DE2545985A1

DE2545985A1 - Vorrichtung zur nachrichtenuebertragung ueber energieleitungen

Info

Publication number: DE2545985A1
Application number: DE19752545985
Authority: DE
Inventors: Neil H Jagoda; Klaus Kubierschky; Jun Adrian G Roy
Original assignee: GENERAL PUBLIC UTILITIES CORP
Current assignee: GENERAL PUBLIC UTILITIES CORP
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1975-10-14
Publication date: 1976-06-24
Also published as: DE2545985C2; SE7510575L; SE415621B; BR7508529A; FR2296318B1; NL7512734A; JPS5177843A; IL48084A0; GB1527507A; IN143624B; FR2296318A1; ES442479A1; NL174516B; AU8573775A; IL48084A; CA1070767A; IT1056170B; BE835731A; NL174516C; CH615544A5

Description

"Vorrichtung zur Nachrichtenübertragung über Energieleitunp;en"

Die Erfindung bezieht sich auf die Nachrichtenübertragung über Starkstrom- oder Energieleitungen und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Austausch digitaler Daten über Energieverteilungsleitungen zwischen einer zentralen Steuereinheit und entfernten Zähler- oder Steuermodulen.

Verbrauchszähler werden normalerweise periodisch durch einen Mitarbeiter des Versorgungsunternehmens am Ort des Kunden abgelesen. Der Ableser notiert jeden Zählerstand von Hand und gibt die Information über Datum, Ort und Zählerstand an ein zentrales Büro. Im zentralen Büro v/erden diese Daten durch Lochung oder auf andere Weise in eine .Form umgesetzt, in welcher sie für die automatische Verarbeitung durch einen Computer zur Rechnungsstellung geeignet sind.

Wenn sich Verbrauchs-Zähler innerhalb eines Gebäudes befinden und niemand dem Ableser Zutritt verschaffen kann, kann

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der Ableser den Zählerstand für den jeweiligen Zeitraum nicht feststellen. Er muß dann "beispielsweise eine an das Versorgungsunternehmen adressierte Postkarte zurücklassen, auf welcher der Kunde angewiesen wird, den Zählerstand selbst abzulesen, auf die Postkarte zu schreiben und diese dem Versorgungsunternehmen zu übersenden. Alternativ kann das Versorgungsunternehmen den Zählerstand für den betreffenden Zeitraum unter Berücksichtigung des Verbrauchs in der Vergangenheit schätzen. Bei beiden Vorgehen können Ungenauigkeiten auftreten. Aber selbst dann, wenn die Zähler außerhalb der Gebäude vorgesehen sind und der Ableser stets Zutritt zu ihnen hat, bedeutet die manuelle Ermittlung der Zählerstände und ihre Umwandlung in eine für die automatische Datenverarbeitung geeignete Form einen besonderen Kosten- und Zeitaufwand, wobei außerdem.bei jeder Bearbeitung zwischen der ursprünglichen Ablesung durch den Ableser und der automatischen Datenverarbeitung für die Eechnungsstellung durch den Computer .Fehler auftreten können.

Es wurden deshalb schon verschiedene Systeme zur selbsttätigen Zählerablesung vorgeschlagen. Gemäß einem Vorschlag werden Telefonleitungen zur Übertragung der Daten benutzt. Ein anderer Vorschlag sieht bei jedem Kunden einen Sende-Empfänger vor, wobei ein das Gebiet überfliegendes Flugzeug über die Sende-Empfänger Antwortgeber, bei jedem Kunden abfragt. Gemäß einem weiteren Vorschlag werden Energieleitungen zur Datenübertragung verwendet, jedoch mit kostspieligen Verbindungsgliedern zur Umgehung der Verteile.rtransformatoren. Bei allen Vorschlägen sind die hohen Kosten nachteilig.

Die Versorgungsunternehmen überwachen den Energiefluß auf den Verteilerleitungen zur Zeit nur ah sehr wenigen Stellen wegen der hohen Kosten der Telefonleitungen oder der nur begrenzten Zuweisung von Funkkanälen. Steuerelemente, z.B.

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Schalter, werden von Hand betätigt, während Kondensatoren zur Blindstromkompensation durch eine Uhr und nicht nach Maßgabe der jeweiligen Lasten geschaltet werden. Wenn ein Stromausfall aufgrund eines Fehlers in der Verteilerleitung auftritt, müssen die Versorgungsunternehmen auf telefonische Beschwerden der Kunden warten, um das betroffene Gebiet zu erfahren, da ihnen keine Methode zur Echtzeit-Überwachung oder -Kontrolle des Verteilersystems zur Verfügung steht.

Die Versorgungsunternehmen müssen auch Erzeugungskapazität zur Befriedigung des üpitzenbedarfes und nicht nur des durchschnittlichen oder wesentlichen Bedarfes besitzen. Zur Zeit verringert man die Spitzenbelastung u.a. durch Senkung der Netzspannung. Dies ist jedoch für Geräte, wie z.B. Computer oder Klimaanlagen gefährlich. Im Extremfall schließt man zur Senkung des Spitzenbedarfes ganze Abschnitte des Versorgungsgebietes von der Belieferung mit Strom aus. Viel besser ist es natürlich, wenn man zur Senkung des Spitzenbedarfes Lasten abschaltet, die nicht unbedingt notwendig sind, z.B. Heißwassergeräte. Zur Zeit wird dies mittels Zeituhren bewirkt, die jedoch während eines Stromausfalls stehen bleiben und später nachgehen können und daher dann unter Umständen die Last nicht mehr während der Perioden höchsten Energieverbrauches abschalten. Schließlich kann man die Belastungsspitzen auch durch Aufforderungen an die Öffentlichkeit abbauen, unwichtige Verbraucher abzuschalten. · .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Nachrichtenübertragung über Energieleitungen anzugeben, mit welcher eine preiswerte und zuverlässige Übertragung digitaler Daten Über die vorhandenen Energieleitungen eines Verteilernetzes möglich ist.

.Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1

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und bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen in den Unteransprüchen gekennzeichneten Vorrichtung gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Energieverteilernetz nicht nu3? als Ubertragungs strecke, z.B. zwischen einer Unterstation, an welcher eine typische zentrale Steuereinheit vorgesehen ist, und den entfernten Zählern oder Steuermodulen benutzt, sondern auch als Quelle für Synchronisiersignale, die an jeder Stelle örtlich zur Verfügung stehen. Dadurch können die Spezifikationen für die Geräte an den zahlreichen Zähler- oder Steuermodul-Stellen im Vergleich zu den Spezifikationen für die Geräte an den viel selteneren zentralen Steuereinheiten großzügig sein, so daß/lie Geräte an den Zählern und Steuermodulen weniger Bauteile als für die Geräte an den zentralen Steuereinheiten notwendig sind und dadurch die Anlagekosten niedrig gehalten werden können, wobei trotzdem ein zuverlässiger Datenaustausch mit angemessener Übertragungsgeschwindigkeit möglich ist. Dies wird auch durch die Verwendung logischer Anordnungen unterstützt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in der Möglichkeit zur Unterscheidung zwisehen Eutz- und Störsignalen.

Die Erfindung ist inbesondere zur selbsttätigen Ablesung von Verbrauchs-Zählern an entfernten Stellen und zur genauen Übertragung der Zählerstände an eine zentrale Abrechnungsstelle geeignet. Die Erfindung ist ferner besonders gut zur selbsttätigen Steuerung von Elementen des Energieverteilungssystems an vielen Stellen und zur genauen Übertragung des jeweiligen Zustandes dieser Elemente an eine zentrale Betriebssteuerstelle geeignet. Dies eröffnet die Möglichkeit zum schnellen Abbau von Belastungsspitzen durch Abschaltung unwichtiger Verbraucher. Außerdem kann man den

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Energieverbrauch, während der Haupfbelastungszeit messen.

Im folgenden ist die Erfindung mit v/eiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungs beispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

ig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung nach der Erfindung mit mehreren Steuereinheiten in Abständen entlang einem Energieverteilernetz,

Fig. JA .·

bis 3G- graphische Darstellungen der Zusammensetzung von Nachrichten zur Datenübertragung zwischen einem Datenerfassungsrechner und einer zentralen Steuer einheit und zwischen der zentralen Steuereinheit und Antwortgebern,

Fig. 4- ein Blockdiagramm einer zentralen Steuereinheit, Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Antwortgebers, Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Zähler-Codierers,

Fig. 7 eine graphische Darstellung des spektralen Rauschens einer 120 V-Leitung als Funktion der Frequenz,

Fig.-8A '

und 8B graphische 'Darstellungen der übertragung als Funktion der Frequenz bei einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 9A

und 9B Schaltbilder von Kondensatoren zur Blindstrom-

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kompensation mit einem Serien- bzw. einem Parallel-Trennetzwerk,

Pig. 1OA

bis 10C ein Schaltbild des Modulators, des Demodulators und der Taktsteuerung der zentralen Steuereinheit, aufgebaut mit integrierten Schaltungen,

Fig. 11 einen Impulsplan mit typischen Modulator- und Demodulator-Taktsignalen von der Anordnung gemäß Fig. 1OB,

Fig. 12 einen Impulsplan zur Veranschaulichung der Verarbeitung der vom Datenerfassungscomputer übertragenen Daten in der zentralen Steuereinheit,

Fig. 13 einen Impulsplan mit Befehlszyklus-Taktsignalen der zentralen Steuereinheit,

Fig. 14 einen Impulsplan mit Abfragezyklus-Taktsignalen der zentralen Steuereinheit,

Fig. 15 einen Impulsplan mit Abfragezyklus-TaktSignalen für die Datenübertragung von der zentralen Steuereinheit zum Datenerfassungscomputer,

Fig. 16 eine Darstellung von Phasenabtast-Taktsignalen des Demodulators der zentralen Steuereinheit,

Fig. 17 ein Schaltbild eines Eingabe-Registers und eines Synchronisiercode-Registers, aufgebaut aus integrierten Schaltungen,

Fig. 18 ein Schaltbild eines Befehl-Registers der zentralen Steuereinheit, aufgebaut aus integrierten

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Schaltungen,

Pig. 19 ein Schaltbild eines Status-Registers der.zentralen Steuereinheit,

Pig. 20 ein Schaltbild eines Ausgabe-Registers der zentralen Steuereinheit, aufgebaut aus integrierten Schaltungen,

Pig. 21A

bis 0 ein Schaltbild des Demodulators, des Modulators und der Taktsteuerung des Antwortgebers,

Pig. 22 eine Darstellung von Taktsignaleii des Antwortgebers nach Pig. 21,

Pig. 23 ein Schaltbild eines typischen Antwortgeber-Senders.

Pig. 1 zeigt das Blockdiagramm der logischen Anordnung einer Vorrichtung nach der Erfindung. Wo es zweckmäßig ist, sind einander entsprechende Bauglieder in der gesamten Pigur mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Ein zentraler Abrechnungscomputer 1 (Computer zur Rechnungsstellung) , z.B. vom Typ IBM 360/95, erstellt eine Datei, welche Information über jeden abzulesenden Zähler oder jedes zu steuernde Gerät enthält, wobei die Datei in einer Hierarchie nach Datenerfassungs- und Steuerzweig-Kennzeichnung, nach Steuereinheits-Kennzeichnung, nach ■ Verteilerzuleitungs- und Phasen-Kennzeichnung, nach Zählermodul-Kennzeichnung, nach Taktpolaritäts-Kennzeichnung und nach Zählertyp-Kennzeichnung sortiert ist. Die Datei wird dann über eine sehr schnelle Datenverbindung 18, die beispielsweise ein Kabel ist, zu einem Verbindungszuteilung seomputer 2 übertragen, bei dem es sich z.B. um den Typ Data General NOVA 340 handeln kann. Der Verbindungszu- '

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teilungscomputer 2 überträgt die einschlägigen Teile der Datei zu mehreren Datenerfassung^- und Steuerzweigen 3A bis 3T über schnelle Datenleitungen 19A bis 19T₅ die beispielsweise Telefonleitungen oder Mikrowellenstrecken sein können. Die Datei wird in den Datenerfassungscomputer 4 eingegeben,, der jeden Zweig steuert, vgl. den Computer 4 des Zweiges 5>A, und beispielsweise ein Data General NOVA 2/10 sein kann.

Die Datenerfassungs- und Steuerzweige, z.B. 3A, sind mit mehreren Energieverteilungs- und Meßsystemen 6A bis 6R über mehrere zentrale Steuereinheiten 5A bis ^)R gekoppelt, welche Daten vom Datenerfassungscomputer 4 über Datenverbindungen 2OA bis 2OR empfangen. Basierend auf der vom ■ Verbindungszuteilungscomputer 2 erhaltenen Datei sendet der Datenerfassun^scomputer 4 Daten zu einer zentralen Steuereinheit, z.B. 5A, über eine Datenverbindung 2OA, 'die eine Telefonleitung, eine Mikrowellenstrecke oder ein Fernsehkabel sein kann. Die Daten kennzeichnen die Verteilerzuleitung und Phase 21A, auf welche die zentrale Steuereinheit 5A ihr Ausgangssignal geben sollte. Die Verteilerzuleitung und Phase 21A bildet einen Teil des Verteilernetzes 7· Die zentrale Steuereinheit 5A gibt den Datenerfassungscomputer 4 Meldung, wenn das Aufschalten ihres Ausgangssignales auf die gekennzeichnete Verteilerzuleitung 21A abgeschlossen ist. Dann sendet der Datenerfassungscomputer 4 Daten zur zentralen Steuereinheit 5A, welche dieser angeben, welches Zählermodul, z.B. 11A, und welcher Zählertyp, z.B. 15, abgefragt werden soll, welche Taktpolarität für die Abfrage benutzt werden soll und mit welcher Übertragungsgeschwindigkeit das Zählermodul 11A antworten soll. Die zentrale Steuereinheit 5A schaltet ein moduliertes HF-Signal auf die Verteilerzuleitung 21A, welches Information über die Adresse des Zählermoduls, den Zahlertyp und die Übertragungsgeschwindigkeit für die Antwort enthält. Das Signal wandert über das Energie-

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-Q-

Verteilernetz 7, itfelch.es die Verbeilerzuleitung 21A umfalit, "bei der es sich, um eine dreiphasige 12,4 kV-Zuleitung handeln kann, und über mehrere Verteilertransformatoren 10A bis 1OH zu mehreren Zähl er Gruppen 8A bis 8ΓΊ. Das Signal der zentralen Steuereinheit wird von allen Zählermodulen 11A bis 11Ϊ erhalten, die an die 240 oder 120 7 bei 60 Hz führenden Sekundärseiten der "Verteilertransformatoren, z.B. an die Leitung 24 des Verteilertransformators 10A angeschlossen sind. Die Antwortgeber der Zählermodule, z.B. 12, demodulieren und decodieren das Signal. Der Antwortgeber 12, dessen örtlich gespeicherter Kennzeichnungscode demjenigen des decodierten Signales gleicht, übernimmt den Zählerstand des gekennzeichneten Zählers, z.B. des Elektrizitätszählers 15? von einem Zählercodierer, z.B. 13, über eine Leitung 26. Der Antwortgeber 10 schaltet dann ein moduliertes W-b'-Signal, welches das Zählermodul (11A im Beispiel) und den Zählertyp (15 ipi Beispiel) kennzeichnet, die Übertragungsgeschwindigkeit der Antwort spezifiziert und den Zählerstand angibt, über die Leitung 24 und den Verteilertransformator 1OA auf das Verteilernetz 7. Das Signal wandert über das Verteilernetz 7 zur zentralen Steuereinheit 5-k, welche das Signal demoduliert und die Daten über die Datenverbindung 2OA zum Datenerfassungscomputer 4 überstellt. Der Datenerfassungscoraputer 4 prüft die Daten auf Fehler und wiederholt den Abfragez3^"klus mit einem niedrigeren Baud-l/ert für die Antwort, wenn I'ehler festgestellt ,werden. Im i?slle der J?ehlerfreiheit speichert der Datenerfassungscomputer 4 den Zählerstand in einer Datei. Nach Abfrage aller zugewiesenen Zähler überträgt er die Daten der Zählerstände über die Datenverbindung 19, den Verbindungszuteilungscoraputer 2 und das Kabel 18 zum zentralen Abrechnungscomputer 1. In gleicher Weise können mit der Vorrichtung auch Gaszähler, z.B. 16, und V/a s s erzähl er, z.B. 17, unter Verwendung von Zählercodierern 13' bzw. 13" abgelesen v/erden.

