DE2705643A1 - Verfahren und vorrichtung fuer eine kommunikation ueber elektrische leitungen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung fuer eine kommunikation ueber elektrische leitungen

Info

Publication number
DE2705643A1
DE2705643A1 DE19772705643 DE2705643A DE2705643A1 DE 2705643 A1 DE2705643 A1 DE 2705643A1 DE 19772705643 DE19772705643 DE 19772705643 DE 2705643 A DE2705643 A DE 2705643A DE 2705643 A1 DE2705643 A1 DE 2705643A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
load
line
current
currents
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19772705643
Other languages
English (en)
Other versions
DE2705643C2 (de
Inventor
Dennis C Dr Jeffreys
Reed H Dr Johnston
Lawrence J Stratton
Jun Albert W Welz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arthur D Little Inc
Original Assignee
Arthur D Little Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arthur D Little Inc filed Critical Arthur D Little Inc
Publication of DE2705643A1 publication Critical patent/DE2705643A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2705643C2 publication Critical patent/DE2705643C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00007—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using the power network as support for the transmission
    • H02J13/00009—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using the power network as support for the transmission using pulsed signals
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00007—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using the power network as support for the transmission
    • H02J13/0001—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using the power network as support for the transmission using modification of a parameter of the network power signal
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00034—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving an electric power substation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/542—Systems for transmission via power distribution lines the information being in digital form
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/542—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines using zero crossing information
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/121—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using the power network as support for the transmission

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Description

PATENTANWALT DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE
»45 HANAU RCJMERSTR. 1» · POSTFACH 793 · TEL. (06181) »0803/807« · TELEQRAMMEi HANAUPATENT . TELEXi 4 111478« pst
(8566)
Arthur 0. Little, Inc.
Acorn Park
Cambridge, Massachusetts 02140 9· Februar 1977
U.S.A. E/Re - 11 501
(5178716 US)
Verfahren und Vorrichtung für eine
Kommunikation über elektrische Leitungen
Die vorliegende Erfindung betrifft Kommunikationssysteme und Insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Kommunikation über elektrische Starkstromleitungen In
Richtung von der Last zur Quelle.
Gemäß dem Stand der Technik Ist es bekannt, bei der Übertragung einer Information von einem Verbraucherpunkt zu
einem Punkt, der in Bezug auf die elektrische Energiequelle mehr zum Zentrum hin angeordnet Ist, für die Slgnalgebung elektrische Starkstromleitungen zu benutzen. In den nachfolgend aufgeführten US-Patentschriften werden repräsentative Beispiele für Schemen gegeben, die zur übertragung von
Nachrichten In Richtung von der Last zur Quelle, vorgeschlagen worden sind.
1. Nr. 3 509 537
vom 28. April 1970 für C.F. Haberly
Dlglta I-KommunIkatIonsvorrIchtung für eine EnerglevertlIgungsIeItung"
809833/0165 . 2 _
Arthur D. Little, Inc.
(Π 501
Hler wird eine sIgnaI gebende Last abwechselnd an die Leitung angelegt und von Ihr entfernt, bei einer Frequenz, die zur Leitungsfrequenz subharmonisch Ist; die hierbei erzeugte Strommodulation enthält Frequenzen, welche normalerweise nicht in der Leitung vorhanden sind und das Signal wird durch wahlweises Abtasten solcher Frequenzen im Phasenstrom Im zentralen Kraftwerk wahrgenommen .
2. Nr. 3 258 692
vom 28. Juni 1966 für O.J. Jacomlnl et al "Automatisches Lesegerät für eine Vielzahl von Zählern bei codiert übertragenen Impulszügen"
Hier wird eine passive Last als zusätzliche Belastung In der Anlage des Abnehmers mit einem Nennwert von
30 Hertz angelegt oder entfernt, je nachdem, ob das zu übertragende Bit eine Eins oder eine Null ist. Ein 30 Hertz-Filter wird zur Abnahme der Nachricht verwendet.
3. Nr. 3 733 586
vom 15. Mal 1973 für J.F. Lusk et al "Zähler-Abfragesystem mit logischer Abtaststeuerung"
Hler wird Frequenzumtastung bei Frequenzen benutzt, die hoch genug sind, daß eine Mehrweg-Zeitsteuerung beachtet werden muß (typischerweise 900 hz und 1100 hz).
809833/0165
2 7 O b 6 4
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
J»
4, Nr. 3 445 814
vom 2C. Mal 1969 für A. Spaltll
"System zum Abfragen entfernt liegender Stationen über Starkstromleitungen eines elektrischen Verteilungsnetz es"
Hler wird eine Re I henresonaz-Scha Itung, deren Zeltkonstante kurz gegenüber der Perlode der Erregung der Leitung Ist, Im Kurzschluß auf die Starkstromleitung geschaltet, wenn die Spannungswelle nahe an Ihrem Sehe I te I ρ unkt Ist. Die Polarität der Spannungswelle Ist bei aufeinanderfolgenden Anwendungen verschieden. Das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Anwendungen stellt eine Charakteristik des zu übertragenden Bit dar. Auf der Grundlage der elektrisch unterscheidbaren Charakteristiken der jeweiligen Impulse von den verschiedenen Sendeanlagen und anhand der Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen wird die Information an der Bezirksempfangsstation abgenommen.
5. Nr. 3 460 121
vom 5. August 1969 für W.H. Wattenburg et al "SIgna I gebungs- und KommunIkat1 ons system"
Hler wird die Signalgebung mit Hilfe einer dynamischen Belastung, die der Spannung der Starkstromleitung aufgeprägt wird, durchgeführt. Die Art dieser dynamischen Belastung besteht darin, daß während der Signalgebung die Last ständig elektronisch durch interne Steuer-
-A-
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
Schaltungen mit einer Frequenz ein- und abgeschaltet wird, die In einem harmonischen Verhältnis zur Frequenz der Starkstromleitung steht.
Beispiele von Kommunikationssystemen für elektrische Starkstromleitungen können in der Klasse 340, Unterklasse 310 gefunden werden.
Außerdem ist neuerdIngsvon den Firmen Automated Technology
Corporation, General Electric Company und Westlnghouse
Electric Corporation über Arbeiten berichtet worden, bei
denen die Kommunikation über elektrische VerteilungsI eltungen Del Frequenzen In der Größenordnung von 100 KHz durchgeführt wird; bei dieser Frequenz durchqueren die Signale kraft der
Kapazität zwischen den Primär- und Sekundärwindungen die Verteiler-Transformatoren. Bei diesen Programmen wird Im System der Automated Technology Corporation zur Darstellung von Einsen und Nullen Frequenzumtastung mit Frequenzen, die beiderseits einer Mittenfrequenz liegen, benutzt, während die General
Electric Company das Ein-Aus-Tasten einer Hauptfrequenz verwendet.
Die zuvor erwähnten Versuche leiden alle mehr oder weniger
an einer Vielzahl von Schwierigkelten. Die Hochfreuqenzsysteme erfahren beim überqueren der Verteilertransformatoren eine
übermäßige Dämpfung. Diese Dämpfung hängt im gewissen Umfang vom Aufbau des Transformators ab, kann jedoch leicht bis zu 20 - 30 Decibel betragen. Den Leistungsfaktor korrigierende
Kondensatoren neigen dazu, die Hochfrequenzkomponenten zu
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
ir
Ho
absorbieren und wirken so nachteilig auf alle Systeme, die von der übertragung von Frequenzkomponenten abhängig sind, die merklich über der Frequenz der Stromversorgung liegen. Systeme, die eine Belastung bei subharmonischen Frequenzen ausnutzen, leiden unter sehr niedrigen SIgnaIgeschwIndIgkeI ten, Indem verschiedene Zyklen abgetastet werden müssen, um eine geringe Bandbreite zu erhalten und wenn die Bandbreite nicht gering gehalten werden kann, leidet das Nutz-StörsIgnaI-VerhäItnIs. Wenn für Frequenzen, die bei subharmonischer Belastung der Spannung der Starkstromleitung erzeugt werden, schmale Empfänger mit kleiner Bandbreite erforderlich sind, erhebt sich das zusätzliche Problem, sicherzustellen, daß das Frequenzband genau den Frequenz Veränderungen folgt, die durch Driften der momentanen Frequenz der Energieversorgung entstehen, obgleich dieses Problem In dem Fall, daß Empfänger für den Empfang niedriger Frequenzen benutzt werden, deren Kosten In vernünftigem Rahmen liegen, nicht entsteht.
Es Ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorichtung zur zentralen Kommunikation auf Starkstromleitungen zu schaffen, welche die verschiedenen Nachtelle der früheren Versuche einer Kommunikation über elektrische Starkstromleitungen In von außen kommender Richtung vermeIdet.
Die besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren für die Kommunikation auf elektrischen Starkstromleitungen zu schaffen, welches eine S I gna I-We Ilenform verwendet, die der Wellenform, für weiche das elektrische Verteilersystem ausgelegt wurde, sehr ähnlich ist.
