CH404475A - Abfrageeinrichtung zur Ermittlung des Verbrauches von Verbrauchsgütern - Google Patents

Description

      Abfrageeinrichtung    zur     Ermittlung    des Verbrauches von  Verbrauchsgütern    Die zunehmende Ausbreitung der Versorgungs  netze für öffentliche Verbrauchsgüter, z. B. für Elek  trizität, Gas, Wasser und dergleichen, bedingt     einen     ständig steigenden Aufwand für die Verbrauchsermitt  lung und Verbrauchsabrechnung.  



  Es wurde daher     bereits    vorgeschlagen, Verbrauchs  messer mit einer     Einrichtung    zu versehen, welche nach  Verbrauch einer     bestimmten        Menge        eines    Verbrauchs  gutes oder nach Verbrauch     einer    einem bestimmten  Geldbetrag     entsprechenden    Menge eines oder meh  rerer verschiedener Verbrauchsgüter ein Versorgungs  netz für elektrische Energie ein Signal an eine     Kon-          troll-    und     Abrechnungsstelle        eines    das Verbrauchsgut  liefernden Versorgungsunternehmens abgibt.

   Dabei  wird also nicht ein     eigentlicher    Messwert, z. B. ein       Zählerstand,    übertragen, sondern     lediglich    der Ver  brauch einer mit dem Verbraucher vereinbarten Ver  brauchsmenge, einer sogenannten Festmenge,     signa-          lisiert.     



  Das Signal eines Verbrauchsmessers kann     einfach     darin bestehen, dass vom     Zählwerk    des Verbrauchs  messers     jedesm-al    dann, wenn eine     Festmenge    ver  braucht .ist, ein     Signalkontakt        kurzzeitig    geschlossen  oder, um die im Kontaktzustand     enthaltene        Informa-          tion    über     längere    Zeit verfügbar zu     ,machen,    vom  Zählwerk so gesteuert wird,

   dass dieser     Signalkontakt     für die Dauer des Verbrauches einer Festmenge ge  schlossen und     sodann    für die Dauer des Verbrauches       einer    weiteren Festmenge     wieder    geöffnet ist usw.  



  Damit liegt die Aufgabe vor, von einer Abfrage  zentrale aus über ein Versorgungsnetz für     elektrische     Energie den elektrischen Zustand des .in jedem einzel  nen     einer        Vielzahl    von örtlich     verteilten    Verbrauchs  messern angeordneten     Signalkontaktes    zuverlässig und  auf     möglichst    einfache Weise festzustellen.  



  Dabei ist es nötig,     eine        als    Kontaktzustand vor-         liegende        Information        in        eine    andere Form, beispiels  weise     in    ein     Wechselstromsignal        umzusetzen,    dessen  Frequenz wenigstens zwei     verschiedene,    den beiden  jeweils     möglichem        Kontaktstellungen    des     Signalkon-          -taktes    entsprechende Werte annehmen     kann.     



  Die gestellte Aufgabe ist :unter     Einhaltung    der  bisher     genannten    Bedingungen mit aus der Rund  steuertechnik     bekannten        Mitteln    an sich lösbar, jedoch  nur mit einem     für    ein     Abfragesystem    der     vorliegenden     Art nicht     vertretbaren        apparativen    Aufwand.  



  Die praktische Verwendbarkeit einer     Einrichtung     zur     Verbrauchsermittlung    im     eingangs        erwähnten          Sinne    setzt voraus, dass     die        neben.    einer .

   für     alle    ab  zufragenden Verbrauchsmesser     gemeinsamen        Abfra-          gezentrale    zur     Durchführung    der Abfrage     erforderli-          chen        Hilfseinrichtungen    äusserst einfach aufgebaut  und, soweit sie     jedem'einzelnen    Verbrauchsmesser zu  geordnet werden müssen, mit     wirtschaftlich    vertret  barem Aufwand     im        Sinne        eines        Massenartikels    her  stellbar sind.  



