Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zum automatischen Fernablesen von Versorgungsgutmessgeräten und zum Fernsteuern von Verbrauchern mittels einer Energieübertragungsleitung, enthaltend eine Fernablese-Steuerzentrale zum Aussenden von Befehlen, von denen jeder mindestens einen Adressteil und einen Funktionskodeteil aufweist, und zum Empfangen gemessener Daten, und mindestens eine Sektionssteuerungseinrichtung, welche zur Übertragung der Befehle und Daten auf eine Energieübertragungsleitung die Fernablese-Steuerzentrale mit dieser Leitung verbindet, welche Anlage vorzugsweise zum Ablesen der Verbrauchsmessung auf dem Grundstück des Versorgungsgutverbrauchers verwendet wird.
Die erfindungsgemässe Anlage ist gekennzeichnet durch eine Mehrzahl als Antwortgeräte verwendete, gleichzeitig adressierbare Messgerät-Terminals, welche mit der Energie übertragungsleitung verbunden sind und auf von der Sektionssteuerungseinrichtung kommende Befehle ansprechen, wobei jedes Terminal ein Versorgungsgutmessgerät, eine Kodiereinrichtung zum Erzeugen von Datensignalen, die einem von dem Messgerät abgelesenen Messwert entsprechen, und einen Speicher zum Speichern dieser Datensignale enthält und alle Terminals gleichzeitig und gruppenweise adressierbar sind, wobei alle Terminals einer adressierten Gruppe gleichzeitig dem vom zugeordneten Messgerät abgelesenen Messwert entsprechende Datensignale erzeugen und für eine spätere Übertragung an die Ablese-Steuerzentrale speichern.
Die erfindungsgemässe Anlage entspricht den allgemeinen Anforderungen der Versorgungsbetriebe und ermöglicht einen verbesserten, ökonomischeren Ablauf der Speicherung der Daten von Versorgungsgutmessgeräten sowie eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Geräten, wie sie beispielsweise in der CH-PS 579 306 (entsprechend dem USA-Patent 3 846 789) beschrieben sind, und ermöglicht auch die Überwachung von Verbrauchseinrichtungen am Wohnsitz oder im Geschäftsbetrieb eines Verwenders. Die erfindungsgemässe Anlage ist sehr anpassungsfähig und ermöglicht dem Versorgungsbetrieb, alle Messgeräte in einem grossflächigen Bereich und beispielsweise in einer Stadt in beliebig wählbaren Zeitabständen, beispielsweise während der täglichen Verbrauchsspitzen, abzulesen.
Das hat den Vorteil, dass der Versorgungsbetrieb die Möglichkeit erhält, den Verbraucher zum Verbessern seines Belastungsfaktors zu veranlassen und damit den Belastungsfaktor der gesamten Anlage zu verbessern.
Der Ausdruck Versorgungsgut umfasst hier unter anderem Elektrizität, Gas, Wasser und beispielsweise zum Heizen verwendetes Brennöl, welche Güter von einem öffentlichen oder halböffentlichen Betrieb an den Verwender geliefert werden und deren Gebrauch beim Verwender und/oder an einem entfernten Ort gemessen wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Anlage ist zum Fernablesen der Messungen von Versorgungsgutmessgeräten und zum Überwachen der Belastung am Wohnort des Verbrauchers vorgesehen, wobei die genannten Funktionen über ein Netzwerk von Energieübertragungsleitungen, welche den Verbraucher mit elektrischer Leistung versorgen, ausgeführt werden.
Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschema mit den wichtigsten Einrichtungen und Geräten einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Anlage,
Fig. 2 das Schaltschema mit den Stromkreisen einer Sektionssteuereinrichtung (SCU) der in Fig. 1 gezeigten Anlage und
Fig. 3 das Schaltschema eines Messgeräte-Terminals (MTU) der in Fig. 1 gezeigten Anlage.
Die in Fig. 1 gezeigte Anlage wird von einer Fernablese Steuerzentrale 10, die im angelsächsischen Sprachgebrauch reading control center genannt und im folgenden mit RCC bezeichnet wird, überwacht. Das RCC enthält einen für allgemeine Verwendungen geeigneten Datenprozessor oder Digitalcomputer, der eine ausreichende Speicherkapazität aufweist, um alle für den Betrieb der Anlage erforderlichen Daten zu speichern. Das RCC ist für die Übertragung von Informationen oder Befehlen durch die gesamte Anlage und zum Sammeln von Daten aus der Anlage programmiert, wie im folgenden noch beschrieben werden wird. Für die beschriebene Verwendung geeignete Digitalcomputer sind kommerziell erhältlich. Für eine verhältnismässig kleine Anlage ist der von der Digital Equipment Corporation hergestellte PDP8/E-Computer besonders gut geeignet.
Für grosse Anlagen kann der von der Honeywell Corporation hergestellte H4010 Datenprozessor verwendet werden. Jeder dieser Computer enthält seine eigene Eingabe/Ausgabe-Ausrüstung für die Übertragung von Befehlen und das Empfangen von Daten zwischen dem RCC und dem übrigen Teil der Anlage.
Die von der Fernablese-Steuerzentrale 10 ausgegebenen Befehle und dort eingehenden Daten werden vorzugsweise in einer Multiplex-Betriebsweise über eine Mehrzahl von Eingabe/Ausgabe-Serieübertragungsleitungen 12, welche zur Übertragung digitaler Signale geeignet sind, geleitet. Die meisten der Leitungen 12 führen zu Modulator/Demodulatoren-Kreisen 13, die im angelsächsischen Sprachgebrauch modulator/demodulator circuits und im folgenden auch kurz MO DEM genannt sind. Jeder MODEM ist über für Sprachsignal übertragung geeignete Leitungen 14, beispielsweise Telefonfernleitungen, mit einer Mehrzahl von Sektionssteuereinrichtungen 16 verbunden. Die Sektionssteuereinrichtung wird im angelsächsischen Sprachgebrauch section control unit genannt und im folgenden kurz als SCU bezeichnet.
Jede Sektionssteuereinrichtung 16 enthält einen gebräuchlichen MO DEM 15, der die zugeordnete Fernleitung 14 mit der inneren Logikschaltung der SCU verbindet. Die Übertragung der Daten zwischen den MODEM's wird vorzugsweise durch Frequenzumtastung (frequency shift keying, FSK) ausgeführt. Jeder der MODEM's ist vorzugsweise für den Sprachfrequenzbereich vorgesehen und enthält einen kommerziell erhältlichen Überträger/Empfänger. Typische Überträger und Empfänger der für die vorliegende Anlage gebräuchlichen Art sind die von der RFL Industries, Inc., Boonton, New Jersey, USA, hergestellten Modelle 68T, 2F bzw. 68R, 2F.
Einige der für digitale Signale geeigneten Eingabe/Ausgabe-Leitungen 12A des RCC sind direkt mit SCU's 16 verbunden. Diese SCU's sind in unmittelbarer Nachbarschaft des RCC angeordnet, so dass die Stärke der von dem RCC übertragenen Signale ausreichend und keine Verstärkung mittels eines MODEM's erforderlich ist.
