Wicklungsanzapfung 58, 59 der Ma gnetköpfe 5 und 6 geführt sind.
Die Wicklungsenden 60 und 61 der Magnetköpfe 5 und 6 liegen auf Erd- potential, während die Wicklungsenden 62 und 63 über einen Widerstand 64 bzw. 65, Leitungen 66 bzw. 67 und eine Diode 68 bzw. 69 mit einem Sam melpunkt 70 in Verbindung stehen, wobei von den Leitr.ngen 66 und 67 je ein aus einem Kondensator 71 bzw. 72 und einer Diode 73 bzw. 74 bestehendes, auf Erdpotential führendes Integrierglied 75 bzw. 76 abzweigt.
Im Programmgeber 20 befinden sich unter ande rem vier Umschalter 77, 78, 79 und 80, vorzugs weise elektronische Schalter, zur Vertauschung der Potentiale von Steuerleitungen 81, 82, 83, 84, wo von die Steuerleitungen 81 und 82 von Erdpotential auf positives Potential gegen Erde, die Steuerleitun gen 83 und 84 von )Erdpotential auf negatives Po tential gegen Erde umgeschaltet werden können.
Es sei hier erwähnt, dass jeder der beiden im Programmgeber 20 zusammenlaufenden gleicharti gen Steuerkanäle 21 und 22 (vgl. die Fig. 1) aus den vier Steuerleitungen 81, 82, 83 und 84 besteht.
Die im oberen Teil der Fig. 2 dargestellte Spei chereinheit ist nun, ausgehend von Basiswiderstän den 85, 86, über Leitungen 87 und 88 an die Steuer leitungen 81 und 82, sowie von Schaltungspunkten 89 und 90 aus über Dioden 91 und 92 mittels Lei tungen 93 und 94 an die Steuerleitungen 83 und 84 angeschlossen.
Der Sammelpunkt 70 ist über einen Widerstand 95 geerdet und ausserdem mit der Steuerelektrode eines Ausgangsverstärkers, z. B. mit der Basis 96 eines Verstärkertransistors 97 verbunden, dessen Emitter 98 über einen Widerstand 99 an Erde und dessen Kollektor 100 über einen Widerstand 101 an negativen Potential gegen Erde liegt.
Vom Kollektor 100, dem Impulsausgang des Verstärkertransistors 97, führt eine Impulsleitung 102 über eine Diode 103 zu einem Schaltungspunkt 104, der einerseits über einen Widerstand 105 geer det ist und der andererseits als Anschlusspunkt der Speichereinheit an eine Sammelleitung 106 dient, welche zum Koinzidenzdiskriminator 33 führt. (Die Sammelleitung 106 in der Fig. 2 verkörpert die mit Rücksicht auf eine übersichtliche Darstellung in der Fig. 1 getrennt gezeichneten Sammelleitungen 31 und 32 und ist mit diesen identisch).
Eine Leitung 107 verbindet den Schaltungspunkt 104 mit einem nicht gezeichneten Koordinatenwähler im Programmgeber 20.
Durch von einer Klammer 108 symbolisch zu sammengefasste Abzweigungen von den Steuerleitun gen 81 bis 84 sowie durch eine Abzweigung<B>109</B> von der Sammelleitung <B>106</B> ist der Anschluss weiterer Speichereinheiten angedeutet. In der elektrischen Verbindung zwischen dem Schaltungspunkt 104 und der Sammelleitung 106 liegt eine Diode 110.
Die beiden in der Fig. 1 gezeigten Magnetspei- chertrommeln 11 und 12 dienen abwechselnd der Speicherung und der Ausgabe der von den Sende zählern gesendeten Signalimpulse, und zwar derart, dass, jeweils auf die eine Magnetspeichertrommel langsam eingegeben, während von der anderen Ma gnetspeichertrommel schnell abgelesen wird.
