DE19804307A1 - Rundsteuerempfänger mit Rückkanal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rundsteuerempfänger mit ei­ ner mit einem Energieversorgungsnetz koppelbaren Filterein­ richtung zum Erfassen von Rundsteuersignalen, einer mit der Filtereinrichtung gekoppelten Dekodier- und Steuereinrich­ tung zum Dekodieren der Rundsteuersignale und zum Erzeugen interner Steuersignale und einer von den internen Steuersi­ gnalen gesteuerten Schalteinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Rundsteuersy­ stems mit einem Rundsteuersender, der über mehrere Span­ nungsebenen eines Energieversorgungsnetzes mit mindestens einem Rundsteuerempfänger gekoppelt wird, wobei von einer Steuerzentrale der Rundsteuersender veranlaßt wird, Rund­ steuersignale auf das Energieversorgungsnetz zu übertragen, und in dem Rundsteuerempfänger die Rundsteuersignale empfan­ gen und dekodiert und entsprechende interne Steuersignale erzeugt werden.

Rundsteueranlagen werden bei Energieversorgungsunterneh­ men zur Tarifschaltung von Zählern, zum Steuern der Straßen­ beleuchtung sowie zum Lastmanagement durch Schalten von Ver­ brauchergruppen verwendet. Mit einem in der Schaltzentrale eines Energieversorgungsunternehmens aufgestellten Zentral­ kommandogerät werden in der Regel mehrere Rundsteuersender veranlaßt, Rundsteuersignale in das Energieversorgungsnetz einzuspeisen. Diese Rundsteuersignale werden beispielsweise auf der Hochspannungsebene des Energieversorgungsnetzes ein­ gespeist. Die Rundsteuersignale werden dann zunächst über das Hochspannungsnetz verteilt, anschließend über die ent­ sprechenden Transformatoren- und Umsetzstationen in eine Mittelspannungsebene übertragen und dort weiter verteilt und schließlich über weitere Transformatoren in die Niederspan­ nungsebene übertragen. Über die Leitungen der Niederspan­ nungsebene (beispielsweise 230 Volt) gelangen die Rundsteu­ ersignale zu den Verbrauchern. In unmittelbarer Nähe der Verbraucher sind Rundsteuerempfänger an das Stromversor­ gungsnetz angekoppelt. Diese weisen Filtereinrichtungen auf, die die Rundsteuersignale von der bei einer Frequenz von et­ wa 50 Hz anliegenden Netzspannung abtrennen.

Damit die Rundsteuersignale von dem Netzspannungssignal abgetrennt werden können, liegt ihre Frequenz deutlich über der Netzfrequenz. Andererseits ist für eine gute Übertragung der Rundsteuersignale über das Energieversorgungsnetz eine möglichst nah an der Netzfrequenz liegende Signalfrequenz erwünscht. Diese Erfordernis beruht auf der starken Signal­ dämpfung, die höherfrequente Signale erfahren, wenn sie von einer Spannungsebene in eine nächsttiefere Spannungsebene über die für die Netzfrequenz optimierten Transformatoren übertragen werden. Aufgrund dieser Erfordernisse werden Rundsteuersignale vorzugsweise im Frequenzbereich zwischen 160 Hz und 2 KHz übertragen. Jedoch ist bereits bei diesen tiefen Frequenzen eine sehr hohe Sendeenergie erforderlich, damit die Rundsteuersignale zu sämtlichen an den Endverbrau­ chern angeordneten Rundsteuerempfängern zuverlässig über­ tragen werden können.

Dennoch wird die Rundsteuerung seit vielen Jahren in großem Umfang verwendet, um von einer zentralen Kommandoan­ lage aus gezielt eine Vielzahl von Lasten im Niederspan­ nungsnetz zu schalten sowie an Elektrizitätszählern Tarifum­ schaltungen vorzunehmen. Die Rundsteuerung besitzt gegenüber allen anderen bekannten, netzgebundenen Kommunikationsmit­ teln den Hauptvorteil, daß die Kommunikation ohne spezielle Umsetzer über alle Spannungsebenen hinweg mit Hilfe eines Senders aufgebaut werden kann.

Beinahe so alt wie die Rundsteueranwendungen ist der Wunsch nach einer Zwei-Weg-Verbindung. Gewünscht wird nicht nur eine Verbindung von einem zentralen Punkt zur Peripherie des Energieversorgungsnetzes, sondern zusätzlich auch in Ge­ genrichtung, d. h. vom Verbraucher zurück zur Zentrale in ei­ nem Energieversorgungs- oder -verteilunternehmen.

Ein Verfahren, das die Informations- bzw. Datenübertra­ gung über das Energieversorgungsnetz vom Verbraucher zurück zur Zentrale beschreibt, ist aus dem Artikel von Dr. Hanspe­ ter Bär, "Ein Verfahren zur Datenübertragung über das Ener­ gieverteilnetz", Bulletin SEV/VSE 80 (1989) 13, vom 1. Juli 1989, bekannt. Dieses Verfahren beschreibt einen Rückkanal, bei dem die zurück zur Zentrale zu übertragenden Signale bei tiefen Frequenzen schmalbandig und außerdem mehrfach bei un­ terschiedlichen Trägerfrequenzen übertragen werden. Mehrere Trägerfrequenzen werden eingesetzt, um auch bei kurzzeitigen frequenzselektiven Störungen oder Dämpfungseffekten die Auf­ rechterhaltung der Verbindung sicherstellen zu können. Die Trägerfrequenzen werden so gewählt, daß die Beeinträchtigung der Übertragungsqualität durch Signaldämpfungen minimiert wird. In der Regel ist eine drei- bis fünffache Wiederholung der Datenübertragung erforderlich, um eine Fehlererkennung und gegebenenfalls -korrektur zu ermöglichen. Nachteilig bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Schaffung eines Informati­ onsrückkanals sind der zusätzliche schaltungstechnische Auf­ wand für den Rücksender am Rundsteuerempfänger und die damit verbundenen Kosten sowie der aufgrund der erforderlichen Sendeenergie hohe Stromverbrauch des Senders. Dieser hohe Stromverbrauch verhindert den Einbau in herkömmliche Rund­ steuerempfänger, da deren maximal zulässiger Energiever­ brauch gemäß der Norm IEC 61037 auf maximal 2 W sowie maximal 12 VA begrenzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Einsatzmöglichkeiten eines Rundsteuerempfängers durch Schaffung eines relativ preiswert und energiesparsam realisierbaren Rückkanals zu erweitern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rundsteu­ erempfänger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 ge­ löst.