In Fig. 1 ist der Einfachheit wegen nur ein MODEM gezeigt, der über die zugeordnete, für Sprachsignalübertragungen geeignete Fernleitung 14 mit mehreren SCU's verbunden ist.
Es versteht sich jedoch, dass auch alle anderen MODEM's über die zugeordneten Leitungen 14 ebenfalls und in der gleichen Weise mit SCU's verbunden sind.
Jede SCU ist mit einer Energieübertragungsleitung 18 verbunden, an die mindestens ein Messgerät-Terminal 20, im folgenden auch kurz MTU genannt, angeschlossen ist. Von dem RCC ausgehende Befehle oder Informationen werden von den SCU's als digitale Daten an die entsprechenden Energieübertragungsleitungen übertragen. Die digitalen Daten bestehen aus Impulsen mit RF-Energie und einer Impulsrepetitionsfrequenz von vorzugsweise 30 Hz. Die von den SCU's ausgehenden Befehle oder Informationen werden mit einer Frequenz f0 übertragen, was durch die nach unten gerichteten Pfeile neben jeder Energieübertragungsleitung 18 angezeigt ist. Die Bezeichnung f0 gibt die Impulsfrequenz der Bits der übertragenen Daten an. Wenn dies angestrebt wird, kann jede SCU aber auch Daten mit einer unterschiedlichen Frequenz übermitteln, was durch die Zeichen f0' und f0" angezeigt ist.
Jede Sektionssteuereinrichtung ist für sich allein adressierbar, vermag aber auch in den von der Fernablese/Steuerzentrale empfangenen Befehlen eine alle SCU's betreffende Sammeladresse zu erkennen. Auf diese Weise können alle SCU's, welche mit dem RCC verbunden sind, gleichzeitig adressiert werden. Jede SCU vermag ausserdem, einen im Befehl enthaltenen Funktionskode zu erkennen, der die auszuführende Handlung bestimmt. Ausserdem wird von jeder SCU die Parität der übertragenen Nachricht geprüft. Wenn ein SCU ihre Adresse erkennt und der Befehl die richtige Parität enthält, überträgt die SCU den Befehl auf die zugeordnete Energieübertragungsleitung 18. Dem Inhalt des Funktionskodes entsprechend stellt sich die SCU dann auf eine von zwei Betriebsweisen ein.
Wenn der Funktionskode angibt, dass keine Daten von einem oder mehreren der über die Energieübertragungsleitung mit der SCU verbundenen MTU's zu empfangen sind, schaltet die SCU zurück auf Bereitschaftsbetrieb. Wenn der Funktionskode dagegen angibt, dass von einer oder mehreren der zugeordneten MTU's Daten zu empfangen sind, schaltet die SCU auf eine zum Datenempfang geeignete Betriebsweise um und wartet auf den Empfang der Daten von den MTU's, um diese an das RCC weiterzuleiten.
Wenn die Fernablese/Steuerzentrale (RCC) über eine der für Sprachsignalübertragungen geeigneten Fernleitungen 14 einen Befehl aussendet, empfangen alle an diese Leitung angeschlossenen SCU's gleichzeitig diesen Befehl. Der Befehl wird aber nur von denjenigen SCU's, die in dem Befehl die ihnen zugeordnete Adresse erkennen, aufgenommen und über die entsprechenden Energieübertragungsleitungen 18 weitergeleitet.
Wie bereits oben erwähnt wurde, werden von jeder SCU über die zugeordnete Energieübertragungsleitung Informationen mit einer Frequenz f0 an eine Mehrzahl mit dieser Leitung verbundener Messgeräte-Terminals weitergeleitet. Als Antwort auf bestimmte Befehle erzeugen die MTU's Daten mit einer vorgegebenen Frequenz, die der Ablesung eines Versorgungsgutmessgeräts entsprechen.
Die Tabelle I zeigt typische, für die Übertragung auf einer Energieübertragungsleitung geeignete Trägerfrequenzen, die für die beschriebene Anlage verwendet werden können. Die erste mit Set Nr. bezeichnete Spalte der Tabelle gibt die willkürlich gewählte Nummer, welche jeder Frequenzgruppe in den einzelnen horizontalen Zeilen zugeordnet ist. Die in der zweiten, mit f0 bezeichneten Spalte angegebene Frequenz entspricht der Trägerfrequenz auf der Energieübertragungsleitung, welche den verschiedenen SCU's für die Übertragung von Nachrichten an die MTU's zugeordnet sind. Die in den weiteren mit f1 bis f8 bezeichneten Spalten eingetragenen Frequenzen entsprechen den Trägerfrequenzen auf der Energie übertragungsleitung, die jedem einzelnen Terminal aus einer Gruppe von acht MTU's zum Rücksenden von Daten an die übergeordnete SCU zugeordnet sind.
Die MTU's 20 längs jeder Energieübertragungsleitung 18 sind in Gruppen zusammengefasst, beispielsweise die Gruppe 1 bis Gruppe N, die in Fig. 1 ganz unten gezeigt sind. In der gleichen Weise können N Gruppen einen Satz von N Messgerät-Terminalgruppen enthalten. Jede MTU in einer Gruppe überträgt ihre Daten mit einer zugeordneten (Träger)-Frequenz. Beispielsweise ist für die Gruppe 1 gezeigt, dass die MTU 20' ihre Daten mit der Frequenz f1 und die MTU 20" ihre Daten mit der Frequenz f8 überträgt. Alle anderen in der Gruppe 1 nicht gezeigten MTU's übertragen ihre Daten mit den zugeordneten Frequenzen f2 bis f7. Vorzugsweise werden die Daten von den MTU's an die SCU's mit einer Geschwindigkeit von 30 Bit/sec übertragen, wobei die Datenimpulse den (Träger)-Frequenzen f1 bis f8 aufmoduliert werden.
Tabelle I
Trägerfrequenzen für die Energieübertragungsleitung Set f0 f1 f2 f3 f4 fs f6 f7 f8 Nr. Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz 1 31410 30 030 30 450 30 870 31290 31710 32 130 32 550 32 970 2 34 830 33 390 33 810 34 230 34 650 35 070 35 490 35 910 36 330 3 38 370 36 930 37 350 37 770 38 190 38 610 39 030 39 450 39 870 4 41 730 40 290 40 710 41 130 41 550 41 970 42 390 42 810 43 230 5 45 210 43 770 44 190 44 610 45 030 45 450 45 870 46 290 46 710 6 49 050 47 610 48 030 48 450 48 870 49 290 49 710 50 130 50 490
Im folgenden wird das Messgerät-Terminal (MTU) 20 beschrieben. Jede der MTU's ist am Versorgungsgutmessgerät angeordnet, beispielsweise in einem Haushalt, einem Geschäft, einer Fabrik usw.
Der hauptsächliche Zweck jeder MTU ist, eine die Übertragung ermöglichende Kopplungselektronik zwischen den SCU's 16 über die Energieübertragungsleitungen 18 zu den zugeordneten Versorgungsgutmessgeräten 22 und die mit den MTU's verbundenen elektrischen Verbraucher 24 herzustellen. Jede MTU spricht auf Informationen oder Befehle an, um Daten, welche der Messung eines Versorgungsgutmessgeräts entsprechen, wie beispielsweise dem Verbrauch von elektrischer Leistung, Wasser oder Gas, zu lesen und zu speichern oder vorgängig gespeicherte Daten über die der MTU zugeordnete SCU an das RCC weiterzuleiten. Jede MTU spricht auch auf Befehle an, um einen Verbraucher innerhalb einer Wohnung, wie beispielsweise Warmwassererhitzer, Luftkonditioniergeräte, Alarmlichter usw., zu überwachen.