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- ίο -

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der Möglichkeit, die Konfiguration des Verteilernetzes 7 zu steuern, indem Kondensatoren, z.B. 23, zur Blindstromkompensation an die Verteilerzuleitungen, z.B. 21A, angeschaltet oder von diesen abgeschaltet werden, und indem Verteilerzuieitungsschalter, z.B. als Teil von 9N an- oder abgeschaltet werden. Eine Betriebszentrale 28 meldet einem Datenerfassung^- und Steuerzweig, z.B. 5A, über eine Datenverbindung 29, den Verbindungszuteilungscomputer und die Datenverbindung 19A die Anweisung, Kondensatoren, z.B. 23,zur Bliiidstromkompensation an die Verteilerzuleitung 21A anzuschalten oder von dieser abzuschalten. Der Datenerfassungscomputer 4- wählt die richtige zentrale Steuereinheit, z.B. 5A, aus und sendet dann Daten zu ihr, welche die Verteilerzuleitung und Phase, z.B. 21A, kennzeichnen, auf Vielehe die zentrale Steuereinheit 5A ihr Ausgangssignal aufschalten sollte. Dann sendet der Datenerfassungscoraputer 4 Daten an die zentrale Steuereinheit 5A, mit welchen dieser gemeldet wird, welches Steuermodul, z.B. 9A, Befehle erhalten soll, welche Taktpolarität zur Abfrage benutzt werden soll und mit welcher 'übertragungsgeschwindigkeit das Steuermodul 9A den Schaltzustand zurückmelden sollte. Die zentrale Steuereinheit 5A schaltet ein moduliertes NF-Signal auf die Verteilerzuleitung 21A, welches Information über die Adresse des Steuermoduls, den Schalterbefehl und die Übertragungsgeschwindigkeit bei der Antwort enthält. Das Signal wandert über das Verteilernetz 7 über mehrere Verteilertransformatoren, z.B. 1OA bis 1OM, zu mehreren Steuermodulen 9A bis 9^,.· welche das Signal der zentralen Steuereinheit erhalten. Ihre Antwortgeber demodulieren und decodieren das Signal. Der Antwortgeber, z.B. 12' , dessen Kennzeichnungscode demjenigen des decodierten Signales gleicht, gibt dem Schalter 22 den Befehl zur Einnahme der gewünschten Schaltstellung, bei welcher der Kompensations-Kondensator 23 an die Verteilerzuleitung 21A -

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angeschaltet oder von dieser getrennt ist. Beim Schalter kann es sich um den Typ Hr. 1781793&5>Ί der Firma General Electric handeln. Anschließend schaltet der Antwortgeber 12' ein moduliertes HF-Signal, welches den Kennzeichnungscode des Steuermoduls 9A, die Übertragungsgeschwindigkeit der Antwort und die Schalterstellung enthält, über die Leitung 24 und den Verteilertransformator 1OA auf das Verteilernetz 7- Das Signal wandert über das Verteilernetz 7 zur zentralen Steuereinheit 5A, welche das Signal demoduliert und die Daten über die Datenverbindung 2OA zum Datenerfassungscomputer 4 überstellt. Der Datenerfassungscomputer 4 prüft die Daten auf Fehlerfreiheit. Wenn Fehler gefunden werden, wird der .Befehlszyklus mit einer niedrigeren Übertragungsgeschwindigkeit der Antwort, wiederholt. Wenn Fehlerfreiheit festgestellt wird, überträgt der Datenerfassungscomputer 4 die Schalterstellung für den Kondensator zur Blindstromkondensation zum Betriebszentrum 28 über die Datenverbindung 19A, den Verbindungszuteilungscomputer 2 und die Datenverbindung 29·

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Möglichkeit, Belastungsspitzen abzubauen, indem Verbraucher mit hohem Stromverbrauch, z.B. elektrische HeiSwassergeräte, abgeschaltet werden. Das Betriebszentrum 28 gibt an einen Datenerfassungs- und Steuerzweig, z.B. 3A, über die Datenverbindung 29) den Verbindungszuteilungscomputer 2 und die Datenverbindung 19A die Anweisung, HeiBwassergeräte abzuschalten. Der Datenerfassungscomputer 4 sendet Daten zu den zentralen Steuereinheiten 5-A- bis 5R, mit welchen diese instruiert werden, alle Zählermodule, z.B. 11A und 11B, mittels einer bestimmten Taktpolarität abzufragen/ und welche den Kennzeichnungscode für Heißwassergeräte und einen Befehlscode enthalten. Die zentralen Steuereinheiten 5A bis 5R schalten ein moduliertes ÖF-Signal, welches den Kennzeichnungscode der HeiSwasser-

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gerate und den Befehlscode enthält, auf das Verteilernetz 7· Das Signal wandert über Verteilerzuleitungen, z.B. 21A, zu mehreren Verteilertransformatoren, z.B. 1OA bis 1OM, und von diesen zu mehreren Zählermodulen, z.B. 11A bis 11P. Alle Zählermo.dule erhalten das Signal von der zentralen Steuereinheit und die Antwortgeber, z.B. 12, welche die gleiche Taktpolarität· wie das übertragene Signal benutzen, demodulieren und decodieren das Signal in richtiger V/eise. Alle Antwortgeber enthalten den Kennzeichnungscode für Heißwassergeräte und steuern ihre zugeordneten Heißwassergeräte, z.B. 14, in den vom Befehlscode angegebenen Zustand. Die zentrale Steuereinheit enthält auf diese Nachricht keine Antwort. In entsprechender Weise fragt dann der Datenerfassungscomputer 4- die Zählermodule ab, welche die inverse Taktpolarität benutzen. Dadurch wird die Belastungsspitze in sehr kurzer Zeit beträchtlich abgebaut. Die starken¹ Verbraucher, wie z.B. die Heißwassergeräte, können in entsprechender Weise wieder angeschaltet werden. Alternativ können die Geräte selbsttätig nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls mittels Verzögerungsrelais oder' ähnlichen Einrichtungen wieder eingeschaltet werden.

V- .

In gleicher Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Messen des Energieverbrauchs während der .Spitzenbedarfsperioden, z.B. zwischen 4 und 8.00 Uhr morgens,benutzt werden. Ein zweiter Zählercodierer oder ein ähnliches Gerat ist an jeder Zahlstelle vorgesehen. Zu Beginn der Spitzenbedarfsperioden wird der Kennzeichnungscode für Heißwassergeräte ^zu allen Zählermodulen zusammen mit einem Funktionscode übertragen, welcher den Beginn der Spitzenbedarfsmessung anzeigt. Die Antwortgeber, z.B. 12, empfangen das Signal und befehlen den Spitzenbedarfs-Zählercodierem, den Energieverbrauch festzustellen. Am Ende der Spitzenbedarfsperiode wird der Kenn-

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zeichnungscode für Heißwassergeräte zu allen Zählermodulen zusammen mit einem Jfunktionscode übertragen, welcher das Ende der Spitzenbedarfsmessuns anzeigt. Die Antwortgeber, z.B. 12, empfangen des bignal und befehlen den Bpitzenbedarfs-Zählercodierern, die Erfassung des Energieverbrauchs zxx beenden. Alternativ kann den Spitzenbedarfs-Zählercodierern der Befehl, die Messung des Energieverbrauchs zu beenden, mittels eines Zeitgebers, eines Verzögerungsrelais oder einer'ähnlichen Einrichtung gegeben werden. Jeder Spitzenbedarfs~Zählercodierer kann monatlich oder zweimonatlich in der zuvor beschriebenen V/ei se abgelesen werden.

Ein weiteres Herkmal der Erfindung liegt in der !löslichkeit, die Betriebsparameter des Energieverteilungssystems, z.B. den Stroinf 1υ :.i, die Spannung und die Schalt stellung, zu überwachen. Ein Wandler, z.B. ein Stromwandler 30,. erzeugt ein digitales Signal, das dem Stromfluß in der Verteilerzuleitung 21A proportional ist. Wenn eine Messung des Stromflusses in der Verteilerzuleitung 21A gewünscht wird, weist das Betriebszentrum 28 den Datenerfassungscomputer 4 über die Datenverbindung 29 ₅ den Verbindungszuteilungscomputer 2 und die Datenverbindung 19A entsprechend an. Der Datenerfassungscomputer 4 sendet Daten zur zentralen Steuereinheit 5-A-, ^mit welchen diese instruiert wird, ihr Ausgangssignal auf die Verteilerzuleitung 21A zu schalten. Dann sendet der Datenerfassungscomputer 4 Daten zur zentralen Steuereinheit 5A₅ mit welchen dierse instruiert wird, daß ein Status-Modul 31 abzufragen ist, welche Taktpolarität für die Abfrage benutzt v/erden soll und mit welcher Übertragungsgeschwindigkeit das Status—Modul 31 antworten soll. Die zentrale Steuereinheit 5A schaltet ein moduliertes NF-Signal, vrelches die Adresse des Status—Moduls und Information über die Übertragungsgeschwindigkeit bei der Antwort enthält, auf das Verteilernetz 7 und über mehrere . ·

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Verteilertransformatoren 10A bis 10M zum Status-Hodul wo der Antwortgebor 12" das Signal demoduliert und decodiert. Da die Adresse des Antwortgebers 12" mit dem demodulierten und decodierten Signal übereinstimmt, übernimmt er das dem Stromfluß proportionale digitale Signal vom Stromwandler 30. Dann schaltet der Antwortgeber 12" ein moduliertes NF-Signal, welches den Kennzeichnungscode des Status-Moduls 311 die übertragungsgeschwindigkeit der Antwort und die Information über den Stromfluß enthält, über die Leitung 2V und den Verteilertransformator 10M auf die Verteilerzuleitung 21A. Das Signal wandert über das Verteilernetz 7 zur zentralen Steuereinheit ζ>Α, welche das Signal demoduliert und die Daten über die Datenverbindung 2ÜA zum Datenerfassungscomputer 4 überstellt. Der Datenerfassungscomputer 4- prüft die Daten auf Fehlerfreiheit und wiederholt im Falle der Feststellung von Fehlern den Abfragezyklus mit einer niedrigeren Übertragungsgeschwindigkeit der Antwort. Im Falle der Fehlerfreiheit überträgt der Datenerfassungscomputer die Daten des Stromflusses zur Betriebszentrale 28 über die Datenverbindung 19A, den Verbindungszuteilungscomputer 2 und die Datenverbindung 29.

Die Uhterstationen des Eiiergieverteilungssystems sind zweckmäßige Orte für die zentralen Steuereinheiten 5-A· bis 5R- An diesen Orten hat die zentrale Steuereinheit, z.B. 5-Ä-, direkten Zugriff zu allen Verteilerzuleitxingen und Phasen, z.B. 21A bis 21R, die von übertragungstransformatoren, z.B. 27A bis 27R, ausgehen, so daß eine einzige zentrale Steuereinheit, z.B. 5-&, Nachrichtenverbindung mit .allen Zählermodulen, z.B. 11A bis 11P haben kann, die ihre Energie von der Unterstation erhalten.

Gemäß Fig. 2 können zentrale Steuereinheiten erfindungsgemäß auch in Abständen entlang einem Verteilernetz 7' ange-

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ordnet sein. Bei dieser Anordnung steht ein Datenerfassungscomputer 4" mit allen zentralen Steuereinheiten, z.B. 5G t>is 5-F gleichzeitig über eine Datenverbindung 2üC, welche eine Telefonleitung sein kann, auf Teilnehraerleitungs-Basis in Nachrichtenverbindung. Die Nachricht vom Datenerfassungscomputer enthält einen Adressencode für die zentralen Steuereinheiten, so daß nur diejenige zentrale Steuereinheit, die adressiert worden ist, z.B. 50, auf die Nachricht anspricht. Jede zentrale Steuereinheit 5C bis 5# steht jeweils mit nur einer Zählergruppe, z.B. 8C bis 8Ji¹,in Verbindung, wodurch die Leistungsanforderungen an das Ausgangssignal der zentralen Steuereinheiten herabgesetzt sind. Der Nachrichtenaustausch mit einem Steuermodul, z.B. 9D, ist einer einzigen zentralen Steuereinheit, z.B. 5D, zugewiesen.

Unter Bezugnahmeauf die J?ig. 3A bis 3& wird nun die Betriebsweise der neuen Vorrichtung bzw. des neuen Systems beschrieben. In den Pig. JA bis JG ist die Zusammensetzung der Nachrichten gezeigt, welche zur Datenüber- . tragung zwischen DatenerfassMngscomputer 4 und zentraler Steuereinheit 5 sowie zwischen zentraler Steuereinheit 5 und Zähler-Ant'wortgeber 12 verwendet werden. Zwischen dem Datenerfassungscomputer 4 und der zentralen Steuereinheit 5 werden die Daten mit 250 Baud unter Verwendung des aus 11 Bit bestehenden Byte-Nachrichtenformates gemäi J?ig. 3A übertragen. Es können auch andere Übertragungsgeschwindigkeiten und Nachrichtenformate im Hahmen der Erfindung angewendet werden. Das Signal befindet sich normalerweise im Stoppzustand (Schaltwert 1), wobei der Beginn eines Bytes durch ein Startbit (Schal/twert 0) abgegrenzt vd.rd. Dann werden acht .Datenbits übertragen, wobei das Ende des Bytes durch zwei Stopbits gekennzeichnet ist.

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Der Datenerfassungscomputer 4 sendet Befehlsnachrichten zu einer zentralen Steuereinheit 5 zur steuerung der Konfiguration. Diese !Nachrichten bestehen aus drei Bytes gemäß Ji¹Ig. 3^. Das erste Byte-enthält-Adressen-" "bits A.g und A.„ für die zentrale Steuereinheit, das Anzeigebit Jv für die Eachrichtenart, dasi'reigabebit P für die Befehlsdurchführung und vier Befehlsbits (λ., C., O_n und C-,. Die beiden weiteren Bytes enthalten die restlichen Befehlsbits G. bis G.q. Die Adressenbits für die zentrale Steuereinheit werden zur Sicherstellung verwendet, daß nur die richtige zentrale Steuereinheit auf eine Lefehlsnachricht anspricht, insbesondere dann, wenn die Teilnehnverleitungsanordnung gemä^ i'ig. 2 benutzt wird. Das Anzeigebit K für die Kachrichtenart wird zur Abgrenzung zwischen Befehlsnachrichten und Abfragenachrichten vom Datenerfassungscomputer 4 benutzt. Wenn die Nachricht vom Datenerfassungscomputer 4 ein Befehl ist, wird das Bit .P als i'reicabebit für eine Befehlsdurchführung interpretiert. Wenn das Bit P den Schaltwert 1 hat, wird die Befehlsnachricht ausgeführt, während beim Schaltwert 0 des i'reigabebits ¹P die Befehlsnachricht nicht ausgeführt wird, wodurch der Datenerfassungscomputer 4 in die Lage versetzt wird, den Konfigurations-Status ■ der zentralen Steuereinheit 5 zu erhalten. £"ig. 3B zeigt eine Epchricht, bei x\'elcher das Bit K den Schal twert KuIl und dos Bit P den Schaltwert Eins hat: daher ist die Nachricht ein Befehl an die zentrale Steuereinheit 5» und die Befehlsbits G^ bis C.q steuern in der zentralen Steuereinheit die Senderspeisung und die Auswahlrelais für die Yerteilerzuleitungen gemäJi der als Beispiel angegebenen Tabelle I.

TABELLE I:

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TABELLE I

Befehl IAmktion

Cq Senderleistung An

CL benderleistung Aus

G2 Zuleitung 1 Phase A Auswahlrelais An

Cv Zuleitung 1 Phase A Auswahlrelais Aus

C^ Zuleitung 1 Phase B Auswahlrelais An

C(- Zuleitung 1 Phase B Auswahlrelais Aus

Cg Zuleitung 1 Phase C Auswahlrelais An

C₁-,. Zuleitung 1 Phase C Auswahlrelais Aus

Cg Zuleitung 2 Phase A Auswahlrelais An

Cq Zuleitung 2 Phase A Auswahlrelais Aus

C_x-Q Zuleitung 2 Phase B Auswahlrelais An

O.y. Zuleitung 2 Phase B Auswahlrelais Aus

C^p Zuleitung 2 Phase C Auswahlrelais An

G^-r Zuleitung 2 Phase C Auswahlrelais Aus

C^ Zuleitung 3 Phase A Auswahlrelais An

C^jc Zuleitung 3 Phase A Auswahlrelais Aus

C^g Zuleitung 3 Phase B Auswahlrelais An

C^r₇ Zuleitung 3 Phase B Auswahlrelais Aus

C^iQ Zuleitung 3 Phase C Auswahlrelais An

C^|Q Zuleitung 3 Phase C Auswahlrelais Aus

Bei Verwendung der Teilnehmerleitungsanordnung gemäß i'ig. ist es vorteilhaft, die Zahl der Adressenbits für die zentrale Steuereinheit zu erhöhen, damit mehr zentrale Steuereinheiten verwendet werden können. Das Feld der· Befehlsbits kann entsprechend verkleinert werden, da die zentrale Steuereinheit in diesem ITaIl nur zwischen den

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drei Phasen einer einzigen Verteilerzuleitung umschaltet.

Nach Durchführung des gewünschten Befehles überträgt die zentrale Steuereinheit 5 ihren Status zum Datenerfassungscomputer 4 unter Verwendung der 8-Byte-i'iachricht gemäß fig. JO. Byte 1 enthält Statusanzei^ebits Sq bis Sr₇, Byte 2 enthält Statusanzeigebits Sg bis S.., die Adressenbits A^₆ und A.n der zentralen Steuereinheit, das Anzeigebit K für die Nachrichtenart, welches den Schaltwert Null hat, und das Freigabebit P für die Befehlsdurchführung, während Byte 3 die restlichen Statusanzeigebits S.ρ bis S^q umfaßt. Bytes 4 und 7 wiederholen Byte 1, Byte 5 und 8 wiederholen Byte 2 und Byte 6 wiederholt Byte 3· _:Die Nachricht ist also 8 Bytes lang, wobei die Adresse der zentralen Steuereinheit und Anzeigebits für die Nachrichtenart am Ende der*8 Bytes erscheinen. Dadurch wird die Befehl-Antwortnachricht der zentralen Steuereinheit 5 an den Datenerfassungscomputer 4 bezüglich der Bytezählung compatibel mit einer noch zu erläuternden Abfrage-Antwortnachricht.

Der Datenerfassungscomputer 4 sendet die 3-Byte-Nachricht gemäß Fig. 3D zur zentralen Steuereinheit 5 zur Auslösung eines Abfragezylclus. Das erste Byte umfaßt die Adressenbits A^g und A^r₇ der zentralen Steuereinheit, das Anzeigebit K für die Nachrichtenart, das den Schaltwert 1 zur Bezeichnung einer Abfragenachricht hat, ein Bit P, welches die Bit-Taktphase während eines Abfragezyklus steuert, und die Funktionscodebits Fq bis F₇ für den Antwortgeber. Die beiden v/eiteren Bytes enthalten die Kennzeichnungscodebits Aq bis A_x-J- für das Zählermodul, das Steuermodul oder das Heißwassergerät. Die Funktionscodebits bestimmen die Steuerfunktion und die Übertragungsgeschwindigkeit für die Antwort. Die folgende Tabelle II gibt Beispiele für die Bedeutung der einzelnen Bits.

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	- 19 -	II	2545985
	TABELLE	Schalt wert
Abfragetyp	Funktions- codebit	1	Steuerfunktion
Zähler		0	Antwort mit 30 Baud
Zähler	■^po	1	Antwort mit 15 Baud
Zähler		1	Elektrizitätszähler ablesen
Zähler	^ff2	1	Gaszähler ablesen
Zähler	^F3 .	1	Viasserzähler ablesen
Heißwassergerät	^P0	0	Aus Zeit bei 30 Baud
Heißwassergerät		1	Aus Zeit bei 15 Baud
Heißwassergerät	*1	O	Heißwassergerät ein
Heißwas s ergerät		1	Heißwassergerät aus
Heißwassergerät	^F2	0	Spitzenbedarfszähler Start.
Heißwassergerät	F₂	1	Spitzenbedarfszähler Stop . .
Steuerung		0	Antwort mit 30 Baud
Steuerung		1	Antwort mit 15 Baud
Steuerung	^F1	0	Kondensator zuschalten
Steuerung		Kondensator trennen

Die zentrale Steuereinheit 5 sendet die in Pig. 3E gezeigte Nachricht zu den Zählermodulen 11A bis 11P oder den Steuermodulen ?A bis 9N mit 30 Baud. Die ersten acht Bits stellen einen festen Synchronisiercode dar, welchen die Antwortgeber, z.B. 12, erfassen und zur Synchronisierung ihrer Datendecodierung verwenden. Die nächsten vier Bits sind der Funktionscode Fq bis F₅,, und die letzten sechzehn Bits sind der Kennzeichnungscode Aq bis A,.,- für das Zählermodul. Das bezeichnete Zähler- oder Steuermodul antwortet mit dem Nachrichtenformat der Fig. 3F bei der durch das Funktionscode Bit Fq angegebenen Übertragungsgeschwindigkeit..