809833/0165 " 6 "
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
9*
Es Ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Signalstrom durch den Leitungsspannungen aufgeprägte Belastungen wit Hilfe von gesteuerten Silizium-Gleichrichtern (SCR) oder Trlacs (ZweIrIchtungs-ThyrIstortrI ode) zu erzeugen, welche als Schalter in einem Arbeltszyklus verwendet werden, der die Eigenschaft der gesteuerten SMI ζ Iumgle I ehr Ichter oder Trlacs (Zwei rlchtungs-ThyrIstortrI ode) ausnutzt, hohe tinschaltströme aufzunehmen, ohne daß eine wesentliche Erwärmung entsteht.
Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß SIgnaIspItzen oder Sehe I te I werte mit hohem Energieniveau erzielt werden können, während zugleich eine geringe durchschnittliche VerIustenergle auftritt, ohne daß durch die Verwendung von gesteuerten S I Iiζ Iumgle Ichrl entern oder Trlacs übermäßig hohe Kosten entstehen.
Ein weites Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Slgnalgebung mit großen Leistungen ohne merkliches Flackern bei Be IeuchtungsI asten in den Anlagen der Verbraucher durchgeführt werden kann und ohne den Betrieb von Fernsehgeräten oder anderen spannungsempfindlichen Geräten zu stören.
Es Ist ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Erfassung so durchgeführt wird, daß gültige Signale angesammelt werden, wogegen alle von ständigen Belastungen oder Schaltvorgängen herrührenden Ströme ausgeschaltet werden.
809833/0165
Arther D. Llttle, I nc.
(11 501)
Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung können gleichzeitige, einander nicht störende, nach Innen gerichtete Übertragungen auf derseloen Phase einander überlagert werden.
Ein zusätzliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Erfassung durch das Verarbeiten verhältnismäßig weniger Stromwellen-Zyklen durchgeführt wird.
Es Ist ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die nach Innen gerichteten Übertragungen auf Individuellen Phasen des Energiesystems stattfinden und demgemäß gleichzeitig, nach Innen gerichtete Übertragungen auf mehreren Phasen durchgeführt werden können.
Noch ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß vorrangige Nachrichten in Gegenwart von anderen Nachrichten erfasst werden können.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausf ührungsoe Ιφ I e I s :
Es ze i gen:
Flg. 1 A ein Signalmuster von zwei Perioden in Beziehung zur elektrischen Spannungswelle
der SfHrkstrofril'M 1-urKj. I π der spaten Halbperiode der positiven Polarität wird eine ohm'sche Last angelegt, um eine "Null" oder eine "Eins"
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
darzustellen. Signalstrom wird In den schraffierten Teilen der Spannungswelle erzeugt. Der relevante Erkennungs-Algorithmus Ist unterhalb der Spannungswelle dargestellt,
Flg. 1 B ein weiteres zwei per IodIsches Muster, bei
welchem eine ohm'sche Belastung spät In einer Halbperiode mit negativer Polarität angelegt wird, um eine "Null" oder eine "Eins" darzusteIlen,
Fig. 1 C die Kombination der Belastungsmuster und Erkennungs-Algorithmen der Figuren 1 A und 1 B zur Bildung eines zweI perlodlsehen Signalmusters, bei welchem eine ohm'sche Last spät In den Halbperloden einer jeden Polarität angelegt wird, um eine "Null" oder eine "Eins" mit dem doppelten Signal darzustellen.
Flg. 2 A ein welters zwei perlodisches Muster in Beziehung
zur elektrischen Spannungswelle der Starkstromleitung. In Jeder frühen Halbperlode mit positiver Polarität wird eine ohm'schen Last angelegt, um eine "Null" oder eine "Eins" darzustellen. Die schraffierten Teile bezeichnen die Zeit, während der Strom zur Slgnalgebung erzeugt wird und der entsprechende Erkennungs-A|gorlthmus I st " unterhaIb der Wellenform dargestellt.
809833/0166
Arthur D. Little, I nc.
(11 501)
ti ein zwo i-Der i od i sches S I ana I muster, bei welchem In Jeder frühen Halbperlode mit negativer Polarität eine ohm'sche Last angelegt wird, um eine "Null" oder eine "Eins" darz us te I I en,
FIg. 2 C die Kombination der Belastungsmuster und Er-
kennungs-AI gor Ithmen aus den Figuren 2 A und 2 B zur Bitdung von zweI perlodI sehen Signalmustern, bei weichen eine ohm'sche Last früh In der Halbperlode einer Jeden Polarität angelegt wird, um eine "NuI!"oder eine "Eins" mit dem doppelten Signal darzustellen.
Flg. 3 ein dreiphasiges elektrisches Verteilungssystem
im Blockschaltbild und teilweise schematI scher Form mit den SIgnaIstrom-Erzeugungsvorrlchtungen der vorliegenden Erfindung, die zu der Sekundärwicklung des Verteilungstransformators parallel geschaItet sind,
Flg. 4 die Digita I-Steuer-Logik Im Blockschaltbild
zum Steuern der sIgnaI erzeugenden Vorrichtungen, die in Fig. 3 dargestellt sind,
Fig. 5 eine weitere Ausführungs form der signalstrom-
809833/0166 _ _
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
erzeugenden Vorrichtungen, die Innerhalb der gestrichelten Linien von FIg, 3 dargestellt sind,
Flg. 6 A einen Detektor im Blockschaltbild zur Realisierung
des Erkennungs-Algorithmus aus den Flg. 1 A bis 1 C und 2 A bis 2 C, wenn die Signalmuster viermal nachgebildet werden,
Flg. 6 B die Phasenspannungs-WeI I enform mit den entsprechenden IntegratI ons-IntervaIlen und nebst Richtungssinn,
Fig. 7 A ein weiteres SIgnaIstrom-Muster In Beziehung
zur elektrischen Spannungswelle der Starkstromleitung, wobei Signalstrom während der schraffierten Teile der Spannungswelle fließt. Dieses Muster stellt ein Signalmuster für die asynchrone Ausführungs form der Erfindung dar und
Flg. 7 B die Wirkungsweise des Erkennungs-Algorithmus
für das In Fig. 7 A dargestellte Signalstrom-Muster.
-11-
809833/0165
2 7 O b 6 A
Arthur O. Little, Inc.
(•I 501)
afc
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird am besten verständlich mit üezug auf die zuvor erwähnten Zeichnungen in Verbindung mit der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele.
üas Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung kann für die Uoertragung aller Arten nach Innen gerichteter Digitaldaten Verwendung finden. Zwei mögliche Anwendungen fUr das S1gnaIgeDungs-System sind die Übertragung von Zählerständen zur Rechnungserstellung und/oder zur Verbrauchsanalyse, Die Erfindung Ist für die übertragung von Informationen, die sich auf den leistungsfähigen Betrieb öffentlicher Versorgungssysteme oezlehen, gut geeignet. Die Information, die in diese Kathegorle fallt, umfaßt Spannungspegel, Phasenwinkel, Transformatortemperaturen, Stellungen von Kondensatorenblocks und ähnliche betriebliche Informationen. Darüberhinaus brauchen die Daten nicht auf Informationen Deschränkt zu werden, die in direkter Beziehung zum öffentlichen elektrischen Versorgungssystem stehen, sondern können Ablesungen von Zählern für andere Versorgungssysteme und NotsignaIgebung für Feuer, zu hohem Kesseldruck, Einbruch, Temperatur, niedrigem Wasserpegel und anderen außerordentlichen Situationen umfassen.
Die vorliegende E r f I η el l r c, vor wendet ein Signalstrom-Muster das dem Phasenstrom überlagert wird, der die normalen Lasten auf dieser Phase versorgt. Das SignaIgebungs-Strom-Muster wird durch Hinzufügen (die Bezeichnung "Hinzufügen", wie sie hier gebraucht wird, bedeutet die Erzeugung des signaI gebenden Strom-Musters durch den elektrischen Anschluß oder das Abtrennen einer Last) von SIgnaIgebungsstrom erzeugt, wie beispielsweise durch Ein- und Ausschalten einer Last, die ohmsrh kapazitiv o(\<τ induktiv sein kann, auf an einer Phase In Synchronisation mit
809833/0165
270564?
Artnur ü. Little, Inc.
(Π 501 >
- US- -
Bezug auf die Spannungswelle auf dieser Phase, beispielsweise 400 Hz, 60 Hz oder 50 Hz (nachfolgend aus Gründen der Bequemlichkeit als 60 Hz bezeichnet). Die Bezeichnung "Spannungswelle der Starkstromleitung", wie sie hler gebraucht wird, soll die Spannungswelle der Starkstromleitung an sich bedeuten und Jede Welle deren Frequenz ein rationales Vielfaches der Starkgfrom. leHungsfrequenz Ist und einen Nu I I-Übergang aufweist, der zeitlich mit einem speziellen Nu I I-üoergang der Spannungswelle der Starkstromleitung per se In Beziehung steht. Die bevorzugten Signalmuster weisen zwei getrennte Stromimpulse auf, deren Anstlegsflanken zumindest um 90° auselnanderI Iegen und normalerweise innerhalb von zwei Perloden der Spannungswelle der Starkstromleitung gelegen sind.