Ein Befehlsfunktionskode gibt jeder MTU an, ob eine ein Messgerät betreffende Information auszulesen und zu speichern ist oder ob eine vorgängig gespeicherte Information über die Energieübertragungsleitung zu übertragen ist, oder ob ein Verbraucher zu überwachen ist. Der Funktionskode gibt auch.
an, ob ein bestimmtes Messgerät abzulesen oder ein bestimmter Verbraucher zu überwachen ist.
Die Messgerät-Terminals können einzeln oder in Gruppen oder in grossen, mehrere Gruppen aufweisenden Sätzen adressiert werden. Beispielsweise kann ein Satz alle längs einer Energieübertragungsleitung angeordneten MTU's umfassen.
Eine MTU wird gewöhnlich nur dann adressiert, wenn nur ein Wohnort untersucht werden soll, beispielsweise zur Überwachung eines Messgeräts. Für gebräuchliche Operationen zum Ablesen von Messgeräten werden jedoch im allgemeinen Gruppen von mindestens acht MTU's gleichzeitig adressiert.
In grossen Leistungsnetzen der Art, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, gibt es Situationen in denen es wünschenswert oder sogar notwendig ist, Verbraucher vom Netz rasch abzuschalten.
Eine derartige Situation kann während der vollen oder teilweisen Leistungserzeugung oder bei einem Ausfall der Übertra gung eintreten. In diesem Fall können grosse Sätze von MTU's oder, wenn dies erforderlich ist, alle MTU's in einer ganzen Anlage gleichzeitig adressiert werden, um die Verbraucher abzuschalten. Diese Art des Adressierens der MTU's kann auch verwendet werden, um die gemessenen Daten gleichzeitig abzulesen und in den MTU's für eine spätere Übertragung zu speichern.
In der MTU wird vorzugsweise eine mechanische, nicht löschbare Messdatenspeicher- und Kodiereinrichtung verwendet, welche eine Seriedatenauslesung ermöglicht, wie sie in der US-PS 3 846 789 (W. R. Germer et al.) und der entsprechenden CH-PS 597 306 beschrieben ist.
Die Informationen oder Befehle werden von der Fernablese/Steuerzentrale an die Sektionssteuereinrichtungen in einer Seriekette binärer, digitaler Daten übertragen, welche vorzugsweise gemäss dem Zehn-Bit-ASCII-Kode ausgebildet sind. Der ASCII-Kode ist der American National Standard Code for Information Interchange. In diesem Kode enthält jedes, mehrere Bits aufweisende Zeichen einen Startbit am Anfang des Zeichens, acht für die Information vorgesehene Bits und einen Stopbit am Ende des Zeichens. Jede Nachricht oder Befehl enthält normalerweise vier Zeichen zu je zehn Bits.
Das erste Zeichen ist die Adresse der SCU, das zweite und dritte Zeichen enthalten die Adresse der MTU und einen Funktionskode, der der SCU und der MTU mitteilt, was zu tun ist, und das vierte Zeichen ist ein Paritätsprüfzeichen, für das irgendeiner aus einer Vielzahl gut bekannter Paritätsprüfkodes verwendet werden kann
Vorzugsweise wird praktisch die gleiche Datenform verwendet, wenn eine Information von der Sektionssteuereinrichtung an das Messgerät-Terminal übertragen wird, mit dem Unterschied, dass kein Zeichen einen Start- oder Stopbit enthält und nur am Anfang der Information oder des Befehls ein einziger Startkode eingeschoben wird. Weiter wird die Adresse der SCU nicht an die MTU weitergeleitet, sondern in der SCU in der gleichen Form, in der sie von dem RCC empfangen wird, zurückgewonnen.
Ausserdem wird auch der Paritätskode von der SCU zurückgewonnen, weil ein Teil der zurückgewonnenen Adresse verändert sein kann, in welchem Falle die Rückgewinnung eines korrekten Paritätszeichens erforderlich ist.
Das Messgerät-Terminal antwortet auf einen empfangenen Befehl, indem es eine von drei unterschiedlichen Funktionen ausführt. Dazu gehören: a) Lesen und Speichern, b) Ausführen einer Überwachungsaktion, c) Übertragen einer Messgeräteablesung.
Wenn der Befehl das Ablesen eines Messgeräts betrifft, überträgt die MTU ein beispielsweise aus drei Bits bestehendes Startsignal, einen Identifizierkode, der sechs Bits enthalten kann und danach fünf von der Kodiereinrichtung des Messgeräts erzeugte, aus je sechs Bits bestehende Zeichen, welche der Skalenablesung des Messgeräts entsprechen, und schliesslich einen sechs Bits enthaltenden Paritätskode zurück an die SCU..
Es war eines der Ziele der vorliegenden Erfindung, dass bis zu acht MTU's gleichzeitig adressiert und angefragt werden können, um die entsprechenden Daten der zugeordneten Messgeräte an die SCU zu übertragen. Wenn dies ausgeführt wird, übertragen alle acht MTU's die Daten des ihnen zugeordneten Messgeräts gleichzeitig über die Energieübertragungsleitung zur zugehörigen SCU, wobei jede MTU ihre Daten mit der ihr zugeordneten Frequenz, die eine der Frequenzen f1 bis f8 ist, überträgt. Jede SCU enthält acht Empfänger- und Verstärkerkreise mit kleiner Bandbreite, welche die Frequenzen der Informationen von jeder der acht MTU's diskriminieren. Das ermöglicht, wenn acht unterschiedliche Informationen auf die Energieübertragungsleitung gegeben werden, dass die SCU diese acht Informationen gleichzeitig empfangen und speichern kann.
Die von den acht MTU's kommenden und gleichzeitig von der SCU empfangenen Daten werden dann vorzugsweise in der SCU für die Übertragung an das RCC in den Zehn-Bit ASCII-Kode umgeformt, indem, wie bereits beschrieben, jedes Zeichen ein Startbit und ein Stopbit enthält. Die Datenbits von den acht MTU's werden dann vorzugsweise derart ineinander verschachtelt, dass das erste Bit jeder von einer der acht MTU's empfangenen Dateninformationen zur Bildung des ersten Zeichens des zur Übertragung von der SCU an das RCC verwendeten ASCII-Kodes verwendet wird, die zweiten Bits der MTU-Informationsdaten die (zwischen dem Start- und dem Stopbit liegenden) acht Bits des zweiten Zeichens bilden usw. Diese ineinander verschachtelte Datenform wird vorgezogen, um den Wirkungsgrad bei der Übertragung der Daten von der SCU zurück an das RCC zu verbessern.