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Synchronisierbits sind nicht erforderlich, da die Nachricht unmittelbar nach dem Abschluß der Nachricht der zentralen Steuereinheit 5 gemäß I¹Xg. JE beginnt. Die Antwortnachricht wiederholt die vier Funktionscodebits Pq bis F₇ und die sechzehn Kennzeichnungscodebits Aq bis A_x. π und umfaßt zwanzig Bits Mq bis M_x. q mit Zählerdaten der Steuerzustände ι sowie zwanzig Bits Mq bis H/1Q5 vjelche das Einerkomplement der vorgenannten Daten sind. Im Rahmen der Erfindung können auch andere Fehlerprüf- oder Fehlerkorrekturcodes für die Datenfelder

bis M_x-Q iuid Hq bis 1'-Lq verwendet werden. Die Funktionscodebits und die Kennzeichnungscodebits werden zur Bestätigung dafür wiederholt, daß die Nachricht gemäß Fig. 3Ϊ¹ von der zentralen Steuereinheit vom gewünschten Modul richtig erhalten wurde, während die Daten über Zählerstand oder Steuerzustand zum Zwecke der Erkennung von Übertragungsfehlern im Hinblick darauf wiederholt werden, daß die Genauigkeit der Daten von größter Wichtigkeit ist.

Die zentrale Steuereinheit 5 überträgt dann die Antwort des Moduls zum Datenerfassungscomputer 4 in Form von 8-Byte-Daten, wobei die Adressenbits A_x.,- und A₇ der zentralen Steuereinheit, das Anzeigebit K für die Nachrichtenart, das bei dieser Nachricht den Schaltwert 1 hat, und Taktphasenbit P gemäß Fig. JG an. das Ende dieser Nachricht .angehängt werden. Bei Verwendung der Teilnehmer-' leitungsanordnung gemäß Fig. 2 ist es vorteilhaft, die' Zahl der Adressenbits für die zentrale Steuereinheit zu erhöhen. Die Zahl der Kennzeichnungscodebits für die Module kann entsprechend herabgesetzt werden, da die Zahl der von einer Steuereinheit abzufragenden Zähler- und Steuermodule um so geringer ist, je größer die Zahl der verwendeten zentralen Steuereinheiten ist.

Gemäß Fig. 4 ist das grundsätzliche Taktsignal der zentralen

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Steuereinheit 5 die 60-Hz-Netzfrequenz von nominal 120 V (US-Verhältnisse), die von der Yerteilerzuleitung, z.B. der dreiphasigen Zuleitung 21, über Transformator 34 und Leitung 62 oder Relaiskontakte 63, 63' und 63" und Leitung 61 erhalten wird. Anfänglich sind die Relaiskontakte 63, 63' und 63" geöffnet und eine Zeitsteuerung 47 verwendet die Netzfrequenz von 60 Hz auf Leitung 62 zur Herleitung des 285-Baud-Taktes für die Nachrichtenverbindung mit dem Datenerfassungscomputer 4 sowie weiterer Takt- und Zeifcsignale, die noch erläutert werden. Die zentrale Steuereinheit 5 hat eine Schnittstelle zur Nachrichtenverbindung mit dem Datenerfassungscomputer 4 über die 285-Baud-Datenverbindung 20 und ein eine Modem 35 (Bell System Datengerät 103A). Die vom Datenerfassungscomputer 4 am Modem 35 empfangenen digitalen Daten werden einem Datenerapfanger 36 zugeleitet, der Teil einer asynchronen Schnittstelle (Typ THS 6011 der Firma Texas Instruments) sein kann, welche die 8 Datenbits aus dem 11-Bit-Byte gemäß l^?ig. 3A entfernt und der Taktsteuerung über die Leitung 66 meldet, daß einB/te empfangen wurde. Die Taktsteuerung 47 gibt über Leitung 70 ein Signal ab, das die Daten vom Datenempfänger 36 in ein Eingaberegister 37 überstellt. Sie gibt ferner über Leitung 65 ein Rücksetzsignal an den Datenempfänger 36 ab. Nachdem die Taktsteuerung 47 drei Signale auf der Leitung 66 gezählt hat, fragt sie über Leitung 69 die ersten 5 Bits des Eingaberegisters 37 ab. Wenn die Adressenbits Ag und Α.,-, der zentralen Steuereinheit korrekt sind, das Anzeigebit K für die Nachrichtenart den Inhalt des Eingaberegisters 37 als Befehl angibt und das Bit P anzeigt, daß der.Befehl ausgeführt werden soll, gibt die Taktsteuerung 47 über Leitung 78 ein Signal ab, das die Befehlsbits Cq bis C.Q aus dem Eingaberegister 37 in ein Befehlsregister überstellt, wodurch der befohlene Relaisantrieb, Teil von 46, freigegeben wird und seinerseits die befohlene Relais-. spule und Statusanzeige, Teil von 451 ansteuert. Hierdurch

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werden die Relaiskontakte 63, 63' oder 63" geschlossen und dabei automatisch bewirkt, daß die Talctsteuerung die ITetzfrequenz anstatt über Leitung 62 über Leitung erhält. Die Statusanzeigen, Teil von 45, geben über Leitung 82 ein Signal an das Statusregister 44 ab, welches das angesteuerte Relais angibt. Außerdem wird über Leitung 68 das Bit P in das Statusregister 44 überstellt. Die Taktsteuerung 47 wartet ein bestimmtes Zeitintervall nach Überstellung der Daten in das Befehlsregister 43 ab, innerhalb welchem die Ansteuerung von Relais und Statusanzeige stattfinden kann, und überstellt dann den Inhalt des Statusregisters 44 über Leitung 83 zu einem Datensender 55? wobei Steuersignale für Schiebeart, Schiebetakt und Datenübertragung auf den Leitungen 81, 99 bzw. 85 verwendet werden. Der Datensender 55> der Teil der asynchronen Schnittstelle (Typ TMS 6011 der Firma Texas Instrumens) sein kann, fügt die Start- und Stopbits zur Bildung des 11-Bit-Bytes gemäß Fig. 3A hinzu, das dann über Modem 35 und Datenverbindung 20 zum Datenerfassungscomputer 4 gesandt wird. Wenn das Bit P angibt, daß der Befehl nicht durchgeführt werden soll, werden die Befehlsbits G_Q bis G.q im Eingaberegister 37 nicht in das Befehlsregister 43 überstellt und der Befehlszyklus läuft in der zuvor erläuterten V/eise aus, wodurch die zuvor bereits existierende Konfiguration de.r· zentralen Steuereinheit 5 zum Datenerfassungscomputer 4 gemeldet wird.

Wenn das Anzeigebit K für die Nachrichtenart den Schaltwert 1 hat, was anzeigt, daß der Inhalt des Eingaberegisters 37 Abfragedaten sind, überstellt die Taktsteuerung 47 den vorgegebenen Synchronisiercode unter Verwendung eines Steuersignals auf Leitung 72 in ein Synchronisiercoderegister 38, wählt unter Verwendung des Bits P die richtige. Taktphase aus und bewirkt dann die

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Verschiebung des Inhalts des Synchronisiercoderegisters 38 und des Eingaberegisters 37 zu einem Modulator 39 unter Verwendung eines Schiebetaktes auf der Leitung 70. Der Eingang zum Modulator 39 moduliert einen von der Taktsteuerung 4-7 auf Leitung 73 erhaltenen Träger. Der Ausgang des Modulators 39 wird mittels eines Leistungsverstärkers 40 (Firma Bogen, Modell NTB-250) verstärkt und dann über ein Koppeinetzwerk 41 auf die Netzleitung 61 geschaltet. Das Koppe Ine tzxirerk 41 ist eine Serienschaltung aus Kapazität und Induktivität, welche auf die Impedanz der Leitung 61 so abgestimmt sind, daß sich Resonanz bei der zur Übertragung verwendeten Trägerfrequenz einstellt. Das Übertragungssignal gelangt dann über die Relaiskontakte 63, 63' oder 63" und den Verteilertransformator 54 zur Verteilerauleitung 21 und von dort zu allen Zähler- und Steuermodulen 11 bzw. 9₅ <üe an die Verteilerzuleitung 21 angeschlossen sind. Während dieser Zeitspanne ist der Modulator 39 mittels eines übertragungstfreigabesignales von der Taktsteuerung 47 auf der Leitung 75 freigegeben und ein Empfangsschalter 51 durch das gleiche Signal gesperrt. .

Am Ende der Übertragungsperiode der zentralen Steuereinheit 5 wird der Modulator 39 gesperrt und der Empfangsschalter 51 freigegeben, was mittels des Übertragungs-Freigabesignales von der Taktsteuerung 47 auf der Leitung 75 geschieht. Das Antwortsignal vom Zähler- oder Steuermodul auf der Verteilerzuleitung 21 gelangt über den Verteilertransformator 34, die. Relaiskontakte 63? 63' oder 63", Leitung 62, Bandpassfilter 50, das z.B. die Güte Q = hat, den Empfangsschalter 51 (ROA 0D4066A) und den Videoverstärker 52' (Fairchild Halbleiter-Operationsverstärker 74-Ό zu einem Verstärker 53-

Der Demodulator 55 benutzt eine Referenzfrequenz und das

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Funktionscode b it Fq , welche von der Taktsteuerung 47 über Leitungen 73 bzw. 91 ankommen, zur Ermittlung der im empfangenen Signal enthaltenen Daten. Die Taktsteuerung 47 benutzt die im Funktionscode_bit Fq enthaltene Information über die Übertragungsgeschwindigkeit der Antwort vom Zähler- oder Steuermodul .zur Feststellung der übertragungsgeschwindigkeit, mit welcher die Daten an der zentralen Steuereinheit 5 empfangen werden. Am Ende jedes Baud-IntervalIs wird der Ausgang des Demodulators 53 mittels eines von der Taktsteuerung 47 erzeugten Schiebetaktes auf Leitung 89 in ein Ausgaberegister 54-überstellt. Nach Empfang der gesamten Antwortnachricht werden die ersten 8 Bits im Ausgaberegister 54- zum Datensender 55 übertragen und die Adressenbits A^ und A^ der zentralen Steuereinheit, das Anzeigebit K für die Nachrichtenart und das Taktphasenbit P mittels Steuersignalenvon der Taktsteuerung 47 auf den Leitungen 85 bzw. 95 in das Ausgaberegister 54- überstellt. Der Datensender ^ fügt die Start- und Stopbits zur Bildung des 11-Bit-Bytes gemäß Fig. 3A hinzu und überträgt das Byte mit 285 Baud über Modem 35 und die Datenverbindung 20 zum -Datenerfassungscomputer 4. Die Taktsteuerung 47 setzt die Verschiebung der Daten in das Ausgaberegister 54· und die Übertragung der Daten vom Ausgaberegister 54· zum Datensender 55 fort, bis die gesamte Antwortnachricht vom Zähler- oder Steuermodul, die im Ausgaberegister 54· enthalten ist, zum Datenerfassungscomputer 4 übertragen ist.

Sowohl die zentralen Steuereinheiten 5 als auch die Antwortgeber 12 benutzen beide die Netzfrequenz von 60 Hz zur Taktung ihrer TaktSteuerungen. Da jedoch die Phasenlage der einzelnen Verteilertransformatoren 1OA bis 1OM zufallsbedingt ist, kann die Polarität der Netzfrequenz an den einzelnen Antwortgebern gegenüber der Polarität

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der Hetzfrequenz an der zentralen Steuereinheit 5 umgekehrt sein. Zwar kann die Phasenlage der Hetzfrequenz an jedem Antwortgeber bei der Installation eingestellt werden, jedoch ist dies so zeitaufwendig, daß sich die Durchführung der Eizistellung an jedem Antwortgeber in der Praxis verbietet. Es wird deshalb vorgezogen, die einzelnen Antxrortgeber ohne Berücksichtigung oder Einstellung der Phasenlage zu installieren und dann die Datenerfassungscoraputer, z.B. 4, zur Abfrage jedes Antwortgebers unter gleichzeitiger Einstellung der Polarität der Hetzfrequenz an der zentralen Steuereinheit 5 zu benutzen. V/enn die Polarität der Hetzfrequenz, die von der zentralen Steuereinheit 5 zur Zeitvorgabe bei der Abfrage benutzt wird, identisch mit derjenigen am abgefragten Antwortgeber ist, antwortet dieser Antwortgeber richtig. Auf diese Weise läßt sich die richtige Polarität der Hetzfrequenz, die zur Abfrage der Antwortgeber benutzt x^erden muß, feststellen und in der Haupt-Datei am zentralen Abrechnungscomputer 1 speichern. Die richtige Polarität der Hetzfrequenz wird dann zu jedem Datenerfassimgscomputer 4 als Bit P immer dann übertragen, wenn ein Antwortgeber 12 abzufragen ist.

Pig. 5 zeigt im Blockdiagramm den logischen Aufbau eines Antwortgebers 12. Das eigentliche Taktsignal des Antwortgebers 12 ist die Hetzspannung von 60 Hz und nominal 120 Y, die von der Sekundärseite des Verteilertransformators über Leitung 24 erhalten wird. Die Taktsteuerung 110 verwendet die Hetzspannung oder Hetzfrequenz auf Leitung 24 zur Ableitung verschiedener Takt- und Steuersignale, die für die Steuerung des Datenflusses im Antwortgeber 12 benötigt werden. Das Signal von der zentralen Steuereinheit 5 gelangt über ein Bandpassfilter 101, das eine Güte von ungefähr Q = 5 hat, über einen Empfangs-

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schalter 102 (RGA CD4066A) und einen Videoverstärker (Fairchild Halbleiter-Operationsverstärker 741) zu einem Demodulator 104. Der Demodulator 104 verwendet die Referenzfrequenz von der Taktsteuerung 110 auf Leitung 119 zur Herleitung der in dem Signal von der zentralen Steuereinheit 5 enthaltenen Daten. Der Ausgang des Demodulators auf Leitung 135 wird von der Taktsteuerung zur Steuerung der Phase der Referenzfrequenz auf Leitung 119 benutzt. Arn Ende jedes Datenintervalls benutzt die Taktsteuerung 110 den Schiebetakt auf Leitung 118 zur Verschiebung der empfangenen Datenbits vom Demodulator in ein Datenregister 106 über eine Datensteuerung 105· Zu Beginn jeder Bitperiode werden die ersten 8 Bits im Datenregister 106, die zum Teil auf Leitung 132 anstehen, mit dem vorgegebenen Synchronisiercode mittels des Synchronisiercodevergleichers 111 verglichen. Bei Identität wird ein Signal über Leitung 121 zur Taktsteuerung 110 abgegeben, welche daraufhin einen Bitzähler startet. Nach Empfang weiterer 20 Bits und Uberstellung derselben ins Datenregister 106 werden die ersten 16 Bits im Datenregister, welche zum Teil von der Leitung 132 geführt v/erden, mit der vorgegebenen Adresse des Zählermoduls und der vorgegebenen Adresse der Heißwassergerät-Steuerung mittels Vergleichern 113 bzw. 112 verglichen, während die letzten vier Bits im Datenregister 106, die zum Teil auf der Leitung 132 anstehen, zum Funktionscoderegister 114 überstellt werden und der Empfangsschalter 102 gesperrt wird. Der Schiebetakt auf Leitung 118 bekommt die vom ITunktionscode^ bit iⁿ _Q auf Leitung 124 angegebene Frequenz.

Wenn der Vergleicher 113 für die Adresse des Zählermoduls Übereinstimmung feststellt, werden ein Funktionsdecodieren 115 j ein Modulator 107 und der Zählerdateneingang der Datensteuerung 105 gemeinsam über Leitung 126 freigegeben.

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Der Inhalt des Datenregisters 106, welcher die Adresse des Zählermoduls und der Funktionscode ist, wird über Leitung 128, Modulator 107, Sender 108 und ein Koppelnetzwerk 109 zur Sekundärseite '24 des Verteilertransforraators überstellt, während der Inhalt des Zählercodierers, der durch den Funktionsdecocfierer 115freigegeben ist, also ,z.B. der Inhalt des über Leitung 26 freigegebenen Codierers des Elektrizitätszählers/über die Leitung 129 und die Datensteuerung 105 in das Datenregister 106 verschoben wird. Nach Verschiebung oder Überstellung der zxfanzig Zählerdatenbits in das Datenregister 106 wird ein Umlauf seines Inhalts über Leitung

133 und die Datensteuerung 105 ausgelöst, wodurch die Zählerdaten invertiert werden. Der Datenumlauf durch die Datensteuerung 105 wird durch ein Freigabesignal auf Leitung 120 von der Taktsteuerung 110 ausgelöst. Nach der Übertragung der 60-Bit-Antwortnachricht wird der Empfangsschalter 102 über die Leitung 117 freigegeben und die Vergleicher 111 und 113 -für den Synchronisiercode bzw. die Adresse des Zählermoduls werden über Leitung 123 zurückgestellt, wodurch der Modulator 107 und die Zählerdateneingänge der Datensteuerung 105 gesperrt sowie der Funktionsdecoder 115 zurückgesetzt werden.

Der Antwortgeber 12 fährt dann wieder fort, die empfangenen Daten auf Übereinstimmung eines Synchronisiercodes zu prüfen.

Wenn der Vergleicher 112 für die Adresse der Heißwasser— gerätesteuerung nach festgestellter Übereinstimmung eines ßynchronisiercodes Übereinstimmung feststellt, werden die auf der Leitung 12*7 anstehenden Funktionscodebits in die Heißwassergerätesteuerung 116 eingegeben, was zum Einschalten des Heißwassergerätes über Leitung

134 oder zum Ausschalten des Heißwassergerätes über Leitung 134-' oder zur Steuerung des Spitzenbedarfszählers

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über Leitungen 140 und 140' führt. Der Modulator 107 wird nicht freigegeben, da keine Antwortnachricht zu übertragen ist. Nach Ablauf einer Zeitspanne, welche einer Zeitspanne gleicht, die zur Antwort mit einer durch das I'Ymktionocodebit Fq auf Leitung 124 angegebenen Übertragungsgeschv/indigkeit nötig wäre, wird der Empfangs schalter 102 über ..Leitung 117 freigegeben und der Vergleicher 111 für den Synchronisiercode über Leitung 123 zurückgesetzt. Die Heißwassergerätesteuerung 116 wird nicht zurückgesetzt, so daß die Steuerfunktion bis zum Empfang eines weiteren Befehls für die Heiiiwassergerätesteuerung aufrechterhalten bleibt. Der Antwortgeber 12 fährt dann wieder damit fort, die empfangenen Daten auf Übereinstimmung eines Synchronisiercodes zu prüfen.