Das Auffinden des SIgnaIstrom-Musters wird Im bevorzugten Ausführungsbeispiel durch Integrieren des Stroms In derjenigen Phase durchgeführt, die die signalempfangende Anlage während vorbestimmter Zeitfenster versorgt, welche mit der Spannungswelle der Starkstromleitung synchronisiert sind. Für das bevorzugte Signalmuster wird ein Vergleich zwischen den zumindest während eines Teils einer jeden von zwei Halbperioden der Spannungswelle der Starkstromleitung auftretenden Ströme durchgeführt. Die Stromintegration wird in Übereinstimmung mit einem Erkennungs-AI gor Ithmus durchgeführt, um die Stromunterschiede anzusammeln, die den sIgnaI gebenden Strömen zugeordnet sind, wobei Dauer- und Übergangs I asten vorliegen.
Ls sollte bemerkt werden, daß, wenn die normale Halperiodenstromwelle auf einer besonderen Phase in ihren ansteigenden und abfallenden Teilen symmetrisch wäre, mehr komprimierte Signal-
809833/0165 " 13 -
Arthur D. L!ttle, Inc.
(Il 501 )
- 4-3- -
a?
gebungsmuster verwendet werden könnten und die Auffindung könnte durch Vergleichen von Intervallen, die In Bezug auf die Symmetrie spezifiziert sind, durchgeführt werden; mit dieser Hilfe könnten Muster, die weniger als eine halbe Periode von 60 Hz einnehmen, erkannt werden.
Es wird nun auf die s I gnaIgeDenden Strom-Muster, die In den Figuren 1 A bis 1 C und 2 A ois 2 C gezeigt sind, Bezug genommen, binäre "Linsen" und "Nullen" (Bits) sind von Mustern ohm'scher belastung dargestellt, die entsprechende SIgnaIstrom-Muster erzeugen, wie sie in diesen Figuren dargestellt sind. Signalstrom fließt während des schraffierten Teils der dargestellten Strom-Spannungswelle der Starkstromleitung. Die Ohm'sche Belastung und die entsprechenden Signalströme sind In Bezug auf die Phase der Spannungswelle der Starkstromleitung synchronisiert.
Wenn überhaupt ein Vergleich der Signalströme während entsprechender Teile der beiden halbperioden der Spannungswelle der Starkstromleitung durchgeführt wird, dann in Übereinstimmung mit dem dargestellten Erkennungs-Algorithmus und während der dargestellten Zelten. Obwohl In diesen Figuren nur zwei Perioden dargestellt worden sind, wird das Muster vorzugsweise einige Male, beispielsweise viermal wiederholt, um die Gewährleistung der Auffindung zu verbessern. Zusätzlich folgen in diesen Figuren die zu vergleichenden PerIodenpaare aufeinander und die spezifischen HaIoperI öden, die das Signalmuster enthalten, werden, wenn überhaupt welche vorhanden sind, durch eine volle Perlode der Spannungswelle der Starkstromleitung voneinander getrennt.
- 14 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
Obgleich dieser Aufbau für die Ausführung sehr dienlich Ist, müssen die die SIgnaI strom!nformatIons-HaIbperloden enthaltenden Per lodenpaare nicht unbedingt aufeinanderfolgen, vorausgesetzt, daß zwischen der sIgnaI gebenden Anlage und der Erkennungsstelle eine gegenseitige Übereinkunft beachtet wird. In diesem Falle kann bemerkt werden, daß die Vergle Ichs-HaIbperI öden durch mehr als eine Periode der Spannungswelle voneinander getrennt sind. Es sollte angeführt werden, daß die bevorzugten Erkennungs-Algorithmen abwechselnde (aufeinanderfolgende) Perloden Im entgegengesetzten Richtungssinne behandeln, wenn so die Einleitung des Erkennungs-AI gor Ithmus um einen Zyklus verschoben würde, wäre das Vorzeichen des gespeicherten Signals bei der Erkennung eines Bits umgekehrt.
Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von der früheren Praxis dadurch, daß sie zwei Synchronisationsstufen mit der 60 Hz-Welle verwendet, damit das aufgefundene Signal eine verständliche Nachricht ergibt. In der einen Synchronisationsstufe wird das Auffindungsverfahren in einem spezifischen Phasenverhältnis In Bezug auf die 60 Hz-Welle realisiert; dies Ist nach dem Stand der Technik allgemein bekannt. Die zweite Synchronisationsstufe erfordert, daß sowohl vom Sender als auch vom Empfänger eine spezifische Periode der 60 Hz-Welle als Referenz-Periode erkannt wird (wobei dies ein Teil der Nachricht sein kann oder auch nicht). Diese zweite Synchronisationsstufe, die im Stand der Technik nicht vorhanden ist, bestimmt den Richtungssinn, In dem das nach innen gerichtete Signal beim Auffindungsverfahren gespeichert werden wird. Durch diese zweite Synchronisationsstufe ist es möglich, die häufig durchgeführte
- 15 -
809833/0165
Arthur D. LIttle, I nc.
(11 501)
Praxis des bloßen Feststellens des Vorhandenseins oder der Abwesenheit eines Signals durch eine verbesserte Praxis zu ersetzen, nämlich der Erkennung eines Signals In zwei wahrnehmbaren Richtungssinnen, wobei eine Verbesserung In der Auffindbarkelt des Signals gegenüber derjenigen erzielt wird, bei der lediglich abgetastet wird, ob ein Signal vorhanden Ist oder nicht.
Es Ist auch ersichtlich, daß die Feststellung von zwei Signalarten und die Erkennung der SIgnaIabwesenheIt die Stärke eines ternä'ren Codes im Gegensatz zum binären Codleren hat, das nach dem herkömmlichen Stand der Technik möglich Ist.
Das Abtasten der In den Fig. 1 A - 1 C und 2 A - 2 C dargestellten Signa I strörne wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel durch Integration des Phasenstroms an der Unterstation oder der anderen Erkennungsanlage in Übereinstimmung mit den Erkennungs-Algorithmen durchgeführt. Die Erkennungs-Algorithmen, die die Intervalle anzeigen, über welche die Integration durchgeführt wird und der Richtungssinn, in dem das Integral gebildet wird, sind in den Figuren für jedes Periodenpaar unterhalb der Spannungsweile angegeben. Wenn das ϋit-Grundmuster einige Male wiederholt wird, um die SignaI auffindbarkeit zu veroessern, dann wird der Integrator zwischen aufeinanderfolgenden Perlodenpaaren nicht geleert, sondern er wird erst am Ende des Erkennungs-Algorithmus geleert.
Es ist zu bemerken, daß beim ersten Periodenpaar, das eine "Null" darstellende Signal nur in den mit 1 und 2 bezeichneten sinusförmigen Wellen zum Integral beisteuert; desgleichen liefert das eine "Eins" darstellende Signal nur in den mit
- 15 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
- te- -
und 3 bezeichneten sinusförmigen Wellen einen Beitrag zum Integra I .
Gemäß der "übereinkuft, daß eine Integration Im Sinne In einem Anwachsen des Integrals resultiert, wenn die SIgnaI be Iastung in einem Bereich auftritt, wo die Spannungswelle der Figur Ober der Achse liegt, Ist zu erkennen, daß das Auffinden einer "Null" ein negatives Signal Im Integrator erzeugt, während das Auffinden einer "Eins" ein positives Signal erzeugt.
Die von der Anwendung des fcrkennungs-AI gorIthmus währende eines jeden Periodenpaares, das Jeden In diesen Figuren dargestellte Bit enthält, herkommenden Signale werden In einem Integrator angesammelt. Am Ende eines Jeden Erkennungs-Algorithmus wird dann das sich im Integrator befindliche Signal mit einer Schwelle verglichen; eine "Eins" oder eine "Null" wird erkennt, wenn bei diesem Vergleich sich herausstellt, daß das Signal im positiven oder negativen Sinne über dieser Schwelle liegt. Nach dem Vergleich wird der Integrator geleert, um für den nächsten Erkennungs-AI gor Ithmus bereit zu sein. In einem ternären System werden zur Feststetegung von drei Bereichen zwei Schwellen verwendet.
Eine einfache, nach außen gerichtete Nachricht über die Starkstromleitung oder einen getrennten Kommunikationsweg kann eine Antwort von einer Folge von nach innen gerichteten Sendern hervorbringen, die in einer oder mehreren signaI gebenden Anlagen angeordnet sind. Eine Anforderung zur Ablesung von Zählerständen y>n einer Reihe von Anlagen könnte zu einem Zeltpunkt vorliegen. In dem de Zählerstände für routinenmäßige Abrechnungszwecke benötigt werden.