Erfindungsgemäß wird bei einem Rundsteuerempfänger der eingangs genannten Art die Dekodier- und Steuereinrichtung mit einer Erfassungseinrichtung versehen, die Signale er­ faßt, die bestimmte Ereignisse darstellen. Solche Ereignisse sind beispielsweise der Empfang eines vorgegebenen Rundsteu­ ersignals, der Ausfall der Stromversorgung oder über externe Schnittstellen empfangene Signaländerungen. Mit der Deko­ dier- und Steuereinrichtung ist ein Modem gekoppelt, das die Ereignisse darstellenden Signale kodiert, indem ein Ausgabe­ signal moduliert wird. Das Ausgabesignal wird mit einer Fernsprechschnittstelleneinrichtung gekoppelt und ist von dieser auf ein Fernsprechnetz auskoppelbar. Durch den Einbau von Modem und Fernsprechschnittstelleneinrichtung wird der Rundsteuerempfänger dahingehend ertüchtigt, mit der ihm zur Verfügung stehenden geringen Energie einen Rückkanal zur Übermittlung von Informationen an die die Rundsteuersignale aussendende Zentrale zu übermitteln. Das sehr sichere und kostengünstige Medium der Rundsteuertechnik mit seiner sehr guten Senderinfrastruktur und mit seinen preiswerten und ef­ fizienten Rundsteuerempfängern kann weiter benutzt werden. Die Erfindung schafft erweiterte Einsatzmöglichkeiten der Rundsteuertechnik, ohne den bisherigen Verwendungen der Rundsteuerempfänger irgendwelche Einschränkungen aufzuerle­ gen (beispielsweise können gleichzeitig andere Zwei-Weg-Kom­ munikationssysteme uneingeschränkt weiterverwendet werden).

