DE2432839B2 - Meßperiodengeber für Tarifiergeräte, insbesondere Tarifiergeräte zur Erfassung von Mittel- bzw. Maximumwerten umgesetzter Energie - Google Patents

Description

Meßperiodengeber werden da benötigt, wo zu bestimmten Zeiten oder in bestimmten Intervallen wiederkehrende Schaltungen vorgenommen werden müssen. Beispielsweise sind sie erforderlich bei Maximumzählern, bei denen zur Registrierung des elektrischen Verbrauches die Leistungsintegration über eine größere Zeiteinheit, nämlich die Meßperiode, erfolgt. Diese Meßperioden erstrecken sich im allgemeinen über ein Zeitintervall von 15 Minuten, das aber auch auf eine größere Zeit ausgedehnt werden kann. Das Verbrauchsmaximum ist demnach das Zeitintegral der höchsten mittleren Leistung einer Meßperiode, die innerhalb eines Verrechnungszeitraumes gemessen so wird.

Bei bekannten Maximumzählern wird ein mechanisches Maximumwerk verwendet, das einen vom Zähler angetriebenen Mitnehmer enthält, der seinerseits eine Maximumrolle mitschleppt. Nach Ablauf einer Meßperiode wird der Mitnehmer entkuppelt, so daß er unter Wirkung einer Rückholfeder in die Nullstellung zurücklaufen kann, während die Maximumrolle die erreichte Stellung beibehält. Der Meßperiodengeber besteht dabei aus einem dauernd laufenden Synchronmotor, der über ein Getriebe und eine Kurvenscheibe die Ein- und Auskupplung des Mitnehmers bewirkt. Die Entkupplungszeit beträgt im allgemeinen 1% der Meßperiodendauer, so daß bei einer Meßperiode von 15 Minuten auf die Entkupplungszeit 9 Sekunden entfallen. Der während der Entkupplungszeit auftretende Verbrauch kann durch entsprechende Auslegung der Übersetzungsgetriebe eingeeicht sein, es sind aber auch Maximumwerke bekannt, bei denen dieser Verbrauch gespeichert und nachträglich wieder eingegeben wird.

Bei den bekannten Maximumwerken mit mechanischem Meßperiodengeber ist der verwendete Motor einem erheblichen Verschleiß unterworfen, da er ständig hi Betrieb sein muß. Eine Umstellung der Meßperiodendauer bzw. der Entkupplungszeiten ist nur durch Umsetzen von Wechselrädern möglich. Ein Nachteil der mechanischen Ausführung besteht auch darin, daß bei Netzausfall die Meßperiode gestoppt und bei wiederkehrender Spannung von diesem Wert aus weitergezählt wird. Es ergeben sich dadurch zwei Meßperioden kürzerer Dauer und somit falsche Meßergebnisse.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Meßperiodengeber zu schaffen, der praktisch keinem Verschleiß unterliegt, der eine Variation der Meßperioden bzw. Entkupplungszeiten erlaubt und der nach Netzausfall eine neue Meßperiode startet. Der erfindungsgemäße Meßperiodengeber ist gekennzeichnet durch zu einer auf ein Ausgaberelais wirkenden kompakten Funktionsgruppe zusammengefaßte elektronische Funktionsglieder, die aus einem an einen Zeitmarkengenerator angeschlossenen, über ein Programmiernetzwerk abfragbaren Zeitmarkenzähler und einer auf das Ausgaberelais wirkenden Kippstufe bestehen, über die vom Programmiernetzwerk vorgegebene Signalintervalle frei wählbarer Dauer und wählbarem Puls-Pausenverhältnisses zum Ausgaberelais durchgreifen, sowie aus einem die zustandsveränderlichen Glieder der Funktionsgruppe bei Inbetriebnahme und bei Spannungs-