- 17 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(It 501 )
2SL
Es ist möglich, aufeinanderfolgende Meldungen so zu programmieren, daß ein Uberiappen von benachbarten Meldungen vermieden wird und sich dennoch keine unbenutzten Zyklen zwischen den Meldungen befinden. Nachfolgend sollen die Vorrichtungen beschrieben werden, die eine solche Programmierung ermöglichen. Die Tatsache, daß dies In Fällen durchgeführt wird, wo eine Folge von Übertragungen durch eine einfache nach außen gerichtete Abfragung hervorgerufen wird, Ist In Flg. 4 durch ein Signal angezeigt, das mit "Übertragungsbefähigung" bezeichnet Ist. Es sollte ebenfalls bemerktverden, daß die Signalmuster der Flg. 1 A - 1 C und 2 A - 2 C zueinander transparent sind und dadurch eine Vorrichtung für gleichzeitige übertragung von unterschiedlichen Nachrichten gewährleisten.
In Fig. 3 ist die allgemeine Ausbildung einer sIgnaI gebenden Vorrichtung 10 Innerhalb einer elektrischen VerteI IungsIeitung, die allgemein mit 12 bezeichnet Ist, angegeben. Die verschiedenen sIgnalgebenden Sender können anfänglich untereinander und mit dem Empfänger (Detektor) 14 Im Ansprechen auf eine nach außen gerichtete Nachricht (für welche keine Vorrichtung In Fig. 3 dargestellt ist) Im Synchronismus gehalten sein, wobei die Nachricht, die nach innen gerichteten Übertragungen hervorruft. Diese Synchronisation in Beantwortung der nach außen gerichteten Nachricht schafft die zweite Synchron Isatonsebene, die zur Übermittlung der Nachricht gebraucht wird und ermöglicht aiferdem, daß die aufeinanderfolgenden Übertragungen genau koordiniert werden, so daß sie in einem ηichtüberIappenden Muster zu Zeiten übertragen werden können, die der Empfangsstation genau bekannt sind. Wenn eine solche zweite Synchronisationsebene, die durch eine nach außen gerichtete übertragung erhalten wird, nicht vorhanden ist, Ist es möglich, eine Anzahl von Detektoren 14 für den Betrieb bei unterschiedlichen Synchronisationen zu verwenden. Diese Anordnung wird später detaillierter Deschrieben
809833/0165 " '
Arthur D. Little, I nc.
(11 501)
werden.
In Fig. 3 Ist der geeignete Sender 10 innerhalb eines von gestrichelten Linien umgebenen Bereichs dargestellt. Der Sender weist eine ohm'sche Last 16 und einen Schalter 18 auf. In Flg. 3 besteht der Schalter 18 aus ant I para I IeI en sI I I ζ I umgesteuerten Gleichrichtern 20 und 22, Die Silizium-Gleich r I chter werden durch mit cL und β bezeichnete Signale an Ihren Steuerelektroden beaufschlagt, welche von einer DigI ta I-SteuerschaItung 23 abgeleitet sind, die In Flg. mehr im Detail dargestellt ist. Die DIgita I-Steuerloglk 23 erzeugt die Signale für die Steuerelektrode, für die SCR, welche ein Lastmuster hervorbringen, das mit der BIt-Muster-Konvention der Fig. 1 A - 1 C und/oder Flg. 2 A - 2 C und dem binären Gehalt der Nachricht übereinstimmt.
Eine alternative Ausführung des Senders 10 Ist in Flg. 5 dargestllt. Bei dieser Ausführungform werden zwei Widerstände 24 und 26 an Stelle des einen Widerstands 16, der in Flg. 5 dargestellt ist, verwendet. Ein Vorteil der In Fig. 5 dargestellten Ausführungsform besteht in der Tatsache, daß die gesteuerten Silizium-Gleichrichter ohne Potentia I-Trennung gesteuert werden können. Außerdem sollte Demerkt werden, daß die Nennspannung in Sperrlchtung des gesteuerten Silizium-Gleichrichters aus Fig. 5 nur die hälfte des für den Sender 10 In Fig. 3 erforderlichen Werts oetragen muß. In beiden Flg. 3 und 5 Ist der Sender 10 auf der Sekundärseite eines Verteiler-Transformators 26 angeordnet, welcher die signaI gebende Stelle bedient.
Die Signale für die Steuerelektroden, welche die Zündzeltpunkte der gesteuerten Silizium-Gleichrichter der in den
- 19 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
FIg. 3 und 5 dargestellten Sender steuern, werden von einer geeigneten DlgI ta I-Steuer-LogIk erzeugt, wie De IspIeIswelse der In Flg. 4 dargestellten, welche Muster wie beispielsweise dia In den Flg. 1 C oder 2 C In vierfacher Ausfertigung betrifft Aus Flg. 1 C geht hervor, daß die teilweise ha IbsInusförmlge belastung In der Zelt von HaIb-SInusweI I en 1 und 2 In der Darstellung einer "Null" und In der Zelt von Ha I bsInuswe I I en 0 und 3 In der Darstellung einer "Eins" auftritt. Wieder In Bezug auf Flg. 4 erzeugt der Nu I I-Durchgangs-Detektor 30 einen Impuls bei jedem Nu I Idurchgang der Spannungswelle. Dieser Impuls wird direkt In einen Johnson-Zähler 32 eingezählt und wird ebenfalls zur Betätigung einer Verzögerungsschaltung 34 verwendet, welche die Verzögerung zwischen dem Nu I I-Durchgang und dem Einsatz der teilweise ha IbsInusform!gen belastung bestimmt. Auf das von der nach außen gerichteten AbfragungsnachrIcht abgeleitete Synchronlslerungsslgnal hin wird der Johnson-Zähler zurückgestellt; dies Ist die zweite Synchronisationsebene, die die Beförderung der Nachricht ermöglicht. Die entschlüsselten Zählwerte des Johnson-ZäHers werden in einem Paar von ODER-Gliedern kombiniert, um die Kombination von Ha I b-SInuswe I I en, In welchen teilweise ha I b-sInusförmlge Belastung vorliegt, In sIgnaI gebende "Nullen" und "s I gnaI gebende "Einsen" zu bestimmen, In den anderen HaIbslnuswellen gibt es Im Bild der Fig. 1 C keine Belastung. Jedoch befindet sich In den anderen Halbsinuswellen eine ständige Belastung Im Alternativmuster von Flg. 2 C.
Ein allgemein mit 38 bezelchntes gemischtes UND/ODER-G lled vereinigt das Verzögerungssignal mit dem Ausgang der ODER-Tore vom Johnson-Zähler, mit dem Ubertragungs-BefähIgungs-SIgna I und mit der "Eins" oder der "Null" der Nachricht, um zu be-
- 20 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
stimmen, wann die teilweise halbsinusförmige Belastung eingeleitet werden soll. Das gemischte UND/ODER-GI I ed bewirkt entweder keine Belastung oder eine ständige Belastung während der Ha Ib-Slnuswe I Ie, wenn keine teilweise halbsinusförmige Belastung vorliegt, gemäß dem Bild von 1 C dder 2 C je nach Wunsch. Der Ausgang des gemischten UND/ODER Tors 38 kann ohne Isolation (jedoch durch Puffern, was nicht dargestellt Ist) zur Steuerung des Zündzeitpunkts der Schaltung, die in Flg. 5 dargestellt Ist, verwendet werden. Potential-Trennung (und Puffern) Ist bei Verwendung des in Fig. 3 dargestellten Senders nötig. 0Ie Isolation ist in Flg. 4 in Form eines
1 mpu I s-Tran»f ormators 40 dargestellt. E I η Oszi I I ator 42 sorgt für ständiges Triggern über den Impuls-Transformator.
Die Hauptelemente des Detektors 14 sind in Flg. 6 A dargestellt, zum Auffinden des Stgnalbildes aus Fig. 1 C oder
2 C In vierfacher Ausfertigung. In dieser Schaltung ist ein "telle-durch-sechzehn-Element" 44 dargestellt; dies ist ein vierstufiger ölnär-Zähler, welcher auf das selbe Synchronislerungssignal der zweiten Ebene der nach außen gerichteten Abfragungs-Ubertragung zurückgestellt wird, das zum Synchronisieren des Johnson-Zählers In der Dlgita!-Stuer-Loglk eines jeden Senders verwendet wlrd.
Ein NuIIdurchgangs-Detektor 46 erzeugt einen Impuls bei jedem Nulldurchgang der Spannungswelle. Jeder Impuls von NuII-durchgangs-Detektor stellt einen Verzögerungszähler 48 zurück. Danach wird das Zählen In diesem Verzögerungszähler solange fortgesetzt, bis das Bit mit dem höchsten Stellenwert eine "Eins" wird, zu welcher Zeit dann dem einem monostabilen
- 21 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
Multivibrator 50 ein Impuls erzeugt wird, der den Beginn einer jeden Integrations-Periode festlegt. Diese Verzögerung zwischen dem Nulldurchgang und dem Einsatz der nachfolgenden Integrations-Periode muß von einer Periode zur nächsten höcht genau reproduzierbar sein.