Im RCC werden dann die ineinander verschachtelten Datenbits wieder dekodiert, um die Daten der einzelnen MTU's zu rekonstruieren und zu rekombinieren. Die ineinander verschachtelte Form ist ein brauchbares Mittel, um die dem RCC zugeleiteten Messgerätedaten den verschiedenen MTU's in den acht MTU-Gruppen korrekt zuzuordnen und zu identifizieren.
In Fig. 2 sind Einzelheiten einer derin Fig. 1 gezeigten Sektionssteuereinrichtungen (SCU) 16 dargestellt. Jede Einrichtung enthält einen Modulator/Demodulator (MODEM) 15 und einen Datenüberträger/Empfänger 40, um Daten durch den MODEM 15 und über die für Sprachsignalübertragungen geeignete Fernleitung 14 zum RCC und zurück zu übertragen.
Wenn von der Fernablese/Steuerzentrale kommende Nachrichten empfangen werden, werden diejenigen Nachrichten, welche die Form von Datenbefehlen aufweisen, vom Überträger/Empfänger 40 über eine Leitung 62 an ein für empfangene Daten vorgesehenes Speicherregister 60 weitergeleitet. Das Speicherregister 60 für empfangene Daten ist grundsätzlich ein LSI (large scale integrated)-Speicher, in dem eine vollständige, aus 32 Bits bestehende Nachricht (vier Zeichen mit je acht Bits) in wählbaren, den Zeichen zugeordneten Speicherzellen gespeichert werden kann. Diese den Zeichen zugeordneten Speicherzellen können durch Adressignale ausgewählt werden.
Dadurch ist es möglich, die einzelnen Zeichen der Befehlsnachricht vom RCC in getrennten, den Zeichen zugeordneten Speicherzellen innerhalb des Speicherregisters 60 zu speichern.
Nachdem das für die empfangenen Daten vorgesehene Speicherregister die Daten einer vollständigen Befehlsnachricht erhalten hat, bewirkt die zugeordnete Auslesesteuerung 74, dass die Daten aus dem Speicherregister 60 über eine Leitung 96 in ein als Parallel/Seriewandler verwendetes Register 92 eingelesen werden.
Die Lesesteuereinrichtung 74 bewirkt dann, dass die ersten Zeichen der im Register 60 gespeicherten Daten der Befehlsnachricht, das sind Adresszeichen, vom Speicherregister 60 über die Leitung 122 an die Adressvergleichstorschaltungen 118 und 120 weitergeleitet und dort verglichen werden. Dabei stellt die Torschaltung 118 fest, ob nur die einzelne SCU adressiert ist, und die Torschaltung 120, ob alle SCU's (einschliesslich dieser einen) adressiert sind. Die Adressvergleichstorschaltung 118 enthält Speichereinrichtungen für die individuelle Adresse der zugeordneten SCU. Diese gespeicherte Adresse kann geändert und damit der Vorrichtung verschiedene Adressen zugeordnet werden.
Beim Nichtzustandekommen eines gültigen Adressenvergleichs wird sowohl von der Adressvergleichstorschaltung 118 als auch von der Adressvergleichstorschaltung 120 ein Adressfehlersignal erzeugt, das an ein UND-Tor 130 geleitet wird, das beim Eintreten von zwei Adressfehlersignalen ein Ausgangssignal erzeugt, welches anzeigt, dass die SCU nicht gültig adressiert wurde und die gesamte SCU zurückschaltet, wobei die laufende Operation gelöscht und wonach die SCU zum Empfang neuer Signale bereit ist.
Das dritte Zeichen jedes Befehls von der Fernablese/Steuerzentrale bezeichnet die auszuführende MTU-Funktion. Die von der Lesesteuerung 74 aus diesem Zeichen gewonnene Information wird über die Leitung 138 an die Torschaltung 142 für die MTU-Antwortfunktion geleitet, welche diese Information mit im Inneren gespeicherten Funktionsdaten vergleicht und bestimmt, ob wegen des Befehls eine Antwort von der MTU erwartet wird oder nicht. Dadurch wird bestimmt, ob die SCU in Bereitschaftstellung zum Empfang von Daten von der MTU verbleibt. Wenn eine Antwort erwartet wird, erscheint auf der Ausgangsleitung 144 der Torschaltung 142 ein entsprechendes Ausgangssignal, das über eine gemeinsame Verbindung 332 bewirkt, dass bis zu acht voneinander getrennte Datenempfänger 338 eingeschaltet werden.
Diese Empfänger sind zum Empfang von Daten geschaltet, die von den MTU's über die Energieübertragungsleitung zurückübertragen werden.
Die Lesesteuerung 74 steuert über eine Leitung 164 die Arbeitsweise eines Paritätsprüfkreises 166 und über eine Leitung 94 das seriemässige Auslesen von Daten aus dem Register 92 und Weiterleiten dieser Daten über die Leitung 188 zum Paritätsprüfkreis 166. Der Paritätsprüfkreis prüft dann die Parität der vom RCC empfangenen Befehlsdatennachricht und bewirkt, wenn die Parität bestätigt ist, das Einschalten eines Leitungsübertragers 290. Der Leitungsübertrager 290 empfängt die zu übertragenden Daten vom Register 92 über die Verbindungsleitung 180 und den Paritätsprüfkreis 166 und die Verbindungsleitung 288. Bei einer bevorzugten Betriebsweise moduliert der Leitungsübertrager 290 das Ausgangssignal eines Hochfrequenzoszillators 253, der eine Frequenz f0 erzeugt.
Der Datenausgang wird vom Übertrager 290 über einen Leitungskoppler 292 auf die Energieübertragungsleitung 18 übertragen. Der Leitungskoppler 292 wird auch verwendet, um von den Messgeräte-Terminals kommende und für die Datenempfänger 338 vorgesehene Nachrichten zu empfangen.
Das erste Zeichen der von der SCU an die MTU zurück übertragenen Befehlsnachricht ist eine regenerierte feste Adresse, mit der die SCU für die MTU identifiziert wird.
Diese Arbeitsweise wird durch eine feste Adresseneinheit 306 ausgeführt, welche über eine Leitung 98 mit dem Leitungs- übertrager 290 verbunden ist.
Wenn die Messgeräte-Terminals adressiert sind und abgelesene Daten angefordert werden, antworten sie mit vom Messgerät abgelesenen Daten. Zu diesem Zweck können gleichzeitig bis zu acht MTU's adressiert werden und diese Antworten praktisch auch gleichzeitig, wofür unterschiedliche Trägerfrequenzen f1 bis f8 verwendet werden, welche über die Leitungen 18 empfangen und über die Leitungskoppler 292 an die Empfänger 338 übertragen werden. Weil die von den verschiedenen MTU's übertragenen Daten mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen f1 bis f8 übertragen werden, sind die für einen bestimmten Empfänger 338 vorgesehenen Daten durch Frequenzdiskriminierung an den einzelnen Empfängern leicht zu unterscheiden. Wegen der unterschiedlichen Abstände der einzelnen MTU's von der übergeordneten SCU können die Antworten von den einzelnen MTU's mit unterschiedlicher zeitlicher Verzögerung eintreffen.
