DE2109036B2 - Informationserfassungsanordnung zum erfassen der daten von meheren informationsquellen - Google Patents

Description

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d.esern McI crt cber

«prechendc Resonanzfrequenzen innerhalb des Frequenzbereichs der Signalspanniing abgestimmt sind,

lind andererseits eine Reflexionswellenspannung von

«ler Absehlußschaltung nur in den zweiten Ring-

inodulator. der aus der Signalspannung und der Re-

llexionsuellenspannung eine von der Phasendifferenz

dieser beiden 'jpannungen abhängige Ausgangsspan-

liung erzeugt, und mit einem Cialier, das die phasen-

differenzabhängige Ausgangsspannung vom ersten ,Ringmodulator bei Empfang der Ausgangsspannung

des zweiten Ringmodul.ators durchläßt: wobei jede

Abtasieinheil die Rellexionswellenspannung verarbeitet, die von einer zugeordneten lühleinheit bei Einspeisung der Signalspannung über die Nachrichtenleitung und Versorgungsleitungen reflektiert wird, wobei eüe Fühleinheit auf die einem speziellen Verbraucher zugeordnete Frequenz abgestimmt ist und in Reihe mit Kontakten liegt, die geöffnet oder geschlossen werden bei jedem sorbcstimifen li.iegra-

tionswert eines integrierenden Leistungsmessers, der 20 quenzen der Leitung im das Ende der Versorgungsleitungen zum Ver- " ' ^J:~ "~ ^Κλ1-""'

hraucher angeschlossen ist: und durch einen zentralen Rechner zur Umrechnung der von jeder Abtasteinheit , rhaltenen Verbraucherinformation in eine Leistungs- :-.ngabe und zur Summation dieser Leistungsangaben. Die erlindungsgemäße lnformationserfassungsan-,ixlnung zeichnet sich insbesondere durch hohe Lineaiiiät des Wobbeisignalgcnerators aus.

ist zwar eine Anordnung zur Meßw^'-tübertra- ^ _{r)aieiuschrjrt g9()47()) hci Jc}dem ■ _{fh em Flk}er ^or- ^ _{n/en dlc Mch Non} der

_cordncten Frequenz unter- ^ ^ Lhungs

sehe.dcn ~™ · ^ ^rdcn. Ferner ist ein weiteres sehie te orm ^ _{|nfürmaliün},_quci|_{c /u}.

F₁Hc ^""^tn· _{d Schaltcr dc:>} Meßwertgebers geordnet cc J^ ^ _ls, _{DlCsC bcidcn} be,

ο ζu uh.t «c™^(t£ ~_{vorßescnclicn} I SUer liegen, entjeden K^^rl£j ^_η^_{ι11ιΙΠί2 a}Her Meßwertgeber, sprcch nd dc K. _{p hendc}:_n , _lllern der anderen m Rehe / u ■_tc u Hs ρ ac _Ab,_chUli<cnnc!,-

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enzen der Lctu ^^ j ; κ-/«eckt, die IJe. dieser bck_; nmeη I^ ch un _Unl,._r.

Aufstellung besondccr Ocncratorci

^wc'^"^!.^^'d _an Hand der Zeichnung näher Die LihnUmifc suiu

erläutert E. zeigt _Ern„dungsgedanken.

g. l ^a.^tn <='" ..·-. iznäu-crunii einer Infor-2 ein Schaltbild /ur L,

F . g.

der Aus.an.ssiuna.fre-Jcr .