Der eine Impuls vom Verzögerungszähler stellt einen Intervall-Zähler 52 ein. Danach wird das Zählen In den IntervaI I-Zäh I er fortgesetzt, bis das Bit mit dem höchsten Stellenwert eine "Eins" wird. In der Zeit, in der das Bit mit dem höchsten Stellenwert des Intervall-Zählers "Null" bleibt, Integriert der Integrator 54. Die Dauer dieses Integrationszeltraums muß von einer Periode zur nächsten höchst genau reproduzierbar sein. Der Richtungssinn der Integration wird durch den Wert des zweiten Bit eines zwelsiuflgen Bl när-Zäh lers 56 bestimmt, der auf das vom monostabilen Multivibrator erzeugte Signal am Ausgang des Verzögerungszählers zählt. Dieser zweistufige Zähler Ist In geeigneter Welse zum Auffinden der In den Flg. 1 C oder 2 C gezeigten Signale voreingestellt, und zwar durch desselbe Signal der zweiten Synchronisationsebene, welches den "te I Ie-durch-sechzehn"-Zähler zurückgestellt.
Fachleute werden die Notwendigkeit einer Vorsorge erkennen, wonach der Wert der zweiten Stufe Im Zwelstufen-Zähler eingestellt wird, bevor der IntervaI I-Zähler voreingestellt wird, um einen Übergangs-1ntegratIons-ZeI träum Im ungeeigneten Richtungssinne zu vermeiden; es besteht selbstverständlich keine Schwierigkeit für die Vorkehrung, daß dieser notwendige Zustand erfüllt Ist.
Wenn der "te I Ie-durch-sechzehn"-Zähler ein über I aufsIgnaI erzeugt, wird der im Integrator aufgelaufene Signalpegel im Komparator 58 mit Referenz-Signalen verglichen, die eine
- 22 -
809833/0166
Arthur D. Little, Inc. (11 501)
Schwelle festlegen. Dieser Vergleich wird durch einen Impuls eingeleitet, der von einem monostabilen Multivibrator 60 am Ausgang des "tei le-durch-sechzehn"-ZähIers erzeugt wird, wobei eine "Eins" oder eine "Null" erkannt wird, wenn immer dieser Vergleich anzeigt, daß das Im Integrator aufgelaufene Signal außerhalb des StörsignaIfensters im positiven bzw. negativen Sinne liegt. Wenn der Vergleich durchgeführt Ist, wird der Integrator zur VorDereitung für die nächste Integration geleert. Dies wird von einem verzögerten Signal, das über eine Verzögerungsschaltung 62 vom monostabilen Multivibrator 60 aogeleltet wird, In Gang gesetzt.
Nachdem nun die konzeptue I len Elemente des Kommunikationssystems beschrieben worden sind, muß die besondere Aufmerksamkeit auf die Erkennungs-Algorithmen gerichtet werden, denn von Ihnen hängt das erfolgreiche Arbeiten des KommunikatI ons· systems ab.
Das Erfordernis für genaues Erkennen rührt von der Tatsache her, daß der Signalstrom dem normalen Phasenstrom Uoerlagert wird. Obgleich die Slgnalgebung bei SpItzenenerglepegeI η In der Größenordnung von 10 kW stattfindet, werden diese Signale einer Stromwelle aufgeprägt, die einen Laststrom aufweisen mag, der 20 MW auf drei Phasen entspricht. Es ist selbstverständlich, daß ein Feststellungsschema verwendet werden muß, welches Signale ansammelt und zu gleicher Zelt Beiträge zurückweist, die dem normalen Phasenstrom entsprechen, der elektrische Lasten im Verbrauchersystem versorgt. Das Erkennungsschema der vorliegenden Erfindung vollbringt diese Aufgabe. Der für den Erkennungs-Algorithmus gewählte Richtungssinn der Integration ist derart, daß die Im Integrator 54 während der ersten Halbperiode gespeicherten
- 23 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(II 501)
3s>
Signale während der nächsten Halbperiode weitgehend gelöscht werden. Dies Ist eine Folge der Tatsache, daß der größte Teil des Phasenstroms ein Bestandteil der elektrischen Lasten ist, die vom Versorgungssystem gespeist werden und die Stromwellenform weist eine ziemliche Symmetrie auf. Die Anforderungen an den dynamischen Bereich des Integrators werden durch diese fast vollständige Löschung beträchlich verringert, eine Betrachtung, die das Problem der Entwicklung von Schaltungen mit großer Präzision bemerkenswert verringert. Der dynamische Bereich des Integrators wird ebenfalls durch die Verwendung von IntegratI ons-IntervaI I en, die einen kleinen Bruchteil einer halben Periode der Le Itungsfrequenz ausmachen, reduziert; dies Ist bei der Slgnalgebung entsprechend den In den Flg. 1 A und 2 C dargestellten Mustern mit den darin gezeigten Erkennungsalgorithmen festzustellen.
Während nun die Auswirkungen der Integration über aufeinanderfolgende Halbperloden die Tendenz zu löschen haben, soweit es das gesamte Im Integrator aufgelaufene Signal betrifft, kann nicht erwartet werden, daß diese Löschung exakt Ist, da nicht anzunehmen ist, daß die StromweI I enform in der einen Polarität genau spIegeIbi IdIch zu der um eine Halbperiode vorausgegangen Ist. Es muß jedoch bemerkt werden, daß In der zweiten Periode eines jeden Perlodenpaares, auf welches die Erkennungs-Algorlthmen angewendet werden, die Integration gegenüber dem Richtungssinn in der ersten Perlode den entgegengesetzten Sinn hat. Folglich werden sich am Ende der zweiten Periode die Bestandteile des normalen Phas-enstroms In den beiden HaIbsI ηusweI I en der positiven Polarität genau gelöscht haben und die Bestandteile des NormaIphasenstroms in den beiden Ha I D-SI ηusweI I en der negativen Polarität werden sich ebenfalls genau gelöscht haben, lediglich vorausgesetzt, daß sich die Wellenform des Normal-
- 24 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc. (11 501)
27056A3
phasenstroms von Periode zu Periode wiederholt. Dieser Schluß gilt ungeachtet der Wellenform, lediglich vorausgesetzt, daß sie die Periode der Stromleitungsfrequenz (oder der Oberwellen und einigen ihrer subharmonischen für den bevorzugten Erkennungs-Algorithmus) hat. An diesem Punkt Ist der Vorteil zu erkennen, der darin liegt, das Periodenpaar zu wählen, das mit den benachbarten Perioden verglichen werden kann, wie In den Fig. 1 C und 2 C, da nur in diesem Fall der gleiche Integrator der ganzen Folge von Periodenpaaren dienen kann (unter Annahme einer Wiederholung der Bilder von den Fig. 1 C und 2 C) .
Beim Herausziehen der Nachricht aus der zusammengesetzten Welle, die aus Signalstrom, der gleichzeitig dem vorhandenen Phasenstrom überlagert Ist, der die Lasten des Systems oellefert, besteht, vergleicht der Erkennungs-Algorlthmus spezifische Bereiche der einen Periode mit den entsprechenden Bereichen einer Nachbarperlode derart, daß das Signal aufgebaut wird, während der Hintergrundstrom, der zur standigen Belastung gehört, vernach!ässIgbar wenig dazu beitrügt.
Es sollte bemerkt werden, daß diese Lösung eine Erkennung In deutlichem Gegensatz zu anderen Erkennungsvorrichtungen steht, die zum Feststellen von StrommuduI at I on vorgeschlagen worden sind. Die In dieser Erfindung verwendete Feststellungslösung kann bei Bitgeschwindigkeiten von zumindest der Hälfte der Leitungsfrequenz arbeiten. Angenommen, daß Im Beispiel der hier zur Diskussion stehenden bevorzugten Ausführungsform das Zwei-Perloden-Bl t-Muster viermal wiederholt wird, so sind jedem Bit acht Perioden zugeordnet als ein guter Kompromiß zwischen
- 25 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc. (11 501)
- Vir Signalpegel und Bitgeschwindigkeit.
Damit die Beiträge der Leitungsfrequenz und Ihrer Oberwellen sich exakt löschen, ist es selbstverständlich unbedingt nötig, daß die LöschungsIntervaI Ie genau dieselbe Dauer und relative Stellung in der Periode haben. Dies kann durch Auszählen der Ausgangssignale von einem Hochfrequenztaktgeber bewerkstelligt werden. Es sollte jedoch bemerkt werden, daß dieser Taktgeber lediglich eine gute Kurzzelt-Stabilität aufzuweisen braucht, da in den Flg. IC und 2 C der Vergleich auf der Basis von einer Periode zur nächsten gemacht wird.
