CH615993A5

CH615993A5 - Arrangement for detecting, within a relatively long reading period, the number of measuring periods within which a limit value of measurement quantity is exceeded.

Info

Publication number: CH615993A5
Application number: CH488977A
Authority: CH
Inventors: Gunther Vieweg; Wilhelm Stuerzl
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1976-06-16
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1980-02-29
Also published as: ES459831A1; IT1083776B; JPS52155577A; DE2627129A1; SE7706259L; GB1546551A; AT370242B; ATA316777A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung der Anzahl von Messperioden innerhalb einer grösseren Ableseperiode, in denen ein einer vorgegebenen Menge einer durch einen Impulsgeberzähler erfassten Grösse entsprechender Grenzwert überschritten wird, wobei die vom Impulsgeberzähler abgegebenen Impulse dem Eingang eines Impulszählers mit einstellbarem Grenzwert zugeführt sind, der, wenn innerhalb einer durch einen Zeitbasiszähler vorgegebenen Messperiode keine Überschreitung des Grenzwertes auftritt, durch diesen Zeitbasiszähler in seine Ausgangsstellung zurückgesetzt wird, der jedoch, wenn innerhalb der Messperiode eine Überschreitung des Grenzwertes auftritt, durch Abgabe eines Überschreitungsimpulses ein Überschreitungszählwerk um eine Einheit weiterschaltet, wobei eine neue Messperiode beginnt. The invention relates to an arrangement for detecting the number of measurement periods within a larger reading period in which a limit value corresponding to a predetermined quantity of a size detected by a pulse generator counter is exceeded, the pulses emitted by the pulse generator counter being fed to the input of a pulse counter with an adjustable limit value which , if the limit value is not exceeded within a measurement period specified by a time base counter, is reset to its initial position by this time base counter, which, however, if an exceedance of the limit value occurs within the measurement period, switches an overshoot counter by one unit by emitting an overshoot pulse, whereby one new measurement period begins.

Eine derartige Anordnung ist aus DE-OS 2 350 487 bekannt. Diese bekannte Anordnung dient dazu, die Anzahl der Überschreitungen eines vorgebbaren zeitlichen Mittelwertes einer verbrauchten elektrischen Energie bei Elektrizitätszählern, bzw. einer verbrauchten Durchflussmenge bei Gas- oder Wasserzählern innerhalb einer als Messperiode bezeichneten Zeitspanne zu erfassen. Hierbei werden die Ausgangsimpulse eines Impulsgeberzählers, die jeweils einer bestimmten Menge verbrauchter elektrischer Energie oder eines Fluids entsprechen, einem Impulszähler mit einstellbarem Grenzwert zugeführt. Such an arrangement is known from DE-OS 2 350 487. This known arrangement serves to record the number of times that a specifiable time average of a consumed electrical energy in the case of electricity meters, or a consumed flow rate in the case of gas or water meters, has been exceeded within a period of time referred to as the measurement period. The output pulses of a pulse generator counter, each corresponding to a certain amount of electrical energy or fluid consumed, are fed to a pulse counter with an adjustable limit.

Jeweils am Ende einer durch einen Zeitbasiszähler vorgegebenen Messperiode wird der Impulszähler auf Null zurückgesetzt. Tritt innerhalb einer Messperiode eine Überschreitung des Grenzwertes des Impulszählers auf, wird ein Überschreitungszählwerk um eine Einheit weitergeschaltet. In der genannten Literaturstelle ist ausgeführt, dass diese Anordnung so ausgebildet sein kann, dass sie mit leistungsabhängiger Messperiode arbeitet. Die Messperiode beginnt dann schon von neuem, wenn der vorgegebene Grenzwert vor Erreichen des Messperiodenwertes überschritten wird. Aus dieser bekannten Literaturstelle ist nicht entnehmbar, welche Massnahmen zum Einleiten einer neuen Messperiode erforderlich sind und wie dies schaltungstechnisch zu bewerkstelligen ist. The pulse counter is reset to zero at the end of a measurement period specified by a time base counter. If the limit value of the pulse counter is exceeded within a measurement period, an excess counter is switched on by one unit. In the cited literature reference it is stated that this arrangement can be designed in such a way that it works with a performance-dependent measurement period. The measurement period starts again if the specified limit value is exceeded before the measurement period value is reached. It is not clear from this known literature reference which measures are necessary to initiate a new measurement period and how this can be accomplished in terms of circuitry.