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Rundsteuerempfängers umfassen die von der Erfassungs­ einrichtung erfaßten Signale wenigstens einen Teil der in­ ternen Steuersignale. Beispielsweise können jene Signale er­ faßt bzw. abgefragt werden, die die Relaistreiber ansteuern. Damit ist eine Funktionskontrolle des Rundsteuersystems mög­ lich. Nach Aussendung eines Rundsteuersignals zum Einschal­ ten einer Verbrauchergruppe kann ein Energieversorgungsun­ ternehmen anschließend über das Telefonnetz die Modems der Rundsteuerempfänger abfragen und feststellen, ob das Rund­ steuersignal die richtigen Schaltsignale ausgelöst hat.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Rundsteuerempfängers weist dieser eine externe Schnittstelle zu einer Meßwerterfassungseinrichtung auf. Ei­ ne Meßwerterfassungseinrichtung kann zur Erfassung von Meß­ werten jeglicher Art, wie zum Beispiel der Raumtemperatur, der Außenhelligkeit oder von Maschinenparametern eingesetzt werden. Unter einer Meßwerterfassungseinrichtung soll dar­ über hinaus auch ein Verbrauchszähler (beispielsweise für Wasser oder Gas) oder ein Energiezähler (beispielsweise für Strom oder Fernwärme) verstanden werden. Über die externe Schnittstelle wird ein Signal empfangen, das den Meßwert darstellt. Dieses wird anschließend von dem Modem kodiert, indem ein Ausgabesignal moduliert und dieses auf das Fern­ sprechnetz ausgegeben wird. Das Modem kann das modulierte Signal auf das Fernsprechnetz entweder in einem fest vorge­ gebenen Zeitraster oder nach entsprechender Abfrage oder Ak­ tivierung ausgeben. Die Aktivierung des Modems bzw. die Ab­ frage der Meßwerte kann entweder über eine Ansprache des Mo­ dems über das Telefonnetz oder über ein Rundsteuertelegramm veranlaßt werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Fernsprechschnitt­ stelleneinrichtung an eine a/b- oder ISDN-Fernsprechleitung ankoppelbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Fern­ sprechschnittstelleneinrichtung im wesentlichen passiv, d. h., die für das Senden und das Empfangen erforderlichen Signale werden im wesentlichen von dem Modem erzeugt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Fernsprech­ schnittstelleneinrichtung ein mit einer Antenne gekoppeltes Funktelefon umfassen. Das Funktelefon arbeitet vorzugsweise nach dem GSM-Mobilfunk-Standard. Die Antenne des Funktele­ fons kann entweder am Rundsteuerempfänger selbst oder auch entfernt angeordnet sein, was von den Sende- und Empfangsbe­ dingungen am Ort des Rundsteuerempfängers abhängt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rundsteueremp­ fängers weist einen nicht-flüchtigen Speicher auf, der mit der Dekodier- und Steuereinrichtung gekoppelt ist und der Parameter zum Steuern der Auskopplung des Ausgabesignals auf das Fernsprechnetz, insbesondere Verbindungsparameter, spei­ chert. Beispielsweise kann der nicht-flüchtige Speicher eine von dem Modem über die Fernsprechschnittstelleneinrichtung anzuwählende Telefonnummer des Energieversorgungsunterneh­ mens enthalten. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der nicht-flüchtige Speicher eine Tabelle enthalten, in der verschiedene Telefonnummern verschiedenen im Rundsteuer­ empfänger erfaßbaren Ereignissen zugeordnet sind; beispiels­ weise eine Service-Telefonnummer, die bei Erfassen einer Be­ triebsstörung angewählt wird, oder eine Nummer der Abrech­ nungsabteilung eines Energieversorgungsunternehmens, die bei Erfassung und Ausgabe eines Verbrauchs- oder Zählerwerts ausgewählt wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä­ ßen Rundsteuerempfängers ist dadurch gekennzeichnet, daß ei­ ne integrierte Stromversorgungseinheit mit dem Energiever­ sorgungsnetz gekoppelt ist und daß die integrierte Stromver­ sorgungseinheit einen Energiespeicher zum Puffern eines kurzzeitig erhöhten Energieverbrauchs des Rundsteuerempfän­ gers bei Inbetriebnahme des Modems und/oder der Fernsprech­ schnittstelleneinrichtung aufweist. Da der maximal zulässige Energieverbrauch eines Rundsteuerempfängers durch entspre­ chende Normregelungen begrenzt ist, kann der Fall eintreten, daß aufgrund einer zu hohen Energieaufnahme ein Betrieb des Modems und/oder der Fernsprechschnittstelleneinrichtung über die herkömmliche Stromversorgung (Netzteil) des Rundsteuer­ empfängers nicht möglich ist. Allerdings ist zur Übermitt­ lung der entsprechenden Signale oftmals nur ein relativ kurzzeitiger Betrieb des Modems notwendig. Bei dem bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel ist das Modem deshalb so konfigu­ riert, daß es nur im Bedarfsfall oder periodisch in soge­ nannten Bursts in Betrieb genommen wird. Dies wird von der integrierten Dekodier- und Steuereinrichtung, die in der Re­ gel einen Mikroprozessor umfaßt, gesteuert. Der zusätzlich vorgesehene Energiespeicher wird ständig von der Stromver­ sorgung (Netzteil) gespeist und dabei aufgeladen. Vorzugs­ weise werden als Energiespeicher ein Kondensator mit einer hohen Kapazität, vorzugsweise ein Elektrolytkondensator, oder ein Akkumulator verwendet. Der Energiespeicher wird mit einem relativ geringen Strom aufgeladen, so daß der Energie­ verbrauch des als Ladegerät verwendeten Netzteils innerhalb der vorgegebenen Grenzen bleibt. Während der kurzen Zeit des Betriebs des Modems und der Fernsprechschnittstelleneinrich­ tung wird ein höherer Strom bzw. eine höhere Momentanlei­ stung durch Entladen des Energiespeichers ermöglicht. Die Dauer des einzelnen, ununterbrochenen Modembetriebs wird durch die Größe des Energiespeichers (beispielsweise die Ka­ pazität des Kondensators) bestimmt. Das Verhältnis der bei Modembetrieb maximal erforderlichen Leistung zu der maxima­ len Dauerleistung des Rundsteuerempfängers bestimmt das Ver­ hältnis zwischen den Betriebsarten "Modem in Betrieb" zu "Modem außer Betrieb", das bei periodischem Betrieb Tastver­ hältnis genannt wird. Der Einsatz eines Akkumulators gestat­ tet aufgrund der großen gespeicherten Energiemengen einen relativ langen ununterbrochenen Modembetrieb. Der Akkumula­ tor speichert hinreichend Energie für einen mehrere Minuten andauernden Sende/Empfangsbetrieb. Voraussetzung ist aber, daß das Verhältnis der Betriebs zeit zur Stand-By-Zeit (Modem außer Betrieb) relativ gering ist. Dies ist bei den meisten Anwendungen gegeben: Selbst 15 Minuten Sendebetrieb pro Tag wären problemlos realisierbar, da das Verhältnis in diesem Fall 96 : 1 betragen würde.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Fernsprechschnittstelleneinrichtung auch Signale aus dem Fernsprechnetz empfangen und an das Modem weiterlei­ ten, wobei das Modem die Signale aus dem Fernsprechnetz de­ kodiert und an die Dekodier- und Steuereinrichtung ausgibt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird nicht nur ein Rückkanal, sondern darüber hinaus ein zweiter Hin-Kanal geschaffen. Dieser Hin-Kanal erlaubt ein gezieltes Ansprechen einzelner Rundsteuerempfänger, während der normalerweise verwendete Rundsteuer-Hin-Kanal Gruppen von Rundsteuerempfängern gleichzeitig anspricht. Über den zweiten Hin-Kanal können beispielsweise einzelne Rundsteuerempfänger einer Gruppe nacheinander gezielt abgefragt werden, was beispielsweise beim Auslesen von Energiezählerwerten erforderlich ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Rundsteuerempfän­ gers ist dadurch gekennzeichnet, daß eine in eine Steck­ platzaufnahme des Rundsteuerempfängers einsetzbare Modulein­ heit vorgesehen ist, die das Modem und die Fernsprech­ schnittstelleneinrichtung enthält. Eine solche Moduleinheit verringert die Herstellungskosten, da sie die Herstellung einer Grundform eines Rundsteuerempfängers gestattet, in den optionell ein Modem-Modul einsetzbar ist. Die Modem-Modul­ einheit kann beispielsweise anstelle einer Relais-Modulein­ heit einsetzbar sein. Die Erfassungseinrichtung kann sowohl in dem Grundgehäuse des Rundsteuerempfängers als auch in dem einsteckbaren Modem-Modul implementiert sein. Zu beachten ist dabei, daß eine universelle Schnittstelle zur Steuerein­ richtung des Rundsteuerempfängers geschaffen wird. Schließ­ lich können unterschiedliche Modem-Module bereitgestellt werden, beispielsweise Modem-Module mit a/b- oder ISDN-Schnitt­ stelle oder Modem-Module mit Funktelefon oder Modem-Module mit externer Schnittstelle. Alternativ kann auch ein separates Modul zur Schaffung einer externen Schnittstelle, beispielsweise zu einem Energiezähler, vorgesehen sein.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Rundsteuersystems mit einem Rundsteuersender, der über meh­ rere Spannungsebenen eines Energieversorgungsnetzes mit min­ destens einem Rundsteuerempfänger gekoppelt wird, wird zu­ nächst von einer Steuerzentrale, beispielsweise der eines Energieversorgungsunternehmens, der Rundsteuersender veran­ laßt, Rundsteuersignale (Rundsteuertelegramme) auf das Ener­ gieversorgungsnetz zu übertragen. Es können auch gleichzei­ tig mehrere Rundsteuersender zur Übertragung von Rundsteuer­ telegrammen veranlaßt werden. Die Rundsteuersignale werden anschließend über mehrere Spannungsebenen des Energieversor­ gungsnetzes verteilt und schließlich in dem Rundsteueremp­ fänger empfangen und dekodiert. Es werden ihnen entspre­ chende interne Steuersignale erzeugt. In dem Rundsteueremp­ fänger werden außerdem Signale erfaßt, die Ereignisse dar­ stellen. Die Signale werden von einem am Ort des Rundsteuer­ empfängers angeordneten Modem kodiert und als entsprechend modulierte Ausgabesignale auf ein Fernsprechnetz ausgegeben. Von einem am Ort der Steuerzentrale angeordneten, an das Fernsprechnetz angekoppelten weiteren Modem werden die Aus­ gabesignale empfangen, dekodiert und weiterverarbeitet. Ne­ ben dem Hin-Kanal von der Steuerzentrale zum Rundsteueremp­ fänger über das Rundsteuersystem wird somit ein Rückkanal vom Rundsteuerempfänger zu der Steuerzentrale über das Fern­ sprechnetz geschaffen. Dabei ist es nicht notwendig, daß der Rundsteuersender und das weitere Modem auch physisch in un­ mittelbarer Nähe der Steuerzentrale angeordnet sind. Bei­ spielsweise kann in der Steuerzentrale ein PC (oder eine an­ dere Datenverarbeitungseinrichtung) vorhanden sein, der über eine Leitung mit einem Kommandogerät gekoppelt ist, wobei das Kommandogerät wiederum über Leitungsverbindungen mit ei­ nem oder mehreren Rundsteuersendern gekoppelt ist. Das Modem wiederum kann sowohl in dem PC der Steuerzentrale als auch entfernt angeordnet sein, wobei es im letzteren Fall über eine Leitungsverbindung (beispielsweise eines LAN) mit dem PC der Steuerzentrale gekoppelt ist. Die räumlichen Zuord­ nungen der Endstationen des Hin- und des Rückkanals hängen u. a. von der jeweils übertragenen Information ab. Dienen die Informationen der Kontrolle oder Parametrierung der Rund­ steuerempfänger, so werden die Informationen des Rückkanals zweckmäßigerweise an den PC zurückgeführt, von dem die Rund­ steuersender gesteuert werden. Werden beispielsweise über den Rückkanal Energieverbrauchsinformationen übermittelt, so können diese auch zu einer von dem Rundsteuerkommando-PC räumlich getrennten Abrechnungsabteilung eines Energiever­ sorgungsunternehmens weitergeleitet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird von dem in dem Rundsteuerempfänger erfaßten Signal das Ereignis des Empfangs eines vorgegebenen Rundsteuersignals dargestellt. Dies schafft eine Kontrollmöglichkeit. Bei­ spielsweise kann ein die Relaistreiber ansteuerndes Signal erfaßt werden; auch die Erfassung eines Parametrierungssi­ gnals (eines dekodierten Parametrierungsrundsteuertele­ gramms) kann auf diese Weise erfaßt werden.