Mit der nun folgenden Betrachtung der Wir kungsweise des Erfindungsgegenstandes sei willkür lich in jener Zeitspanne, d. h. in jeder Ableseperiode des praktisch ununterbrochenen Betriebes der Fern- messeinrichtung begonnen, in welcher die Eingabe der Signalimpulse gerade auf die Magnetspeicher trommel 11 erfolgt. Die Arbeitsgeschwindigkeit, im vorliegenden Beispiel die Drehgeschwindigkeit der Magnetspeichertrommel 11, ist dabei so bemessen, dass diese innerhalb einer Ableseperiode nicht ganz eine Umdrehung vollführt.
Die Dauer einer Ableseperiode, das ist die bereits erwähnte Integrationszeit, und damit die Drehge schwindigkeit derjenigen Magnetspeichertrommel, auf welche eingegeben wird, richtet sich nach der jeweils gewünschten zeitlichen Auflösung, die mit der Fern- messeinrichtung für eine bestimmte Messaufgabe er zielt werden soll ; sie kann beispielsweise 15 Minu ten betragen.
In dem zunächst betrachteten Zeitabschnitt sind die Impulseingänge 18 aller den Magnetköpfen 5 der Magnetspeichertrommel 11 zugeordneten Wahltore 7 geöffnet und die Impulseingänge 18 der zu den Magnetköpfen 6 der Magnetspeichertrommel 12 ge hörenden Wahltore 8 geschlossen. Die Schalter 77 und 78 des Programmgebers 20 (vgl. die Fig. 2) ste hen dabei in der gezeichneten Stellung, so dass das Basispotential des Schalttransistors 54 abgesenkt, dieser also leitend ist, und andererseits ein positives Basispotential den Schalttransistor 55 sperrt.
Beim kurzzeitigen Schliessen des Sendekontaktes 2 im Sendezähler 1 fliesst über den Signalkanal 3 ein Stromstoss durch den Widerstand 50 und eben falls durch die Wicklung des Magnetkopfes 5 gegen Erde, wobei dieser Impuls auf der Magnetspeicher trommel 11 aufgezeichnet wird. Analoges gilt für die Signalimpulse der übrigen an die Einrichtung ange schlossenen Sendezähler.
Während dieses Vorganges sind die Impulsaus gänge 19 aller Wahltore 7 geschlossen und die Im pulsausgänge 19 aller Wahltore 8 geöffnet, wobei sich die Schalter 79 und 80 (Fig. 2) des Programm gebers 20 in der gezeichneten Stellung befinden, so dass der Schaltungspunkt 89 auf Erdpotential, der Schaltungspunkt 90 auf negativen Potential gegen Erde liegt. Dadurch können nur Impulse vom Ma gnetkopf 6, nicht aber vom Magnetkopf 5 zum Sam melpunkt 70 gelangen.
Kurz vor Beendigung der Ableseperiode schliesst der Programmgeber 20 jedoch auch die Impulsaus gänge 19 der Wahltore 8 und öffnet dafür deren Im pulseingänge 18 durch Umlegen der Umschalter 77 und 79. Alle von diesem Zeitpunkt an eintreffenden Signalimpulse werden daher auf beide Magnetspei- chertrommeln 11, 12 eingegeben.
Am Schluss der Ableseperiode sendet der Zeit markengeber 9 einen Zeitimpuls, der .als Zeitmarke auf beide Magnetspeichertrommeln 11, 12 gelangt. Gleichzeitig erhält der Programmgeber 20 ein Signal des Zeitmarkengebers 9 und bewirkt daraufhin fol gende Vorgänge Zunächst werden die Umschalter 77 bis 80 so betätigt, dass nunmehr alle Impuls,eingänge 18 der Wahltore 7 geschlossen und alle Impulsausgänge der selben geöffnet werden.
Die Rallen der beiden Ma- gnetspeichertrommeln sind damit vertauscht.