S .st zwar eine Anordnung zur Meßw-tübertra F . g. J g g^

,,„g mittels Hochfrequenz über eine Kraftlcitung 3« qucnz emes ^obbc gc ua ο xo. der ^„

..lcr irgendwelche anderen Leitungen bekannigewor- F ig 4 das ock^ cha^ D ,„foi

i.-n (v»l deutsche Patentschrift 606 610). wobei beispiels der erlindungsgemancn

O1.-SC Anordnung im wesentlichen einen Hochfrequenz, ^"S?"""^"""^,._kxdvillbii_d eines W obbelücnerato,-

,,,uier und einen Hochfrequenzempfänger enthalt, der F . g. 5 das Blocks ^M^ ι _Erf._ndima und

,!.,, über eine Leitung übertragene Ausgangssignal des 35 und einer Ab tas emhc t_be aß c'^ ^_es_

, :ochfre_q,.=nz,_enders empfängt. Vorgesehen ist außer- F . g. 6 J₁ .s SchaUbüd e «^{Ci Ln} ' _finj-_{u mälJcn}

,lern ein Schalter, der einem Wattmeter zugeordnet ist, Zunächst soll de siι m/ρ t - _von

wobei durch die Anordnung das Schließen und Offnen Informationse fa.si gnordnuη _Illformaliü„s-

de, Schaltcis erfaßt wird. f" ■ g· ^{l erlvlar} .''" , .._n(1 l' (•.■b'ertrauuncsleiiun-

Oiese Anordnung enthält aber keinen als Wobbel- ₄o erfassungsanschlussc umJ . Ll crt „ ^ ._

venerator ausgebildeten Hochfrequenzsender, außer- gen 2 und 2 Indukm.latcn/^ _^. -.^

Ι di idäß dten Mittel mit C C ^ ^

taten C₁ C₂ ^
sprechend de l^

rator ausgebildeten Hcq, Ιΐ,,Ρ nicht die erlindungsgcmäß verwendeten Mittel mit deren Funktionen, also keine entsprechenden Hybrid-

«Jchakungen, Amplitudenbegrenzer, R.ngmodulator. q _f

Galter usw. Die Verringerung des Einflusses von 45 L₁ und C₁. L, " ^ld

Raus,hcn und Pcgelschwankungen wird bei dieser be- ^^^

kannten Anordnung ebenlalls mein bezweckt. denlid/™S ^de ^

Bekannt ist auch eine Anordnung zur gleichzeitigen Un er der Anna ^m

Cbertragung mehrerer Meßwerte (vgl. deutsehe Patent- und 1 fps gestellte

verschiedenen Informat,ons-

rschi

que Ie=n ._fu se cßen sind Se ^ ^^

C L ^d ^[ ·^"^{ü J} hd der

Anschlüssen

''^C _{d cse]}. _Sch._lllUng Z beanz du»e. be^ ,

handen. Kontakte unterbrechen gegebenenfalls diese Schleifen. Diese Anordnung dient zum Erfassen des Öffnens und Schließens bzw. Anschlicßens und Abtrennens der Kontakte. In den Schleifen sind neben den Filtern teilweise zwar noch Modulatoren, aber offenbar Leine besonderen Resonanzkreise vorgesehen, deren Öffnen und Schließen zum Erfassen der Daten von Informationsquellen dienen könnten. Diese bekannte Anordnung erfaßt also lediglich das Öffnen und Schließen von Informationsquellen zugeordneten Kontakten, wobei dort ;':igestrcbt wird, vor allem am Ort der Informationsquellen alle Einrichtungen zu vermeiden, die eine besondere Stromversorgung notwendig machen.

Schließlich ist in einer bekannten Einrichtung zur die Änderung der
55 der Frequenz überprüft wird.

Eine der einfachsten Möglichkeiten zur Durchführung einer derartige 1 Überprüfung ist in F' i g. abgebildet, wobei zusätzlich ein Wobbelgenerator zu sehen ist. Falls der Ausgancssignalpegel des Wo'obcl-60 generators 3 konstant ist, während die Spannung oder der Strom durch die Anschlüsse 1 und Γ überprüft wird, wobei die Frequenz gewobbelt wird, zeigt ein Minimum oder Maximum eine Scrienresonanzfrequcn/. an, durch die die geschlossenen Kontakte des Infor-65 mationsschalters ermittelt werden können. Eine derartige lnformationserfassungsanordnung ist bereits bekannt, so daß nicht näher darauf eingegangen werden sol' Auf jeden Fall wird bei einer derartigen An-