In Weiterbildung dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels werden die Schritte des Aussendens des vorgegebenen Rund­ steuersignals und der Empfangskontrolle bei schrittweise sinkender Sendeleistung solange wiederholt, bis gerade keine Rückmeldung des Empfangs mehr eingeht. Somit läßt sich die Mindestleistung eines Rundsteuersenders für einen sicheren Empfang durch die ihm zugeordneten Rundsteuerempfänger be­ stimmen. Dieses Verfahren wird für einen Rundsteuersender für sämtliche ihm zugeordneten Rundsteuerempfänger oder eine stichprobenartige Auswahl wiederholt. Anschließend wird die Sendeleistung des Rundsteuersenders auf einen Minimalwert eingestellt, der noch einen sicheren Empfang des Rundsteuer­ signals durch sämtliche zugeordneten Empfänger gewährlei­ stet. Bei der Festlegung dieser Sendeleistung für zukünftige Rundsteuersendungen wird im allgemeinen ein Toleranzzuschlag zur Erhöhung des Störabstands hinzugefügt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einer anderen bevorzugten Weiterbildung das Erzeugen eines einen Meßwert darstellenden Signals und die Übermittlung dieses Signals über den Modem-Rückkanal einschließen. Unter einem Meßwert soll jedes erfaßbare Ereignis, beispielsweise ein einfacher Binärwert oder auch ein Analogwert, der durch einen Analog- Digital-Wandler umgesetzt worden ist, verstanden werden. Auch die Ausgabewerte von Meß-, Verbrauchserfassungs- oder Zählereinrichtungen stellen Meßwerte im Sinne der Erfindung dar. Das den Meßwert darstellende Signal wird dem Rundsteu­ erempfänger vorzugsweise über eine externe Schnittstelle eingegeben. Dies schließt nicht aus, daß beispielsweise eine Energiezählereinrichtung und der Rundsteuerempfänger sowie die sie koppelnde externe Schnittstelle in einem gemeinsamen Gehäuse eingeschlossen sind. Der Begriff "externe" Schnitt­ stelle soll lediglich klarstellen, daß an sie Geräte oder Baugruppen angekoppelt werden, die nicht mehr zu dem Rund­ steuerempfänger im engeren Sinn gehören.