Wenn die nach außen gerichtete Slgnalgebung die Nu I Idurchgänge der Spannungswelle der Starkstromleitung In einem Muster verzerrt, das dem nach Innen gerichteten Empfänger bekannt Ist, dann kann das betroffene Vergleichspaar Im nach Innen gerichteten Erkennungs-Algorithmus unterdrückt oder kompensiert werden, um nach Innen gerichtete Transparenz zu erhalten. Ein nach außen gehendes Signalsystem, das die Nu I Idurchgänge der Spannungswelle der Starkstromleitung verzerrt, um In nach außen gehender Richtung Nachrichten zu übertragen. Ist In der US-Anmeldung Ser.-No. 590 941 offenbart.
Die Hauptstörs!gnalqueI Ie, die auch bei perfekter Anwendung des Erkennungs-Algorithmus nicht beseitigt werden kann, Ist mit dem Schalten von Lasten auf dem Verteilersystem verbunden. Das Feststellungssystem Ist dafür ausgelegt, Signalströme In Anwesenheit von viel größeren Übergangsspitzenströmen, die beim Schalten von Lasten auftreten, zu erkennen. Dies wird teilweise durch das relativ späte Anlegen der sIgnalgebenden Last in der Ha lbs InusweI Ie der Spannungswelle, wie In Flg. 1 C, errelcht.
- 26 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
- 2kr -
Gesteuerte S I I I ζ Ium-GleIchrlenter sind am wenigsten kostenaufwendig und die am meisten zufriedenstellenden Vorrichtungen, die gegenwärtig zum Schalten der signaI gebenden Lasten verfügbar sind. Wenn diese einmal getriggert sind, bleibt der leitende Zustand bestehen bis der Strom zu fließen aufhört. Dies geschieht bei der ohm'schen Belastung, wenn die Spannungswelle gleich Null wird. So Ist gegenwärtig das einzige praktische Hilfsmittel zum Erzeugen von Signalen mit kurzer Dauer (wie es für die In Fig. 1 C dargestellte Slgnalgebung erforderlich Ist) das Triggern der gesteuerten Silizium-Gleichrichter spät in der Halbslnuswelle der Spannungswelle. Der Stromimpuls, der bei solcher Signalgebung erzeugt wird, ist im wesentlichen dreieckig und fällt mit wachsender Zelt auf Null zurück.
Die Ansammlung des Signals im Integrator Ist zur Dauer des Erkennungs-Algorithmus proportional. Jedoch tritt das Schalten der meisten Lasten auf einer Verteilerleitung (beispielsweise für Motoren, Heizwiderstände usw.) rein zufällig auf. So läßt «Ine lange Dauer des Erkennungs-Algorithmus das Nutz-StörslgnaI-VerhäItnls anwachsen. Die bevorzugte Dauer für einen Abtast-Algorlthmus sind 8 Zyklen der 60 Hz.
Die optimale FensterDreite und deren Lage hängt von der Art der Einschwingströme ab, die zum Geräuschpegel beitragen, (d.h. kapazitiv, ohm'sch oder induktiv) der Auswirkung der den Leistungsfaktor verbessernden Kondensatoren auf die Anstiegsflanke des Signalstroms und jenen Charakteristiken der Starkstromleitung, welche eine Phasenverschiebung in der Spannung des entfernten Senders gegenüber der Bezugsspannung am Detektor verursachen.
- 27 -
§00833/0111
Arthur D. LIttle, Inc.
(11 501)
Beispielsweise wird bei ohm'schen Lasten der Strom der sich bei NormaIDetrleb einstellt, dem Stromimpuls des Senders angepaßt sein, nachdem die SCH-s gezündet haben, und bei dem Spannungsnull auf Null fallen. Da jedoch der Leistungsfaktor von Eins abnimmt (aufgrund der Reaktanzbelastungskomponenten) wird der Strom nicht länger Null beim Spannungsnull sein , und für Jeden gegebenen Effektivstrom kanndie wirksame Größe des Stroms In Anwesenheit des Signalstroms während des Integrat I ons fens te rs größer sein und das Nutzstörsignal-Verhältnis kann verringert werden. Das Nutz-Störs Igna I Verhältnis kann dann durch Verkürzen der Perlode des Integrations ferBters verbessert werden, um mit der Spitze des Signalstroms zusammenzufallen.
Dies alles Ist eine Vereinfachung der verhältnismäßig komplizierten Betrachtungen, die auf der Leistungsfähigkeit beim Feststellen beruhen. Dies rührt von der Tatsache her, daß die Wellenform der dreieckigen SIgnaIgebungswe I I e nicht über das ganze VerteIlersystem aufrechterhalten wird. Die Impedanz der EnergleIeItung und die Streureaktanz des Verteiler-Transformators haben die Tendenz, das Maß des S I gna I anstIegs zu verringern und eine PhasenverschIeoung einzuführen. Wenn Kondensatorblöcke Im Verteilersystem In der Nähe des Punktes angeschlossen sind, wo SIgnaIgebungslast liegt, tendieren diese Kondensatoren dazu, den während der ansteigenden Flanke des Signalstroms nötigen Strom zu I I e fern .
Die praktischste Methode für die Behandlung eines gegebenen Verteilungssystems, in dem Sender an verschiedenen Stellen üCier die Länge des Systems angeordnet sein können und In dem Kondensatorblöcke Del Bedarf ab- und eingeschaltet
- 28 -
809833/0165
Arthur D. LIttle, Inc.
(11 501)
werden, läßtslch durch die Anordnung einer Vielzahl von Empfängern mit unaohänglgen IntegratI ons fenstern verwIrk11chen.
Wenn diese Praxis übernommen wird, werden von allen angeschlossenen Detektoren die am besten geeigneten Daten zur weiteren Verarbeitung auf Ihren Informationsgehalt erhalten.
Im Ganzen gesehen kann festgestellt werden , daß aus den verschiedensten Gründen das kürzestmögliehe Slgnalgebungsinterval I das beste Ist. Dies ermöglicht Im Falle der in Flg. 1 C dargestellten Slgnalgebung einen höheren Leistungspegel während des S I gna I gebungsi nterva I Is, ohne die zulässigen Verlustgrenzen der sIgnaI gebenden Last und der gesteuerten S I I I ζ Ium-Gle Ichrlchter zu überschreiten« Ein wichtiges Merkmal bei dem Gebrauch von relativ kurzen SIgnaIgebungsIntervaI!en ist die Möglichkeit, die Aufnahmefähigkeit für hohe Ströme der vehäItnlsmäßlg billigen gesteuerten S I I I ζ Ium-GleIchrlchter auszunutzen. Dies ermöglicht die Erzeugung von sehr hohen Signalpegeln beim Gebrauch von Elementen, die nur niedrige Kosten verursachen. Jedoch werden dem Ausmaß, in dem eine SIgnaI * IedergewInnung durch Konzentrieren des Signals auf ein kurzes Intervall verbessert werden kann, durch die Eigenschaften der Verteil ungsIeItung Grenzen gesetzt.
Die meisten VerteI IungsIeItungen sind In Sternschaltung ange schlossen, in diesem Fall tritt SignaIgebungsstrom sowohl im Mittelleiter als auch In der Phase auf. Ein Vorteil, der durch das Erfassen im Mittel leiter erreichen werden kann, ist eine Verringerung der Anforderungen an den dynamischen
- 29 -
809833/0165
Arthur D. LIttle, Inc.
(11 501}
Bereich des Integrators, da bei gut ausgeglichenen Lasten eine kleine Amplitude des Nulleiterstroms erwartet werden kann und daher die SIgnaI ströme in einem viel größeren Verhältnis zum Gesamtstrom stehen.
Es sollte bemerkt werden, daß es möglich Ist, ohne sich vom Geist und der Lehre der vorliegenden Erfindung zu entfernen, bei den verschiedenen Ausführungs formen die Beze I chnung "NuI IeI terstrom" für die Beze i chn ung "Phasenstrom" einzusetzen. Demgemäß soll die hierbenutzte Bezeichnung "Phasenstrom" auf die Bezeichnung "Nulleiterstrom" ausgedehnt werden. Jede von den beiden in dieser Beschreibung benutzten Bezeichnungen Ist In der allgemeinen Bezeichnung "Leitungsstrom" enthalten.
Außerdem ist es möglich, Im Mittelleiter dre fg I β 1chze111 ge Übertragungen aufzufinden, eine In jeder Phase, in der Art wie es In Fig. 1 C (oder 1 A oder 1 B) dargestellt Ist.
Wenn der In Flg. 2 C dargestellte Erkennungs-Algor!thmus bei der Signalwellenform aus Fig. 1 C verwendet wird, wird kein Signal aufgefunden werden, da die Integratlons IntervaI Ie völlig außerhalb der Intervalle liegen. In denen die Signale erzeugt werden. Es Ist richtig, daß die Eigenschaften des EnergleI eiters die Ursache für die Verzerrung des Signal-Impulses sind, jedoch kann das für die Fig. 2 C verwendbare IntegratlonsInterval I In ausreichendem Maß über dem Null-Durchgang liegen, so daß als Folge der Slgnalgebung in der In Fig. 1 C beschriebenen Art kein Signal aufgefunden werden wl rd.