Ordnung Information durch die Änderung in der Amplitude der Spannungan den Erfassungsanschlüssen oder des Stroms durch die Erfassungsanschlüsse erfaßt, so daß das Prinzip das gleiche ist wie bei der Erfassung einer amplitudcnmodulierten Welle. Wenn also ein konstantes oder impulsartiges Rauschen in einer Übertragungsleitung auftritt, kann eine fehlerhafte Informationserfassung die Folge sein. Wenn ferner der Ausgangssignalpegel des Wobbelgcnerators einer Schwankung über den Schwellenwertpegel des Amplitudendetektors unter dem Einfluß der Quellcnspannung, der Umgebungstemperatur oder einer anderen äußeren Bedingung ausgesetzt wird, kann ähnlich eine fehlcrhafte Erfassung stattfinden.

Bei einer derartigen Erfassungsanordnung wird die Frequenz des Ausgangssignals des Wobbeigenerators normalerweise in Sägezahnform über der Zeit geändert, wie F i g. 3 zu erkennen gibt. Wenn die Zeitabhängigkeit der Frequenz nicht vollständig linear ist, sollte das erfaßte Ergebnis korrigiert werden. Auf diesen Aspekt des Auf baus und der Herstellung eines Wobbelgenerators sollte ein besonderes Augenmerk gerichtet werden.

F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Informationserfassungsanordnung für allgcnieip.e integrierende Leistungsmesser, wobei ein Rechner 11 an eine Zentralstation 12 mit einer Vermittlung, Pufferspeichern usw. über on-line-(Rechnerabhangig)- oder off-line-(Rechnerunabhangig) - Verbindung gekoppelt ist. Ein Leitungsbündler 13 ist mit der Zentralstation 12 über eine Nachrichtenleitung 14 und mit mehreren Abtasteinheiten 15 über eine weitere Nachrichtenleitung 16 verbunden. Jede Abtasteinheit 15 ist für jeweils einen Transformator vorgesehen und elektromagnetisch oder elektrostatisch mit einer Niederspannungs-Verteilungsleitung 17 gekoppelt, die sich an Stellen derNiederspannungs-Verteilungsleitung befinden. Von der Niederspannungs-Verteilungsleitung 17 gehen Versorgungsleitungen 19 zu den einzelnen Verbrauchern für die Zufuhr elektrischer Leistung zu einer Last 20 aus. Ein integrierender Leistungsmesser

21 mißt die verbrauchte elektrische Leistung und schließt Kontakte 23 bei jeder vorgeschriebenen Drehung einer Drehscheibe (nicht gezeigt) des Leistungsmessers, z. B. bei Verbrauch von jeweils I kWh, um eine Fühleinheit 22 an die Versorgungsleitung 19 parallel zur Last 20 anzuschließen. Diese Fühleinheit

22 hat einen Serienresonanzkre's mit einer Induktivität und einer Kapazität, die auf eine jedem Verbraucher gesondert zugeordnete Frequenz abgestimmt ist. Eine Sperrspulc 24 dient zur Verringerung der Impedanz-Schwankung der elektrischen Einrichtungen; ferner sind ein Transformator 25 und Hochspannungsübertracungsleitungen 26 vorhanden.

F i g. 5 zeigt eine Abtastschaltung, wie sie in der Abtastcinheit vorhanden ist. und einen Wobbelgenerator, der sich im Leitungsbündler 13 oder der Zentralstation befindet. In F i g. 5 sind zu sehen ein Informationserfassungsanschluß 151, eine Nachrichtenleitung 252 zum Transformator 18. eine A-Hybridschaltung 153 zur Abtrennung reflektierter Wellen von der Nachrichtenlcitung 152. eine B-Hybridschaltung 154 zur Unterdrückung der Einkopplung von Rauschen aus der Nachrichtenleitung 152 in den Modulator, ein Amplitudenbegrenzer 155, ein erster Ringmodulator 156 für die Meüschaltung. eine Abschlußschaltung 157, eine C-Hybridschaltung 158 für einen Vergleichet·, eine D-Hybridschaltung 159, ein zweiter Ringmodulator 160 für den Vergleicher, ein Abtastgatter 161, ein Erfassungsausgangsanschluß 162, ein Ausgang 163 der Meßschaltung, ein Ausgang 164 des Vergleichers und ein Wobbelgenerator 165 in der Zentralstation 12.