Ferner ist es aus der FR-PS 1 475 885 bekannt, als Überverbrauchszähler einen elektronischen Impulszähler zu verwenden, dessen Eingang über eine Torschaltung mit einem Impulsgeberzähler in Verbindung steht. Die Torschaltung erhält von einem weiteren Impulszähler stets dann einen Öffnungsimpuls, wenn eine voreingestellte Impulszahl als Grenzwert innerhalb einer Messperiode überschritten wird. Nach Ablauf einer Messperiode wird mit Hilfe eines Zeitbasiszählers der weitere Impulszähler auf Null zurückgestellt und die Torschaltung geschlossen, so dass die nunmehr eintreffenden Impulse wiederum im weiteren Impulszähler akkumuliert werden. Da die Impulsfrequenz des Impulsgeberzählers sehr hoch sein kann, findet bei der bekannten Anordnung ein elektronischer Impulszähler als Überverbrauchszählwerk Verwendung. Nachteilig hierbei ist, dass Vorrichtungen vorgesehen sein müssen, damit bei Ausfall der Versorgungsspannung der Zählerstand des als Überverbrauchszählwerk dienenden Impulszählers erhalten bleibt. Nachteilig ist bei der bekannten Anordnung ferner, dass insbesondere bei hoher Impulsfrequenz einzelne Impulse verloren gehen können. Furthermore, it is known from FR-PS 1 475 885 to use an electronic pulse counter as the excess consumption meter, the input of which is connected to a pulse generator counter via a gate circuit. The gate circuit always receives an opening pulse from a further pulse counter if a preset number of pulses is exceeded as a limit value within a measurement period. After a measurement period has elapsed, the further pulse counter is reset to zero with the aid of a time base counter and the gate circuit is closed, so that the pulses now arriving are in turn accumulated in the further pulse counter. Since the pulse frequency of the pulse generator counter can be very high, in the known arrangement an electronic pulse counter is used as an excess consumption counter. The disadvantage here is that devices must be provided so that the counter reading of the pulse counter serving as an excess consumption counter is retained in the event of a supply voltage failure. Another disadvantage of the known arrangement is that individual pulses can be lost, particularly at high pulse frequencies.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die bei Einsatz von handelsüblichen Bauelementen bei Unterschreitung des Grenzwertes des Impulszählers mit fester Messperiode, bei Überschreitung des Grenzwertes jedoch mit verkürzter Messperiode arbeitet und somit eine hohe Erfassungsgenauigkeit bietet. The invention has for its object to provide an arrangement of the type described above, which works with the use of commercially available components when the limit value of the pulse counter is undershot with a fixed measurement period, but when the limit value is exceeded but with a shortened measurement period and thus offers a high detection accuracy.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Impulszähler und der Zeitbasiszähler durch den Überschreitungsimpuls in ihre Ausgangsstellung zurückgesetzt werden-, dass der Zeitbasiszähler einen auf Rückstellimpulse ansprechenden Rückstelleingang aufweist, der mit der Ausgangsklemme einer ersten monostabilen Kippstufe verbunden ist, deren Eingang an der mit dem Überschreitungsimpuls beaufschlagten Ausgangsklemme des Impulszählers angeschlossen ist, dass ferner ein Überschreitungszählwerk ebenfalls mit der Ausgangsklemme der ersten monostabilen Kippstufe verbunden ist und dass der Rückstelleingang des Impulszählers direkt mit der Ausgangsklemme der ersten monostabilen Kippstufe und über eine zweite monostabile Kippstufe mit der Ausgangsklemme des Zeitbasiszählers verbunden ist. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, dass bei Überschreiten des Grenzwertes des Impulszählers innerhalb einer Messperiode einerseits diese Überschreitung erfasstwird, andererseits sofort eine neue Messperiode eingeleitet wird. The object is achieved according to the invention in that the pulse counter and the time base counter are reset to their starting position by the overshoot pulse - that the time base counter has a reset input which responds to reset pulses and is connected to the output terminal of a first monostable multivibrator whose input is connected to the Exceeding pulse applied output terminal of the pulse counter is connected, that an overshoot counter is also connected to the output terminal of the first monostable multivibrator and that the reset input of the pulse counter is connected directly to the output terminal of the first monostable multivibrator and via a second monostable multivibrator to the output terminal of the time base counter. This arrangement ensures that if the limit value of the pulse counter is exceeded within a measurement period, on the one hand this excess is detected, and on the other hand a new measurement period is initiated immediately.