- 30 -
809833/0118
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
Desgleichen wird Im Integrator kein Netzsignal gespeichert werden, wenn der Erkennungs-Algorithmus der für die Flg. 1 C verwendbar Ist, auf das Signal der Flg. 2 C angewendet wird. In diesem Falle liegt das Signal während der ganzen Integrationsperiode In allen Perloden vor und sein Beitrag hebt steh am Ende des Erkennungs-Algorithmus auf.
Auf diese Welse sind die Signalbllder der Flg. 1 C und 2 C Beispiele für Signale, die sich gegenseitig überhaupt nicht stören und die oeiden Vorrichtungen für nach innen gerichtete Slgnalgebung können gleichzeitig benutzt werden.
Die primäre Verwendung der beiden transparenten SIgnaIgebungsvorrlchtungen Ist die Übermittlung von nicht fest vorgeplanten Nachrichten In Zelten, während denen vorgeplante Übertragungen stattfinden. Es sind für die Durchführung dieser Aufgabe andere Vorrichtungen vorgeschlagen worden und sie werden hier zusammengefaßt.
In den Fig. 1 C und 2 C sind die zu vergleichenden Periodenpaare als aufeinanderfolgende Perloden dargestellt und es wird vorausgesetzt, daß aufeinanderfolgende Bits der fest eingeplanten nach innen gerichteten Nachricht in unmittelbarer Folge erscheinen werden. Es kann jedoch auch vorgesehen werden, daß das Format einer fest eingeplanten Nachricht von festgesetzter Länge eine vorbestimmte Lücke aufweist, In welcher keine fest eingeplante Nachricht übermittelt wird. In diesem Falle Ist es möglich, während der Lücke nicht fest eingeplante Nachrichten zu übertragen und die gleiche Feststellungsvorrichtung für den Empfang sowohl der fest eingeplanten als auch der nicht
- 31 -
809833/0166
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
fest geplante Nachrichten zu verwenden, vorausgesetzt, daß die fest eingeplanten und die nicht fest eingeplanten Nachrichten die gleiche Synchronisation auf der zweiten Ebene hauen.
Der Hauptnachteil dieses Systems Ist, daß die für die fest eingeplanten Nachrichten benötigte Zeit länger werden wird und die Zelt, die nötig ist, um jede nicht fest eingeplante nach innen gerichtete Übertragung durchzuführen, langer sein wird, als es Ideal Ist.
Wenn jedoch In den Phasen erfasst wird, ohne daß gleichzeitig fest eingeplante Übertragungen auf den verschiedenen Phasen gesendet werden, dann bleibt die Wahl der Übertragung von nicht fest eingeplanten Nachrichten von Punkten aus, die mit dreiphasigem Strom bedient werden, es bedarf nur des kleinen Hilfsmittels, daß auf allen drei Phasen gleichzeitig derartige Übertragungen wie sie In Flg. 1 C dargestellt werden, durchgeführt werden. In diesem Falle werden auf den beiden Phasen, auf denen kein fest eingeplanter Verkehr herrscht, Identische Nachrichten empfangen werden, und auf der anderen Phase wird eine sinnentstellte Nachricht eintreffen. Hierdurch wird es möglich, daß die nicht fest eingeplante Nachricht mit der Empfangsausrüstung, die eigentlich für den Empfang fest eingeplanter Nachrichten bestimmt ist , erkannt werden kann, jedoch wird die fest eingeplante übertragung zu dieser Zelt verloren gehen.
Wenn innerhalb der Verte I I ungs I eitung keine gleichzeitigen Übertragungen auf den Phasen durchgeführt werden, dann Können die drei Phasen (auf einem geringeren als dem Übertragungspegel) dazu verwendet werden, Daten von Vertei Ier-Unters tat Ionen zu
- 32 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
- s-e -
zentralen Unterstationen im Unteriibertragungssystem zu übermitteln. Insbesondere wenn eine Unterstation Im Unterübertragungssystem drei Verteiler-Unterstationen bedient, dann können die In jeder Verteiler-Unterstation ankommenden Daten einfach kopiert und an der Unterübertragungs-Unterstation gesammelt werden. In diesem Falle Ist eine Phase als der UbertragungskanaI für jede Verteiler-Unterstation eingeteilt und es kann eine gleichzeitige übertragung von Daten eintreten.
Fachleute werden verschiedene Mechanismen zur Erstellung der Ubertragungsfähigkeit, deren Aufgabe die Beer! mmung ist, wann ein Sender im Falle einer angeforderten Antwortfolge senden soll, bekannt sein. Der folgende Vorschlag Ist ein möglicher Weg der Realisierung einer derartigen Vorrichtung.
Die nach außen gerichtete Nachricht, die die sequentielle übertragung einleitet, glot die numerische Adresse der Stelle an, die mit der Ubertragungsfolge beginnen soll. Diese Adresse wird bei Jedem Sender, von dem eine Antwort angefordert wird, In «Inen Zähler gegeben und der Zahlstand in diesem Zähler wird dann In regelmäßigen Intervallen, die einer vorbestimmten Zelt entsprechen, erhöht. Der Zählstand im Zähler wird mit der numerischen Adresse eines Jeden Senders jedes Mal wenn der Zählstand um ein Inkrement verändert worden Ist, verglichen. Wenn der Zählstand Im Zähler mit der Adresse einer bestimmten Station übereinstimmt, dann wird diese Station mit der Sendung beginnen. Durch dieses einfache Hilfsmittel Ist es möglich, die abfelnanderfolgenden Übertragungen von einer Anzahl von nacheinander nummerierten Stationen zu ordnen. Wenn eine Station mit einer bestimmten Nummer von der adressierten Gesamtheit entfernt wird (beispielsweise durch Verlegung auf eine andere EnergleIeItung), dann tritt in einer In dieser Art
- 33-
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
( 1 1 501 )
- rs- -
fest eingeplanten Übertragungsfο I ge eine Lücke auf.
Wenn Übertragungsfο I gen eingeleitet worden sind und wenn dann an einer Station, die mit ihrer Ubertragungsfο I ge an der Reihe wäre, der Strom ausfällt, dann ist es erwünscht, daß die übertragungsfähigkeIt an solchen Stellen, wo der Strom verlorengeht, gesperrt wird, damit einander überlappende Übertragungen vermieden werden.
Das Anlegen von ohm'schen Lasten In den Kundenanlagen wird wegen der inneren Impedanz des Transformators und der der Leitung zu einem Abfall der Versorgungsspannung beim Kunden führen. Ein solcher Abfall der Versorgungsspannung kann zu einem Flackern bei der beleuchtung mit Glühbirnen und zu einem Flimmern auf dem Bildschirm von Fernsehgeräten führen.
Das In Flg. 1 C dargestellte Lastmuster kann diese Flackerprobleme verringern. Das Flimmern auf den Fernsehbildschirmen wird vermieden, vorausgesetzt, daß die Belastung nicht die Spannungsspitzen reduziert; dadurch daß die ohm'sche Last spät im Halbzyklus (d.h. hinter der Spitze) der Spannungswelle angelegt wird, wird die Amplitudenspitze nicht gestört.
Durch die Begrenzung des Stromsignals auf Intervalle, die spät Im Halbzyklus der SpannungssInuSweI Ie der Starkstromleitung liegen, beispielsweise 145° bei einem gegebenen SCR von 3 amp, bleibt die Spannung über den größten Teil der Per I ode unverzerrt und Desonders in bereichen wo die Spannung hoch ist, Dlelbt s I e unverzerrt .A I s Folge davon wird die Widerstandsheizung einer Glühlampe, deren Helligkeit proportional zu einer höheren Potenz der Spannung Ist, durch die spät In der
809833/0166
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
Ha lbs InusweI le der Spannung auftretende Belastung wenig beeinflußt; demgemäß stammt geringfügiges Flackern vom Anlegen von Belastungen mit niedriger Impedanz spät In der Halbsinuswelle. Wenn größere s I gnalgebende Ströme verarbeitet werden sollen, sollten die Ströme später in der Strom-Spannungswelle der Starkstromleitung auftreten, um eine Störung der Lasten der Kunden zu vermeiden.
Es ist Jedoch möglich, Lasten mit niedriger Impedanz mit Hilfe von gesteuerten Silizium-Gleichrichtern anzulegen, um die Last eine volle halbe Periode von 60 Hz lang unterstützen zu können, ohne daß ein Flackern auftritt, vorausgesetzt, daß es sich um eine BlIndlast handelt.