Die Abschlußschaltung 157 (F i g. 6) besteht aus einer Parallelschaltung von mehreren Serienresonanzkreisen, deren Eigenfrequenz gleich den vorbestimmten Abtastwerten der Frequenz ist.
Für die Schaltung von F i g. 5 ist es bekannt, daß

nur die rellektierten Wellen am Informationscrfassungsanschluß 151 an der Erfassungskreisseite der A-Hybridschaltung 153 auftreten können. Zur Verteilungsleitung 17 sind nur einige Fühleinheiten 22 parallel geschaltet, so daß die Impedanz im wescnt-

liehen von einer reinen Reaktanz, jX, gebildet wird. Mit V₈ für die Spannung des Wobbeigenerators, V_r für die Reflexionswellenspannung und R für den Wellenwiderstand der Spannungsquellenseite ergibt sich folgende Gleichung:

wobei die Signalspannung V_s und die Reflexionswellenspannung V_T entgegengesetztes Vorzeichen haben.

r/ I —

ν 1 —

A_rgv_r - —2 tan

Die Amplitude der reflektierten Welle ist nämlich immer konstant, und zwar unabhängig von der Abschlußimpedanz, und nur die Phase ändert sich ent-

sprechend der Änderung der Reaktanz jX. Diese Phase wird Null für die Serienresonanzfrequenz und variiert von —π bis +π. Auf diese Weise wird die Information (Daten) bezüglich des Schaltens einer Fühleinheit (Informationsquelle) in die Phase der re-

flektierten Welle aufgenommen. Wenn das reflektierte Signal durch den Amplitudenbegrenzer 155 läuft, können durch Rauschen, Pegelschwankungen od. dgl. hervorgerufene Einflüsse eliminiert werden. Das ist dasselbe wie bei den Demodulationsprinzipnm und

Rauschabstand-Erhöhungscharakteristiken von frequenzmodulierten Wellen.

Wenn eine derartige reflektierte Welle mit dem Ursprungssignal im ersten Ringmodulator 156 gemischt wird, wird das Ausgangssignal

A · cos Θ,

wobei Θ die Phasendifferenz zwischen der ursprüngliehen und der reflektierten Welle ist. Der Ringmodulator 156 gibt nämlich am Erfassungsausgang 163 einen positiven Impuls ab, wenn die ursprüngliche und die reflektierte Wellein Phase sind, und einen negativen Impuls, wenn sie in Gegenphase sind.

Da dies eine Art synchroner Erfassung ist, tritt kein Gleichspannungsimpuls am Ausgang auf, selbst wenn ein in die Schaltung eingekoppeltes Rauschen nicht vollständig durch den Amplitudenbegrenzer unterdrückt werden kann, außer wenn das Rauschen vollständig in Phase mit der ursprünglichen Signalspan^s nung vom Wobbelgenerator 165 ist und auch dessen Frequenz aufweist.
Die B-Hybridschaltung 154 verhindert, daß Rau-

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sehen von der Nachrichtenleitung 152 eingekoppelt wird und daß die Reflexionswellenspannung V_r zum Ringmodulator 156 über einen anderen Weg als durch di;- Pfeile in Fig. 5 angedeutet gelangt. Wenn auch ein Rauschsignal durch die A- und B-Hybridschaltung 153 bzw. 154 läuft und den Ringmodulator 156 mit der ursprünglichen Welle erreicht tritt ein Gleichtpannungsimpuls am Ausgang auf.

Es soll jetzt der Vergleicher beschrieben werden. Der Wobbelgenerator 165 gibt eine Signalspannung an die Meßschaltung ab, die dann das Ergebnis an das Abtastgatter 161 leitet. Zum gleichen Zeitpunkt wird das Ausgangssignal des Wobbeigenerators 165 auch über die D- und C-Hybridschaltungen 159 bzw. 158 in die Abschlußschaltung 157 eingespeist, und die

reflektierte Welle läuft durch die C-Hybridschaltung 158 und gelangt in den Ringmodulator 160.