  Es wurde nun gefunden, dass     alle    Bedingungen  für die praktische Anwendbarkeit     einer        Einrichtung     zur     Abfrage    von der     Ermittlung    des Verbrauches von  Verbrauchsgütern dienenden Verbrauchsmessern, die  jeweils nach Messung des Verbrauches     einer    Festmen  ge durch     Betätigung    eines     Signalkontaktes    ein     Signal     abgeben, welches über     einen    ein     Verteilungsnetz    für  elektrische Energie einbeziehenden Übertragungsweg  an eine     Abfragezentrale    übermittelt wird,

   dann er  füllbar sind, wenn gemäss der     Erfindung        in.    je einem       galvanisch        zusammenhängenden        Netzbezirk        des        Ver-          teilungsnetzes    für elektrische     Energie        signalgebenden          Verbrauchsmessern    je ein das     Signal    dem Verteilungs  netz     überlagernder    Signalsender zugeordnet ist,

   wäh  rend sich     an    einer     Sammelstelle    des     Netzbezirkes        ein     in das     Verteilungsnetz    eingekoppelter Bezirksempfän-           ger    befindet, der mit -einer mindestens einen Signal  empfänger aufweisenden Zentrale in Verbindung steht.  



  Diese Anordnung     ermöglicht    nämlich einen sehr  einfachen Aufbau der vielen     Signalsender,    die mit  Vorteil     als        modulierte        Signalerzeuger    ausgebildet wer  den und dadurch eine besonders zuverlässige Signal  übertragung     ermöglichen.     



       In    der     Zeichnung    ist     ein        Ausführungsbeispiel    der  Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt ein Schema einer       Abfrageeinrichtung.     



       In    der Figur .sind Netzbezirke 1, 2, 3, z. B. Bezirke  von Niederspannungsnetzen eines öffentlichen     Ver-          teilungsnetzes    für elektrische Energie, angedeutet, in  welchen sich eine Vielzahl von Verbrauchsmessern 4  für öffentliche Verbrauchsgüter, wie Gas, Wasser,  Elektrizität und dergleichen, befindet.  



  Von     allen    in einem Netzbezirk vorhandenen Ver  brauchsmessern werden. die meisten als Signalgebende  Verbrauchsmesser 4 ausgebildet und weisen     demnach     einen     Signalsender    5 auf. Ausnahmen bleiben hier  ausser Betracht. Wenn daher im folgenden von     Ver-          brauchmessern    die Rede .ist, sind stets signalgebende,       an    die     Abfrageeinrichtung        angeschlossene    Verbrauchs  messer 4 gemeint.  



  Jeweils einem Verbrauchsmesser 4, oder besser  einer Gruppe von     Verbrauchsmessern    4, ist als Be  fehlsgerät ein     Rundsteuerempfänger    6, wie im Netz  bezirk 2 angedeutet, oder eine Schaltuhr 7, wie im  Netzbezirk 3 angedeutet, zugeordnet.  



  Verteilungsleitungen 8 laufen in einer Sammelstelle  9 des     jeweiligen        Netzbezirkes    zusammen, in der Regel  in einer den     Niederspannungstransformator    enthalten  den     Unterstaion    des     Energieverteilungsnetzes.        In    der  Sammelstelle 9 befindet sich ein     mit    den Verteilungs  leitungen 8 vorzugsweise in     Reihenankopplung    verbun  dener Bezirksempfänger 10.

   Die     Reihenankopplung     erfolgt in der Regel     durch    einen in den     Nulleiter    des       Verteiltransformators    eingefügten Stromwandler, an  dessen Arbeitswiderstand die über die Verteilungslei  tungen     eingelaufenen,    vom     Stromwandler        übersetzten          Signalwechselströme        abgegriffen    werden.  



  Der Bezirksempfänger 10 besteht in     seiner    ein  fachsten Form aus dem erwähnten Stromwandler mit       Arbeitswiderstand    sowie     einem    Bandfilter, welches nur  für Wechselströme     mit    den für die Signale     charak-          terstischen        Frequenzen    durchlässig ist. Diese Signal  wechselströme     können    nun ohne zusätzliche Verstär  kung an eine mit einem entsprechenden Signalemp  fänger sowie mit Speicher-     und    Auswerteeinrichtun  gen ausgestattete Zentrale 11 über einen     beliebigen          Fernwirkkanal    12 gelangen.

   Je nach den Übertra  gungseigenschaften des     Fernwirkkanals    12 wird es       zweckmässig    sein, dem     Bandfilter    einen     einfachen     Verstärker     nachzuschalten.     