Wenn von den Vergleichern 113 und 112 weder die Adresse eines Zählermoduls noch die Adresse einer Heißwassergerätesteuerung nach festgestellter Übereinstimmung eines Synchronisiercodes mittels des Vergleichers 111 festgestellt wird, wird keine Steuerfunktion ausgelöst und keine Antwort übertragen. Die Taktsteuerung 110 wartet dann'eine Zeitspanne, die einer Zeitspanne gleicht, welche für eine Antwort mit der durch das Funktionscode_bit F,. auf Leitung 124 angegebenen Übertragungsgeschwindigkeit benötigt wird,und gibt dann über Leitung 117 den Empfangsschalter 102 frei und setzt über Leitung 123 den Vergleicher 111 für den Synchronisiercode zurück.

Fig. 6 zeigt einen typischen Elektrizitätszähler 15 und Codierer 13· Der elektrische Wattstundenzähler 15 (General Electric, Modell Nr. 150S) treibt einen Drehzahlgeber (General Electric, Modell E 12/125), welcher ein Relais 176 (General Electric, Modell 731X2G6) antreibt, dessen Kontakte jeweils nach Erfassung eines Verbrauchs von 100 Watt-Stunden durch den Zähler 15 für kurze Zeit ge-

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schlossen werden. Durch das Schließen der Relaiskontakte wird ein Zähler 177 weitergeschaltet, der beispielsweise vier BCD-Zähl erstuf en (Hayden Switch ilodell 4-2410-10) umfaßt. Die parallelen Ausgänge des Zählers 177 sind mit den parallelen Eingängen eines Schieberegisters 178 verbunden, das aus mehreren Schieberegisterstuf en (HGA GDWj)M-A) mit parallelem Eingang und seriellem Ausgang bestehen kann. Solange der Antwortgeber nicht abgefragt wird, sperrt das Zählerauswahlsignal auf Leitung 26 die Klemme A und damit die serielle Arbeitsweise des Schieberegisters 128, so daß die parallelen Ausgänge des Zählers 177 den Inhalt des Schieberegisters 178 fortlaufend auf den neuesten Stand bringen können. Während der Abfragung eines Zähler-Antwortgebers gibt das Zählerauswahlsignal auf Leitung 26 den Anschluß A und damit die serielle Arbeitsweise frei, so daß dann der Inhalt des Schieberegisters 178 seriell über eine Leitung 129 zum Zähler-Antwortgeber 12 nach Maßgabe von Schiebetakt-Impulsen auf einer Leitung 118 überstellt werden kann. Der Codierer 13 umfaßt vorzugsweise ein leistungsloses Speicherelement (Hayden Switch Modell 42410-10), damit im "Falle eines Stromausfalls keine Zählerdaten verlorengehen. So besteht das Speicherelement beispielsweise aus vier BGD-Stufen, vorzugsweise aber aus fünf BGD-Stufen, da verschiedene Versorgungsunternehmen ihre Zähler gegen solche mit fünfstelliger fießwertangabe austauschen.

Wenn eine Spitz.enbedarfszählung gewünscht wird, ksnn ein v/eiterer Codierer 13" an den gleichen Zähler angeschlossen sein, wobei das Signal des Wattstundenzählers 15 den Zählercodierer 13' über ein Kelais 32 zugeführt wird, welches durch den Antwortgeber 12 gesteuert wird. Wenn der Energieverbrauch am Codierer des Spitzenbedarfszählers festgestellt werden soll, werden die Kontakte des Relais 32 durch Befehl über die Leitung 140 vom Antwort-

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geber 12 geschlossen. Wenn die Energieverbrauchsmessung mit dem Spitzenbedarfszähler beendet werden soll, werden die Kontakte des Relais 32 durch Befehl auf der Leitung 140' vom Antvjortgeber 12 geschlossen.

Fig. 7 zeigt das typische Rauschen, das auf einer Energio-Verteilerzuleitung, z.B. der Verteilerzuleitung 21 von Fig. 1, vorhanden ist. Aus Fig. 7 geht hervor, daß die Amplituden-Hüllkurve der harmonischen/foO-Hz-Netzfrequenz ungefähr 1000 mal größer als das Zufallsrauschen zwischen 1 und 10 kHz ist. Dies würde die Wahl einer Trägerfrequenz für die Übertragung im Bereich geringen Hauschens oberhalb von 10 kHz nahelegen.

An die meisten Verteilerzuleitungen sind jedoch Kondensatoren zur Blindstromkompensation angeschlossen, um Wirkungsgrad und Qualität der Stromlieferung zu verbessern. Außerdem besitzen die VertexlerZuleitungen Serieninduktivi^at und Streukapazität nach Hasse, deren exakte Größe von Konstruktion und Länge der Verteilerzuleitungen abhängt. Wegen dieser Blindkomponenten besitzen die Verteilerzuleitungen also die Übertragungseigenschaften eines Tiefpasses. Eine Netzwerkanalyse, welche durch Messungen der Signalübertragung auf Verteilerzuleitungen bestätigt wurde,zeigt, daß die Grenzfrequenz für halbe Leistung bei ungefähr 1 kHz liegt, wenn die Kondensatoren zur Blindstromkompensation an eine typische Verteilerzuleitung angeschlossen sind; dies ist in Fig. 8A dargestellt. Wenn die Kondensatoren zur Blindstromkompensation von der Verteilerzuleitung getrennt sind, richtet sich die Grenzfrequenz für halbe Leistung nach der Serieninduktivität der Verteilerzuleitung und ihrer Streukapazität nach Masse und liegtzwisehen 10 und 20 kHz, was in Fig. 8B dargestellt ist. Außerdem umfaßt ein System zur Zählerfernablesung und Fernsteuerung eine große Anzahl Zähler- und Steuermodule, die über das ganze Gebiet des Versorgungsunternehmens ver-

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teilt angeordnet sind. Daher ist es unerläßlich, daß diese Einheiten wenig kosten. Ökonomische Bedingungen schließen die Verwendung leistungstarker, hochfrequenter Transistoren und hochselektiver Filter aus. Es ist daher vorteilhaft, die Trägerfrequenz für die Übertragung im Bereich zwischen 5 und 10 kHz festzulegen, so daß die Vorrichtung im Bereich geringen harmonischen Rauschens und geringer Signalübertragungsverluste arbeitet, und dabei für den Nachrichtenaustausch zwischen zentraler Steuereinheit 5 und Zählermodul 11 oder Steuermodul 9 eine Technik anzuwenden, bei welcher eine Unterdrückung der Netzfrequenz und ihrer Harmonischen stattfindet.

Um die Vorrichtung im Bereich zwischen 5 und 10 kHz betreiben zu können, muß der nachteilige Einfluß der Kondensatoren zur Blindstromkompensation beseitigt werden. Der bevorzugte Weg, dies zu erreichen, besteht in der Einfügung eines kapazitiven Trennetzwerkes in Serie mit jedem Kondensator zur Blindstromkompensation, wie es in Fig. 9-A- gezeigt ist, oder parallel zu jedem Kondensator zur BlindstromkoEipensation, wie es in i'ig. 9B gezeigt ist. Gemäß i'ig. 9A ist das kapazitive Trennetzwerk, xfelches aus einer Induktivität 32 und einer Kapazität 33 besteht, in Serie mit einem Kondensator 23' zur Blindstromkompensation geschaltet. Die Induktivität 32 und der Kondensator 33 sind auf Strom- bzw. Parallelresonanz bei der Trägerfrequenz der Übertragung abgestimmt. Die Leitung 21A' ist eine Hochspannungsleitung der Verteilerzuleitung, während die Leitung 21A" die neutrale Leitung der Verteilerzuleitung ist.

Gemäß Fig. 9B ist das kapazitive Trennetzwerk, welches aus einer Induktivität 32' und einer Kapazität 33' besteht, parallel zum Kondensator 23" für die Blindstromkompensation geschaltet. Die Induktivität 32' ist auf

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- ⁷>P

Parallelresonanz mit der Parallelkombination der Kapazitäten 33' und 23" "bei der Trägerfrequenz der Übertragung abgestimmt.

Alternativ kann der nachteilige Einfluß von Kondensatoren zur Blindstroinkompensation auf die Signalübertragung auch dadurch ausgeschaltet werden, daß den Steuermodulen, z.B. 9-A-, gemeldet wird, die Kondensatoren abzutrennen.

Pur die Übertragung wird zweckmäßigerweise die Phasentastung angexirandt, da hierbei durch eine bestimmte Wahl , der Parameter eine hochselektive Filterwirkung und Diskriminierung der Uetzfrequenz und ihrer Harmonischen erzielt werden kann. Daher wird die Phasentastung beim bevorzugten Au s führung sb ei spiel angexvandt, wobei das empfangene Trägersignal der Übertragung durch einen Phasendetektor moduliert wird, dessen Ausgang über eine einem Baud entsprechende Zeitdauer T integriert und dann zurückgesetzt wird.

Der Ausgang E₀ des Integrators am Ende der Integrationsdauer T stellt die empfangene und von der Vorrichtung festgestellte Energie während der Dauer T dar und kann xcLe folgt ausgedrückt werden:

^Eo -^o^in^ * ^eref ™ ^dt

wobei das Demodulator-Referenzsignal ^e _ref(.^) angegeben werden kann als:

^eref ^ = A · sin« t
r r

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Der Phasendetektoreingang e._n(t) besteht aus dem Trägersignal e (t), allen Harmonischen der Netzfrequenz e, (t)

ZlJ)

und Zufallsrauschen ©_n(t) mit gleichförmiger spektraler Energiedichte von N /2 Watt pro Hz, wobei die beiden erstgenannten Größen durch folgende Ausdrücke gegeben sind:

^{= A}c ^sin

^CüJhp^t+V

Die Demodulator-Referenzfrequenz ist identisch mit der Trägerfrequenz, so daß die festgestellte Energie für dieses Signal durch folgenden Ausdruck gegeben ist:

AAT

^- . oos

Durch Phasenverriegelung der Referenzfrequenz mit dem empfangenen Trägersignal kann die Phasendifferenz fS„ zwischen diesen beiden Signalen beliebig klein und die ermittelte Energie dem Maximalwert von A A T/2 angenähert werden. Die festgestellte Energie in Abhängig keit von einer Harmonischen der Netzfrequenz kann wie folgt angegeben werden:

i/"(-^_hp)CD - 4_p7 + Bin ^

2 I, tüJ_r-u>_hp;'J!

-sin

hp

C« r⁺ω

wobei UL = 2ΐΓ(60Ρ) und P eine ganze Zahl ist, welche die

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jeweils betrachtete Harmonische der Netzfrequenz kennzeichnet. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Trägerfrequenz so festgelegt, daß sie ein ungeradzahliges Vielfaches von 30 Hz, also von der'.halben Netzfrequenz ist. Die Demodulator-Referenzfrequenz kann dann wie folgt angegeben werden:

CC_r = 2lt (2m + 1)30 (6) .

Hierin ist in eine ganze Zahl, welche das für die Datenübertragung verwendete ungeradzahlige Vielfache von 30 Hz bestimmt. Hit Vorteil werden außerdem Übertragungsgeschwindigkeiten gewählt, die durch Unterteilung der Netzfrequenz entstehen, also z.B. 30 oder 15 Baud, entsprechend einer Integrationsperiode T von 1/30 bzw. 1/15 see. Bei dieser ganz bestimmten Wahl der Parameter ist die ermittelte Energie E , für jeden Wert von P und fi, genau Null, T^odurch die Harmonischen der Netzfrequenz von 60 Hz diskriminiert werden. Wenn eine Übertragungsgeschwindigkeit von 60 Baud gewählt wird, was einer Integrationsperiode T von 1/60 see entspricht, kann die festgestellte Energie E , wie folgt angegeben werden:

V³IiP "^ /hp 'ohp 30 ff (2m-i;

(7)

In diesem Fall wirkt der Phasendetektor (Integrator-Demodulator) wie ein Bandpassfilter mit einer der !Trägerfrequenz entsprechenden Mittenfrequenz, das die Harmonischen der Netzfrequenz in dem Maß diskriminiert, wie jede Harmonische vom Übertragungsträger getrennt ist, d.h. 2P größer als 2m+1 ist, und daß eine vollständige Unterdrückung oder Diskriminierung einer Harmonischen

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bewirkt, wenn fi, ein ganzzahliges Vielfaches von ff rad. ist.

Bezüglich des statistischen Rauschens e (t) wirkt der Integrator wie ein Tiefpassfilter und unterdrückt diejenigen Komponenten des statistischen Hauschens, die außerhalb der Signal-Brandbreite liegen. Daher kann die durchschnittliche festgestellte Leistung aufgrund statistischen Rauschens wie folgt angegeben werden:

ρ ₌ ^on -on _fn

Das Signal-Raus±iverhältnis des Integratorausganges für Übertragungegeschwindigkeiten, die durch Teilung von 60 Baud entstehen, also für JO oder 15 Baud, kann durch Vergleich der Signalleistung mit der Rauschleistung ermittelt und wie folgt angegeben werden:

SWR - V ^cos ^c (9) .

Das Signal-Rauschverhältnis nimmt also mit abnehmender Übertragungsgeschwindigkeit zu, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Bit-Fehlers geringer wird. Bei einer Übertragungsgeschwindigkeit von 60 Baud ist die harmonische Rauschleistung bezüglich der Netzfrequenz sehr viel größer als die statistische Rauschieistung und das Signal-Rausdiverhältnis kann dann wie folgt angegeben werden:

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SNR =

¹C ^cos ¹⁶C

^P=P

2m+1

(10),

P=P,

Hierin sind P₁, und P_T durch die obere und untere Grenz-

U Jj

frequenz des frequenzselektiven PiIters definiert, das dem Demodulator vorgeschaltet ist.

Zwar ist der Ausdruck 10 kleiner als der Ausdruck 9, doch ist die Verwendung einer Übertragungsgeschwindigkeit von 60 Baud in solchen Fällen vorteilhaft, bei welchen ein schneller Datendurchsatz mit 60 Baud angestrebt wird und die sich daraus ergebenden Pehlei'wahrscheinlichkeiten akzeptabel sind.

Durch Messung wurde festgestellt, daß die ungeraden Harmonischen der Netzfrequenz eine 10 bis 100 mal größere Amplitude als die geraden Harmonischen haben. Daher ist es eine andere vorteilhafte Möglichkeit, die Übertragungs-Trägörfrequenz als gerade Harmonische der Netzfrequenz festzulegen. Dann kann die Demodulator-Referenzfrequenz wie folgt angegeben werden:

6J _r = 2TT (2^)60

(11)

Hierin bedeutet Q eine ganze Zahl, welche das für die Datenübertragung verwendete geradzahlige Vielfache von 60 Hz definiert. Die festgestellte Energie in Abhängigkeit vom Träger ist identisch mit dem Ausdruck 4. Die Harmonische der Netzfrequenz bei der Ubertragungs-Trägerfrequenz kann wie folgt ausgedrückt werden:

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^sin (U_rt+t_hG) (12) .

Die festgestellte Energie in Abhängigkeit von dieser Harmonischen lautet wie folgt:

cos
^cos

Die festgestellte Energie E , "^¹¹ Abhängigkeit von jeder anderen Harmonischen der Hetzfrequenz ist durch den Ausdruck 6 gegeben und für alle Werte von P und j6, genau Null, so daß diese Harmonischen diskriminiert werden. Da die Signalleistung der Harmonischen der Netzfrequenz bei der Trägerfrequenz viel größer als die statistische Rauschleistung ist, kann das Signal-Rauschverhältnis wie folgt angegeben v/erden:

A cos
2

Es ist unabhängig von der Übertragimgsgeschwindigkeit. Ausdruck 14 kann kleiner als Ausdruck 9 sein, wodurch sich eine höhere Fehlerwahrscheinlichkeit ergibt. Trotzdem kann die Verwendung der Parameter-Kombination gemäß den Ausdrücken 11 bis 14 in Fällen vorteilhaft sein, in denen ein Datendurchsatz mit 60 Baud gewünscht wird und die sich ergebende Fehlerwahrscheinlichkeit akzeptabel ist.

Im Rahmen der Erfindung können auch andere Übertragungsmethoden, z.B. Frequenztastung oder Amplitudenmodulation vervxendet werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden

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die Daten von der zentralen Steuereinheit 5 zum Zählermodul 11 und zum Steuermodul 9 axt 30 Baud übertragen, während die Iiodule mit 30 oder 15 Baud antworten. In Fällen jedoch, in denen höhere Fehlerwahrscheinlichkeiten annehmbar sind und höhere Datendurchsätze gewünscht werden, ist es vorteilhaft, daß die zentrale Steuereinheit

5 die Daten zum Zählermodul 11 und zum Steuermodul 9 mit 60 Baud überträgt, während die Module mit 60, 30 oder 15 Baud antworten. In diesen Fällen kann es nötig sein, die Ausgangsleistung des Senders der zentralen Steuereinheit 5 zu erhöhen, damit die Fehlerhäufigkeit akzeptabel bleibt. Gleichzeitig sollte die benutzte Trägerfrequenz eine ungerade Harmonische von 30 Hz gemäß Ausdruck 6 sein, damit der Demodulator der zentralen Steuereinheit 5 eine Diskriminierung gegenüber den Harmonischen der ITetzfrequenz bewirken kann, wenn die Module mit 30 oder 15 Baud antworten.