Da die Abschlußschaltung 157 eine reine Reaktanzschaltung ist, erzeugt der Ringmodulator 160 einen positiven Impuls am Abtastpunkt, wie er dem für die Meßschaltung beschriebenen Fall ähnlich ist.

Das Abtastgatter 161 öffnet sich nach Empfang dieses positiven Impulses und ermöglicht, daß die abgetastete Information von der Meßschaltung zum

ίο Erfassungsausgang 162 gelangt, der mit dem Leitungsbündler 13 über die Nachrichtenleitung 16 verbunden ist. Dann zählt die Zentralstation 12 das Ausgangssignal und integriert den Leistungsverbrauch der jeweiligen Verbraucher. Schließlich berechnet der Rech· nerll (vgl. Fig. 4) die Leistungsrate.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. 'atentaiispriich:

   maiion in eine Leistungsangabe und zur Summation dieser Leistungsangaben.

   lnfürinationserfassungsanordnung zum Erfassen der Daten von mehreren Informationsquellen, die an einer Leitung liegen, durch Öffnen und Schließen aller Resonanzkreise, die die jeweiligen Informationsquellen charakterisieren, gekennzeichnet durch eine Zentrale (12) mit einem Wobbelgenerator (Γ "> zur wiederholten Aussendung einer Signalspannung (K₅), deren Frequenz in einem vorbestimmten Zeitintervall linear mit der Zeit variiert; durch mehrere Abtasteinheiten (15), deren jede mit der Zentrale (12) über eine Nachrichtcnleilung (14), einen Leitungsbündler (13) und eine weitere Nachrichtenleitung (16) verbunden ist, wobei jMe Abtasteinheit (15) aufweist: eine Meßschaltung mit einer ersten Hybrid-Schaltung (154). di: die Signalspannung (K₅) einerseits in eine zweite Hybrid-Schaltung (153) und andererseits in einen ersten Ringmodulator (156) einspeist, wobei die zweite Hybrid-Schaltung (153) einspeist einerseits die Signalspannung (K,) in eine weitere Nachrichtenleitung (152) und andererseits eine Reflexionswellenspannung (K₁-) von der weiteren Nachrichtenleitung (152) nur in einen Amplitudenbegrenzer (155), und wobei der erste Ringmodulator d. rch Mischen der Signalspannung (K,<) und der Reflexionswellensp-uinung (V_r) eine von der Phasendifferenz zwischen diesen beiuen Spannungen abhängige Ausgangs^rpannung (V_n>) erzeugt; und einen Vergleicher mit einer dritten Hybrid-Schaltung (159), die die Signalspannung einerseits in eine vierte Hybrid-Schallung (158) und andererseits in einen zweiten Ringmodulator (160) einspeist, wobei die vierte Hybrid-Schaltung (158) einspeist einerseits die Signalspannung (K,') in eine Abschlußschaltung (157), die eine Parallelschaltung von mehreren Resonanzkreisen darstellt, die auf entsprechende Resonanzfrequenzen innerhalb des Frequenzbereichs der Signalspannung abgestimmt sind, und andererseits eine Reflexionswellenspannung (Vr) \on der Abschlußschaltung (157) nur in den zweiten Ringmodulator (160), der aus der Signalspannung (K₈') und der Reflexionswellenspannung (K/) eine von der Phasendifferenz dieser beiden Spannungen abhängige Aiisgangsspannung (V'_rp) erzeugt, und mit einem Gatter (161), das die phasendifferenzabhängige Ausgangsspannung (V_rv) vom ersten Ringmodulator (156) bei Empfang der Ausgangsspannung (K₁,) des zweiten Ringmodulators (160) durchläßt; wobei jede Abtasteinheit (15) die Reflexionswellenspannung (K_r) verarbeitet, die von einer zugeordneten Fühleinheit (22) bei Einspeisung der Signalspannung (K_s) über die Nachrichtenleitung (152) und Versorgungsleitungen (19) reflektiert wird, wobei die Fühleinheit (22) auf die einem speziellen Verbraucher zugeordnete Frequenz abgestimmt ist und in Reihe mit Kontakten (23) liegt, die geöffnet oder geschlossen werden bei jedem vorbest^:mmten lntegrationswtrt eines integrierenden Leistungsmessers (21), der an das Ende der Versorgungsleitungen (19) zum Verbraucher angeschlossen ist; und durch einen zentralen Rechner (U) zur Umrechnung der von jeder Abtasleinheit (15) erhaltenen Vcrbraucherinfor-Die Erfindung betrifft eine lnformalionserfassun--,-anordnung zum Erfassen der Daten von mehrere;.·