  Es ist auch denkbar, dass der Bezirksempfänger  10 die von jedem Verbrauchsmesser 4 empfangene       Information    in     eine    zur Weiterleitung an die Zentrale  11 geeignete andere Form umsetzt. Dies     kann    z.

   B. so  geschehen,     dass    dem Bezirksempfänger 10     für        jede        in     der     Abfrageeinrichtung    verwendete     Signalart    ein Si-         gnaldiskriminator    nachgeschaltet ist, wobei jeweils  mehrere     Signaldiskri:minatoren    auf einen als     Infor-          mationsumsetzer    dienenden Streifenlocher wirken,  welcher die eingelaufenen Informationen in einen       Lochstreifen    überträgt.

   Die ausgegebenen Lochstrei  fen können nun von Zeit zu Zeit in der Sammelstelle  9 durch     einen        Beauftragten    der Zentrale 11 abgeholt  oder aber in eine einen     Teil    des     Informationsum-          setzers        bildende    Sendeeinrichtung der Sammelstelle 9  eingegeben werden, die nun     laufend    oder erst nach  besonderem Aufruf die auf dem     Lochstreifen    ver  zeichneten     Informationen    über den erwähnten Fern  wirkkanal 12 an, die Zentrale 11 sendet.

   Der Weg der  Information vom Bezirksempfänger 10 zur Sendeein  richtung der     Sammelstelle    9 braucht natürlich nicht  über einen Lochstreifen zu führen; es sind durchaus  auch andere     Informationsumsetzer    verwendbar, vor  zugsweise solche mit Speicherwirkung.  



  Der     Fernwirkkanal    12 kann z. B. eine     Telephon-          leitung    oder eine beliebige andere Fernmeldeleitung  sein.     Vorteilhaft    dient als     Fernwirkkanal    12 ebenfalls       ein        Teil    eines Versorgungsnetzes für elektrische Ener  gie, z. B. ein     Mittel:spannungsnetz.    Der     Fernwirkkanal     12 muss dabei keineswegs dem gleichen Netzkomplex  angehören wie die Netzbezirke 1, 2, 3; auch die ein  zelnen, von der     Abfrageeinrichtung    erfassten Nieder  spannungsnetze können verschiedenen Netzkomplexen  angehören.  



  Bei     Einrichtung    der hier beschriebenen Art ist eine  hohe Übertragungssicherheit für die von den Ver  brauchsmessern abgegebenen Signale unerlässlich.  Diese Bedingung     lässt    sich in     Verteilungsnetzen    für       elektrische    Energie auch bei sehr kleiner Sendeleistung  trotz des in solchen Netzen vorhandenen hohen Stör  pegels erfüllen,

   wenn die von den     Signalsendern    5 er  zeugten Signale mit viel Redundanz ausgestattet     sind.     (Redundanz ist der     Überschuss        an    Bestandteilen eines       Signales    über die zum vollständigen Erkennen der in  dem     Signal    enthaltenen     Information        unbedingt    not  wendigen     Bestandteile    dieses     Signales).     



  Mit Vorteil überlagern     die        Signalsender    5 die In  formation dem     Netz    daher in Form eines Signal       wechselstromes,    dessen Amplituden periodisch zwi  schen     einem        Grösstwert    und einem     Kleinstwert    pen  deln     (Amplitudenmodulation).    Selbstverständlich ist  auch     Frequenzmodulation    und     schliesslich    auch eine  periodische oder innerhalb einer     Signalsendung    sogar  aperiodische Variation verschiedener     Modulationsar-          ten    anwendbar,

       um    das     einzelne    Signal mit der     nötigen          Redundanz    auszustatten. Die verwendete     Modulations-          frequenz    ist vorzugsweise etwa     eine        Grössenordnung     kleiner     als    die Netzfrequenz und von Netzharmoni  schen     hinreichend        verschieden.    Sie kann     aber        natür-          lich    jeden     beliebigen    Wert aufweisen, derart,

   dass eine  einwandfreie     Trennung    vom Netzwechselstrom und  von Störgrössen möglich ist.  