Messungen an Energie-Verteilerzuleitungen haben gezeigt, daß die Netzfrequenz bis zu 3 % von ihrem Nominalwert von 60 Hz abweicht. Es ist daher Zweckmäßigkeit, den Träger im Sender, den Demodulator-Referenzträger und die Taktgabe für die Datenbits von der Hetzfrequenz abzuleiten, so daß die zuvor definierten Beziehungen zwischen den Parametern konstant und dadurch die Demodulatorergebnisse gültig bleiben. Messungen an Verteilerzuleitungen haben weiterhin gezeigt, daß die Phasenlage des Übertragungs-Trägers innerhalb einer Zeitdauer von

6 min mehr als 50° variieren kann. Daher ist es zweckmäßig, die verschiedenen Oszillatoren für die Demodulator-Eeferenzfrequenz mit einem Signal zu verriegeln, das vom sendenden Gerät stammt.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird von den oben erläuterten Prinzipien, mit denen sich

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kostspielige Bauteile, wie hochselektive i'ilter und leistungsstarke Sender in den Antwortgebern vermeiden lassen, Gebrauch gemacht. Gemäß Fig. 1 überträgt die zentrale Steuereinheit 5 zwischen den Abfragen der Zählermodule 11 oder Steuermodule 9 einen Pilotton, nämlich einen unmodulierten Übertragungs-Träger, dessen Signalstärke so ausreichend groß ist, daß er von allen Antwortgebern 12 festgestellt werden kann, welche an die von der betreffenden zentralen Steuereinheit 5 bzw. ihrem Sender beaufschlagte Verteilerzuleitung 21 angeschlossen sind. Diese an die Verteilerzuleitung 21 angeschlossenen Antwortgeber empfangen den Pilotton und bewirken eine Phasenverriegelung ihrer Referenz-Trägeroszillatoren mit diesem Signal der zentralen Steuereinheit 5j wodurch der. zuvor definierte Phasenwinkel jzT beliebig klein wird. Nach einer Zeitspanne, die ausreicht, daß die Referenzoszillatoren aller Antwortgeber 12 Phasenverriegelung erreicht haben, überträgt die zentrale Steuereinheit Daten zu den Antwortgebern 12 mit einer festen Übertragungsgeschwindigkeit von 30 Baud durch Phasenschiebe- bzw. Phasenmodulation des Übertragungsträgers. Zweckmäßigerweise wird ein Modulationshub von +90° zur Darstellung des Schaltwertes 1 und von -90° zur Darstellung des Schallwertes 0 benutzt, da bei diesen Hüben die Wahrscheinlichkeit von Bitfehlern für ein bestimmtes Signal-Rauschverhältnis am kleinsten ist. Der Antwortgeber 12, der abgefragt wird, antwortet mit der befohlenen Übertragungsgeschwindigkeit von beispielsweise 30 oder 15 Bit pro see. Die Antwortgeber 12 senden keinen Pilotton zur zentralen Steuereinheit 5» welche stattdessen die Übertragung des Antwortgebers mit vier parallelen phasenempfindlichen Demodulatoren demoduliert, deren Referenzträger bezüglich der Phase um 4-5° gegeneinander versetzt sind. Nach Empfang des ersten Bits der Übertragung vom Antwortgeber 12 tastet die zentrale Steuereinheit 5 die vier

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Demodulatorausgänge ab und wählt denjenigen Demodulatorausgang aus, dessen absolute Amplitude am größten ist und daher die kleinste Phasenabweichung jzi gegenüber dem Übertragungoträger vom Antwortgeber 12 besitzt.

Die Demodulatorpolarität wird durch Vergleich der empfangenen Bit-Polarität mit der erwarteten Polarität des ersten Bits erhalten, welches das Funktionscode bit Fq ist.

Diese Demodulatorpolarität wird dann zur Erkennung des Restes der Antwortgeber-Übertragung verwendet.

Wegen der Möglichkeit, mit verschiedenen .Übertragungsgeschwindigkeiten von den Antwortgebern zu arbeiten, können in den Antwortgebern Sender mit geringer Leistung verwendet werden. Außerdem kann das System den Übertragungskanal für die Antwortgeber-Übertragung automatisch den schwankenden Signal-Rauschverhältnissen anpassen und gleichzeitig den größtmöglichen Datendurchsatz erzielen.

Ausführungsbeispiele des Modulators 39? des Demodulators und der Taktsteuerung 4-7 der zentralen Steuereinheit sind in Fig. 10 gezeigt. Sie verwenden Logikelemente aus der Serie ROA GD4-000A, v/obei die zugehörigen zeitlichen Impulsbeziehungen aus den Fig. 11 bis 16 hervorgehen. Der Übertragungs- und der Referenzträger der zentralen Steuereinheit sowie ein synchroner Daten-Schnittstellen-Takt werden in einer phasenverriegelten Schleife aus der Netzfrequenz von 60 Hz erzeugt, die über die Leitung 62 oder die geschaltete Leitung 61 zugeführt wird. Die sinusförmigen Signale auf den Leitungen 61 und werden mittels Null-Durchgangsdetektoren 200 und 201 (Spannungsvergleicher LM139 der Fa. National Semiconductor) in Rechtecksignale umgeformt. Wenn der Ausgang des Null-Durchgangsdetektors 201 ein Signal führt, z.B. dann, wenn

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Relaiskontakt 63, 6J¹ oder 63" geschlossen ist, wird der wiedertriggerbare monostabile Multivibrator 202 (CD4047A) fortlaufend getriggert, was zur Freigabe des NAND-Gliedes 204 und zur Sperrung des NAND-Gliedes 204' führt, so daß das geschaltete Netzsignal als Zeitbasis für die zentrale Steuereinheit verwendet wird. Wenn auf der geschalteten Leitung 61 kein Signal vorhanden ist, z.B. dann, wenn die Relaiskontakte 63, 63' und 63" alle geöffnet sind, verbleibt der wiedertriggerbare monostabile Multivibrator 202 in seinem stabilen Zustand, · wodurch NAND-Glied 204 gesperrt und NAND-Glied 204'¹ freigegeben wird, so daß das Netzsignal auf der Verbraucherleitung als Zeitbasis für die zentrale Steuereinheit verwendet wird. Der Grundtakt von 30 Hz für die Übertragungsgeschwindigkeit wird vom 60-Hz-Ausgang eines ODER-Gliedes 205 über ein exklusives ODER-Glied 239 und einen Teiler ; 208 erhalten. Die Polarität des 60-Hz-Signales, die für den Teiler 208 verwendet wird, wird durch das Taktphasen- ' bit P auf Leitung 69"' über Flip-Flop 219 und ein exklusives ODER-Glied 239 ausgewählt.

Die Übertragungs- und Referenzträger und ein asynchroner Daten-Schnittstellen-Takt werden mittels eines phasenverriegelten Schleifen-Oszillators erzeugt, welcher den eigentlichen phasenverriegelten Oszillator 206 C0D4046A), Teiler 20^r/, 20? · und 207" (0D4029A), verschiedene NAND-Glieder, ein Schieberegister 210 (CD4015A) und einen Inverter 209 umfaßt. Die Ausgangsfrequenz des phasenverriegelten Oszillators 206 beträgt 50 ,16 IcHz, was das Achtfache von 6270 Hz, einem ixngeraden Vielfachen von 30 Hz ist. Das 50516-kHz-Signal wird in den Teilern 207, 207· und 207" um den geeigneten Faktor heruntergeteilt, was vorliegend eine Teilung" um 11, 4 bzw. 9 bedeutet. Die Ausgangsfrequenz des Teilers 207 beträgt 4560 Hz,

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was das Sechzehnfache der Datenübertragungsgeschwindigkeit von 285 Baud zwischen der zentralen Steuereinheit 5 und dem Datenerfassungscomputer 4 ist, während der Ausgang eines Teilers 203 mit 285 Hz der Datenübertragungsgeschv/indigkeit entspricht. Dieses Verfahren zur Erzeugung des asynchronen Daten-Schnittstellen-Taktes vermeidet, daß ein quarzstabilisierter Oszillator in jeder zentralen Steuereinheit notwendig ist. Der Ausgang des Teilers 207" wird auf den phasenverriegelten Oszillator 206 zum Vergleich mit dem ausgewählten Netzfrequenzsignal vom ODEIi-GIied 205 zurückgekoppelt, xrodurch die Phasenverriegelungsschleife geschlossen ist. Der Ausgang des Oszillators 206 bildet den Takt für ein Schieberegister 210 zur Erzeugung von vier 6270-Hz-Signalen, die in der Phase um 4-5° gegeneinander versetzt sind. Die Zeitbeziehung zwischen dem Ausgang des phasenverriegelten Schleifen-Oszillators und den vier Ausgangssignalen des Schieberegisters ist in .Fig. 11A bis 11E dargestellt, aus welcher hervorgeht, daß der Ausgang der dritten Schieberegisterstufe, Fig. 11D, dem Ausgang der ersten Schieberegisterstufe, Fig. 11B, um 90° nacheilt. Daher wird der Ausgang der dritten Schieberegisterstufe für den unniodulierten Übertragungsträger und der Ausgang der ersten Schieberegisterstufe oder der dazu inverse Ausgang für den modulierten Träger benutzt.

Wie bereits erwähnt, gibt der Datenempfanger 36 nach dem Empfang eines Bytes von Daten eine Daten-Bereitmeldung, Fig. 12B, über Leitung 66 an die Taktsteuerung 47-Das Signal auf Leitung 66 wird taktweise mittels des asynchronen Daten-Schnittstellen-Taktes auf Leitung 64, der in Fig. 12A gezeigt ist, in ein Schieberegister überstellt, welches aus Flip-Flops (0D4013A) gebildet ist. Der erste Taktübergang auf Leitung 64 nach der Daten-Bereitmeldung ändert den Zustand der ersten Stufe

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des Schieberegisters 211, Fig. 12G, welche einen mono stabilen Multivibrator 214 (CD4047A) triggert, dessen Ausgang, Fig«, 12J, ein Schieberegister 212, das aus Flip-Flops (CD4O13A) besteht, in den Zustand zurückgesetzt hatte, wie es in Fig. 12E, 12F und 12G gezeigt ist. Vor dem nächsten Taktübergang oder -sprung auf Leitung 64 gibt der Ausgang der ersten Stufe des Schieberegisters 212, Fig. 12E,über Leitung 71 clen Anschluß A der ersten acht Bits des Eingaberegisters frei, \iodurch die Daten vom Datenempfänger 36. zum Eingaberegister 37 überstellt werden.

Der zweite Taktübergang auf Leitung 64 nach der Daten-Bereitmeldung ändert den Zustand der zweiten Stufe des Schieberegisters 211, Fig. 12D, welche über einen Inverter 213 und Leitung 65 die Daten-Bereitmeldung zurücksetzt bzw. aufhebt und das Schieberegister 212 in den Zustand 010 verstellt, wodurch das Bit P auf Leitung 69¹¹¹ in ein Flip-Flop 219 (GD4013A) eingetaktet wird. Die beiden nächsten Taktübergänge auf Leitung 64 bringen das Schieberegister 211 in den Ausgangszustand zurück. Das zweite Byte Daten vom Datenempfänger 36 wird in die zweiten acht Bits des Eingaberegisters 37 mittels der zweiten Daten-Bereitmeldung und dem Freigabesignal für den Anschluß A von der zweiten Stufe des Schieberegisters 212 über Leitung 71' j i'ig· 12F, eingegeben. Das dritte Byte wird in die dritten acht Bits des Eingaberegisters 37 mittels der dritten Daten-Bereitmeldung und dem Freigabesignal für den Anschluß A von der dritten Stufe des Schieberegisters 212 über Leitung 71", Fig. 12G, eingegeben. Nach Eingabe der dritten Byte-Daten in das Eingaberegister 37 gibt der Ausgang eines NOR-Gliedes 215, Fig. 12H, die NAND-Glieder 217 und 217' frei, wodurch die zweite Stufe des Schieberegisters 211 ein Abtast- oder Triggersignal zur Zyklusauslösung abgeben kann, Fig. 121, und zwar entweder auf Leitung 220 oder 221, was vom Inhalt des

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Steuerbits für die Befehlsart auf Leitung 69 und den Adressenbits A16 und AI7 der zentralen Steuereinheit auf Leitung 69' abhängt.

Venn die Adressenbits der zentralen Steuereinheit vom Eingaberegister 37 auf Leitung 69' der Adresse der ausgewählten zentralen Steuereinheit entsprechen, gibt ein Decodierer 216 (CD4051A) die NAND-Glieder 217 und 217' frei. Wenn das Steuerbit für die Befehlsart auf Leitung 69 den Schaltwert 1 hat, was bedeutet, daß ein Abfragezyklus für einen Zähler-Antwortgeber gewünscht wird, wird das NAND-Glied 217 freigegeben, was zu einem Trigger-Signal auf Leitung 220 zur Auslösung eines Abfragezyklus führt. Wenn das Steuerbit auf Leitung 69 den Schaltwert 0 hat, was anzeigt, daß ein Befehlszyklus gewünscht wird, wird das NAND-Glied 217' über einen Inverter 218 freigegeben, was zur Erzeugung eines Trigger-Signales für einen Befehlszyklus auf Leitung 221 führt.

Am Ende der vorbestimmten Zeitspanne, die lang genug ist, daß drei Daten-Bytes vom Datenerfassungscomputer empfangen werden können, kehrt der monostabile Multivibrator 214 in seinen stabilen Zustand zurück, wodurch das Schieberegister 212 in den Zustand 100 zurückgesetzt wird. Der monostabile Multivibrator 214 bringt also die zentrale Steuereinheit in periodischen Abständen in einen bestimmten, bekannten Zustand zurück, wodurch das Problem der falschen Dateneingabe aufgrund einer verrauschten Übertragungsleitung, z.B. 10, oder einer verrauschten Daten-Bereitleitung 66 gelöst wird.

Wenn das Steuerbit für die Befehlsart auf Leitung 69 den Schaltwert 0 hat, was anzeigt, daß ein Befehlszyklus ge-

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wünscht wird, triggert das Trigger-Signal zur Auslösung des Zyklus vom NAND-Glied 217' auf Leitung 221, Pig. 13A, einen monostabilen Multivibrator 224 (CD4047A). Wenn das Freigabebit P für die Befehlsdurchführung, das im Flip-Flop 219 gespeichert ist, den Schaltwert 1 hat, wird ein UND-Glied 223 freigegeben und das Signal vom NAND-Glied 217' auf Leitung 221 gibt den Anschluß A des Befehlsregisters 43 über Leitung 73 frei, wodurch die Befehlsbits vom Eingaberegister 37 iⁿ das Befehlsregister überstellt werden. Wenn das im Flip-Flop 219 gespeicherte Bit P den Schaltwert 0 hat, wird das UND-Glied 223 gesperrt und der Inhalt 'des Eingaberegisters 37 wird nicht in das Befehlsregister 43 überstellt. Nach einer Zeitspanne von ungefähr 1 see kehrt der monostabile Multivibrator 224 in seinen stabilen Zustand, Pig. 13B, zurück, wodurch ein Flip-Flop 225 (CD4013A) getaktet wird. Beim nächsten Übergang des 285-Hz-Taktes auf Leitung 99 ₅ Fig. 13D, ändert ein Flip-Flop 226 (CD4O13A) seinen Zustand, wodurch ein Rucks et 3 signal für die Zähler 227 und. 227' und ein Flip-Flop 232 aufhört, über Leitung 81 die Ausgangsanschlüsse A des Status-Registers sowie die serielle Betriebsweise des Status-Registers, Fig. 13E, freigegeben werden und über Leitung 233 ein NAND-Glied 229 freigegeben wird. Der Befehlszyklus ist daher mit dem 285-Hz-Takt auf Leitung 99 durch den Ausgang des Flip-Flops 225, Fig. 13c, synchronisiert, welches den Zustand vom Flip-Flop 226 steuert. Die Zähler 227 und 227^f (GD4029A) v/erden durch den 285-Hs-Takt auf Leitiing 99 weitergestellt und die Ausgänge des Zählers 227 werden mittels eines Decodierers 228 (CD4028A) abgetastet. Wenn der Zähler 227 im Zustand 0 ist, gibt der Decodierer 228 NAND-Glied 229 frei, wodurch ein Sende-Trigger-Signal, Fig. 13ϊ\ über ODER-Glied 23p, Inverter 231 und Leitung 85 zum Datensender ^ ausgesandt wird. Da der 285-Hz-Takt auf Leitung 99 auch den Inhalt des Status-Registers 44 während dieser Zeit verschiebt, wird der Inhalt des Status-Registers in ·

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Form von acht Daten-Bytes zum Datenerfassungscomputer übertragen. Nach dem vierundsechzigsteii Übergang des 285-Hz-Taktes auf Leitung 99 taktet der Ausgang des Zählers 227' Flip-Flop 232 (CD4O13A), wodurch Flip-Flops 225 und 226 über Leitung 234-, Fig. 13G, in den Ausgangszustand gesetzt werden, was die Ausgangsanschlüsse Ä des Status-Registers sperrt und das Status-Register in die parallele Betriebsweise zurückschaltet, und zwar alles über Leitung 81, Fig. 13E, wodurch der Befehlszyklus beendet wird. Das Signal auf Leitung 81 setzt auch die Zähler 227 und 227' so\^ie Flip-Flop 232 zurück, während das Sende-Trigger-Signal auf Leitung 85, Fig. 13F, durch das Signal vom Flip-Flop 226 auf Leitung 233 gesperrt wird.

Wenn das Steuerbit für die Befehlsart auf Leitung 69 den Schaltwert 1 hat, was anzeigt, daß ein Abfragezyklus ' gewünscht ist, taktet das Trigger-Signal zur Zyklusauslösung vom NAND-Glied 217 auf Leitung 220, Fig. 14A, das Funktionscode-Bit F_Q auf Leitung 69" in ein Flip-Flop 222 (CD4-O13A) und taktet außerdem Flip-Flop 240 (CD4013A), dessen Ausgang, Fig. 14B, durch den nächsten Übergang des 30-Hz-Taktes auf Leitung 70, Fig. 14D₃ in ein Flip-Flop 241 (CD4013A) getaktet wird, wodurch der Abfragezyklus mit dem 30-Hz-Takt synchronisiert wird. Die Zustandsveränderung vom Flip-Flop 241 auf Leitung 242, Fig. 14C, beendet das Rücksetζ signal für Zähler 243 und das Setzsignal für Flip-Flop 244, sperrt über Leitung 246 und NAHD-Glied 245 die Pilottonfreigabe auf Leitung 74, Fig. 14G, und schaltet Eingaberegister 37 ^xmj^- Synchronisiercode-Register 38 über Leitung 27 in die serielle Betriebsart um. Die Daten im Eingaberegist ei* 37 vjoß. im Synchronisiercode-Register 38 werden dann zum Modulator 39 mit einer Geschwindigkeit von 30 Bits pro see mittels des 30-Hz-Taktes auf leitung 70, Fig. 14D, verschoben.