Die bevorzugte Weiterbildung des Erfassens von Energie­ verbrauchswerten angekoppelter Energiezählereinrichtungen gestattet es dem Energieversorgungsunternehmen, von zentra­ ler Stelle aus sowohl Verbrauchergruppen zu steuern, als auch deren Verbrauch zu erfassen. Dadurch werden eine ver­ brauchsabhängige Rundsteuerung und ein verbessertes Energie­ management möglich.

Die Erfassung des ein Ereignis darstellenden Signals, beispielsweise das Ablesen eines Zählerstandes, wird vor­ zugsweise durch ein in dem Rundsteuerempfänger erzeugtes Auslösesignal veranlaßt. Das Auslösesignal kann dabei pro­ grammgesteuert periodisch oder zu bestimmten Zeiten erzeugt werden. Das Auslösesignal kann außerdem durch Dekodieren ei­ nes entsprechenden Rundsteuersignals erzeugt werden. Darüber hinaus ist es möglich, das Auslösesignal durch Dekodieren eines über das Fernsprechnetz von dem Modem empfangenen Si­ gnals zu erzeugen. Sofern das Auslösesignal durch Dekodieren eines entsprechenden Rundsteuersignals erzeugt wird, sind in der Regel eine Gruppe von Rundsteuerempfängern (mit ange­ schlossenen Verbrauchern) betroffen. Das nach dem Erzeugen des Auslösesignals erfaßte, ein Ereignis darstellende Signal kann anschließend in dem Rundsteuerempfänger zwischengespei­ chert werden. Das erfaßte Signal kann zu einem späteren Zeitpunkt programmgesteuert oder auf Anforderung über das Fernsprechnetz über den Rückkanal übertragen werden.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens werden in der Steuerzentrale Signale zur Parametrierung eines oder mehrerer Rundsteuerempfänger er­ zeugt und über das am Ort der Steuerzentrale angeordnete weitere Modem kodiert und auf das Fernsprechnetz ausgegeben. Dabei werden, beispielsweise über entsprechende Telefonnum­ mern, ausgewählte Modems adressiert. Von den adressierten Modems der Rundsteuerempfänger werden die Parametrierungssi­ gnale empfangen und dekodiert. Anschließend werden die Rund­ steuerempfänger entsprechend den Parametrierungssignalen eingestellt. Diese Fernparametrierung gestattet beispiels­ weise eine Neuzuordnung des an den Rundsteuerempfänger ange­ schlossenen Verbrauchers zu einer anderen Verbrauchergruppe, ferner auch die Neuzuordnung zu einem Rundsteuersystems ei­ nes anderen Energieversorgungsunternehmens (beispielsweise dann, wenn die Stromversorgung dem neuen Energieversorgungs­ unternehmen zugeordnet wird). Die Fernparametrierung über das Modem kann sämtliche Parameter des Rundsteuerempfängers umfassen, beispielsweise auch die Telegrammstruktur, auf die der Empfänger bei Sendungen über das Energieversorgungsnetz reagiert. Dies war bei einer Fernparametrierung über Rund­ steuertelegramme bisher nicht möglich.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens wird das Modem wiederholt, vorzugs­ weise periodisch wiederholt, für jeweils eine kurze Zeit­ dauer in Betrieb genommen, um Signale auf das Fernsprechnetz auszugeben oder Signale zu empfangen. Von einer mit dem Energieversorgungsnetz gekoppelten Stromversorgungseinrich­ tung des Rundsteuerempfängers wird ein Energiespeicher im wesentlichen kontinuierlich aufgeladen. Der Energiespeicher wird zur Stromversorgung des Modems während der kurzzeitigen Inbetriebnahmen zumindest teilweise entladen. Dieses Verfah­ ren gestattet es, das Modem über die Stromversorgungseinrich­ tung (Netzteil) des Rundsteuerempfängers auch dann zu ver­ sorgen, wenn die Summe der Maximalleistungen des im Betrieb befindlichen Modems und der übrigen Baugruppen des Rundsteu­ erempfängers einen für den Gesamtverbrauch des Rundsteuer­ empfängers vorgegebenen Wert übersteigt. Die Leistungsspit­ zen des kurzzeitigen Betriebs des Modems werden durch den als Puffer wirkenden Energiespeicher ausgeglichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrie­ ben.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des Informationsflusses zwischen einer Zentrale mit Rundsteuersender und den Rundsteuerempfängern, und