Die vorher auf die Magnetspeichertrommel 11 eingegebenen Impulse werden nunmehr abgelesen. Gleichzeitig mit der Umschaltung der Wahltore 7 hat das Schaltgetriebe 13 einen Umschaltbefehl erhalten und die Drehzahl der MagnetspeichertTommel 11 sba-rk erhöht, z. B. im Verhältnis 1 : 3600.
Der Programmgeber 20 wählt nun mittels eines Koordinatenwählers die einzelnen Spureinheiten nacheinander an, indem über die Leitung 107 (Fig. 2) der (ein Kriterium für die Durchlässigkeit der Im- pulsleitung 102 darstellende)
elektrische Zustand des Schaltungspunktes 104 in der Weise geändert wird, dass Impulse, die von der Magnetspeichertrommel 11 durch den Magnetkopf 5 abgelesen wurden und nun über den Sammelpunkt 70 und den Verstärkertran- sistoT 97 zum .Schaltungspunkt 104 gelangen, über die Sammelleitung 106 in den Koinzidenzdiskrimina- bor <B>33</B> einlaufen können,
von dem sie an das Impuls zählwerk 36 (Fig. 1) weitergeleitet werden.
Sobald eine Magnetspur 10 ausgezählt ist, steuert der Programmgeber 20 den Übertrager 28 aus, der nun das Zählergebnis aus dem Zählwerk 36 über- nimmt und es in digitaler Form dem Addierwerck 37 zuführt.
Gleichzeitig wird der Zählerstand, welcher vom ,gleichen Zähler in der vorausgehenden Ablese periode ermittelt worden ist, durch den Programm- geber 20 aus.
dem Scheibenspeicher 23 abgerufen und überc die Verbindung 42 in das Addierwerk 37 ein- gegeben, das nun den neuen Zählerstand errechnet und diesen über die Verbindung, 41 und das Schreib- Lesetor 43 in den Scheibenspeicher 23 zurückführt.
Die Ablesung aller Magnetspuren 10 vollzieht sich in der -gleichen Weise. Während der Ablesung einer Magnetspeichertromme1 bleibt der entspre chende Impulsausgang des Wahltores der dem Zeit markengeber 9 zugeordneten Speichereinheit ständig geöffnet. Am Schluss der Able.sungen wird die Ma gnetspeichertrommel 11 gelöscht und auf die Ein- gabedrehzahl zurückgeschaltet.
Nun wiederholt sich der bereits beschriebene Vorgang für die Magnetspeichertrommel 12, sobald die nächste Ableseperiode zu Ende ist.
Kurz vor dem Setzen der Zeitmarke durch den Zeitmarkengeber 9 wird wieder auf beide Magnets:peichertrommeln ein gegeben und bei Erscheinen der Zeitmarke nunmehr die Magnetspeichertrommel 12 auf Ablesung geschal tet und in gleicher Weise -abgelesen, wie bereits für die Magnetspeichertrommel 11 beschrieben.
Jede Zeitmarke bezeichnet das Ende der lau fenden und den Beginn der nächsten Ableseperiode. Die Auszählung der einzelnen Signalimpulse, deren jedem mitunter ein beträchtlicher Geldwert zu kommt, erfolgt von Zeitmarke zu Zeitmarke. Damit keiner der Signalimpulse verloren geht, werden diese, wie bereits erläutert, kurze Zeit vor und kurze Zeit nach dem Erscheinen einer Zeitmarke auf beide Ma- gnetspeichertrommdn gleichzeitig eingegeben, so dass sich die Registrierungen überdecken.
Nun ist @es möglich, dass Signalimpulse gleichzei tig mit der Zeitmarke eintreffen; es ist deshalb zu entscheiden, welcher Ableseperiode derartige Koin- zidenzimpulse zugezählt werden müssen.
Beispiels weise werden alle Koinzidenzimpulse am Ende einer Ableseperiode nicht der beendeten, dafür der folgen den Ableseperiode zugezählt, deren erster Signal impuls der Koinzidenzimpulse ist.