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Nach 28 Daten-Bits entsprechend dem Synchronisiercode werden der Funktionscode und die Hoduladresse zu den Zähler- oder Steuernodulen übertragen und Zähler 243 (GD4029A) und verschiedene NAND-Glieder taktet Flip-Flop 244 (CD4O13A), wodurch das Sende- oder Ubertragungs-Freigabesignal gesperrt und das Demodulator-Phasenabtast-Rücksetzsignal über Leitung 75? Fig. 14E, beendet wird, das Demodulator-Integrator-Rücksetzsignal über Leitung 247, Oder-Glied 264 und Leitung 93 beendet wird, der Ausgaberegister-Taktausgang vom ODER-Glied 248 und A-Anschluß-Froigabeglied, Leitung 88, über Leitung und Inverter 249 freigegeben wird, und das Demodulator-Rücksetz-Triggersignal über Leitung 247 freigegeben wird. Das Signal auf Leitung 75, Fig. 14E, dient auch zur Synchronisierung des 15-Hz-Taktes vom Teiler 250 (CD4013A) mit dem 30-Hz-iDakt, da sein Rücksetzsignal auf Leitung 73 seinen Zustand bei einem Übergang des 30-Hz-Taktes ändert. Die Taktfrequenz für das Ausgabe-Register wird durch Flip-Flop 222 ausgewählt. Wenn das Funktionscodesignal auf Leitung 69" angezeigt hat, daß das Modul •mit 50 Baud antworten soll, wird NAND-Glied 252 freigegeben und NAND-Glied 253 gesperrt. Wenn das Funktionscodesignal auf Leitung 69" angezeigt hat, daß das Modul mit 30 Baud antworten soll, wird NAND-Glied 252 gesperrt und NAND-Glied 253 freigegeben. Zu diesem Zeitpunkt sind auch NAND-Glieder 252 und 253 durch das Signal vom Flip-Flop 254 (CD4013A) über Inverter 255 und Leitung 256 freigegeben, während'NAND-Glied 257 "von dem Signal auf Leitung 256 gesperrt wird. Der Ausgabe-Register-Takt vom ODER-Glied 248, Leitung 258, Fig. 14F, triggert monostabil en Multivibrator 259. Der erste Impuls vom monostabilen Multivibrator 259, Leitung 89, Fig. 14H, löst über Leitung und NAND-Glied 92 die Demodulatorphasen-Abtastung aus. Die hintere Planke des Signals vom monostabilen Multivibrator 259, Leitung 89, Fig. 14H, stellt Zähler 262

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weiter, verschiebt den Inhalt des Ausgabe-Registers 54-um eine Bit-Stelle und triggert monostabilen Multivibrator 263 (CD4047A), dessen Ausgang den Demodulator-Integrator über ODER-Glied 264 und Leitung 93 zurücksetzt. Die hintere Flanke des Signals vom monostabilen Multivibrator 259 auf Leitung 89, Fig. 14H, taktet auch Flip-Flop 260, wodurch NAlTD-GIied 261 gesperrt wird und weitere Demodulatorpliasen-Abtastungen während des Restes des Abfragezyklus verhindert werden. Die Ausgangsimpulse vom mono stabilen Multivibrator 259 auf Leitung 89, Fig. 14H, verschieben den Inhalt des Ausgabe-Registers 54- und setzen den Demodulator-Integrator zurück, bis Zähler 265 (CD4029A) überläuft, was anzeigt, daß 64 Daten-Bits vom abgefragten Modul empfangen und in das Ausgabe-Register 54- eingegeben wurden. Dps Überlaufsignal vom Zähler 265 taktet Flip-Flop 254, wodurch der JO- oder 15-Hz-Tafct von RAlTO-Glied 252 oder 253 gesperrt wird, der 285-Hz-Takt vom NAND-Glied 257, alles über Leitung 256, Fig. 14K, freigegeben wird, NAND-Glied 266 freigegeben wird und. das Steuerbit für die Befehlsart sowie die Adressenbits der zentralen Steuereinheit über monostabile Multivibrator 269 und Leitung ins Ausgabe-Register 54-' ' ' ' taktweise überstellt werden. Dadurch wird der Inhalt des Ausgabe-Registers 54- korrigiert, da die letzten vier Bits, die vom Demodulator empfangen wurden, statt Daten vom abgefragten Modul Rauschen repräsentieren. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich Zähler 262 und 265 .im Zählzustand Null, so daß Decodierer 267 (CD4028A) auch NAND-Glied 266 freigibt, wodurch der nächste Impuls vom Multivibrator 259 auf Leitung 268 eine Sendeabtastung oder -triggerung über NAND-Glied 266, ODER-Glied 230, Inverter 231 und Leitung 85, Fig. 14L, zum Datensender 55 senden kann.

Zähler 262 und 265 werden durch die hintere Flanke des Impulses vom mono stabilen Multivibrator 259 atif Leitung 89 weit er ge-

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stellt, Fig. 14H. Jedesmal, wenn der Zähler 262 in den Zustand 000 gestellt wird., gelangt eine Sendetriggerung zum Datensender 55· Wenn Zähler 265 überläuft, was anzeigt, daß acht Sendetriggerungen ausgesandt wurden und die 64 Daten-Bits im Ausgabe-Register 5^ zum Datenerfassungscomputer 4 übertragen wurden, wird Flip-Flop 270 (CD4013A) getaktet, Fig. 14M, wodurch Flip-Flops 240 und 241 zurückgesetzt werden, die Bauglieder 243, 244, 262, 265, 25^;+, 27O und 260 in ihren Ausgangs zu stand zurückgesetzt werden und der Abfragezyklus beendet wird.

Wenn keine Daten zu einem Zähler- oder Steuermodul gesendet oder von diesem empfangen werden, gibt der Modulator

39 einen unmodulierten Träger an den. «Leistungsverstärker

40 ab. Während dieser Zeit ist NAND-Glied 287 durch das Sendefreigabesignal auf Leitung 75 freigegeben, das NAND-Glied 280 ist mittels des Pilotton-Freigabesigiials auf Leitung 74 freigegeben und die HAHD-G-lieder 281 und 282 sind mittels des Inverters 283 und des Signals auf Leitung 74 gesperrt. Daher wird das Signal auf Leitung 73"₅ nämlich der unmodulierte 6270-Hz-Träger, zum Leistungsverstärker 40 über NAND-Glieder 280 und 287 sowie ODEH-Glied 286 abgegeben. Wenn Daten zu übertragen oder zu senden sind, wird NAND-Glied 280 durch das Signal auf Leitung 75 gesperrt und die NAND-Glieder 281 und 2S2 v/erden vom Inverter 283 und von dem Signal auf Leitung 75 freigegeben. Wenn die auf Leitung 58 zu übertragenden Daten den Schaltxvert haben, wird NAND-Glied 281 freigegeben und NAND-Glied durch den Inverter 287 gesperrt, wodurch das 6270-Hz-oignal auf Leitung 73 ₅ welches dem 6270-Hz-Signal auf Leitung 72" um 90° voreilt, über NAND-Glieder 281 und 287 und ODER-Glied 286 zum Leistungsverstärker 40 gelangt. Wenn die auf Leitung 58 zu übertragenden Daten den Schaltwert 0 haben, wird NAlTD-GIied 281 gesperrt und NAND-Glied 282 vom Inverter 287 freigegeben. Das Signal auf Leitung 73 > welches vom Inverter 284 invertiert wird, wird zu einem 6270-Hz-

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Signal, das dem 6270-Hz-Signal auf Leitung 73" um 90° nacheiltj und gelangt zum Leistungsverstärker 40 über NAND-Glieder 282 und 287 und ODER-Glied 286. Wenn Daten empfangen werden würden, wird der Modulator durch das Sende-Freigabesignal, Leitung 75 und NAND-Glied 287 gesperrt.

Das Videosignal vom Videoverstärker 52 auf Leitung 96 wird parallel von vier Phasendetektoren 300, 300', 300" und 30O¹'' abgetastet. Jeder Phasendetektor verwendet einen Empfangsträger auf Leitung 73, 73', 73" "bzw. 73¹¹¹, der gegenüber den anderen um 45° versetzt ist, zur D era ο dul ie rung des Videosignales auf Leitung 96. Phasendetektor hat die typische Bauart und umfaßt Verstärker 315 (Fairchild Semiconductor 741), Widerstände 316, .316', 316", 316'" und 316'·", Schalter 314 und 314' (0D4066A), die in gegenseitiger Phasenopposition mittels des 6270-Hz-Trägers auf Leitung 73' betrieben werden, und Inverter 313· Die Wirkungsweise dieses Phasende/bektors ist in "Linear Integrated Circuits Applications Handbook", J.N. Giles, Library of Congress Catalog 57-27446, beschrieben.

Die Ausgänge der Phasendetektoren werden durch Integratoren 301, 301', 301" und 301'*' integriert. Der Integrator 501' ist von typischer Bauart und umfaßt Verstärker 318 (Fairchild Semiconductor 741), Widerstand 3171 Kondensator 319 und Schalter 320 (CD4066A). Am Ende jeder Bit-Periode wird Kondensator 319 durch Schalter 320 entladen, und zwar über das Integrator-Rücksetzsignal auf Leitung 93· Die Integratorausgänge sind über Schalter 302, 302', 302" und 302"¹ mit einer Signalleitung 324 und über Schalter 303, 303', 303" und 303"' mit einer Signalleitung 325 verbunden. Schalter 302, 302', 302" und 3O2^f"

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(CD4066A) werden vom Schieberegister 311 über leitungen 327, 327', 327" "bzw. 327¹¹¹ Gesteuert, während die Schalter 303, 303¹ und 303" (GD4066A) vom Schieberegister 310 über Leitungen 326, 326' bzw. 326" gesteuert werden. Die absolute Größe der Signale auf Leitungen 324 und 325 wird von Größenschaltungen 304- bzvr. 304' bestimmt. Eine tpyische Größenschaltung 304 umfaßt Verstärker 321 (Fairchild Semiconductor 741), Dioden 322 (IN914) und Widerstände 323, 325'1 323" und 323¹¹'· Während Daten von der zentralen Steuereinheit 5 zu einem Zähler-Antwortgeber übertragen werden, werden die Integratoren 301, 301', 301" und 3OI''' über Leitung 93) -Fig· 16V/ und 141 zurückgesetzt, während Schieberegister 310 und 311 (CDAO34A) in der parallelen Betriebsweise gehalten i^erden und Flip-Flop 312 (CD4013A) über Leitung 75: 3TiG- 16A und 14E gesetzt ist. Dadurch wird gemäß Fig. 161, 16J, 16K und 16L 1000 in das Schieberegister 310 eingegeben und der Anschluß A des Schieberegisters 311 über. Leitung 328, Fig. 16G, freigegeben, so daß der Inhalt des Schieberegisters 310 über Leitungen 326, 326', 326" und 326'^fl in das Schieberegister 311 überstellt v/erden kann. Das Schieberegister 311 gelangt in den Zustand 1000, wie es in Fig. 16ΓΙ, 16N, 16P und 17*4 gezeigt ist.

Nach Übertragung von Daten zum Zähler-Antwortgeber werden die Phasenabtastrücksetzung auf Leitung 95? Fig. 16A, und die Integratorrücksetzung auf Leitung 93, Fig. 16B, beendet, und die Integratoren 301, 301', 301" tind 3d' ' · integrieren die Signale von den Phasendetektoren 300, 3OO', 3OO" bzw. 3OO¹¹'. Am Ende der Datenempfangsperiode wird Flip-Flop 306 (CD4013A), Fig. 160, durch das Phasenabtast-Auslösesignal auf Leitung 92, Fig. 16B, getaktet. Der nächste übergang des 6270-Hz-Taktes auf Leitung 73¹¹¹I

Fig. 16D, takte Flip-Flop 307 (CD4013A), wodurch die Phasenabtastung mit dem 6270-Hz-Takt synchronisiert wird.

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Der Ausgang vom Flip-Flop 307, Fig. 16E, gibt NAND-Glied 3O8 frei, dessen Ausgang Schieberegister 510 über Leitung 329, Fig. 16F, sowie Flip-Flop 312 (CD4013A) über Inverter 309 taktet.

Der für die Phasenabtastung benutzte Algorithmus besagt, daß der Inhalt des Schieberegisters 310 in das Schieberegister 311 einzugeben ist, wenn die Größe des Signales auf 324 die Größe des Signales auf 325 unterschreitet, und daß der Inhalt des Schieberegisters 311 nicht zu verändern ist, wenn das Gegenteil richtig ist, wobei der Inhalt des Schieberegisters 310 ständig verschoben wird. Zu Beginn der Phasenabtastung enthalten die Schieberegister 310 und

311 beide 1000, wodurch Schalter 302 über Leitung 327, Fig. 16M, und Schalter 303 über Leitung 326, Fig. 161, freigegeben wird.

Fig. 16 veranschaulicht den Fall, .bei welchem die Größe des Signals vom Integrator 301 auf Leitung 324 diejenige des Signals vom Integrator 301' auf Leitung 325 unterschreitet, so daß der Ausgang_des Differentialvergleichers 305 (National Semiconductor LM139) hohen Schaltwert hat, vgl.' Fig. 16Hfund der negativ gehende Übergang auf Leitung 329, Fig. 16F, ein A-Anschluß-Freigabesignal ins Flip-Flop

312 taktet, vgl. Fig. 16G, x^odurch der Inhalt des Schieberegisters 310 in das Schieberegister 311 eingeschrieben werden kann.

Der positiv gehende Übergang auf Leitung 329, Fig. 16F, bringt den Inhalt der Schieberegister 310 und 311 in den Zustand 0100, wodurch Schalter 302' über Leitung 327',Fig. 16N, und Schalter 303' über Leitung 326, Fig. 16J, freigegeben wird. Fig. 16 veranschaulicht den Fall, bei welchem die Größe des Signales vom Integrator 301' auf Leitung 324 diejenige des Signales vom Integrator 301" auf Leitung 325 überschreitet, so daß der Ausgang

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des Vergleichers 305) Fig. 16H, niedrigen Schaltwert hat und der nächste negativ gehende Übergang auf Leitung 329) Fig. 16F, ein A-Anschluß-Sperrsignal ins Flip-Flop 312 taktet, vgl. Fig. 16G, wodurch der Inhalt des Schieberegisters 311 festgehalten wird.

Der positiv gehende Übergang auf Leitung 329, Fig. 16F, verschiebt den Inhalt des Schieberegisters 310 in den Zustand 0010, während das Schieberegister 311 im Zustand 0100 bleibt, so daß Schalter 302' über Leitung 327', Fig. 16ΪΓ, freigegeben bleibt und Schalter 303" über Leitung 326", Fig. 16K, freigegeben wird. Fig. 16 veranschaulicht den Fall, bei welchem die Größe des Signales vom Integrator 301' auf Leitung 324 diejenige des Signales vom Integrator 301 " ' auf Leitung 325 unterschreitet, so daß der Ausgang des Vergleichers 305? Fig. 16H, hohen Schaltwert hat, und der nächste negativ gehende Übergang auf Leitung 329, Fig. 16F, ein A-Anschluß-Freigabesignal ins Flip-Flop taktet, vgl. Fig. 16G, wodurch der Inhalt des Schieberegisters 310 in das Schieberegister 311 eingeschrieben werden kann.

Der positiv gehende übergang auf Leitung 329, Fig. 16F, verschiebt den Inhalt der Schieberegister 310 und 311 in den Zustand0001, wodurch Schalter 302"«über Leitung 327"", Fig. 16Q₃ freigegeben wird, Flip-Flops 306 und 307 Cesetzt werden, was die Phasenabtastung beendet, und ein monostabiler Multivibrator 330 (GD4047A) getriggert wird, und zwar beides über Leitung 326, Fig. 16L. Dor Ausgang des Integrators 301 " ', über Schalter 302''' und Leitung 324, wird mittels eines Differentialvergleichers 331 (National Semiconductor LM139) nach Masse verglichen, dessen Ausgang Schalt wert . 0 hat, wenn das Signal auf Leitung 324 negativ ist, und Schaltwert 1 hat, wenn das Signal auf Leitung 324 positiv ist.

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Ein exklusives ODER-Glied 333 vergleicht den Schaltwert am Ausgang des Differentialvergleichers 351} Fig. 16S, mit dem Schaltwert des ersten erwarteten Bits, welches das Funktionscode-Bit F_Q ist, über Leitung 91· Wenn die Eingangssigr.alo den exklusiven Oder-Gliedes 331 identisch sind, wird der Schaltwert 0 vom monostabilen .Multivibrator 333? Fig. 16R,ins Flip-Flop 332 eingetaktet. Wenn die Eingangssignale des exklusiven ODER-Gliedes 333 ungleich sind, wird ein Schaltwert 1 ins Flip-Flop 323 (GD4013A) eingetaktet.

Der Polaritätspegel bzw. die Polarität vom Flip-Flop 332, Fig. 16T, wird mit dem Signal vom Differentialvergleicher 331 mittels eines exklusiven ODER-Gliedes 334- verglichen und zum Ausgangsregister 54- über Leitung 90, Fig. 16U, gesandt. Der ausgewählte Integrator-Polaritätspegel wird für den Empfang der restlichen abgefragten Nachricht vom Modul verx'/endet, bis eine Rücksetzung durch das Phasenabtast-Rücksetzsignal, Leitung 75} l^jlig· 16A und 14-E, und einen Polaritätstaktimpuls, Fig. 16R, während des nächsten Abfragezyklus geschieht. Die Ausgaberegister-Schiebetakt-und Demodulator-Integrator-Leitungen 89 und Fig. 14H bzw. 15I₅ werden für Vergleichszwecke als Fig. 167 bzw. 16V/ gezeigt.

Ausführungsbeispiele des Eingaberegisters 37 und des Synchronisiercode-Registers 38, des Befehlsregisters 4-3, des Statusregisters 44 und des Ausgaberegisters 54-unter Verwendung von Logik-Bauteilen aus der Serie RCA CD4000A sind in den Fig. 17, 18, 19 bzw. 20 gezeigt. Gemäß Fig. 17 umfaßt das Eingaberegister und das Synchronisiercode-Register vier 8-Bit-Register (CD4034-A), die asynchron mit dem Dateneingang am Anschluß A und dem Datenausgang am Anschluß B arbeiten und normalerweise parallel betrieben werden. Das erste Daten-Byte vom

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Datenempfänger 36 auf Leitung 56 wird in das Register mittels des A-3?reigabesignales von der Taktsteuerung 47 auf Leitung 71 eingegeben. Das zweite Daten-Byte auf Leitung 56' wird ins Register 37' mittels des A-Freigabesignales auf Leitung 71' eingegeben, während das dritte Daten-Byte auf Leitung 56" ins Register 37" mittels des A-Freigabesignales auf Leitung 71" eingegeben wird. Der Anschluß A des Synchronisiercode-Registers 38 ist ständig freigegeben, so daß der vorgegebene 8-Bit-Synchronisiercode ständig gespeichert wird. Der Inhalt der Register 37} 37' und 37" steht für die Übertragung zur Talctsteuerung 47 oder zum Befehlsregister 43 an den Sammel-ΑυΒ gangen B zur Verfügung, !fahrend eines Abfrage zyklus werden die Register 37 ■> 37' und 37" sowie 38 mittels eines Serienfreigabe signal es auf Leitung 72 auf die serielle Betriebsweise umgestellt, und der Registerinhalt wird mittels des Schiebetaktes auf Leitung 70 zum Modulator 39 überstellt, wobei beide Signale von der Taktsteuerung 47 kommen.