   ίο Informationsquellen, die an einer Leitung liegen, durch Öffnen und Schließen aller Resonanzkreise, die die jeweiligen Informationsquellen charakterisieren.

   Zur elektrischen Fernablesung der Anzeigewerk eines integrierenden Leistung»-, Wasser- oder Ga-

   Verbrauchsmessers oder eines Fernsprechgebührenzählers, in dem eine physikalische Größe gemessen, integriert, in eine mechanische Drehbewegung umgesetzt und als Aiv/eigegrölk mit mindestens zwei Ziffer'.: aneezeigt wird, gibt es \erschiedene Anordnungen.

   ίο Eine dieser Anordnungen bewirkt die Erzeugung eines elektrischen Impulses "für jeue Drehung einer Scheibe, die proportional zur physikalischen Meßgröße rotiert, und die Integration derartiger Impulse in einen: Empfänger, der .ich in einer Zentralstation befindet.

   um die physikalische Größe anzuzeigen.

   Bei einer anderen Anordnung wird der integrierte Wert einer physikalischen Größe in einem Register eespeichcrt. das bei jedem Verbraucher vorhanden ist. und automalisch der integrierte Wert nach Aufforderung durch die Empfängerseite, gesendet, damit er \on der Empfängerseite empfangen wird.

   Derartige Anordnungen benötigen jedoch eine aktive Einrichtung, wie einen Generator, einen Codierer und ein Register, womit jeder Verbraucher ausgerüstet werden muß. was zu hohen Kosten führt und auch Wartungspersonal dafür erforder'.

   Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Informationserfassungsanordnung anzugeben, die verhältnismäßig unempfindlich gegen äußeres Rauschen und Pegelschwankungen od. dgl. ist.

   Eine Informationserfassungsanordnung der eingangs genannten Art ist gemäß der Ertindung gekennzeichnet durch eine Zentrale mit einem Wobbelgenerator zur wiederholten Aussendung einer Signalspannung, deren Frequenz in einem vorbestimmten Zeitintervall linear mit der Zeit variic;t: durch mehrere Abtasteinheiten, deren jede mit der Zentrale über eine Nachrichtenleitung, einen Leitungsbündler und eine weitere Nachrichtenleitung verbunden ist, wobei jede Abtasteinheit aufweist: eine Meßschaltung mit einer ersten Hybridschaltung, die die Signalspannung einerseits in eine zweite Hybrid-Schaltung und andererseits in einen ersten Ringmodulator einspeist, wobei die zweite Hybrid-Schaltung einspeist einerseits die Signalspannung in eine weitere Nachrichtenleitung und andererseits eine Reflexionswellenspannung von der weiteren Nachrichtenleitung nur in einen Amplitudenbegrenzer, und wobei der erste Ringmodulator durch Mischen der Signalspannung und der Reflexionswellenspannung eine von der Phasendifferenz zwischen diesen beiden Spannungen abhängige Ausgangsspannung erzeugt; und einen Vergleicher mit einer dritten Hybrid-Schaltung. die die Signalspannung einerseits in eine vierte Hybrid-Schaltung und andererseits in einen zweiten Ringmodulator einspeist, wobei die vierte Hybridschaltung einspeist einerseits die Signalspannung in eine Abschlußschaltung, die eine Parallelschaltung von mehreren Resonanzkreisen darstellt, die auf ent-