Die Empfänger in der SCU sind darauf eingerichtet, dass sie sich an diesen Unterschied im zeitlichen Eintreffen anpassen. Nach dem Empfang und der Speicherung der Daten in den einzelnen Empfängern 338 wer den diese durch einzelne Verbindungsleitungen 554 von jedem der Empfänger 338 an den Übertrager/Empfänger 40 weitergeleitet, wo die Daten in Zeichen des ASCII-Kodes mit je acht
Bits verschachtelt werden, wie bereits weiter oben beschrieben wurde. Auf diese Weise werden die ersten binären Bits jeder Datenmeldung von jedem der acht Empfänger kombiniert, um die acht Bits des ersten ASCII-Zeichens zu bilden. Die zweiten binären Bits bilden das zweite ASCII-Zeichen usw. Die Daten werden dann vom Übertrager/Empfänger 40 über den MO DEM 15 an das RCC zurückübertragen.
Auf diese Art übertragene verschachtelte Daten können vom RCC einfach verarbeitet werden, weil die regulär verschachtelte Anordnung der Daten ein einfaches Dekodieren und Lesen der dekodierten Daten ermöglicht.
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm, welches weitere Einzelheiten des Messgerät-Terminals MTU 20 der Fig. 1 zeigt. Wie in der oberen linken Ecke der Fig. 3 gezeigt ist, enthält das Terminal auch einen Leitungskoppler 600 für die Energieübertragungsleitung, der Niederfrequenzdämpfungsglieder enthält.
Dieser Koppler ist über eine Leitung 604 mit einem Nachrichtenempfangsregister 656 verbunden, das von der SCU ausgesandte Nachrichten empfängt und speichert. Dieses Register enthält auch Mittel, um zu erkennen, ob tatsächlich die vorliegende MTU adressiert wurde. Wenn eine empfangene Befehlsnachricht als eine für diese MTU vorgesehene Nachricht erkannt ist, wird der Befehl von einer Funktionskodetorschaltung 796, welche die vom Funktionsteil des Befehls indentifizierte Funktion erkennt, ausgeführt. Wenn die befohlene Funktion die Überwachung eines Lastschalters betrifft, wird der Befehlskode über eine Verbindungsleitung 874 zu einer die betreffende Last bestimmende Dekodereinheit 872 weitergeleitet.
Der Dekoder 872 dekodiert dann den Befehl, um den definierten Lastschalter, beispielsweise den Schalter 894 oder 895 und damit den Strom von der Energieübertragungsleitung 18 an die Last 896 bzw. 896A zu überwachen.
Wenn anderseits die im Befehl enthaltene Funktion das Ablesen eines oder mehrerer der mit dem Messgeräte-Terminal verbundenen Versorgungsgutmessgeräte betrifft, wird der Befehl über die Leitung 870 an den Messgeräteauswahldekoder 964 weitergeleitet. Der Dekoder 964 bestimmt dann diejenige Messgerätekodiereinrichtung 920, 916 oder 916A, welche die Anzeige des zugeordneten Messgeräts 22 in den ebenfalls zugeordneten Messgerätdatenspeicher 1084, 1058 oder 1058A einlesen soll. Die eingespeicherten Messwertdaten werden dann so lange in dem Speicher zurückgehalten, bis das Auslesen und die Übertragung der Daten befohlen wird.
Wenn die Befehlsnachricht das Auslesen der in einem Speicher gespeicherten Messdaten befiehlt, wird diese Funktion von der Funktionskodetorschaltung 796 festgestellt und zu einem Übertragungsdekoder 922 geleitet, der dann über eine Leitung 1004 den Multiplexschalter 1162, die Zeitsteuertorschaltung 736 und den Übertrager 1174 erregt. Auf diesem Leitungsweg können dann die ausgelesenen Messwertdaten zum Leitungskoppler 600 und auf die Energieübertragungsleitung 18 und zurück zur Sektionssteuereinrichtung SCU übertragen werden. Dazu wählt der Multiplexschalter 1162 denjenigen Speicher 1084, 1058 oder 1058A aus, der aufgrund des Funktionskodes auszulesen ist.
Der Übertrager wird durch das Einschalten einer von einem Oszillator 640 gelieferten Trägerfrequenz f1 in Betrieb genommen. Wie bereits weiter oben erläutert wurde, werden vorzugsweise acht unterschiedliche Frequenzen für die Übertragung von den Messgeräte-Terminals zur Sektionssteuereinrichtung verwendet, weshalb gleichzeitig acht unterschiedliche Messgeräte-Terminals über die gleiche Energieübertragungsleitung an eine einzige Sektionssteuereinrichtung SCU antworten können. Die Trägerfrequenz des Übertragers wird durch die Frequenz des Oszillators 640 bestimmt.
Um die Übersichtlichkeit der vorliegenden Beschreibung und der dazugehörenden Figuren zu erleichtern, wurden viele Einzelheiten der Stromkreise weggelassen, insbesondere solche, welche für die Folgesteuerung und Schaltfunktionen der verschiedenen beschriebenen und gezeigten Stromkreise erforderlich sind. Dabei versteht sich, dass diese Funktionen durch handelsübliche, für die Datenverarbeitung und für Computer verwendete Bauelemente ausgeführt werden, einschliesslich UND-Tore, ODER-Tore, Inverter, Zähler, Flipflops, monostabile Multivibratoren, Register, Kodier- und Dekodiermatrizen, Vergleichseinrichtungen, Zeitverzögerungseinheiten, Verzögerungsleitungen, Informationsspeicher und Speichereinheiten.
All das sind bekannte, standardisierte Bauteile oder Schaltkreise, welche mit bekannten Bauelementen, wie beispielsweise Transistoren, oder anderen aktiven oder passiven Elementen, wie beispielsweise magnetischen Bauteilen, sättigbaren Kernen usw. aufgebaut werden können. Es versteht sich auch, dass, wo notwendig, geeignete Verriegelungskreise verwendet werden können, dass Pufferstufen und andere ähnliche Stromkreise verwendet werden können, um die Rückkopplung von Signalen oder unerwünschte Signalwege zu vermeiden, welche bewirken könnten, dass andere-Stromkreise unbeabsichtigt und ohne Übereinstimmung mit der beschriebenen Logik antworten. Solche Pufferstufen und Verriegelungskreise sind in den Figuren nicht gezeigt und auch nicht beschrieben und wegen der Klarheit und Kürze der Darstellung einfacherweise weggelassen worden. Ihre richtige Verwendung ist jedem Fachmann geläufig.
Für allgemeine Referenzen bezüglich der Komponenten, Bauelemente, Schaltkreise und des Geräteaufbaus, welche in dieser Beschreibung erwähnt wurden oder in dem Bereich der Technik, zu dem die vorliegende Erfindung gehört, gebräuchlich sind, wird auf irgendeine der vielen Publikationen über Computerkomponenten und -stromkreise verwiesen, beispielsweise auf: Principles of Transistor Circuits (1953) und Transistor Circuit Engineering (1957), beide herausgegeben von R. F. Shea, publiziert von John Wiley & Sons, Inc. (N. Y.) und Chapman and Hall, Ltd., London; Arithmetic Operations in Digital Computers (1955) und Digital Computer Components and Circuits (1957), beide von R. K. Richards, publiziert von D. Van Nostrand & Co., das Computer Handbook , herausgegeben von H. D. Huskey und G. A. Korn, McGraw Hill Book Co., 1962, und die in diesen Publikationen angegebene Literatur.