  Die     Trennung    erfolgt     nm        Signalempfänger    der     Zen-          trale    11 oder bereits schon im     Bezirksempfänger    10  zum     Beispiel    mit     Hilfe    von     als        Signaldiskriminatoren          wirkenden        kontaktgesteuerten        Ringmodulatoren,

      de-           ren    Schaltfrequenz mit je einer der von den Signal  sendern 5 erzeugten     Modulationsfrequenzen    identisch  ist     und    welche die jeweilige     Signalwechselströme    in       eine        Gleichstromgrösse        umformen.    Die Signale wer  den in den Signalsendern am     einfachsten    durch in  einem bestimmten Takt erfolgendes Anschalten eines  elektrischen Netzwerkes, z. B. eines     Schwingkreises,     an das zu     überlagernde        Wechselstromnetz    erzeugt.  



  Die beschriebene     Abfrageeinrichtung        arbeitet    wie  folgt:  Jeder     Verbrauchsmesser    4     schaltet    jeweils nach  Messung des Verbrauches einer     bestimmten    Menge  des     Messgutes    seinen     Signalkontakt    von     einer    Schalt  stellung     a,    bei welcher der     Signalsender    5     eine        Modu-          lationsfrequenz    A erzeugt, auf eine     Schaltstellung    b  um, welcher eine     Modulationsfrequenz    B entspricht,

    und umgekehrt. Diese     Modulationsfrequenzen    ent  stehen aber nur,     wenn    der     Signalsender    5 an die Ver  teilungsleitung 8     angeschaltet    ist. Die     Anschaltung    er  folgt gemäss einem anderen Vorschlag durch ein  zeitabhängiges Laufwerk des     Signalsenders    5 auf     einen     von der Zentrale 11     gegebenen        Rundsteuerbefehl    hin,  der vermittels der     Rundsteuerempfänger    6 die Lauf  werke aller von diesem     Rundsteuerbefehlerfassten     Signalsender 5 in Betrieb setzt.

   Der Start der Lauf  werke kann jedoch auch durch     Schaltuhren    zu     einem     festgesetzten Zeitpunkt ausgelöst werden.  



  Die     einzelnen        Rundsteuerbefehle        (bzw.    Schaltuhr  befehle) sind mit den     Schalthandlungen    der zeitab  hängigen Laufwerke eines     jeden    Signalsenders 5 so ab  gestimmt, dass im Verlaufe der Abfrage aller Ver  brauchsmesser 4 in jeweils     einem        Netzbezirk    ein Si  gnalsender 5 nach dem anderen seine     Information    an  das jeweilige Bezirksnetz und damit an den zugehöri  gen Bezirksempfänger 10 abgibt,

   ohne dass über  schneidungen der zu übertragenden Informationen       stattfinden.    Die     zeitliche        Aufeinanderfolge    der Si  gnalsendungen ist für     alle    Signalsender 5 festgelegt  und dient der Zuordnung jedes der     einlaufenden    Si  gnale zu     demjenigen        Signalsender,    der das betreffende       Signal    abgegeben hat.  



  Die in den     einzelnen    Sammelstellen 9     eingelaufenen     Informationen gelangen nun, wie bereits     beschrieben,     zur     Zentrale    11 und werden     dort    ausgewertet. Die  Auswertung besteht     zunächst    in einem Vergleich von  zwei bei     aufeinanderfolgenden    Abfragen von ein und  demselben Signalsender 5 empfangenen Signalen.

   Hat  das Signal bei einer Abfrage die Form A besessen  und weist es bei der     nächstfolgenden    Abfrage die Form  B auf (oder     ungekehrt),    so bedeutet dies, wie bereits  erwähnt,     dass    der     zugehörige    Verbrauchsmesser in  zwischen     den        Verbrauch    einer     bestimmten    Menge des  jeweiligen Verbrauchsgutes gemessen hat.

   Die für den  einzelnen     Verbrauchsmesser    solcherart     ermittelten          Messergebnisse    dienen nun     als    Grundlage für die Aus  stellung und den Versand von Rechnungen an die  einzelnen     Verbraucher    durch die     Zentrale.     



  Bei     Verwendung    von     Rundsteuerempfängern    6       erfolgt    die Auslösung einer Abfrage von der     Zentrale     11 aus und kann entweder alle Verbrauchsmesser 4    durch einen     einzigen        Rundsteuerbefehl        erfassen,    oder  es sind mehrere     Rundsteuerbefehle    für die Abfrage  reserviert, so dass durch     eineu,        Rundsteuerbefell    nur  jeweils eine Gruppe von Verbrauchsmessern aufge  rufen wird.