Wiederkehr nach Spannungsausfall in den Ausgangszustand für den Beginn der Meßperiode zurücksetzenden Normierungsglied. Der Zeitmarkengenerator kann netzgeführt sein, er kann aber auch als selbstschwingendes Funktionsglied vorzugsweise mit einer Quarzbasis ausgeführt werden. Der netzgeführte Zeitmarkengenerator besteht aus einem RC-G\\ed mit nachgeschalteter Kippstufe, vorzugsweise Komplementärkippstufe, wobei die Triggerung durch das von einer Zenerdiode gekappte Wechselspannungssignal am Gleichrichterausgang des Netzteiles erfolgt und die Kippdifferenzschwelle von der geglätteten Trapezspaiinung an der besagten Zenerdiode abgeleitet ist. Das Normierungsglied besteht aus einer Kippstufe mit Komplementärtransistoren, wobei durch das Einfügen einer Zenerdio- 1 ·> de ein eindeutiges Differenzniveau für den Ausgangszustand der Kippstufe gegeben ist Die gesamte Funktionsgruppe kann modul-integriert auf Hybridbasis realisiert sein oder es können wesentliche Teile davon als monolithischer Großschaltkreis (LSI-T-'chnik) ausgeführt sein. Nach einem Weiterbildungsgedanken der Erfindung dient zur Erweiterung des mit dem Meßperiodengeber schaltbaren Bereiches ein Intervall-Vervielfacher, der mit einem nachgeschalteten zweiten Programmiernetzwerk an dem mit dem Ausgangsrelais verbundenen Ausgang der Kippstufe liegt, wobei das zweite Programmiernetzwerk über eine Oder-Verknüpfung zusammen mit dem erwähnten Ausg ig der Kippstufe auf das Ausgangsrelais wirkt und Desagte Teile in die Funktionsgruppe integriert sind.

Anhand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Der Meßperiodengeber besteht aus einem Netzteil 1, dem ein Zeitmarkengenerator 2 nachgeschaltet ist. Der Zeitmarkengenerator erzeugt Taktimpulse mit einer S5 Frequenz von 100 Hz. Er wirkt auf einen Zeitmarkenzähler 3, der als Frequenzteiler ausgebildet ist. An den Zeitmarkenzähler ist ein Programmiernetzwerk 4 angeschlossen, das seinerseits mit einer bistabilen Kippstufe 5 in Verbindung steht. Der eine Ausgang 5a der Kippstufe liegt an einem Oder-Glied 6, an dessen Ausgang ein Ausgangsrelais 7 angeschlossen ist. Das Ausgangsrelais 7 weist zwei Umschaltkontakte la und Tb auf. Der andere Ausgang 5b der Kippstufe ist über ein Differenzierglied 8 mit dem Rückstelleingang des Zeitmarkenzählers 3 verbunden. Mit dem Ausgang 5a der Kippstufe steht auch ein Intervall-Vervielfacher 9 in Verbindung, dem ein zweites ProgrammiernMzwerk 10 nachgeschaltet ist. Das Programmiernetzwerk 10 wirkt einerseits auf den Rückstelleingang des Intervall-Vervielfachers und andererseits auf den zweiten Eingang des Oder-Gliedes 6. Ein Normierungsglied U wirkt auf den Rückstelleingang des Zeitmarkenzählers 3 und des Intervall-Vervielfachers 9 sowie auf die Kippsiufe 5.