The present invention relates to a system for the automatic remote reading of supply goods measuring devices and for the remote control of consumers by means of a power transmission line, containing a remote reading control center for sending out commands, each of which has at least one address part and a function code part, and for receiving measured data, and at least one Section control device, which connects the remote reading control center with this line for the transmission of the commands and data on an energy transmission line, which system is preferably used for reading the consumption measurement on the property of the supply consumer.
The system according to the invention is characterized by a plurality of simultaneously addressable measuring device terminals used as response devices, which are connected to the power transmission line and respond to commands coming from the section control device, with each terminal being a supply goods measuring device, a coding device for generating data signals that correspond to one of The measured value read from the measuring device corresponds to, and contains a memory for storing these data signals and all terminals can be addressed simultaneously and in groups, with all terminals of an addressed group simultaneously generating data signals corresponding to the measured value read from the assigned measuring device and storing them for later transmission to the reading control center .
The system according to the invention corresponds to the general requirements of utility companies and enables an improved, more economical process of storing the data from supply goods measuring devices as well as an improvement in the performance of devices, as described, for example, in CH-PS 579 306 (corresponding to US patent 3 846 789) are described, and also enables the monitoring of consumption devices at the residence or in the business of a user. The system according to the invention is very adaptable and enables the utility to read all measuring devices in a large area and, for example, in a city at freely selectable time intervals, for example during the daily consumption peaks.
This has the advantage that the supply company has the opportunity to induce the consumer to improve his load factor and thus improve the load factor of the entire system.
The term supply includes, among other things, electricity, gas, water and, for example, fuel oil used for heating, which goods are supplied to the user by a public or semi-public company and whose use is measured at the user and / or at a remote location.
A preferred embodiment of the system according to the invention is provided for remote reading of the measurements from supply goods measuring devices and for monitoring the load at the place of residence of the consumer, the functions mentioned being carried out via a network of energy transmission lines which supply the consumer with electrical power.
The invention is described below with the aid of the figures using an exemplary embodiment. Show it:
1 is a block diagram with the most important facilities and devices of a preferred embodiment of the new system,
2 shows the circuit diagram with the circuits of a section control device (SCU) of the system shown in FIG. 1 and
3 shows the circuit diagram of a measuring device terminal (MTU) of the system shown in FIG.
The system shown in Fig. 1 is monitored by a remote reading control center 10, which in Anglo-Saxon usage is called reading control center and is referred to below as RCC. The RCC contains a general purpose data processor or digital computer that has sufficient memory capacity to store all of the data required for the operation of the system. The RCC is programmed to transmit information or commands through the entire system and to collect data from the system, as will be described below. Digital computers suitable for the use described are commercially available. The PDP8 / E computer manufactured by Digital Equipment Corporation is particularly suitable for a relatively small system.
For large systems, the H4010 data processor manufactured by Honeywell Corporation can be used. Each of these computers contains its own input / output equipment for transmitting commands and receiving data between the RCC and the rest of the plant.
The commands issued by the remote reading control center 10 and the data received there are preferably routed in a multiplex mode of operation via a plurality of input / output serial transmission lines 12 which are suitable for the transmission of digital signals. Most of the lines 12 lead to modulator / demodulator circuits 13, which are called modulator / demodulator circuits in Anglo-Saxon parlance and are also called MO DEM for short below. Each MODEM is connected to a plurality of section control devices 16 via lines 14 suitable for voice signal transmission, for example long-distance telephone lines. The section control device is called a section control unit in Anglo-Saxon usage and is referred to below as SCU for short.
Each section control device 16 contains a conventional MO DEM 15 which connects the associated trunk line 14 to the internal logic circuit of the SCU. The transmission of the data between the MODEMs is preferably carried out by frequency shift keying (FSK). Each of the MODEMs is preferably intended for the voice frequency range and contains a commercially available transmitter / receiver. Typical transmitters and receivers of the type commonly used for the present system are the 68T, 2F and 68R, 2F models manufactured by RFL Industries, Inc., Boonton, New Jersey, USA.
Some of the input / output lines 12A of the RCC which are suitable for digital signals are connected directly to SCUs 16. These SCUs are arranged in the immediate vicinity of the RCC, so that the strength of the signals transmitted by the RCC is sufficient and no amplification by means of a MODEM is required.
For the sake of simplicity, only one MODEM is shown in FIG. 1, which is connected to a plurality of SCUs via the assigned trunk line 14 suitable for voice signal transmissions.
It goes without saying, however, that all other MODEMs are also connected to SCUs via the assigned lines 14 and in the same way.
Each SCU is connected to a power transmission line 18 to which at least one measuring device terminal 20, also referred to below as MTU for short, is connected. Commands or information emanating from the RCC are transmitted by the SCUs as digital data to the corresponding energy transmission lines. The digital data consists of pulses with RF energy and a pulse repetition frequency of preferably 30 Hz. The commands or information emanating from the SCUs are transmitted at a frequency f0, which is indicated by the downward arrows next to each energy transmission line 18. The designation f0 indicates the pulse frequency of the bits of the transmitted data. If this is desired, however, each SCU can also transmit data at a different frequency, which is indicated by the characters f0 'and f0 ".
Each section control device can be addressed individually, but is also able to recognize a collective address relating to all SCUs in the commands received from the remote reading / control center. In this way, all SCUs that are connected to the RCC can be addressed simultaneously. Each SCU is also able to recognize a function code contained in the command, which determines the action to be carried out. In addition, the parity of the transmitted message is checked by each SCU. If an SCU recognizes its address and the command contains the correct parity, the SCU transmits the command to the associated energy transmission line 18. According to the content of the function code, the SCU then sets itself to one of two modes of operation.
If the function code indicates that no data can be received from one or more of the MTUs connected to the SCU via the power transmission line, the SCU switches back to standby mode. If, on the other hand, the function code indicates that data is to be received from one or more of the assigned MTUs, the SCU switches to an operating mode suitable for data reception and waits for the data to be received from the MTUs in order to forward them to the RCC.
When the remote reading / control center (RCC) sends a command over one of the trunk lines 14 suitable for voice signal transmission, all SCUs connected to this line receive this command simultaneously. However, the command is only received by those SCUs which recognize the address assigned to them in the command and forwarded via the corresponding energy transmission lines 18.
As already mentioned above, information with a frequency f0 is forwarded from each SCU via the assigned power transmission line to a plurality of measuring device terminals connected to this line. In response to certain commands, the MTUs generate data at a specified frequency that corresponds to the reading of a supply material meter.
Table I shows typical carrier frequencies suitable for transmission on a power transmission line which can be used for the system described. The first column of the table labeled Set No. gives the randomly selected number which is assigned to each frequency group in the individual horizontal lines. The frequency indicated in the second column labeled f0 corresponds to the carrier frequency on the energy transmission line which is assigned to the various SCUs for the transmission of messages to the MTUs. The frequencies entered in the other columns labeled f1 to f8 correspond to the carrier frequencies on the power transmission line that are assigned to each individual terminal from a group of eight MTUs for sending data back to the higher-level SCU.