über das Vorlegen einer Gleichzeitigkeit von Signalimpulsen mit der Zeitmarke entscheidet der Koinzidenzdiskriminator 33 und gibt die Koinzidenz- tatsache in den Koinzidenz-peicher 39 ein.
Der Koin- zidenzfall wirrt nun mittels des Korrekturgliedes 40 bei der Errechnung des Zählerstandes durch das Ad dierwerk 37 berücksichtigt und zur Kontrolle die Tatsache, dass eine Korrektur erfolgt ist, zusammen mit dem errechneten Zählerstand im Scheibenspei cher 23 festgehalten.
Im Sender 46 befindet sich unter anderem ein Messtellenwähler, der vermittels der Torschaltungen 30 die im Scheibenspeicher 23 verzeichneten Zähler stände jedes einzelnen Sendezählers nach .einem selb ständigen Programm aufruft, worauf der Scheiben speicher 23 den verlangten Zähle.rstand an den Um- schlüssler 25 abgibt, welcher den Zählarstand, in einen geeigneten Kode übersetzt, dem Sender 46 zu führt.
Vom Sender 46 aus gelangen nun die verlangten Messwerte, die ein Abbild des differentiellen Ener- gieverbrauches darstellen, an eine zentrale AuswaTte- stelle, in der sie z. B. dekodiert und in einen Loch streifen übertragen werden. Diese Lochstreifen ste hen nun zur beliebigen Auswertung in einer elektro nischen Datenverarbeitungsanlage zur Verfügung, welche aus den eintreffenden Messwerten z. B. sofort den optimalen Netzzustand des betreffenden Energie verteilung snützes errechnet und über geeignete Ka näle entsprechende Schaltkommandos an Netzstatio nen sendet.
Auf eine einzige zentrale Auswertestelle können also zahlreiche der beschriebenen Fernmesseinrich- tungen arbeiten, da die Auszählung der registrierten Signalimpulse jeweils in einem Bruchteil einer Ab- leseperiode erfolgt, so dass eine elektronische Daten verarbeitungsanlage voll ausgenutzt werden kann.
Für eine Fernmesseinrichtung gemäss der Erfin dung sind Magnettrommeln und Magnetscheiben als Speicherelemente sehr geeignet, jedoch wären grund sätzlich auch andersartige Speicherelemente brauch bar.
Für die Magnetspeichertrommeln 11 und 12 würden beispielsweise Trommeln von 25 cm Um fang und 40 cm Länge genüaen, um die Signalim- pulse von 100 Sendezählern zu speichern, wenn von jedem Sendezähler je Ableseperiode etwa 4500 Si- gn.a@limpulse aufgezeichnet werden müssten. Die Zählgeschwindigkeit beim Auszählen der gespeicher ten Signalimpulse beträgt im vorliegenden Beispiel etwa 18 000 Impulse pro Sekunde.
Sollte es sich als vorteilhaft erweisen, Magnet- speichertromnmeln mit grösserem Umfang zu verwen den, so wird es mit Rücksicht auf die hohe Dreh zahl bei der Ables.ung zweckmässig sein, in jeder Speichereinheit nicht je Magnetspeichertrommal nur einen Magnetkopf, sondern deren mehrere anzuord nen und diese mit entsprechenden Torschaltung, -n zu versehen.
Als Variante wäre noch zu erwähnen, dass an Stelle von Zählerständen mit der beschriebenen Fern- messeinrichtung auch Verbrauchswerte übertragen werden können. Hierbei würde der Umschlüssler 25 unter Umgehung des Scheibenspeichers 23 unmittel bar aus dem Addierwerk 37 beliefert, wie dies in der Fig. 1 durch eine strichpunktierte Wirklinie angedeu tet ist. Der Programmgeber 20 muss in diesem Fall jedoch mit dem Sender 46 synchronisiert sein.