Es ist vorteilhaft, wenn der Zeitbasiszähler als Impulszähler ausgebildet ist, an dessen Eingang die Netzspannung liegt. Damit ist die Dauer der Messperiode über die Frequenz der Netzspannung vorgebbar, ohne dass ein eigener Frequenzgeber erforderlich ist. It is advantageous if the time base counter is designed as a pulse counter, at the input of which the mains voltage is present. The duration of the measuring period can thus be specified via the frequency of the mains voltage without the need for a separate frequency transmitter.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn als Überschreitungszählwerk ein Rollenzählwerk verwendet ist, welches mit Hilfe eines Schrittmotors oder einer elektromagnetisch betätigten Schaltklinke fortschaltbar ist. Damit bleibt der im Roüen-zählwerk gespeicherte Zahlenwert auch bei einem Ausfall der Speisespannung ohne weitere Massnahmen erhalten. It is also advantageous if a roller counter is used as the exceeding counter, which can be advanced by means of a stepping motor or an electromagnetically actuated pawl. This means that the numerical value stored in the Roüen counter is retained without further measures even if the supply voltage fails.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel Using the drawing in which an embodiment

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

der Anordnung schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt: the arrangement is shown schematically, the invention is explained in more detail. It shows:

Fig. 1 ein Schaltbild und Fig. 1 is a circuit diagram and

Fig. 2 ein Diagramm, aus dem die Arbeitsweise der Anordnung hervorgeht. 5 Fig. 2 is a diagram showing the operation of the arrangement. 5

Mit 1 ist ein Impulszähler bezeichnet, dessen Grenzwert beispielsweise auf einen Wert von neun Impulsen einstellbar ist. Dem Impulsgeber 1 werden die von einem Impulsgeberzähler abgegebenen Impulse über eine Eingangsklemme 2 zugeführt. Über eine Eingangslclemme 3 wird über ein Glät- m tungsglied 4 einem Zeitbasiszähler 5 die Netzfrequenz von 50 Hz zugeführt. Dieser Zeitbasiszähler 5 stellt im Grunde einen Frequenzteüer dar, der beispielsweise die Netzfrequenz soweit heruntersetzt, dass am Ausgang 6 des Zeitbasiszählers 5 ein Messperiodenimpuls abgegeben wird. Bei einem 14- ^ stelligen Fequenzteiler erhält man auf diese Weise eine Messperiode von 5 Minuten 27,68 Sekunden. Dieser Messperiodenimpuls wird einer monostabilen Kippstufe 7 zugeführt, die auf den Rückstelleingang R des Impulszählers 1 einwirkt, und zwar über eine Diode 8. Der Impulszähler 1 wird also, 20 falls sein Inhalt weniger als neun Impulse beträgt, stets nach der gegebenen Messperiode in die Ausgangsstellung zurückgesetzt. Der Ausgang 9 des Impulszählers ist mit dem Eingang einer weiteren monostabilen Kippstufe 10 verbunden, die immer dann einen Eingangsimpuls erhält, wenn der Impuls- ^ zähler 1 durchlaufen ist, d. h. am Ausgang 9 ein Impuls auftritt. Der Ausgang 11 der monostabilen Kippstufe 10 ist einerseits über eine Leitung 12 und einen Widerstand 13 mit dem Rückstelleingang R des Impulszählers 1 verbunden und andererseits über eine Leitung 14 mit dem Rückstelleingang 30 R des Zeitbasiszählers 5. Ferner ist der Ausgang der monostabilen Kippstufe 10 über einen Widerstand 15 mit der Basis eines Transistors 16 verbunden, dessen Emitter an dem negativen Pol liegt und dessen Kollektor über eine Spule 17 eines elektromechanischen Überverbrauchszählwerkes 18 und einen Widerstand 19 mit dem positiven Pol 20 der Versorgungsspannung verbunden ist. Der Spule 17 ist eine Diode 21 zur Verhinderung von Überspannung parallel geschaltet. 1 denotes a pulse counter, the limit value of which can be set, for example, to a value of nine pulses. The pulses emitted by a pulse counter are fed to the pulse generator 1 via an input terminal 2. The mains frequency of 50 Hz is fed to a time base counter 5 via an input terminal 3 via a smoothing element 4. This time base counter 5 basically represents a frequency meter which, for example, reduces the mains frequency to such an extent that a measuring period pulse is emitted at the output 6 of the time base counter 5. With a 14- ^ digit frequency divider you get a measuring period of 5 minutes 27.68 seconds. This measurement period pulse is fed to a monostable multivibrator 7, which acts on the reset input R of the pulse counter 1, via a diode 8. The pulse counter 1 is therefore, if its content is less than nine pulses, always in the initial position after the given measurement period reset. The output 9 of the pulse counter is connected to the input of a further monostable multivibrator 10, which always receives an input pulse when the pulse counter 1 has passed through, i. H. a pulse occurs at output 9. The output 11 of the monostable multivibrator 10 is connected on the one hand via a line 12 and a resistor 13 to the reset input R of the pulse counter 1 and on the other hand via a line 14 to the reset input 30 R of the time base counter 5. Furthermore, the output of the monostable multivibrator 10 is via a Resistor 15 connected to the base of a transistor 16, the emitter of which is connected to the negative pole and the collector of which is connected to the positive pole 20 of the supply voltage via a coil 17 of an electromechanical excess consumption counter 18 and a resistor 19. The coil 17 is a diode 21 connected in parallel to prevent overvoltage.