Gemäß Fig. 18 umfaßt das Befehlsregister drei 8-Bit-Register (GD4034A), die asynchron parallel betrieben werden, wobei der Sammelanschluß A den Dateneingang und der Sammelanschluß B den Datenausgang bildet. Daten vom Eingaberegister 37 stehen ständig auf Leitungen 67, 67' und 67" zur Verfugung. Wenn das Anzeigebit K für die Hachrichtenart anzeigt, daß der Inhalt des Eingaberegisters 37 ein Befehl ist, werden die Daten auf den Leitungen 67, 67' und 67" in die Register 43, 43' bzw. 43" eingegeben, und zwar mittels eines A-Freigäbesignals auf Leitung 78 von der Taktsteuerung 47. Der Inhalt der Befehlsregister 43, 43' und 43" steht an den B-Ausgängen 79, 79' bzw. 79" zur Verfügung."

Gemäß Fig. 19 umfaßt das Status-Register 8-Bit-Register (CD4Ü34A), die asynchron mit dem Sammelanschluß B als Dateneingang und dem Sammelanschluß A als Datenausgang

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betrieben werden. Statusdaten stehen auf Leitungen 72,72' und 72" ständig zur Verfügung, während das vorgegebene Anzeigebit K für die Nachrichtenart (vorgegebener Schaltwert O)/die vorgegebenen Adressenbits A^.g und A^r₇ der zentralen Steuereinheit und das Freigabebit P für die Befehlsdurchführung auf Leitung 68 ständig als Eingänge B1 bis B4 des Registers 44' vorhanden sind. Wenn der Inhalt des Status-Registers über Leitung 83 zum Datensender gesandt werden soll, werden die Α-Ausgänge des Registers 44 freigegeben und die Register 44, 44' und 44" auf die serielle Betriebsart mittels des Serienfreigabesignales von der Taktsteuerung 47 auf Leitung 81 bzw. vom Inverter 80 umgestellt. Der Inhalt der Register 44, 44' und 44" wird mittels des Taktes auf Leitung 99 von der Taktsteuerung 47 verschoben.

Gemäß Fig. 20 umfaßt das 64-Bit-Ausgaberegister ein 8-Bit-Register 54 und ein 4-Bit-Register 54''" (CD4034A), zwei 18-Bit-Register 54' und 54'' (GD4006A) und ein 16-Bit-Register 54'" (CD4006A). Die Register 54,.54', 54" und 54' " werden stets parallel betrieben, wobei der Sammelanschluß A des Registers 54 für die Datenübertragung über -Leitung 87 zum Datensender 55 benutzt wird. Während des Empfangs von Daten vom Demodulator 53 über Leitung 90 werden die Daten vom Register 54'''' zum Register 54 mittels des Schiebetaktes auf Leitung 89 von der Taktsteuerung 47 überstellt. Nach Empfang der Antwortnachricht vom Zählermodul befindet sich die 60-Bit-Antwortnachricht in den Registern 54, 54' , 54" und 54¹ ' ' · Dann gibt die Taktsteuerung 47 den Ausgang A des Registers 54 über Leitung 88 frei. Gleichzeitig wird Register 54¹··' mittels des Taktsteuerung-Triggersignales auf Leitung 95 für eine kurze Zeit auf asynchronen Parallelbetrieb umgeschaltet, wodurch das Anzeigebit K für die Nachrichtenart, das auf den Schaltwert 1 vorgegeben ist, die vorgegebenen Adressenbits A,.^ und X^ der zentralen

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Steuereinheit und das Phasentaktbit P auf Leitung 68 über die Eingänge A1 bis A4 des Anschlusses A in das Register 54-'''' eingegeben werden. Der Inhalt der Register 54' , 54' *, 54-· " und 54' '" wird dann in das Register 54 für die Übertragung zum Datensender 55 verschoben.

Ein Ausführungsbeispiel des Antwortgebers mit Demodulator 104, Datensteuerung 105, Datenregister 106, Modulator 107, Taktsteuerung 110, Synchrohisiercodevergleicher 111, Adressenvergleicher 112 für die Heißwassergerätesteuerung, Adressenvergleicher 113 für das Zählermodul, Punktionscoderegister 114, Funktionsdecodierer 115 "und Heißwassergerätesteuerung 116 ist in Fig. 21 gezeigt. Es werden Logikbauteile aus der Reihe RCA OD4000A verwendet, wobei die zeitlichen Signal- und Taktbeziehungen in !"ig. 22 dargestellt sind.

Der 30-Hz-Basistakt des Antwortgebers, Leitung 424, Fig. 22A, wird von der Netzfrequenz von nominell 60 Hz über Leitung 24, Differenzverstärker 401 (National Semiconductor LM139) und Teiler 423 (CD4013A) abgeleitet. Die Phasenlage des 30-Hz-Taktausganges am exklusiven ODER-Glied 431, Leitung 445, Fig. 22C, wird durch Teiler 427 und 428 (CD4040A bzw. CD4013A) und monostabilen Multivibrator 426 (GD4047A) gesteuert. Bei jedem Empfang des Synchronisiercodes wird der monostabile Multivibrator durch das Synchronisiermeldesignal auf Leitung 121, Fig. 22F, getriggert, wodurch der Teiler 427 zurückgestellt wird. Wenn während einer Dauer von 2048 aufeinanderfolgenden 30-Hz-Takt-Perioden, d.h. während ungefähr 68,3 see, keine Synchronisier-Codeübereinstimmung festgestellt wird, wird Teiler 428 getriggert, Fig. 22D, wodurch die Phase des 30-Hz-Taktes auf Leitung 445 invertiert wird. Während der Abfrage von Zählern oder der Steuerung von Heißwassergeräten sendet die zentrale Steuereinheit 5 ungefähr alle 5 see eine

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Nachricht einschließlich des Synchronisiercodes aus. Daher bleibt der Teiler 428 im Ruhezustand, sobald die 30-Hz-Takt-Phasensynchronisation erreicht ist. Der Schiebetakt auf Leitung 118, Fig. 22D, wird auf den 30-Hz-Takt auf Leitung 445 über NAND-Glied 434 abgeleitet, das normalerweise über Leitung 124, ODER-Glied 435 und monostabilen Multivibrator 436 (CD4047A) freigegeben ist.

Die Referenzfrequenz für den Modulator 104 und Modulator 107 werden von einem phasenverriegelten Schleifenoszillator erzeugt, welcher die Netzfrequenz von 60 Hz über Differenzverstärker 401 als Ausgangs-Referenzfrequenz benutzt. Die Ausgangsfrequenz des phasenverriegelten Oszillators 402 (CD4046A) beträgt 100,32 kHz, was das Sechzehnfache der Trägerfrequenz von 6,27 kHz ist. Die Ausgangsfrequenz wird im Teiler 404 (CD4029A) um den Faktor 8 und im Teiler 405 (GD4029A) nochmals um den Faktor 209 herabgesetzt, so daß ein Signal von 60 Hz entsteht, das zum Oszillator 402 rückgekoppelt wird, wodurch die Phasenverriegelungsschleife geschlossen ist. Das Ausgangssignal des Oszillators 402 von 100,32 kHz wird außerdem mittels eines Teilers 403 (0D4029A) um den Faktor 19 herabgesetzt, wodurch die Referenzfrequenz von 627O Hz auf Leitung 119 entsteht, die von dem Modulator 104 und vom Modulator 107 verwendet wird. Die Phase der Referenzfrequenz auf Leitung 119 wird durch die vom Demodulator 104 über Leitung 135 und Inverter 425 empfangenen Daten gesteuert.

Während die zentrale Steuereinheit 5 einen unmodulierten Träger sendet, werden Vorwärts/Rückwärts-Zähler 407 und 408 (CD4029A) von dem 30-Hz-Signal auf Leitung 445, Fig. 220, über NAND-Glied 410 und Inverter 409 getaktet. Wenn der Ausgang des Demodulators 104 den Schaltwert

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hat, werden die Zähler 407 und 408 vorwärts weitergestellt. Wenn das Signal auf der Leitung 135 den Schaltwert 1 hat, werden sie rückwärts weitergestellt. Der Ausgang des Zählers 407 wird mit dem Ausgang des Teilers 404 mittels eines digitalen Vergleichers 406 (CD4063A) verglichen. Wenn die Ausgänge übereinstimmen, wird der Teiler 403 zurückgesetzt. Ein Überschuß von Schaltwerten O vom Demodulator 104 beschleunigt also die Phase der 6270-Hz-Referenzfrequenz auf Leitung 119 ₅ während ein Überschuß an Schaltwerten 1 diese Phase verzögert, wodurch die 6270-Hz-Beferenzfrequenz auf Leitung 119 niit dem unmodulierten, von der zentralen Steuereinheit 5 empfangenen Träger phasenverriegelt wird.

Der Zähler 408 hat einen Zählumfang von 16; daher müssen sich mehr als sechzehn Schaltwerte 1 oder Schaltwerte 0 ansammeln, bevor die Phasenlage der Beferenzfrequenz auf Leitung 119 vor- oder nachgestellt wird. Dies macht die Schaltung unempfindlich gegenüber kurzfristigen Schwankungen. Wenn der Synchronisiercode, der eine ausgewogene Anzahl von Schaltwerten 1 und 0 umfaßt, empfangen und festgestellt wird, werden die Phasenschieberschaltungen mittels des Synchronisiermeldesignales auf Leitung 121, Fig. 22F, über NAND-Glied 410, gesperrt. Dies verhindert, daß die Phasensteuer- oder Schieberschaltungen auf Funktionsbits Fq bis F, und· Adressenbits Aq bis A^jx der Abfragenachricht von der zentralen Steuereinheit 5 einwirken. Nach Abschluß des Abfragezyklus für den Zähler-Antwortgeber gibt das Synchronisiermeldesignal auf Leitung 121, Fig. 22F, die Phasensteuerschaltung wieder frei.

Der Demodulator 104 erhält Daten vom Videoverstärker 103 über Leitung 131. Der Demodulator 104 umfaßt einen übertragerlosen Phasendetektor 4ii und einen Integrator 416. Phasendetektor 411 umfaßt Widerstände 412, 412',

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412", 412' ' ',- 412« ' ' ' und 412' ' · ' · , einen Operationsverstärker 413 (Fairchild Semiconductor 741) und Schalter 414 und 414^f (GD4066A), welche über Inverter 415 von der Referenzfrequenz auf Leitung 119 im Gegentakt angesteuert werden. Der Ausgang des Phasendetektors wird mittels eines Integrators 416 integriert, welcher einen Widerstand 417, einen Operationsverstärker 418 (Fairchild Semiconductor 741), einen Kondensator 419> einen Schalter 420 (GD4066A), einen monostabilen Multivibrator 421 (CD4047A) und einen Differenzverstärker 422 (National Semiconductor LM139) umfaßt. Wenn der Ausgang des Operationsverstärkers 413 positiv ist, hat der Ausgang des Differenzverstärkers 422 auf Leitung 130 und 135 den Schaltwert 1· Wenn der Ausgang des Verstärkers negativ ist, hat der Ausgang des Verstärkers 422 den Schaltwert 0. Am Endender Bitperiode triggert der negativ gehende Übergang des Schiebetaktes auf Leitung 118, Fig. 22D, den mono stabilen Multivibrator 421, wodurch Kondensator 419 über Schalter 420 entladen und Integrator 416 zurückgesetzt wird.

Vor Empfang des Synchronisiercodes setzt das Synchronisier-Meldesignal auf Leitung 121, Fig. 22F, Zähler und 438 (0D4029A) ständig in den Nullzustand zurück, wodurch ein Freigabe signal auf Leitungen 117 und 120, Fig. 22G, von einem Decodierer 439 (0D4028A) erzeugt wird. Daher ist Empfangsschalter 102 freigegeben und Daten vom Demodulator 104 werden ins Datenregister getaktet, welches Schieberegister 106 und 106' (CD4034A) und 106" (0D4015A) umfaßt. Die Taktung geschieht mittels des 30-Hz-Schiebetaktes auf Leitung 118, Fig. 22D über ODER-Glied 443 und NAND-Glied 442, welches durch das Steuersignal auf Leitung 120 freigegeben ist. Das Datenregister-Eingabesignal ist in Fig. 22E gezeigt. ODER-Glied 443 und NAND-Glied 442 sind Teil der Datensteuerung 105,

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die außerdem noch NAND-Glieder 440 und 441 sowie Inverter 424 umfasst. Die ersten 8 Bits im Datenregister 106 werden mit dem vorbestimmten Synchronisiercode mittels eines digitalen Vergleichers 111 (zwei CD4063A) über Leitung 132 verglichen. Wenn Übereinstimmung im Synchronisiercode festgestellt wird, wird Synchronisiermelde-Flip-Flop 111' (CD4013A) getaktet, wodurch das Rücksetzsignal für Zähler 437 und 438 aufhört, der monostabile Multivibrator 426 getriggert wird und NAND-Glied 410 über Leitung 121, Fig. 223?, gesperrt wird.

20 Bit-Perioden nach Feststellung der Synchronisiercodeübereinstimmung sperrt Decodierer 439 über Leitung 117 den Empfangsschalter 102 und mittels des Steuersignales auf Leitung 120, Fig. 22G, den Datenfluß vom Demodulator 104 durch die Datensteuerung 105. Außerdem triggert er den monostabilen Multivibrator 449, bewirkt mittels des Steuersignales auf Leitung 122, Fig. 22A, die taktweise Überstellung des Funktionscodebits F_Q auf Leitung 132¹¹¹ vom Datenregister 106" ins Antwortregister 114 und der Funktionscodebits F., F„, F, auf Leitung 132" vom Datenregister 106" ins Funktionsregister 114¹ und gibt den Zähler-Datenfluß durch die Datensteuerung 105 mittels des Steuersignales auf Leitung 120', Fig. 22H, frei. Die Übertragungsgeschwindigkeit der Antwort wird durch das Funktionscodebit F_Q im Antwortregister 114 (CD4013A) festgelegt. Wenn das Bit F_Q den Schaltwert 1 hat, beträgt die Übertragungsgeschwindigkeit der Antwort 30 Baud und NAND-Glied 434 wird über Leitung 124 freigegeben. Wenn das Bit Fq den Schaltwert 0 hat, beträgt die Übertragungsgeschwindigkeit der Antwort 15 Baud und ein Teiler 432 (CD4013A) wird mittels des Signales auf Leitung 124 freigegeben, wodurch der 15-Hz-Takt mit dem 30-Hz-Takt synchronisiert wird, während NAND-Glied 433 durch das Signal auf Leitung 124¹ freigegeben wird. Dadurch wird die Schiebetakt-Frequenz auf Leitung 118, Fig. 22D_rdurch

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den Inhalt des Antwortregisters 114 "bestimmt.

Die vorgegebenen Adressencodes des Zählermoduls und der Heißwassergerätesteuerung werden gleichzeitig mit den Adressenbits A_Q bis A.^ vom Datenregister 106' und mittels digitaler Vergleicher115 bzw. 112 (CD4065A) über Leitungen 152 und 152' verglichen. Ein monostabiler Multivibrator 449 (CD4047A) gibt Vergleicher 115 und 112 über Leitung 444, Fig. 22K zur Feststellung einer Adressenübereinstimmung des Zählermoduls, einer Adressenübereinstimmung der Heißwassergerätesteuerung oder keiner Adressenübereinstimmung frei.

Wenn Vergleicher 115 feststellt, daß die Adresse eines Zählermoduls empfangen wurde, wird ein Zähleradressenmeldungs-Flip-Flop 115' (CD4015A) getaktet, was zur Freigabe des Funktionsdecodierers 115 über Leitung 126', des Zählerdatenflusses durch die Datensteuerung 105 und des Modulators 107 mittels der Zähleradressenmeldung auf Leitung 126, Fig. 22L, führt. Die Funktionscodebits F_x., Fp, F^ werden im Funktionsregister 114' (CD4042A) festgehalten und mittels des Funktionsdecodierers 115 (CD4028A) über Leitung 127 decodiert. Es wird nur ein Zählercodierer durch den Funktionsdecodierer 115 freigegeben, also z.B. der Codierer eines Elektrizitätszählers über Leitung 26.

Während der 20-Bit-Perioden unmittelbar im Anschluß an die Erkennung der Zählermoduladresse werden Funktionscode und Adressendaten vom Datenregister 106 über Leitung 128, Fig. 22M, zum Modulator 107 verschoben, während die Bits M_Q bis M.q der Zählerstanddaten vom ausgewählten Zählercodierer über Leitung 129 und die Datensteuerung 105, welche durch das Steuersignal des Decodierers 459 auf Leitung 120', Fig. 22H, freigegeben ist, ins Datenregister 106 verschoben werden. Während der

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zweiten 20-Bit-Periode nach Erkennung der Zählermoduladresse werden die Zählerstandsdaten, die den Inhalt des Registers 106 bilden, über Leitung 128, Pig.22M, zum Modulator 107 verschoben, während die invertierten Bits Mq bis M^q der Zählerstandsdaten über Leitung 133 und Datensteuerung 105, welche durch das Steuersignal des Decodierers 439 auf Leitung 120", Pig. 221, freigegeben ist, ins Datenregister 106, Pig. 22E, verschoben werden. Während der dritten 20-Bit-Periode nach Erkennung der Zählermoduladresse werden die invertierten Zählerdaten im Datenregister 106 über Leitung 128, Pig. 22M, zum Modulator 107 verschoben und das Datenregister 106 mit Bits mit dem Schaltwert 0, vgl. Pig. 22E, aufgefüllt, da die Datensteuerung 105 durch den Decodierer 439 gesperrt ist.

Am Ende dieser dritten Periode werden durch das Steuersignal des Decodierers 439 auf Leitung 123, Fig. 22J, Synchronisiermeldungs-Plip-Flop 111', Zähleradressenmeldungs-Plip-Plop 113' und Antwortregister 114 gesetzt, sowie Punktionsregister 114¹ zurückgesetzt, wodurch Bitzähler 437 und 438 in den Nullzustand zurückgesetzt werden, NAND-Glied 410 über Leitung 121, Pig. 22P, freigegeben wird, Punktionsdecodierer 115 über Leitung 126 gesperrt wird, die Zählerdateneingabe in die Datensteuerung 105 und den Modulator 107 über Leitung 126, Pig. 22L, gesperrt wird, der Schiebetakt auf Leitung über Leitung 124 auf 30 Hz eingestellt wird und der Empfangsschalter 102 über Leitung II7, Pig. 22G, freigegeben wird. Der Antwortgeber nimmt nun wieder die Überprüfung der empfangenen Daten auf, um die Übertragung des nächsten Synchronisiercodes von der zentralen Steuereinheit 5 festzustellen.