The MTU's 20 along each power transmission line 18 are combined into groups, for example group 1 to group N, which are shown at the bottom in FIG. 1. In the same way, N groups can contain a set of N meter terminal groups. Each MTU in a group transmits its data with an assigned (carrier) frequency. For example, it is shown for group 1 that MTU 20 'transmits its data at frequency f1 and MTU 20 "transmits its data at frequency f8. All other MTUs not shown in group 1 transmit their data at the assigned frequencies f2 to f7. The data are preferably transmitted from the MTUs to the SCUs at a speed of 30 bits / sec, the data pulses being modulated onto the (carrier) frequencies f1 to f8.
Table I.
Carrier frequencies for the power transmission line Set f0 f1 f2 f3 f4 fs f6 f7 f8 No. Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz 1 31410 30 030 30 450 30 870 31290 31710 32 130 32 550 32 970 2 34 830 33 390 33 810 34 230 34 650 35 070 35 490 35 910 36 330 3 38 370 36 930 37 350 37 770 38 190 38 610 39 030 39 450 39 870 4 41 730 40 290 40 710 41 130 41 550 41 970 42 390 42 810 43 230 5 45 210 43 770 44 190 44 610 45 030 45 450 45 870 46 290 46 710 6 49 050 47 610 48 030 48 450 48 870 49 290 49 710 50 130 50 490
The measuring device terminal (MTU) 20 is described below. Each of the MTUs is located on the supply measurement device, for example in a household, a shop, a factory, etc.
The main purpose of each MTU is to produce coupling electronics that enable transmission between the SCUs 16 via the energy transmission lines 18 to the associated supply goods measuring devices 22 and the electrical loads 24 connected to the MTUs. Each MTU responds to information or commands to read and save data that correspond to the measurement of a supply goods measuring device, such as the consumption of electrical power, water or gas, or to forward previously saved data to the RCC via the SCU assigned to the MTU . Each MTU also responds to commands to monitor a consumer within an apartment, such as hot water heaters, air conditioning units, alarm lights, etc.
A command function code indicates to each MTU whether information pertaining to a measuring device is to be read out and stored, or whether previously stored information is to be transmitted via the power transmission line, or whether a consumer is to be monitored. The function code is also there.
whether a certain measuring device is to be read or a certain consumer is to be monitored.
The measuring device terminals can be addressed individually or in groups or in large sets comprising several groups. For example, a set can include all MTUs arranged along a power transmission line.
An MTU is usually only addressed if only one place of residence is to be examined, for example to monitor a measuring device. For common operations for reading measurement devices, however, groups of at least eight MTUs are generally addressed simultaneously.
In large power networks of the type shown in FIG. 1, there are situations in which it is desirable or even necessary to quickly disconnect consumers from the network.
Such a situation can occur during full or partial power generation or in the event of a transmission failure. In this case, large sets of MTUs or, if necessary, all MTUs in an entire system can be addressed simultaneously in order to switch off the loads. This type of addressing of the MTUs can also be used to read the measured data at the same time and to save them in the MTUs for later transmission.
In the MTU, a mechanical, non-erasable measurement data storage and coding device is preferably used, which enables serial data read-out, as described in US Pat. No. 3,846,789 (W. R. Germer et al.) And the corresponding Swiss Pat. No. 597,306.
The information or commands are transmitted from the remote reading / control center to the section control devices in a series chain of binary, digital data, which are preferably designed in accordance with the ten-bit ASCII code. The ASCII code is the American National Standard Code for Information Interchange. In this code, each multi-bit character contains a start bit at the beginning of the character, eight bits intended for information and a stop bit at the end of the character. Each message or command usually contains four characters of ten bits each.
The first character is the address of the SCU, the second and third characters contain the address of the MTU and a function code telling the SCU and MTU what to do, and the fourth character is a parity check character for any of a variety well known parity check codes can be used
Preferably, practically the same data form is used when information is transmitted from the section control device to the measuring device terminal, with the difference that no character contains a start or stop bit and a single start code is only inserted at the beginning of the information or command. Furthermore, the address of the SCU is not forwarded to the MTU, but is retrieved in the SCU in the same form in which it is received by the RCC.
In addition, the parity code is also recovered by the SCU because part of the recovered address may be changed, in which case the recovery of a correct parity character is required.
The meter terminal responds to a received command by performing one of three different functions. These include: a) reading and saving, b) performing a monitoring action, c) transmitting a meter reading.
If the command concerns the reading of a measuring device, the MTU transmits a start signal consisting, for example, of three bits, an identification code which can contain six bits and then five characters, each consisting of six bits, which are generated by the coding device of the measuring device and which indicate the scale reading of the measuring device and finally a parity code containing six bits back to the SCU ..
It was one of the aims of the present invention that up to eight MTUs can be addressed and queried simultaneously in order to transmit the corresponding data from the assigned measuring devices to the SCU. When this is carried out, all eight MTUs transmit the data of the measuring device assigned to them simultaneously via the energy transmission line to the associated SCU, each MTU transmitting its data at its assigned frequency, which is one of the frequencies f1 to f8. Each SCU contains eight small bandwidth receiver and amplifier circuits that discriminate the frequencies of the information from each of the eight MTUs. If eight different pieces of information are given on the energy transmission line, this enables the SCU to receive and store these eight pieces of information at the same time.
The data coming from the eight MTUs and simultaneously received by the SCU are then preferably converted into the ten-bit ASCII code in the SCU for transmission to the RCC by, as already described, each character containing a start bit and a stop bit. The data bits from the eight MTUs are then preferably interleaved such that the first bit of each data information received from one of the eight MTUs is used to form the first character of the ASCII code used for transmission from the SCU to the RCC, the second bits of the MTU information data which form eight bits of the second character (between the start and stop bits), etc. This interleaved data form is preferred in order to improve the efficiency of the transmission of data from the SCU back to the RCC.
The interleaved data bits are then decoded again in the RCC in order to reconstruct and recombine the data of the individual MTUs. The nested form is a useful means of correctly assigning and identifying the measuring device data sent to the RCC to the various MTUs in the eight MTU groups.
Referring to Figure 2, details of one of the Section Control Units (SCU) 16 shown in Figure 1 are shown. Each facility includes a modulator / demodulator (MODEM) 15 and a data transmitter / receiver 40 for transmitting data through the MODEM 15 and over trunk 14 to the RCC and back over the voice transmission line 14.
When messages coming from the remote reading / control center are received, those messages which have the form of data commands are forwarded by the transmitter / receiver 40 via a line 62 to a storage register 60 provided for received data. The memory register 60 for received data is basically a LSI (large scale integrated) memory in which a complete message consisting of 32 bits (four characters with eight bits each) can be stored in selectable memory cells assigned to the characters. These memory cells assigned to the characters can be selected by address signals.
This makes it possible to store the individual characters of the command message from the RCC in separate memory cells assigned to the characters within the memory register 60.
After the memory register provided for the received data has received the data of a complete command message, the assigned read-out control 74 causes the data to be read from the memory register 60 via a line 96 into a register 92 used as a parallel / series converter.