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rundsteuerempfängers.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung des erfindungsge­ mäßen Rundsteuersystems, die den Informationsfluß mit Hin- und Rückkanal veranschaulicht. Ein Rundsteuersender einer Zentrale ist an die Hochspannungsebene eines Energieversor­ gungsnetzes angekoppelt. Der Rundsteuersender sendet Rund­ steuersignale auf das Energieversorgungsnetz aus. Die Rich­ tung des Informationsflusses ist jeweils durch Pfeile darge­ stellt. Die Hochspannungsebene ist mit einer Mittelspan­ nungsebene über einen Transformator gekoppelt. Gleiches gilt für die Kopplung der Mittelspannungsebene mit der Nieder­ spannungsebene des Energieversorgungsnetzes. Die Rundsteuer­ signale breiten sich in den jeweiligen Spannungsebenen aus und werden unter gleichzeitiger Dämpfung von einer Ebene in die nächste übertragen. Nach Ausbreitung in der Niederspan­ nungsebene gelangen die Rundsteuersignale zu den Rundsteuer­ empfängern, die die Verbraucher oder Zähler steuern. Der In­ formationsfluß vom Rundsteuersender der Zentrale zum Rund­ steuerempfänger an der Niederspannungsebene bildet den Hin-Kanal. Die Rundsteuersignale eines Rundsteuersenders gelan­ gen zu einer Vielzahl von Rundsteuerempfängern.

Die Rundsteuerempfänger sind mit einem Telefonmodem aus­ gestattet. Das Telefonmodem kann als einsteckbare Modulein­ heit ausgeführt sein. In dem Rundsteuerempfänger werden Si­ gnale erfaßt, die vorgegebene Ereignisse darstellen bzw. an­ zeigen. Nach Erfassung der Signale, beispielsweise eines Si­ gnals, das einen Zählerwert darstellt, werden diese zwi­ schengespeichert und anschließend durch Modulation eines Ausgangssignals von dem Telefonmodem auf eine Telefonleitung ausgegeben. Die an das Modem des Rundsteuerempfängers ange­ koppelte Telefonleitung ist Teil eines Fernsprechnetzes, beispielsweise des öffentlichen Fernsprechnetzes. Außerdem ist ein in der Zentrale angeordnetes Telefonmodem an das Fernsprechnetz angekoppelt. Der Rückkanal kann nun durch Verbindungsaufbau zwischen einem im Rundsteuerempfänger an­ geordneten Telefonmodem und dem Telefonmodem der Zentrale aufgebaut werden. Die an dieser Telefonnetzverbindung darge­ stellten Pfeile weisen in beide Richtungen; damit soll ange­ zeigt werden, daß die Telefonmodemverbindung sowohl als Rückkanal als auch als zusätzlicher zweiter Hin-Kanal ver­ wendet werden kann. Darüber hinaus kann der Verbindungsauf­ bau sowohl vom Modem des Rundsteuerempfängers als auch vom Modem der Telefonzentrale gesteuert werden.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Rundsteuerempfängers. Der Rundsteuerempfänger 1 ist an eine Leitung 2 der Niederspannungsebene (230 V) eines Energieversorgungsnetzes angekoppelt. Ein mit der Leitung 2 gekoppeltes Netzteil 7 versorgt die Baugruppen des Rundsteu­ erempfängers 1 mit der notwendigen Betriebsspannung. Ein mit der Leitung 2 gekoppeltes Filter 3 dient dem Herausfiltern der Rundsteuersignale im Frequenzbereich zwischen 160 und 2000 Hz. Das Filter setzt die empfangenen Rundsteuersignale in digitale Ausgabewerte um, die beispielsweise auf einen Bus 15 ausgegeben werden. Der Bus umfaßt sowohl Adreß- und Datenleitungen als auch Steuerleitungen.

Die Dekodier- und Steuereinrichtung 4 umfaßt einen mit dem Bus 15 gekoppelten Mikroprozessor 5. Ferner ist ein Speicher 9 mit dem Bus 15 gekoppelt, der sowohl RAM- als auch ROM-Speicherbauelemente (vorzugsweise einen EEPROM) enthalten kann. Die Dekodier- und Steuereinrichtung 4 ent­ hält ferner Relaistreiber 6 zum Ansteuern von Schaltrelais 8. Ferner enthält die Dekodier- und Steuereinrichtung eine Signalerfassungseinrichtung 10, die ebenfalls mit dem Bus 15 gekoppelt ist. Die Signalerfassungseinrichtung tastet die Steuer-, Adreß- und Datenleitungen des Busses ab und ist derart programmierbar, daß sie bei vorgegebenen Signalmu­ stern auf diesen Leitungen ein Erfassungssignal erzeugt und die erfaßten Informationen zwischenspeichert.

Der Rundsteuerempfänger 1 weist ferner ein Modem 11 auf, das ebenfalls an den Bus 15 angekoppelt ist. Das Modem 11 ist über eine bidirektionale Kommunikationsleitung 14 mit einer Fernsprechschnittstelleneinrichtung 12 gekoppelt. Die Fernsprechschnittstelleneinrichtung 12 kann über eine Stan­ dard-Steckverbindung mit dem Fernsprechnetz 13 gekoppelt werden. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Fernsprechschnittstelleneinrichtung 12 auch als Funktelefon ausgebildet sein. Das Modem 11 umfaßt einen Modulator mit einer Schnitt stelle zur Aufnahme von Signalen aus dem Bus 15, einen Demodulator mit einer Schnittstelle zur Ausgabe von Signale auf den Bus 15 sowie eine Steuer- und Zeitüber­ wachungsschaltung. Über die Leitung 14 werden modulierte Si­ gnale übertragen. Diese werden von der Fernsprechschnitt­ stelleneinrichtung entweder passiv an ein Kabelnetz angekop­ pelt oder in entsprechende Funksignale eines Funktelefons umgesetzt.