Wenn Vergleicher 112 die Adresse einer Heißwassergerätesteuerung erkennt, werden Punktionscodebits auf Leitung

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127 durch das Triggersignal vom Vergleicher 112 auf Leitung 125, Fig. 22N, in ein Gerätesteuerregister (CD4042A) getaktet. Dadurch wird die gewünschte Steuerfunktion durchgeführt, z.B. das Steuerrelais des Heißwassergerätes über Leitung 134 eingeschaltet oder das Steuerrelais des Spitzenbedarfszählers über Leitung 140, Fig. 22P, eingeschaltet. Der Zähler-Antwortgeber läuft dann während 60-Bit-Perioden leer, da Modulator 107, Funktionsdecodierer 115 und Datensteuerung 105 durch die Zähleradressenmeldung auf Leitung 126 nicht freigegeben sind. Am Ende von 60-Bit-Perioden, deren Dauer vom Funktionscode-Bit F_Q im Antwortregister 114 abhängt, werden synchronisiermeldungs-Flip-Flop 111' und Antwort-Flip-Flop 114 mittels des Steuersignals des Decodierers 439 auf Leitung 123, Fig. 22J, zurückgesetzt, wodurch Bitzähler 437 und 438 in den Nullzustand zurückgesetzt werden, NAND-Glied 410 über Leitung 121, Fig. 22F, freigegeben wird, der Schiebetakt auf Leitung über Leitung 124 auf 30 Hz eingestellt wird und der Empfangsschalter 102 über Leitung 117, Fig. 22G, freigegeben wird.

Wenn die Vergleicher 112 und 113 keine Adressenübereinstimmung feststellen, führt der Antwortgebef 11 keine Steuerfunktion aus und läuft während 60 Bitperioden leer₄ deren Dauer vom Funktionscode-Bit F_Q im Antwortregister 114 abhängt und wird dann wie beim Steuerzyklus für die Heißwassergeräte zurückgesetzt.

Das Signal vom Datenregister 106 auf Leitung 128, Fig. 22M und 22Q,moduliert die Phase der 627Q-Hz-Referenzfrequenz auf Leitung 119 im exklusiven ODER-Glied 446, wodurch die gewünschte Phasenverschiebung um 180° zwischen den Übertragungsträger-Ausgängen erzeugt wird, welche den Schaltwert 1 und den Schaltwert 0 darstel-

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len. Das modulierte Signal und das dazu inverse Signal hinter dem Inverter 447 werden in NAND-Gliedern 450 und 451 durch das Zähleradressenmeldungssignal auf Leitung 126, Fig. 22L, freigegeben, welche den Sender 108 über Inverter 452 und 453 auf Leitungen- 136 bzw. 136' ansteuern.

In Fig. 23 ist das Ausführungsbeispiel eines Antwortgeber-Senders 108 gezeigt. Die Netzspannung von 120 V und 60 Hz an Anschlüssen 24 und 24* wird mittels eines Transformators 5OO (Stancor P-86O5) herabgesetzt. Die verkleinerte Spannung wird mittels Dioden 501 und 502 (Motorola MR751) gleichgerichtet und mittels eines Kondensators 503 gefiltert. Transistoren 504 und 505 (2N2222A) sind normalerweise durch Modulatorsignale auf Leitungen 136 und 136' über Widerstände 506 bzw. 507 abgeschaltet. Wenn Modulator 107 freigegeben ist, werden Transistoren 504 und 505 gegenphasig eingeschaltet. Während Transistor 504 eingeschaltet ist, fließt Strom über Widerstände 508 und 509 und lädt einen Kondensator 510, wodurch ein Transistor 511 (2N2905), dessen Kollektorstrom mittels eines Widerstandes 523 begrenzt wird, und ein Transistor 512 (2N611), dessen Emitterstrom mittels eines Widerstandes 513 begrenzt wird, langsam eingeschaltet werden. Dadurch steigt die Spannung auf Leitung 525 auf den Wert der Spannung auf Leitung 526, was zur Aufladung eines Kondensators 528 über Widerstand 527 führt. Der Spannungsabfall am Widerstand 527 zündet einen Triac 529· Wenn das Modulatorsignal auf Leitung 136 den Transistor 504 abschaltet, entlädt sich Kondensator 510 über Widerstand 508, wodurch Transistoren 511 und 512 langsam abgeschaltet werden, während eine Diode 514 (MR751) die Spannungsspitze abschneidet, die durch die Induktivität am Anschluß 24 und

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die Induktivität des Verteilertransformators 10 entsteht. Wenn Transistor 505 mittels des Modulatorsignales 136' eingeschaltet wird, wird Transistor 515 (2N2905) über Widerstände 516 und 517 eingeschaltet. Strom fließt dann durch Widerstand 518 und lädt einen Kondensator 519 auf, wodurch ein Transistor 520 (2N6386), dessen Emitterstrom durch einen Widerstand 534· begrenzt wird, langsam eingeschaltet wird. Dadurch sinkt die Spannung auf Leitung 525 auf den Wert der Spannung auf Leitung 24', dem neutralen Anschluß der Netzspannung, wodurch sich der Kondensator 528 über den Widerstand 527 entlädt. Der Spannungsabfall am Widerstand 527 zündet den Triac 529 in den leitfähigen Zustand. Wenn das Modulatorsignal auf Leitung 136' Transistor abschaltet, entlädt sich Kondensator 519 über Widerstand 521, wodurch Transistor 520 langsam abgeschaltet wird, während eine Diode 522 (Motorola ME751) <üe Spannungsspitze abschneidet, die durch die Induktivität am Netzanschluß 24 und die Induktivität des Verteilertransformators 10 entsteht. Die Spannungsübergänge oder -Sprünge auf Leitung 525 werden über einen Koppelkondensator 109 auf die Netzanschlüsse 24 und 24' gekoppelt.

Die soweit beschriebene Schaltungsanordnung umfaßt also eine Quelle für ein Gleichpotential auf Leitung26, welches von der Netzspannung abgeleitet ist und eine der Netzfrequenz entsprechende Welligkeit besitzt. Mittels der transistorisierten Schaltungsanordnung ist das Gleichpotential mit einer der Trägerfrequenz entsprechenden Häufigkeit unterbrechbar, und zwar nach Maßgabe des den Basen der Transistoren 504 und 505 zugeführten Modulationssignales,mit welchem das Gleichpotential mit der der Trägerfrequenz entsprechenden Häufigkeit unterbrochen wird. Der Triac 529 bildet eine Einrichtung zur Ankopplung des unterbrochenen Gleich-

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potentials auf die Netzleitung, wodurch, ein Trägersignal auf der Netzleitung entsteht.

Die Beschreibung der Erfindung kann wie folgt zusammengefaßt werden: Ein System zur Zähler-Fernablesung fragt Zähler-Stationen über Netzleitungen ab und erhält codierte Zählerstände über die Netzleitungen synchron mit der Netzfrequenz, indem ein digital moduliertes Signal der Netzfrequenz von beispielsweise 60 Hz überlagert wird. Die zentrale Steuerstation überträgt oder sendet mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 60 Baud und empfängt mit einer Übertragungsgeschwindigkeit, die 60 Baud oder einen Bruchteil davon beträgt, um die Anforderungen an die Sendeempfänger der entfernten Zählerstationen im Vergleich zu denen an den Sendeempfänger der zentralen Steuereinheit herabzusetzen. Der Bit-Takt an der zentralen Steuereinheit und an den Zähler-Stationen wird von der Netzfrequenz-Phase abgeleitet, die an jeder Station zur Verfugung steht. Jede Zählerstation erzielt Nachrichtensynchronisierung durch ständige Überwachung des Daten-Bitstromes auf einem vorgegebenen Synchronisiercode und behandelt danach die folgenden 21 Daten-Bits als Adressen- und Funktionseode. Jede adressierte Zählerstation antwortet mit der Übertragungsgeschwindigkeit, die durch den Funktionscode festgelegt ist, indem eine Nachricht ausgesendet wird, welche die Adressen- und Funktionsbits zum Vergleich in der zentralen Steuerstation mit den ursprünglich ausgesandten umfaßt, um eine Fehlererkennung zu ermöglichen, und die ferner den gemäß einem Fehlererkennungscode codierten Zählerstand umfaßt. Ein binäres Daten-Bit wird durch quadratische Phasenvoreilung und -nach_j3ilung relativ zu einer Eeferenzphase des Zeichens dargestellt.

PATENTANSPRÜCHE

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Claims

1A-4-7 078

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur Nachrichtenübertragung zwischen eiTner zentralen Station und entfernten Stationen über Energieleitungen, die Netzspannung mit Netzfrequenz führen, gekennzeichnet durch eine·Trägersignalquelle für ein mit digitalen Daten modulierbares Trägersignal an der zentralen Station und den entfernten Stationen, wobei das Trägersignal im Frequenzbereich zwischen 500 und. 3O kHz liegt, durch eine Datensignalquelle für digitale Datensignale an der zentralen Station und an den entfernten Stationen, durch eine erste Synchronisiereinrichtung zur Herbeiführung einer Synchronisierung zwischen jedem digitalen Datensignal und der Netzfrequenz auf den Energieleitungen, durch eine Modulationseinrichtung zur Modulierung eines Trägersignales mit jedem digitalen Datensignal, durch eine Koppeleinrichtung zur Aufkoppelung des modulierten Trägersignales auf die Energieleitungen für die Übertragung des modulierten Trägersignales über die Energieleitungen zu einer Empfangseinrichtung an jeder Stelle, welche eine Demodulatoreinrichtung zur Demodulation des demodulierten Trägersignales für die Wiederherstellung des aufmodulierten digitalen Datensignales umfaßt, durch eine Entkoppeleinrichtung an jeder Stelle zur Entkoppelung des modulierten Trägersignales von den Energieleitungen und Zuführung zur "Demodulatoreinrichtung, durch eine zweite Synchronisiereinrichtung zur Synchronisierung der Demodulatoreinrichtung mit der Netzfrequenz auf den Energieleitungen für die Demodulation des an der Empfangseinrichtung erhaltenen modulierten Trägersignales zum

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Zwecke der Wiederherstellung der im modulierten Trägersignal enthaltenen digitalen Daten, durch eine Digitalsignalquelle, welche Teil der Datensignalquelle der zentralen Station ist und ein Digitalsignal zur Bezeichnung sowohl einer bestimmten entfernten Stelle, welche ein digitales Datensignal zur zentralen Stelle übertragen soll, als auchder dabei einzuhaltenden Übertragungsgeschwindigkeit, die eine Subharmonische der Netzfrequenz ist oder dieser gleicht, abgibt, und durch eine Detektoreinrichtung an jeder entfernten Stelle, die auf den Empfang eines Digitalsignales von der Digitalsignalquelle an der zentralen Stelle anspricht.

(2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Frequenz des Trägersignales zwischen 5 und 10 kHz liegt und eine vorbestimmte Harmonische der halben Netzfrequenz ist.

(3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Modulatoreinrichtung eine Phasenschiebeeinrichtung umfaßt zur Verschiebung der Phase des Trägersignales in einer ersten und einer entgegengesetzten zweiten Richtung zur Bezeichnung eines ersten bzw. eines zweiten digitalen Schaltwertes.

(4) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Frequenz des Tragersignales eine ungerade Harmonische der halben Netzfrequenz ist.

(5) Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet , daß die Frequenz des Trägersignales eine gerade Harmonische der Netzfrequenz ist.

(6) Vorrichtung nach Anspruch 3* 4- oder 5» ge-

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kennzeichn et durch eine Rferenzsignalquelle für ein Referenzphasensignal an jeder entfernten Stelle bzw. Station und durch eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich des modulierten Trägersignales mit dem Referenzphasensignal für die Erkennung der im modulierten Trägersignal enthaltenen Bits, und durch eine auf das modulierte Trägersignal ansprechende Nachstelleinrichtung zur Einstellung der Phase des Referenzphasensignales auf einen Referenzwert, der in der Mitte zwischen den beiden einander entgegengesetzten Verschieberichtungen des modulierten Trägersignales während seiner Erkennung liegt.

(7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens einen Verteilertransformator zwischen der zentralen Station und mindestens einer der entfernten Stationen, über welchen die modulierten Trägersignale zwischen den Stationen übertragen werden.

(8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» gekennzeichnet durch eine Phasendetektoreinrichtung zur Erkennung der Phasenlage der Netzspannung an jeder entfernten Station relativ zu der an der zentralen Station und zur Erzeugung eines einer entfernten Station zugeordneten Polaritätssignales für die Übertragung einer Anzeige der Phasenlage der Netzspannung an der entfernten Station relativ zu der an der zentralen Station zum Zwecke der Steuerung der Phasenlage der zwischen der zentralen Station und der entfernten Station ausgetauschten Datenbits im Sinne einer fehlerfreien Wiedergabe der Daten durch die Datenbits.

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Vl

(9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 his 8, gekennzeichnet . durch eine Energiemeßeinrichtung an einer entfernten Station zur Erzeugung eines digitalen Signales, welches der an der entfernten Station verbrauchten Energie entspricht, zur Übertragung über die Energieleitungen zur zentralen Station, und durch eine Prüfeinrichtung zur Überprüfung der von der zentralen Station zur entfernten Station und der in Antwort darauf von der entfernten Station zur zentralen Station übertragenen digitalen Daten.

(10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß eine entfernte Station einen untergeordneten Energieverbraucher und eine auf ein digitales Befehlssignal ansprechende Schalteinrichtung zur wahlweisen Abschaltung der Speisung des untergeordneten Energieverbrauchers umfaßt, daß die zentrale Station zur Erzeugung des digitalen Befehlssignales als ein digitales Datensignal ausgebildet ist, und daß der Schalteinrichtung ein Zeitgeber derart zugeordnet ist, daß der untergeordnete Verbraucher bei Empfang des Befehlssignales für eine bestimmte: Zeitspanne abgeschaltet wird.

(11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß eine entfernte Station eine auf ein digitales Verteiler-Befehlssignal ansprechende Konfigurationsschalteinrichtung umfaßt zur wahlweisen Steuerung derKonfiguration des Energieverteilungssystems an der entfernten Station, daß die zentrale Station zur Erzeugung des digitalen Verteiler-Befehlssignals als ein digitales Datensignal ausgebildet ist, und daß der Konfigurations-Schalteinrichtung ein Programmgeber derart zugeordnet ist, daß bei Empfang eines Verteiler-Befehlssignales

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eine ausgewählte Konfiguration des Energieverteilungssystems hergestellt wird.

(12) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein Kondensator zur Blindstromkompensation an der entfernten Station vorgesehen ist, welcher mittels der Konfigurations-Schalteinrichtung wahlweise an das Energieverteilungssystem anschaltbar und mittels des Programmgebers durch die Konfigurations-Schalteinrichtung bei Empfang eines Verteiler-Befehlssignales vom Energieverteilungsnetz trennbar ist.

(13) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß ein Kondensator zur Blindstromkompensation an einer entfernten Station an das Energieverteilungsnetz über eine Schaltungsanordnung anschließbar ist, welche eine erste niedrige Impedanz bei Ketzfrequenz und eine wesentlich höhere, zweite Impedanz bei der Frequenz des Trägersignales besitzt.

(14) ■ Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Schaltungsanordnung einen Schwingkreis mit einer Resonanzfrequenz umfaßt, die der Frequenz des Trägersignales gleicht.

(15) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß eine entfernte Station eine Parameter-Meßeinrichtung zur Erzeugung eines digitalen Signales umfaßt, das einem Betriebsparameter des Energieverteilungssystems an der entfernten Station entspricht, zur Übertragung über die Energieleitungen zur zentralen Station.

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(16) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß eine entfernte Station eine Signal-Schalteinrichtung umfaßt, welche auf ein digitales Befehlsauswahlsignal anspricht, zur wahlweisen Aufkoppelung von Signalen auf das Energieverteilungsnetz an der entfernten Station, daß die zentrale Station zur Erzeugung des Befehlsauswahlsignales als ein digitales Datensignal ausgebildet ist und daß die Signal-Schalteinrichtung Teil einer Vorrichtung an der entfernten Station ist, die aus dem Empfang des digitalen Befehlsauswahlsignales zur wahlweisen Aufkoppelung der Signale auf das Energieverteilungsnetz anspricht.

(17) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß eine entfernte Station mehrere Meßeinrichtungen zur Erzeugung entsprechender digitaler Meßsignale umfaßt, welche eine eine gemessene Größe an der entfernten Station anzeigen, zur Übertragung über die Energieleitungen zur zentralen Station, daß die zentrale Station zur Erzeugung eines digitalen Meßbefehlssignales als ein digitales Datensignal ausgebildet ist, welches ein bestimmtes digitales Meßsignal für die Übertragung zur zentralen Station festlegt, und daß eine Vorrichtung an der entfernten Station auf das digitale Meßbefehlssignal anspricht und die festgelegten digitalen Meßssignale zur zentralen Station über die Energieleitungen überträgt.

(18) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 j dadurch gekennzeichnet , daß die Datensignalquelle zur Erzeugung einer vorbestimmten Folge digitaler Datensignale als ein Synchronisiersignal zum Zwecke einer genauen Decodierung der Informationsteile

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- Ψ-

des digitalen Datensignales bei Vorhandensein von Rauschsignalen mit Netzfrequenz ausgebildet ist.

(19) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Trägersignalquelle eine auf die Netzfrequenz ansprechende Vorrichtung zur Ableitung des Trägersignales von der Netzspannung derart aufweist, daß die Frequenz des Trägersignales der Netzfrequenz, von welcher die Trägersignalfrequenz abgeleitet ist, genau folgt.

(20) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19» dadurch gekennzeichnet , daß die festgelegte Übertragungsgeschwindigkeit auf den höchsten Wert einschaltbar ist, der noch mit einer akzeptablen Ubertragungsgenauigkeit im Hinblick auf die jeweilige Kapazität des die Energieleitungen umfassenden Übertragungskanals vereinbar ist.

(21) Vorrichtung zum Austausch digitaler Daten zwischen einer zentralen Station und einer großen Zahl entfernter Stationen, gekennzeichnet durch eine geringere Zahl Verteilerstationen, die jeweils mit einer zugeordneten Gruppe von entfernten Stationen über Energieleitungen, die Netzspannung mit Netzfrequenz führen, gekoppelt sind, durch eine Nachrichtenverbindung, welche jede Verteilscstation mit der zentralen Station für den Austausch digitaler Daten verbindet, und durch eine Einrichtung zum Austausch digitaler Datensignale zwischen der zentralen Station und jeder ausgewählten entfernten Station über einen Nachrichtenkanal, welcher die Nachrichtenverbindung und Energieleitungen zwischen der ausgewählten entfernten Station und der zugeordneten Verteilerstation umfaßt.

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