Bei geeigneter Ausbildung des Koinzidenad iskri- minators 33 und des Umschlüsslers 25 könnten bei Sendung reiner Verbrauchswerte auch der Koi-nzi- denzspeicher 39 und dass Addierwe:rk 36 entfallen, wodurch die Fornmesseinrichtung besonders einfach würde.
Remote measurement device for the consumption of electrical energy The invention relates to a device for remote measurement of the consumption of electrical energy.
In known devices of this type, the energy throughput z. B. measured in substations of a power distribution network, in power stations or at suitable branch points of a meshed supply network for electrical energy with so-called transmission meters.
Send counters have in addition to a normal me chanical counter a mechanical or elec tronic pulse generator through which a signal in the form of an electrical pulse via a signal channel that, for each order of rotation or after a certain number of revolutions of the counter disk. B. can be a cable sent to a collection point.
In the known telemetry devices, the pulse generator of each transmission counter is assigned its own pulse counter in the collection point, which is incremented by a counting unit by each of the associated transmission counter and which displays the respective pulse sum in digital form.
The query of the counting results takes a relatively long time with the known devices; Between two successive readings from one and the same pulse counter there is a large integration time, which means that the information about the current consumption values contained in the pulse series of the transmit counter as pulse intervals is largely lost.
Telemetry devices built up from known pulse counters and reading devices are very extensive and complicated and require an undesirable level of maintenance, although they have already reached a high level of development that is no longer able to increase significantly. The inertia of these facilities stands in the way of the economical use of modern electronic data processing systems for evaluating the measurement results.
In order to fundamentally remedy these disadvantages, a telemetry device is described below in which the known electronic action groups are brought into a new type of action and the known devices serving the same purpose have a simple, space-saving structure and require little maintenance and is characterized above all by a high measurement speed, with a rapid increase in the measurement value generation allowing short reading periods and the use of electronic data processing systems for evaluating the meter information.
This opens up, among other things, completely new, economically profitable possibilities for load distribution in expanded, meshed energy distribution networks.
These advantages of a device for Fernmes solution of the consumption of electrical energy un ter use of transmission meters, whose signal pulses are fed to a collection point, are in a way that characterizes the present invention in that in the collection point two electronic information stores for immediate analog Storage of the informa tion content each arriving in a reading period the series of signal pulses of each connected transmission counter are arranged, alternately one of the information memories is ready for pulse input and during the storage process a small,
has a certain working speed due to a selectable integration time, while the other information memory outputs the signal pulses stored in the previous reading period and has a comparatively high working speed for the duration of the reading.
In the drawings, an embodiment of the invention is shown. 1 shows a block diagram of a remote measuring device and FIG. 2 shows a circuit detail of the device.
In Fig. 1 transmission counters 1 are indicated, de Ren each has a signal contact 2. From each signal contact 2, a signal channel 3 leads to the collection point and there to an input line 4 assigned to the relevant transmission counter, which represents the pulse input of a memory unit, each of which consists of two read and write elements, in the present example two magnetic heads 5, 6, with election gates 7 and 8.
For each of the transmission counters 1 shown in an arbitrary number in FIG. 1, a memory unit must be provided in the Sam melstelle; In addition, an additional memory unit for a time stamp generator 9 is required.
Each magnetic head 5, 6 is assigned a magnetic track 10 on a magnetic storage drum 11 or 12 serving as an information storage device. The magnetic storage drums 11, 12 are each driven by a gearbox 13 and 14 by an electric motor 15 and 16, respectively.
Each of the sixteen selection gates 7, 8 shown has a control input 17, a pulse input 18 and a pulse output 19. From a program generator 20 control channels 21, 22 lead to the control inputs 17 of the selection gates 7, 8 and to the gearboxes 13 and 14, while a (Magnetic) disk memory 23 designed as a digital memory are connected via an operative connection 24, and a converter 25 via a line 26 to the programmer 20, which also has a command line 27 with a transmitter 28 and a control line 29 with a disk memory 23 associated group of gate circuits 30 is connected.