   Solche Gruppen von     Verbrauchsmessern          können    nach sehr verschiedenen     Gesichtspunkten    ge  bildet sein, z. B. aus     gleichartigen    Verbrauchern, aus  Verbrauchern mit     ähnlichen        Verbrauchswerten,    aus  nach     Wohnbezirken        zusammengefassten    Verbrauchern  usw.  



  Die für die     verschiedenen    Verbrauchsmesser 4 fest  gesetzten Verbrauchsmengen, nach     deren    Messung  jeweils eine     Betätigung    des Signalkontaktes erfolgt,  können beliebige Werte aufweisen und z. B. nur die  Masseinheit,     also    eine     Kilowattstunde,    einen Kubik  meter und dergleichen, oder auch deren mehrere, z. B.

    einige     Hundert    Kilowattstunden usw.     betragen.    Die       Abfragehäufigkeit    ist dabei stets grösser     gewählt    als  die grösste Schalthäufigkeit der     einzelnen        Signalkon-          takte    der     Verbrauchsmesser.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Abfrage von der Ermittlung des Verbrauches von Verbrauchsgütern dienenden Ver brauchsmessern, die jeweils nach Messung des Ver brauches einer Festmenge durch Betätigung eines Si- gnalkontaktes ein Signal abgeben, welches über einen ein Verteilungsnetz für elektrische Energie einbezie henden Übertragungsweg an eine Abfragezentrale übermittelt wird, dadurch gekennzeichnet,

   dass ein je einem galvanisch zusammenhängenden Netzbezirk (1; 2; 3) des Verteilungsnetzes für elektrische Energie signalgebenden Verbrauchsmessern (4) je ein das Si gnal dem Verteilungsnetz überlagernder Signalsender (5) zugeordnet ,ist, während sich an einer Sammelstelle (9) des Netzbezirkes ein in das Verteilungsnetz ein gekoppelter Bezirksempfänger (10) befindet, der mit einer mindestens einen Signalempfänger aufweisenden Zentrale (11)

   in Verbindung steht. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der zusammenhängende Netzbezirk ein Niederspannungsnetz ist. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Signalsender ein modulierter Signalerzeuger ist.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Signal Redundanz aufweist. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Bezirksempfänger (10) einen Stromwandler und ein Bandfilter aufweist.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Bezirksempfänger (10) min destens einen Signaldiskriminator und einen Infor- mationsumsetzeraufweist. 6.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Signalempfänger der Zentrale (11) mindestens einen Signaldiskriminator zur Tren- nung der Signale von Träger- und Störspannungen so wie einen Informationsumsetzer aufweist.

   7. Einrichtung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Signaldiskrimnator ein kontaktgesteuerter Ringmo- dulator ist. B. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsumsetzer ein Streifenlocher ist. 9.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass dem Signalempfänger der Zentrale ein Informationsspeicher nachgeschaltet ist. 10. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass in dear Zentrale Auswerteeinrichtun gen für die empfangenen Signale angeordnet sind.

   11. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass der weitere Fernwirkkanal (12) ein Teil eines Versorgungsnetzes für elektrische Energie ist. 12.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass der weitere Femwirkkanal (12) ein öffentliches Fernmeldenetz ist. 13.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens je ein signalgebender Verbrauchsmesser an jeweils einen Rundsteueremp- fänger zur Auslösung einer Abfrage durch einen Rundsteuerbefehl angeschlossen ist.

   14. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass mindestens je ein signalgebender Verbrauchsmesser an jeweils eine eine Abfrage aus lösende Schaltuhr angeschlossen ist. 15.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die zeitliche Aufeinanderfolge der Informationsabgabe der einzelnen Signalsender fest gelegt ist und zur Identifikation der signalgebenden Verbrauchsmesser dient. 16.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die einzel nen signalgebenden Verbrauchsmesser in Gruppen zu sammengefasst sind und jeder dieser Gruppen ein eigener Rundsteuerbefehlzugeordnet ist.

   17. Einrichtung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Verbrauchsmesser jeweils nach Messung einer der jeweiligen Masseinheit entsprechen den Menge des Verbrauchsgutes seinen Signalkontakt betätigt.