Anhand der Fig. 2 wird die Erfindung für den Fall des elektrischen Energieverbrauches eines Abnehmers näher er- ^ läutert. In Zeile a ist in Abhängigkeit von der Zeit die verbrauchte elektrische Energie aufgetragen, wobei die Energie A bis zum Erreichen des Grenzwertes entsprechend dem Fassungsvermögen des Impulszählers 1 neun Impulse innerhalb der vorausgesetzten Messperiode von 5 Minuten 27,68 ^ Sekunden beträgt. In der Zeile b ist eine Impulsreihe dargestellt, wobei die Frequenz dieser Impulsreihe bei schwankendem Energieverbrauch ebenfalls diskontinuierlich ist. Jeder Impuls in Zeile b stellt ein bestimmtes vorgegebenes Quantum verbrauchter elektrischer Energie dar. Zum Zeitpunkt to hat der Zeitbasiszähler über die monostabile Kippstufe ge- 50 rade den Impulszähler 1 auf Null zurückgestellt. Sobald der The invention will be explained in more detail with reference to FIG. 2 in the case of a customer's electrical energy consumption. In line a, the electrical energy consumed is plotted as a function of time, the energy A until the limit value corresponding to the capacity of the pulse counter 1 is reached is nine pulses within the required measuring period of 5 minutes 27.68 ^ seconds. Line b shows a series of pulses, the frequency of this series of pulses also being discontinuous with fluctuating energy consumption. Each pulse in line b represents a certain predetermined quantity of electrical energy consumed. At time to, the time base counter just reset pulse counter 1 to zero via the monostable multivibrator. Once the

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erste Impuls erscheint, wird der Inhalt des Impulszählers 1 um eins erhöht, wie aus Zeile a der Fig. 2 hervorgeht. Innerhalb der ersten Messperiode sind fünf Impulse eingegangen, d. h. der Grenzwert von neun Impulsen wird nicht erreicht. Über die monostabile Kippstufe 7 wird der Impulszähler 1 zurückgestellt und beginnt von Null aus zu zählen. Innerhalb der zweiten Messperiode sind acht Impulse eingetroffen, so dass ebenfalls nichts weiter geschieht. Innerhalb der nächsten Messperiode folgen nun Impulse vom Impulsgeberzähler so dicht aufeinander, dass vor dem Ablauf der Messperiode von 5 Minuten 27,68 Sekunden der Impulszähler 1 durchlaufen wird. Durch den am Ausgang 9 des Impulszählers 1 auftretenden Impuls wird die monostabile Kippstufe 10 ange-stossen, die sowohl eine Rückstellung des Impulszählers 1 als auch eine Rückstellung des Zeitbasiszählers 5 veranlasst. Ferner erhält die Basis des Transistors 16 positives Potential, so dass das Überschreitungszählwerk 18 anspricht und um einen Schritt weiterschaltet. Wie sich aus Zeile a ergibt, ist nun diese Messperiode kürzer, da der Zeitbasiszähler ebenfalls auf Null gestellt ist, so dass die nächste Messperiode wesentlich früher beginnt. Da auch in der nachfolgenden Messperiode der Impulszähler 1 vor Ablauf der Messperiodenzeit durchlaufen wird, wird auch hier wieder ein Impuls an das Überschreitungszählwerk abgegeben, wie Zeile c der Fig. 2 zeigt. Anschliessend folgt wieder eine normale Messperiode mit der konstanten Messperiodenzeit von 5 Minuten 27,68 Sekunden, wie Fig. 2 zeigt. first pulse appears, the content of the pulse counter 1 is increased by one, as can be seen from line a of FIG. 2. Five pulses were received within the first measurement period, i. H. the limit of nine pulses is not reached. The pulse counter 1 is reset via the monostable multivibrator 7 and starts counting from zero. Eight impulses have arrived within the second measurement period so that nothing further happens. Within the next measurement period, pulses from the pulse generator counter follow each other so closely that pulse counter 1 is run through before the measurement period of 5 minutes 27.68 seconds. The pulse occurring at the output 9 of the pulse counter 1 triggers the monostable multivibrator 10, which causes both a reset of the pulse counter 1 and a reset of the time base counter 5. Furthermore, the base of the transistor 16 receives a positive potential, so that the overshoot counter 18 responds and advances by one step. As can be seen from line a, this measurement period is now shorter, since the time base counter is also set to zero, so that the next measurement period starts much earlier. Since the pulse counter 1 is also run through in the subsequent measurement period before the measurement period time has elapsed, a pulse is again transmitted to the overshoot counter here, as line c of FIG. 2 shows. This is followed by a normal measuring period with the constant measuring period of 5 minutes 27.68 seconds, as shown in FIG. 2.