Bei Beginn einer Meßperiode hat der Ausgang 5fcder Kippstufe //-Signal (high-Signal), während am Ausgang 5a L-Signal (Iow-Signai) herrscht. Entsprechend den vom Zeitmarkengenerator abgegebenen Signal-Intervallen werden die Teilerstufen im Zeitmarkenzähler gekippt. Über das Programmiernetzwerk wird der Zeitmarkenzähler derart abgefragt, daß über die Kippstufe 5 das Ausgaberelais entsprechend der eingestellten Zeit an Spannung gelegt oder spannungslos wird. Nach Ablauf der bei mechanischen Meßperiodengebern üblichen Entkupplungszeit t_c von z. B. 9 Sekunden wird über den linken Teil 4a des Programmiernetzwerkes 4 die Kippstufe 5 umgeschaltet, so daß der Ausgang 5a nunmehr Η-Signal führt. Das Relais 7 wird über das Oder-Glied 6 mit Spannung versorgt, so daß es seine Umschaltkontakte 7 a und Tb in die andere Schaltstellung bringt. Der Umschaltkontakt Ta dient zur Einkupplung des Maximumwerkes, während der Kontakt Tk- als Kundendienstkontakt für besondere Schaltaufgaben verwendet werden kann. Am Ende der Meßperiodenzeit t_m wird die Kippstufe über den rechten Teil 4ö des Programmiernetzwerkes 4 zurückgekippt, so daß am Ausgang 5a wieder L-Signai herrscht Bei diesem Potentialsprung wird über das Differenzierglied 8 ein Impuls auf den Rückstelleingang des Zeitmarkenzählers 3 gegeben, der dadurch in seine Ausgangsposition zurückspringt. Wenn der Intervall-Vervielfacher 9 nicht angeschlossen ist verschwindet bei dem letztgenannten Potentialsprung auch das W-Signal am Ausgang des Oder-Gliedes 6, so daß das Ausgangsrelais 7 spannungslos wird und die Kontakte 7a und Tb wieder in die ursprüngliche Schaltstellung zurückkehren.

Da der Zeitmarkenzähler aus Gründen des technischen Aufwandes nur für eine Basis-Meßperiodendauer von z.B. t_m = 15 Minuten ausgelegt ist, können längere Meßperioden mit ihm allein nicht gesteuert werden. Hierzu ist der Intervall-Vervielfacher 9 erforderlich, mit dessen Hilfe die Meßperiodendauer vervielfacht werden kann. Es sei jetzt angenommen, daß der Eingang des Intervall-Vervielfachers 9 an den Ausgang 5.9 der Kippstufe 5 angeschlossen ist. Am Ende der Zeit t„, wird dann beim Umkippen der Kippstufe 5, wenn also der Ausgang 5a wieder L-Signal annimmt, ein Impuls an den Intervall-Vervielfacher 9 gegeben, durch den das Potential am Ausgang 9a von Null verschieden wird. Am Ausgang 10a des zweiten Programmiernetzwerkes 10 entsteht dadurch eine Spannung, die über das Oder-Glied 6 zum Ausgangsrelais 7 durchgreift. Das Ausgangsrelais 7 fällt also nach Ablauf der Zeit t_m wenn am Ausgang 5a der Kippstufe 5 ^-Signal eintritt, nicht ab. Erst nach Ablauf der Zeit η ■ t_m wird über den Ausgang 10b des zweiten Programmiernetzwerkes 10 ein Rückstellimpuls auf den lntervall-Vervieifacher 9 gegeben, so daß die Spannung am Ausgang 9a und 10a wieder verschwindet und somit gleichzeitig an beiden Eingängen des Oder-Gliedes 6 L-Signal herrscht.

Bei Inbetriebnahme oder bei Spannungswiederkehr nach Spannungsausfall sorgt das Normierungsglied 11 dafür, daß Zeitmarkenzähler, Intervall-Vervielfacher und Kippstufe sich in ihrer Ausgangsstellung befinden, so daß ein ordnungsgemäßer Betrieb gewährleistet ist. Es klammert bei wiederkehrender Versorgungsspannung eine Nullstellung der erwähnten Glieder so lange, bis die Versorgungsspannung das Referenzniveau des Normierungsgliedes überschreitet.