Buses 31 and 32 lead to the pulse outputs 19 of all of the selection gates 7, 8 belonging to the transmission counters to a coincidence discriminator 33, to which the time pulses from the memory unit of the time stamp encoder 9 are connected via a signal line 34.
The coincidence discriminator 33 has a counting output 35, from which the pulses to be counted can reach an adder 37 via a counter 36 and the transmitter 28, as well as an output 38, which is also transmitted via a coincidence memory 39 and the transmitter 28 and via a correction element 40 the adder 37 is in operative connection.
The adder 37 works together with the disk memory 23 via connections 41 and 42 as well as via a read / write gate 43 and the gate circuits 30. An output line 44 connects the gate circuits 30 to the converter 25, which is connected to a transmitter 46 by means of a line 45. An arrow denotes the output 47 of the transmitter 46, which also acts on the gate circuits 30 via a selection line 48 with a measuring point selector (not shown).
To explain the mode of operation of the entire telemetry device, FIG. 2 is also used, which illustrates the circuit of a memory unit in more detail.
In the upper part of Fig. 2, one of the transmission counters 1 with the signal contact 2 is indicated, on the one hand at point 49 to a positive potential to earth and on the other hand via the signal channel 3 to a circuit point 51 earthed via a resistor 50 to the input line 4 is connected. The input line 4 connects the inputs of two electronic switches, in the present example the emitters 52 and 53 of two switching transistors 54 and 55, the collectors 56 and 57 of which each have a winding tap 58, 59 of the magnetic heads 5 and 6 are performed.
The winding ends 60 and 61 of the magnetic heads 5 and 6 are at ground potential, while the winding ends 62 and 63 are connected to a collecting point 70 via a resistor 64 and 65, lines 66 and 67 and a diode 68 and 69, respectively , whereby from the Leitr.ngen 66 and 67 an integrating element 75 and 76, which consists of a capacitor 71 or 72 and a diode 73 or 74 and leads to earth potential, branches off.
In the programmer 20 are, among other things, four changeover switches 77, 78, 79 and 80, preferably electronic switches, to swap the potentials of control lines 81, 82, 83, 84, where the control lines 81 and 82 from ground potential to positive potential Earth, the control lines 83 and 84 from) earth potential can be switched to negative potential against earth.
It should be mentioned here that each of the two similar control channels 21 and 22 (see FIG. 1) converging in the program generator 20 consists of the four control lines 81, 82, 83 and 84.
The storage unit shown in the upper part of Fig. 2 is now, starting from Basiswiderstän the 85, 86, via lines 87 and 88 to the control lines 81 and 82, and from nodes 89 and 90 via diodes 91 and 92 lines by means of Lei 93 and 94 are connected to the control lines 83 and 84.
The collecting point 70 is grounded via a resistor 95 and also connected to the control electrode of an output amplifier, e.g. B. connected to the base 96 of an amplifier transistor 97, the emitter 98 of which is connected to ground via a resistor 99 and whose collector 100 is connected to negative potential to ground via a resistor 101.
From the collector 100, the pulse output of the amplifier transistor 97, a pulse line 102 leads via a diode 103 to a circuit point 104, which is grounded on the one hand via a resistor 105 and on the other hand serves as the connection point of the memory unit to a bus 106, which leads to the coincidence discriminator 33 . (The collecting line 106 in FIG. 2 embodies the collecting lines 31 and 32 drawn separately with a view to a clear representation in FIG. 1 and is identical to these).
A line 107 connects the circuit point 104 to a coordinate selector (not shown) in the programmer 20.
The connection of further storage units is indicated by branches from the control lines 81 to 84, symbolically grouped together by a bracket 108, and by a branch <B> 109 </B> from the collecting line <B> 106 </B>. A diode 110 is located in the electrical connection between the circuit point 104 and the bus line 106.