The read control device 74 then causes the first characters of the data of the command message stored in the register 60, that is, address characters, to be forwarded from the memory register 60 via the line 122 to the address comparison gate circuits 118 and 120 and compared there. The gate circuit 118 determines whether only the individual SCU is addressed, and the gate circuit 120 determines whether all SCUs (including this one) are addressed. The address comparison gate circuit 118 contains storage devices for the individual address of the associated SCU. This stored address can be changed and thus different addresses can be assigned to the device.
If a valid address comparison is not achieved, both the address comparison gate circuit 118 and the address comparison gate circuit 120 generate an address error signal which is passed to an AND gate 130 which, when two address error signals occur, generates an output signal which indicates that the SCU is not addressing validly and the entire SCU switches back, clearing the current operation and after which the SCU is ready to receive new signals.
The third character of each remote reading / control center command indicates the MTU function to be performed. The information obtained from this character by the read control 74 is passed via the line 138 to the gate circuit 142 for the MTU response function, which compares this information with function data stored internally and determines whether a response is expected from the MTU due to the command or Not. This determines whether the SCU remains standing by to receive data from the MTU. If a response is expected, a corresponding output signal appears on the output line 144 of the gate circuit 142 which, via a common connection 332, causes up to eight data receivers 338 that are separate from one another to be switched on.
These receivers are connected to receive data that are transmitted back from the MTUs over the power transmission line.
The read controller 74 controls the operation of a parity checking circuit 166 via a line 164 and the serial reading of data from the register 92 via a line 94 and forwarding this data via the line 188 to the parity checking circuit 166. The parity checking circuit then checks the parity of the command data message received from the RCC and causes a line transmitter 290 to be switched on when the parity is confirmed. The line transmitter 290 receives the data to be transmitted from the register 92 via the connection line 180 and the parity check circuit 166 and the connection line 288. In a preferred mode of operation, the line transmitter 290 modulates the output signal of a High frequency oscillator 253 which generates a frequency f0.
The data output is transmitted from the transmitter 290 via a line coupler 292 to the energy transmission line 18. Line coupler 292 is also used to receive messages coming from the meter terminals and intended for data receivers 338.
The first character of the command message transmitted back from the SCU to the MTU is a regenerated fixed address with which the SCU is identified for the MTU.
This mode of operation is carried out by a fixed address unit 306 which is connected to the line transmitter 290 via a line 98.
When the meter terminals are addressed and read data is requested, they respond with data read from the meter. For this purpose, up to eight MTUs can be addressed simultaneously and these responses practically simultaneously, for which different carrier frequencies f1 to f8 are used, which are received via the lines 18 and transmitted to the receivers 338 via the line couplers 292. Because the data transmitted by the various MTUs are transmitted with different carrier frequencies f1 to f8, the data intended for a specific receiver 338 can be easily distinguished by frequency discrimination at the individual receivers. Because of the different distances between the individual MTUs and the higher-level SCU, the replies from the individual MTUs can arrive with different time delays.
The recipients in the SCU are set up to adapt to this difference in time of arrival. After the reception and storage of the data in the individual receivers 338 who these forwarded by individual connecting lines 554 from each of the receivers 338 to the transmitter / receiver 40, where the data in characters of the ASCII code with eight
Bits are interleaved as described above. In this way, the first binary bits of each data message are combined by each of the eight receivers to form the eight bits of the first ASCII character. The second binary bits form the second ASCII character, etc. The data is then transmitted back from the transmitter / receiver 40 via the MO DEM 15 to the RCC.
Interleaved data transmitted in this way can easily be processed by the RCC, because the regular interleaved arrangement of the data enables easy decoding and reading of the decoded data.
FIG. 3 shows a block diagram which shows further details of the measuring device terminal MTU 20 of FIG. As shown in the upper left corner of Figure 3, the terminal also includes a line coupler 600 for the power transmission line which includes low frequency attenuators.
This coupler is connected via a line 604 to a message reception register 656, which receives and stores messages sent by the SCU. This register also contains means for recognizing whether the present MTU has actually been addressed. If a received command message is recognized as a message intended for this MTU, the command is executed by a function code gate circuit 796 which recognizes the function identified by the function part of the command. If the commanded function relates to the monitoring of a load switch, the command code is forwarded via a connecting line 874 to a decoder unit 872 which determines the load in question.
The decoder 872 then decodes the command in order to monitor the defined load switch, for example the switch 894 or 895, and thus the current from the power transmission line 18 to the load 896 or 896A.
If, on the other hand, the function contained in the command relates to reading one or more of the supply goods measuring devices connected to the measuring device terminal, the command is forwarded to the measuring device selection decoder 964 via the line 870. The decoder 964 then determines that measuring device coding device 920, 916 or 916A which is to read the display of the assigned measuring device 22 into the likewise assigned measuring device data memory 1084, 1058 or 1058A. The stored measured value data are then retained in the memory until the reading out and transmission of the data is commanded.
If the command message commands the reading out of the measurement data stored in a memory, this function is detected by the function code gate circuit 796 and passed to a transmission decoder 922, which then activates the multiplex switch 1162, the timing gate circuit 736 and the transmitter 1174 via a line 1004. The measured value data read out can then be transmitted on this line path to the line coupler 600 and onto the energy transmission line 18 and back to the section control device SCU. For this purpose, the multiplex switch 1162 selects the memory 1084, 1058 or 1058A that is to be read out on the basis of the function code.
The transmitter is put into operation by switching on a carrier frequency f1 supplied by an oscillator 640. As already explained above, eight different frequencies are preferably used for the transmission from the measuring device terminals to the section control device, which is why eight different measuring device terminals can respond simultaneously to a single section control device SCU via the same energy transmission line. The carrier frequency of the transmitter is determined by the frequency of the oscillator 640.
In order to facilitate the clarity of the present description and the associated figures, many details of the circuits have been omitted, in particular those which are required for the sequence control and switching functions of the various circuits described and shown. It goes without saying that these functions are carried out by commercially available components used for data processing and computers, including AND gates, OR gates, inverters, counters, flip-flops, monostable multivibrators, registers, coding and decoding matrices, comparison devices, time delay units, Delay lines, information stores and storage units.
All of these are known, standardized components or circuits which can be constructed with known components, such as transistors, or other active or passive elements, such as magnetic components, saturable cores, etc. It is also to be understood that, where necessary, appropriate locking circuits can be used, that buffer stages and other similar circuits can be used to avoid the feedback of signals or undesired signal paths which could cause other circuits inadvertently and in accordance with respond to the logic described. Such buffer stages and locking circuits are not shown in the figures, nor are they described, and have simply been omitted for the sake of clarity and brevity of the illustration. Every person skilled in the art is familiar with their correct use.
For general references relating to the components, assemblies, circuits, and device structures mentioned in this specification or common in the field of technology to which the present invention pertains, reference is made to any of the many publications on computer components and circuits, for example: Principles of Transistor Circuits (1953) and Transistor Circuit Engineering (1957), both edited by RF Shea, published by John Wiley & Sons, Inc. (NY) and Chapman and Hall, Ltd., London; Arithmetic Operations in Digital Computers (1955) and Digital Computer Components and Circuits (1957), both by RK Richards, published by D. Van Nostrand & Co., the Computer Handbook, edited by HD Huskey and GA Korn, McGraw Hill Book Co. , 1962, and the literature cited in these publications.