Der Rundsteuerempfänger 1 weist ferner eine mit dem Bus 15 gekoppelte externe Schnittstelleneinrichtung 20 auf. Die Schnittstelleneinrichtung 20 dient zum Ankoppeln externer Meßgeräte, Verbrauchserfassungs- oder Zählereinrichtungen 22.

Das Netzteil 7 ist mit einem Elektrolytkondensator 21 großer Kapazität gekoppelt. Der Elektrolytkondensator 21 dient dazu, den erhöhten Stromverbrauch während einer kurz­ zeitigen Inbetriebnahme des Modems sicherzustellen, ohne die Gesamtleistung des Rundsteuerempfängers 1 über den zulässi­ gen Wert ansteigen zu lassen. Im Stand-By-Betrieb wird das Modem nur etwa alle 500 ms für ca. 1 ms in Betrieb genommen um zu prüfen, ob ein Anruf vorliegt. Während der kurzzeitigen Inbetriebnahme ist ein höherer Betriebsstrom erforderlich, der durch den Entladestrom des Elektrolytkondensators ge­ speist wird. Im Sendebetrieb des Modems wird ähnlich verfah­ ren, indem kurzzeitige Sende-Bursts ausgegeben werden. Das Netzteil 7 enthält sowohl eine Ladeschaltung für den Konden­ sator 21 als auch eine Steuereinrichtung, die bei einer er­ höhten Stromanforderung seitens der Baugruppen des Rundsteu­ erempfängers den Kondensator 21 entlädt.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche alter­ native Ausführungsformen denkbar. Das Mikroprozessorsystem der Dekodier- und Steuereinrichtung 4 kann weitere Schnitt­ stellenbaugruppen umfassen. Die Filtereinrichtung 3 kann ne­ ben dem eigentlichen analogen oder digitalen Filter bereits einen großen Teil der Dekodiereinrichtung enthalten. Die Schnittstelleneinrichtung 20 kann neben dem Empfang von Si­ gnalen auch für eine Ausgabe von Steuersignalen an einen Zähler oder ein Meßgerät konfiguriert sein. Das Mikroprozes­ sorsystem kann darüber hinaus eine Eingabeeinrichtung und/oder ein Display enthalten. Anstelle des Elektrolytkon­ densators kann auch ein Akkumulator verwendet werden, um ei­ nen längeren Modembetrieb zu ermöglichen. Anstelle eines Mi­ kroprozessorsystems kann die Dekodier- und Steuereinrichtung 4 auch eine andere Zustandsmaschine oder eine festverdrahte­ te Logik enthalten.

Claims (21)

1. Rundsteuerempfänger (1) mit
einer mit einem Energieversorgungsnetz (2) koppelbaren Filtereinrichtung (3) zum Erfassen von Rundsteuersignalen,
einer mit der Filtereinrichtung (3) gekoppelten Deko­ dier- und Steuereinrichtung (4) zum Dekodieren der Rundsteu­ ersignale und zum Erzeugen interner Steuersignale und
einer von den internen Steuersignalen gesteuerten Schalteinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet,
daß die Dekodier- und Steuereinrichtung (4) eine Erfas­ sungseinrichtung (10) zum Erfassen von Ereignisse darstel­ lenden Signalen aufweist,
daß mit der Dekodier- und Steuereinrichtung (4) ein Mo­ dem (11) zum Kodieren der Ereignisse darstellenden Signale durch Modulieren eines Ausgabesignals gekoppelt ist, und
daß das Ausgabesignal mit einer Fernsprechschnittstelle­ neinrichtung (12) gekoppelt und von dieser auf ein Fern­ sprechnetz (13) auskoppelbar ist.

2. Rundsteuerempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die von der Erfassungseinrichtung (10) erfaß­ ten, Ereignisse darstellenden Signale wenigstens einen Teil der internen Steuersignale umfassen.

3. Rundsteuerempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine externe Schnittstelle (20) zu einer Meßwerter­ fassungseinrichtung vorgesehen ist, wobei über die Schnitt­ stelle (20) ein Signal empfangen werden kann, daß einen Meß­ wert darstellt, und
daß die Ereignisse darstellenden Signale das den Meßwert darstellende Signal umfassen.

4. Rundsteuerempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß eine externe Schnittstelle (20) zu einer Verbrauch­ serfassungs- oder Zählereinrichtung vorgesehen ist, wobei über die Schnittstelle (20) ein Signal empfangen werden kann, das einen Verbrauchswert oder Zählerwert darstellt, und
daß die Ereignisse darstellenden Signale das den Ver­ brauchswert oder Zählerwert darstellende Signal umfassen.

5. Rundsteuerempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsprechschnittstellenein­ richtung (12) an eine a/b- oder ISDN-Amtsleitung ankoppelbar ist.

6. Rundsteuerempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsprechschnittstellenein­ richtung (12) ein mit einer Antenne gekoppeltes Funktelefon enthält.

7. Rundsteuerempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht-flüchtiger Speicher (9) mit der Dekodier- und Steuereinrichtung gekoppelt ist, der Parameter zum Steuern der Auskopplung des Ausgabesignals auf das Fernsprechnetz, insbesondere Verbindungsparameter, speichert.

8. Rundsteuerempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß eine integrierte Stromversorgungseinheit (7) mit dem Energieversorgungsnetz (2) gekoppelt ist und
daß die integrierte Stromversorgungseinheit (7) einen Energiespeicher zum Puffern eines kurzzeitig erhöhten Ener­ gieverbrauchs des Rundsteuerempfängers bei Inbetriebnahme des Modems (11) und/oder der Fernsprechschnittstellenein­ richtung (12) aufweist.

9. Rundsteuerempfänger nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Energiespeicher ein Kondensator hoher Ka­ pazität oder ein Akkumulator ist.

10. Rundsteuerempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsprechschnittstellen­ einrichtung (12) Signale aus dem Fernsprechnetz (13) empfan­ gen und an das Modem (11) weiterleiten kann, wobei das Modem (11) die Signale aus dem Fernsprechnetz dekodiert und an die Dekodier- und Steuereinrichtung (4) ausgibt.

11. Rundsteuerempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine in eine Steckplatzauf­ nahme des Rundsteuerempfängers einsetzbare Moduleinheit vor­ gesehen ist, die das Modem und die Fernsprechschnittstellen­ einrichtung enthält.

12. Verfahren zum Betreiben eines Rundsteuersystems mit einem Rundsteuersender, der über mehrere Spannungsebenen ei­ nes Energieversorgungsnetzes mit mindestens einem Rundsteu­ erempfänger gekoppelt wird,
wobei von einer Steuerzentrale der Rundsteuersender ver­ anlaßt wird, Rundsteuersignale auf das Energieversorgungs­ netz zu übertragen, und
in dem Rundsteuerempfänger die Rundsteuersignale empfan­ gen und dekodiert und entsprechende interne Steuersignale erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Rundsteuerempfänger wenigstens ein Signal er­ faßt wird, wobei das Signal ein Ereignis darstellt,
daß das wenigstens eine Signal von einem am Ort des Rundsteuerempfängers angeordneten Modem kodiert und als ent­ sprechend moduliertes Ausgabesignal auf ein Fernsprechnetz ausgegeben wird, und
daß von einem am Ort der Steuerzentrale angeordneten, an das Fernsprechnetz angekoppelten weiteren Modem das Ausgabe­ signal empfangen, dekodiert und weiterverarbeitet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß von dem wenigstens einen in dem Rundsteuerempfänger er­ faßten Signal das Ereignis des Empfangs eines vorgegebenen Rundsteuersignals dargestellt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte des Aussendens eines Rundsteuersignals vom Rundsteuersender, des Empfangens des Rundsteuersignals durch den Rundsteuerempfänger, des Erfassens des den Empfang des Rundsteuersignals darstellenden Signals im Rundsteuer­ empfänger, des Ausgebens des entsprechend modulierten Ausga­ besignals auf das Fernsprechnetz und des Empfangens und Wei­ terverarbeitens des am Ort der Steuerzentrale empfangenen Ausgabesignals mehrfach wiederholt werden, wobei die Sende­ leistung des ausgesendeten Rundsteuersignals bei jeder Wie­ derholung schrittweise reduziert wird,
daß am Ort der Steuerzentrale ermittelt wird, bei wel­ cher Sendeleistung kein Ausgabesignal empfangen wurde, und daß anschließend die Sendeleistung des Rundsteuersenders auf einen Minimalwert eingestellt wird, der noch einen si­ cheren Empfang des Rundsteuersignals durch den Rundsteuer­ empfänger gewährleistet.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen Meßwert darstellendes Signal von einer am Ort des Rundsteuerempfängers angeordneten Meß-, Verbrauchs­ erfassungs- oder Zählereinrichtung erzeugt wird, und daß das den Meßwert darstellende Signal in dem Rundsteu­ erempfänger über eine externe Schnittstelle empfangen und erfaßt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des den Meßwert darstellenden Signals eine Energiezählereinrichtung ausgelesen wird, wobei die Energie­ zählereinrichtung den Energieverbrauch eines von dem Rund­ steuerempfänger geschalteten Verbrauchers darstellt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß in dem Rundsteuerempfänger ein Auslösesignal erzeugt wird, das die Erfassung des ein Ereig­ nis darstellenden Signals veranlaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösesignal durch Dekodieren eines Rundsteuersi­ gnals erzeugt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösesignal durch Dekodieren eines über das Fern­ sprechnetz von dem Modem empfangenen Signals erzeugt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, da­ durch gekennzeichnet,
daß in der Steuerzentrale Signale zur Parametrierung des Rundsteuerempfängers erzeugt und über das am Ort der Steuer­ zentrale angeordnete weitere Modem die Signale zur Parame­ trierung kodiert und auf das Fernsprechnetz ausgegeben wer­ den,
daß von dem Modem des Rundsteuerempfängers die Parame­ trierungssignale empfangen und dekodiert werden, und
daß der Rundsteuerempfänger entsprechend den Parametrie­ rungssignalen eingestellt wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, da­ durch gekennzeichnet,
daß das Modem wiederholt, vorzugsweise periodisch wie­ derholt, für jeweils eine kurze Zeitdauer in Betrieb genom­ men wird, um Signale auf das Fernsprechnetz aus zugeben oder Signale zu empfangen,
daß von einer mit dem Energieversorgungsnetz gekoppelten Stromversorgungseinrichtung des Rundsteuerempfängers ein Energiespeicher im wesentlichen kontinuierlich aufgeladen wird, und
daß der Energiespeicher zur Stromversorgung des Modems während der kurzzeitigen Inbetriebnahme zumindest teilweise entladen wird.