The two magnetic storage drums 11 and 12 shown in FIG. 1 are used alternately to store and output the signal pulses sent by the transmitter counters, namely in such a way that each magnetic storage drum is entered slowly while the other magnetic storage drum is entered quickly is read.
With the now following consideration of the mode of operation of the subject invention, let arbitrary Lich in that time span, i.e. H. started in every reading period of the practically uninterrupted operation of the telemetry device, in which the input of the signal pulses to the magnetic storage drum 11 is just taking place. The operating speed, in the present example the rotational speed of the magnetic storage drum 11, is dimensioned in such a way that it does not quite complete one revolution within a reading period.
The duration of a reading period, that is the integration time already mentioned, and thus the speed of rotation of that magnetic storage drum on which input is made, depends on the time resolution desired in each case, which is to be achieved with the telemetry device for a specific measurement task; it can be, for example, 15 minutes.
In the first considered time period, the pulse inputs 18 of all the magnetic heads 5 of the magnetic storage drum 11 associated selection gates 7 are open and the pulse inputs 18 of the selection gates 8 belonging to the magnetic heads 6 of the magnetic storage drum 12 are closed. The switches 77 and 78 of the programmer 20 (see FIG. 2) are in the position shown, so that the base potential of the switching transistor 54 is lowered, i.e. it is conductive, and on the other hand a positive base potential blocks the switching transistor 55.
When the send contact 2 closes briefly in the send counter 1, a current surge flows through the signal channel 3 through the resistor 50 and also if through the winding of the magnetic head 5 to earth, this pulse being recorded on the magnetic storage drum 11. The same applies to the signal pulses of the other transmission counters connected to the device.
During this process, the Impulsaus outputs 19 of all selection gates 7 are closed and the pulse outputs 19 of all selection gates 8 are opened, with the switches 79 and 80 (Fig. 2) of the programmer 20 in the position shown, so that the switching point 89 on Ground potential, the node 90 is at negative potential to ground. As a result, only pulses from the magnetic head 6, but not from the magnetic head 5, can reach the collecting point 70.
Shortly before the end of the reading period, however, the programmer 20 also closes the pulse outputs 19 of the selection gates 8 and opens their pulse inputs 18 by flipping the switch 77 and 79. All signal pulses arriving from this point in time are therefore sent to both magnetic storage drums 11, 12 entered.
At the end of the reading period, the time marker transmitter 9 sends a time pulse that arrives at both magnetic storage drums 11, 12 as a time marker. At the same time, the programmer 20 receives a signal from the time stamp generator 9 and then causes the fol lowing processes.First, the switches 77 to 80 are operated so that now all the pulse inputs 18 of the selection gates 7 are closed and all the pulse outputs of the same are opened.
The claws of the two magnetic storage drums are thus interchanged.
The pulses previously entered on the magnetic storage drum 11 are now read. Simultaneously with the changeover of the selection gates 7, the gearbox 13 has received a changeover command and the speed of the magnetic storage drum 11 increased sba-rk, e.g. B. in the ratio 1: 3600.
The programmer 20 now selects the individual track units one after the other by means of a coordinate selector by using the line 107 (FIG. 2) (representing a criterion for the permeability of the pulse line 102)
electrical state of the circuit point 104 is changed in such a way that pulses that were read from the magnetic storage drum 11 by the magnetic head 5 and now reach the circuit point 104 via the collecting point 70 and the amplifier transistoT 97, via the collecting line 106 in the coincidence discriminations - bor <B> 33 </B> can run in,
from which they are forwarded to the pulse counter 36 (Fig. 1).
As soon as a magnetic track 10 has been counted, the programmer 20 controls the transmitter 28, which now accepts the counting result from the counter 36 and feeds it to the adder 37 in digital form.