Gegenüber der bekannten Anordnung nach der FR-PS 1 475 885 hat die erfindungsgemässe Anordnung den Vorteil, dass das Überschreitungszählwerk nicht für die unter Umständen hohe Impulsfrequenz des Impulsgeberzählers ausgelegt zu werden braucht. Eine Weiterschaltung desselben erfolgt erst bei jedem neunten Zählimpuls, so dass man hier ein elektromechanisches Impulszählwerk einsetzen kann, statt einen elektronischen Zähler verwenden zu müssen, der wiederum eine gesonderte Anzeigeeinrichtung benötigt und wobei Massnahmen getroffen werden müssen, damit bei Ausfall der Versorgungsspannung die Anzeige auch erhalten bleibt. Compared to the known arrangement according to FR-PS 1 475 885, the arrangement according to the invention has the advantage that the exceeding counter does not have to be designed for the possibly high pulse frequency of the pulse generator counter. It is only forwarded with every ninth counting pulse, so that an electromechanical pulse counter can be used here instead of having to use an electronic counter, which in turn requires a separate display device and measures must be taken so that the display is also received if the supply voltage fails remains.

Anstelle eines Zeitbasiszählers, der die Netzfrequenz teilt, kann auch in üblicher Weise ein Generator verwendet werden, der jedoch dann eine sehr konstante Frequenz abzugeben in der Lage sein muss. Die Dauer der Messperiode kann ebenfalls geändert werden, unter Umständen wird sie einstellbar vorgenommen. In gleicher Weise kann der Impulszähler 1 mehr oder weniger Zählstufen aufweisen bzw. man kann den Zählerinhalt Variabel gestalten und einstellen. Die in der Beschreibung angegebenen Werte sind lediglich als Ausführungsbeispiel zu verstehen. Insbesondere ist man in der Lage, den Impulszähler 1 so zu gestalten, dass mit Sicherheit ein elektromechanisch betätigbares Überschreitungszählwerk verwendet werden kann. Instead of a time base counter that divides the network frequency, a generator can also be used in the usual way, but it must then be able to output a very constant frequency. The duration of the measurement period can also be changed, under certain circumstances it can be made adjustable. In the same way, the pulse counter 1 can have more or fewer counting stages or the counter content can be designed and set variably. The values given in the description are only to be understood as an exemplary embodiment. In particular, one is able to design the pulse counter 1 in such a way that an electromechanically operable exceeding counter can be used with certainty.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Arrangement for recording the number of measurement periods within a larger reading period, in which a limit value corresponding to a predetermined quantity of a quantity detected by a pulse generator counter is exceeded, the pulses emitted by the pulse generator counter being fed to the input of a pulse counter with an adjustable limit value, which if within a measurement period specified by a time base counter, the limit value is not exceeded, is reset to its initial position by this time base counter, which, however, if an exceedance of the limit value occurs within the measurement period, switches an overshoot counter by one unit by issuing an overshoot pulse, whereby a new measurement period begins, characterized in that the pulse counter (1) and the time base counter (5) are reset to their starting position by the exceeding pulse, that the time base counter (5) has a reset pulse se responsive reset input (R), which is connected to the output terminal (11) of a first monostable multivibrator (10), the input of which is connected to the output terminal (9) of the pulse counter (1) which is subjected to the overshoot pulse,

that the overshoot counter (18) is also connected to the output terminal (11) of the first monostable multivibrator (10) and that the reset input (R) of the pulse counter (1) is connected directly to the output terminal (11) of the first monostable multivibrator (10) and is connected to the output terminal (6) of the time base counter (5) via a second monostable multivibrator (7).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the time base counter (5) is designed as a pulse counter, at the input of which the mains voltage is present.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a roller counter is used as the exceeding counter (18), which can be advanced by means of a stepping motor or an electromagnetically actuated shift mink.