Der elektronische Meßperiodengeber hat den Vorteil, daß er praktisch keinem Verschleiß unterliegt, da nur ruhende Bauteile verwendet werden. Er läßt sich mit geringem Anpassungsaufwand in bereits vorhandene Maximumzähler anstelle des mechanischen Meßperiodengebers einsetzen. Die Kupplungszeiten und Pausenzeiten lassen sich durch entsprechende Programmierung beliebig einstellen. Besonders vorteilhaft ist auch, daß durch das Normierungsglied bei Netzausfall nach Spannungswiederkehr ein Neustart gewährleistet ist, so daß beginnend mit der Entkupplungsphase sofort eine volle Meßperiode abläuft. Mit Hilfe des Normierungsgliedes läßt sich auch eine Sychronisierung mehrerer Maximumwerke erreichen, da nur die gemeinsame Spannung kurzzeitig unterbrochen zu werden braucht, um zu erreichen, daß bei Wiedereinschaltung alle Maximumzählwerke synchron laufen.

Hierzu i Blatt zeichnungen

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   L Meßperiodengeber für Tarifiergeräte, insbesondere Tarifiergeräte zur Erfassung von Mittel- bzw. Maximumwerten umgesetzter elektrischer Energie, gekennzeichnet durch zu einer auf ein Ausgaberelais (7) wirkenden kompakten Funktionsgruppe zusammengefaßte elektronische Funktionsglieder, die aus einem an einen Zeitmarkengenerator (2) angeschlossenen, über ein Programmiernetzwerk (4) abfragbaren Zeitmarkenzähler (3) und einer auf das Ausgaberelais wirkenden Kippstufe (5) bestehen, über die vom Programmiernetzwerk vorgegebene Signalintervalle frei wählbarer Dauer und wählbarem Puls-Pausenverhältnisses zum Ausgaberelais durchgreifen, sowie aus einem die zustandsveränderlichen Glieder der Funktionsgruppe bei Inbetriebnahme und bei Spannungswiederkehr nach Spannungsausfall in den Ausgangszustand für den Beginn der Meßperiode zurücksetzenden Normierungsglied (11).
2. 2. Meßperiodengeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Intervallvervielfacher (9) mit nachgeschaltetem zweiten Programmiernetzwerk (10) an dem mit dem Ausgangsrelais verbundenen Ausgang (Sa) der Kippstufe (5) liegt, das zweite Programmiernetzwerk über eine Oder-Verknüpfung (6) zusammen mit dem erwähnten Ausgang der Kippstufe auf das Ausgangsrelais (7) wirkt und besagte Teile in die Funktionsgruppe integriert sind.
3. 3. Meßperiodengeber nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgaberelais (7) mehrere Kontakte (7a, Tb), vorzugsweise Umschaltkontakte, aufweist

   b
4. 4. Meßperiodengeber nach Anspruch 1 bis 3,

   dadurch gekennzeichnet daß der Zeitmarkengenerator (2) netzgeführt ist
5. 5. Meßperiodengeber nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Zeitmarkengenerator (2) aus einem RC-GWed mit nachgeschalteter Kippstufe, vorzugsweise Komplementärkippstufe, besteht, wobei die Triggerung durch das von einer Zenerdiode gekappte Wechselspannungssignal am Gleichrichterausgang des Netzteiles erfolgt und die Kippdifferenzschwelle von der geglätteten Trapezspannung an der besagten Zenerdiode abgeleitet ist
6. 6. Meßperiodengeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Zeitmarkengenerator (2) als selbstschwingendes Funktionsglied, vorzugsweise mit einer Quarzbasis, ausgeführt ist
7. 7. Meßperiodengeber nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Normierungsglied (11) aus einer vorzugsweise mit Komplementärtransistoren bestückten Kippstufe besteht, wobei durch das Einfügen einer Zenerdiode ein eindeutiges Referenzniveau für den Ausgangszustand der Kippstufe gegeben ist.
8. 8. Meßperiodengeber nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Funk-

   jo tionsgruppe modul-integiiert auf Hybridbasis relaisiert ist oder wesentliche Teile davon als monolithischer Großschaltkreis (LSI-Technik) ausgeführt sind.