At the same time, the counter reading, which was determined by the same counter in the previous reading period, is compensated by the programmer 20.
the disk memory 23 and entered via the connection 42 into the adder 37, which now calculates the new counter reading and feeds it back to the disk memory 23 via the connection 41 and the read / write gate 43.
The reading of all magnetic tracks 10 takes place in the same way. During the reading of a magnetic storage drum 1, the corresponding pulse output of the selection gate of the memory unit assigned to the time marker generator 9 remains open. At the end of the readings, the magnetic storage drum 11 is erased and switched back to the input speed.
The process already described is now repeated for the magnetic storage drum 12 as soon as the next reading period is over.
Shortly before the time stamp is set by the time stamp generator 9, both magnets: memory drums are given and when the time stamp appears, the magnetic storage drum 12 is switched to reading and -read in the same way, as already described for the magnetic storage drum 11.
Each time stamp marks the end of the current reading period and the beginning of the next reading period. The counting of the individual signal pulses, each of which has a considerable monetary value, takes place from time stamp to time stamp. So that none of the signal pulses are lost, they are, as already explained, entered a short time before and a short time after the appearance of a time stamp on both magnetic storage drums, so that the registrations overlap.
Now it is possible that signal pulses arrive at the same time as the time stamp; it must therefore be decided which reading period such coincidence pulses must be added to.
For example, all coincidence pulses at the end of a reading period are not counted to the completed reading period, instead the following reading period is counted, the first signal pulse of which is the coincidence pulse.
The coincidence discriminator 33 decides whether or not to present a simultaneity of signal pulses with the time stamp and enters the coincidence fact into the coincidence memory 39.
The coincidence case is now taken into account by means of the correction element 40 in the calculation of the counter reading by the adding unit 37 and the fact that a correction has been made is recorded in the disk memory 23 together with the calculated counter reading.
In the transmitter 46 there is, among other things, a measuring point selector which, by means of the gate circuits 30, calls up the counters recorded in the disk memory 23 for each individual transmission counter according to an independent program, whereupon the disk memory 23 sends the required counter reading to the converter 25 which translates the count into a suitable code to the transmitter 46.
From the transmitter 46, the required measured values, which represent an image of the differential energy consumption, are sent to a central evaluation point, where they are e.g. B. decoded and transferred to a hole strip. These punched strips are now available for any evaluation in an electronic data processing system. B. immediately the optimal network status of the relevant energy distribution snützes calculated and sends appropriate switching commands to Netzstatio NEN via suitable channels.
Numerous of the telemetry devices described can work at a single central evaluation point, since the counting of the registered signal pulses takes place in a fraction of a reading period, so that an electronic data processing system can be fully utilized.
For a telemetry device according to the invention, magnetic drums and magnetic disks are very suitable as storage elements, but other types of storage elements would in principle also be useful.
For the magnetic storage drums 11 and 12, for example, drums with a circumference of 25 cm and a length of 40 cm would suffice to store the signal pulses from 100 transmission counters, if each transmission counter would have to record about 4500 signals per reading period. The counting speed when counting the saved th signal pulses is in the present example about 18,000 pulses per second.
Should it prove to be advantageous to use magnetic storage drums with a larger size, it will be advisable, taking into account the high rotational speed during reading, not only to arrange one magnetic head for each magnetic storage drum, but rather several and to provide them with the appropriate gate circuit, -n.
As a variant, it should also be mentioned that instead of meter readings, the telemetry device described can also be used to transmit consumption values. In this case, the converter 25 would be supplied immediately bar from the adder 37, bypassing the disk memory 23, as indicated in FIG. 1 by a dash-dotted line of action. In this case, however, the programmer 20 must be synchronized with the transmitter 46.
With a suitable design of the coincidence incremental criminator 33 and the converter 25, the coincidence memory 39 and the adder 36 could also be omitted when sending pure consumption values, which would make the shape measuring device particularly simple.