Im Falle, daß ein Kondensator vorhanden Ist, sollte sich dieser In einem vorgeladenen Stadium befinden, wenn er mit der Spannung auf der Spitze der Spannungskurve verbunden wird. Wenn die Kondensatorspannung mit der Leitungsspannung übereinstimmt zu dem Zeltpunkt, an dem er angeschlossen wird, dann wird nicht sofort Strom entnommen. Da die Leitungsspannung abfällt, fällt die Kondensatorspannung ebenfalls ab, was einen Stromfluß erfordert, der den höchsten Wert bei einem Spannungsnull erreicht; der Strom fließt weiter bis am gegenüberliegenden Spannungsmaximum der Kondensator Im entgegengesetzten Sinne voll aufgeladen Ist. Zu diesem Zeitpunkt hört der gesteuerte Silizium-Gleichrichter auf zu leiten und die Last wird entfernt, wobei der Kondensator In dem Sinne geladen bleibt, der für die Verwendung bei der nächsten Slgnalgebung der richtige ist. Diese Art der Belastung läßt die Spannungsspitze unverändert und verursacht relativ geringes Flackern, da die hohe Stromentnahme nahe am Spannungswert Null auftritt, wenn die Glühlampe wenig beheizt wird. Es Ist zu be-
- 35 -
809833/0165
Arthur D. LIttle, I nc.
(11 501)
merken, daß diese Art von Signalgebung nicht zu einem Energieverbrauch führt und gleichfalls unter Verwendung einer Induktivität anstelle eines Kondensators durchgeführt werden kann.
In der vorausgegangenen Diskussion wurde die Synchronisation auf der zweiten Ebene, die zur Unterscheidung von "Einsen" und "Nullen11 benutzt wird, von Vorrichtungen durchgeführt, die außerhalb der Erfindung liegen. Es besteht jedoch die Möglichkeit, die notwendige Synchronisation auf derzwelten Ebene mit Hilfe des SIgnaI musters an sIch durchzuführen. Dies ermöglicht die Erzeugung von "Merkern" für die Durchführung einer unltäten Codierung oder von Mustern für binäre, ternäre oder höhere Codierungs-Systeme.
Zu diesem Fall wird eine Anzahl von Empfängern aufgestellt, um sich an alle möglichen Starts für das nach Innen gerichtete Signal anpassen zu können. Das für die Darstellung eines "Merkers" verwendete Muster Ist dann von solcher Struktur, daß sich das Signal nur In dem Empfänger aufbauen wird, der mit der geeigneten zweiten Synchronisationsebene versehen Ist mit Bezug auf das übertragene Muster. In jenen Empfängerdetektoren, die nicht diese passende zweite Synchronisationsebene aufweisen, liegt das bei der Ausübung des Erkennungs-Algorithmus aufgelaufene Signal In dem Bereich unter der Erkennungsschwelle.
üeI der Realisierung eines selbstsynchronisierenden Systems gibt es eine Anzahl von Wait I mög I i chke i ten . Das In Flg. 7 A dargestellte Signalmuster Ist für eine annehmbare Lösung repräsentativ. Dieser Merker kann leicht erkannt werden als
- 36 -
809833/0165
27056A3
Arthur D. Llttle, Inc.
(11 501)
Impulse die auf den Haloperioden auftreten und mit den angegebenen Zahlen Identifiziert werden. Diese Impulse werden als positiv in Ha I Dperiöden mit ungeraden Zahlen, wo die Kurve über der Achse liegt, und als negativ In den geradzahligen Halbperioden angesehen.
Fig. 7 b übernimmt diese Übereinkuft bei der Bezeichnung dieses Merkermusters (welches dort als ein kurzer Merker bezeichnet ist). Die verschiedenen Startmöglichkeiten für die Detektoren sind unterhalb dieser Bezeichnung des Merkers mit den Erkennungs-Algorithmen die ein jeder ausführen wird, angezeigt. Alle SIgnaIgebungsgeräte sind mit der EnergieIeItung In solcher Polarität verbunden, daß der anfängliche Lastimpuls beständig zu eJnem Stromimpuls der gleichen Polarität auf einer spezifischen Phase führt. Dies kann von Fachleuten leicht erzielt werden und auf die vorliegende Erfindung ausgedehnt werden.
Der von den verschiedenen Detektoren aufgespeicherte Signalpegel wird für jeden der drei Zyklen des Erkennungs-Algorithmus angezeigt. Die Ausführung des Erkennungs-Algorithmus besteht wiederum aus dem Vergleich von entsprechenden Teilen von Halbperioden-Paaren; für das in Flg. 7 A dargestellte Merkermuster wäre eine zufriedenstellende Basis für einen solchen Vergleich 1 zu 3; 2 zu 4; 5 zu 7; 6 zu 8; usw. Dieser Signalpegel Ist einfach die Summe, die sich beim Addieren oder Subtrahieren von 1 ergibt, je nachdem ob das den Integrationssinn bezeichnende Vorzeichen und das Vorzeichen für den Impuls gleich oder bzw. entgegengesetzt sind.
Es wird beobachtet werden, daß beim Abfühlen dieses kurzen Merkers der Detektor mit der richtigen zweiten Synchronisationsebene In zwei aufeinanderfolgenden Abtastperioden ♦ 4 speichert, dies steht Im Gegensatz mit dem Fall der Detektoren, die nicht die richtige
- 37 -
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
zweite Synchronisationsebene aufweisen und deren Summen nach dem Negativen hin gehen, wenn sie jedoch positiv sind, ist der Signalpegel nur *1 und dies tritt nur In elnemZyklus des Erkennungs-Algorlthmus für einen Detektor auf.
0er große Gegensatz zwischen der Arbeitswelse des Detektors mit der richtigen zweiten Synchronisationsebene und den anderen Detektoren ermöglicht es ein identifizierbares Merkmal dieses Merkers aufzustellen, wodurch einer spezifischen Perlode aus der Per IodenreI he der Spannungswelle eine eindeutige Identität zugeordnet werden kann. Eine solche Identifikation kann zu Übermittlung von Information In einem Unltär-Code oder anderen leistungsstärkeren Codes- verwendet werden.
Es kann desgleichen die Tatsache zunutze gemacht werden, daß das Erkennen von aufeinanderfolgenden Merkern In einem besonderen Muster von Empfängern auftreten kann, was ein Mittel zur Realisierung von Codes mit anderen Code-Basen als Eins Ist. Fachleute werden erkennen, daß es Myriaden von möglichen Varianten gibt.
Vielleicht sind die WahImögI Ichkelten, die es für die Bedingungen der verschieben Merkermuster gibt, die erkannt werden und mit der gleichen Erkennungsausstattung In Synchronismus von hohem Kontrast auf der zweiten Ebene gebracht werden können, weniger offensichtlich. Ein Beispiel für ein weiteres Merkerbild, das mit der Erkennungsausstattung verarbeitbar Ist, die für die Auffindung des kurzen Merkers, der durch Belastung der Zyklen 1« 4, 6, 9, 13, 16, 18 und 21 erzeugt wurde, verwendet wurde (Flg. 7 A) Ist das Muster das durch Belasten der Zyklen 4, 6, 9, 21, 24, 26 und 29 erzeugt wurde. Dieses letztere Muster wird als ein "langer Merker" In Flg. 7 B bezeichnet; das Auffinden e!nes"langen Merkers" wird erkannt, wenn ein Halb-Merker In einem Kanal nach dem Auffinden des anderen Halb-Merkers In dem Kanal, der auf der zweiten Ebene synchronisiert Ist, vier
- 33-
809833/0165
Arthur D. Little, Inc.
(11 501)
S3
Perioden von 60 Hz früher, aufgefunden wird.
Es sollte bemerkt werden, daß die Übertragung von Digltalinformation über Energie IeItungen bei den beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen In keiner Weise den ursprünglich beabsichtigten gleichzeitigen Gebrauch des Verteilersystems beeinflußt. Es wird Fachleuten nun deutlich werden, daß zahlreiche Abänderungen, Anpassungen und angeänderte Ausführungsformen dieser neuen Kommunikationstechnologie gemacht werden können, ohne sich vom Rahmen und der Lehre dieser Erfindung zu entfernen. So wird zum Beispiel bemerkt werden, daß, obwohl die Erfindung mit den Bezeichnungen für elektrische Starkstromleitungen beschrieben worden Ist, die grundllegenden Strom-SIgnalgebungs-Konzepte für andere Leitungen verwendet werden können, die eine Wechselspannung führen.
Was wir beanspruchen und durch ein Patent gesichert werden soll 1st:
Patentansprüche:
809833/016B
L e e r s e it

Claims (1)

  1. PATENTANWALT DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE
    HANAU ROMERSTR. 19 · POSTFACH 793 · TEL. (061H1) «Ο8Ο3/ϊυ7 4ι> · TELEQRAMME: H AN AUPATWJifi ·ΛΕ(± >£ «18418! pal
    (8566)
    Arthur D. Little, Inc.
    Acom Park
    Cambridge, Massachusetts 02140
    u*SfA· 9. Februar 1977
    (5178716 US) E/Re - 11 501
    Verfahren und Vorrichtung für eine Kommunikation über elektrische Leitungen
    Patentansp rüche
    Verfahren zur übertragung von Nachrichten In Richtung von einer Last zur Quelle über eine elektrische Starkstromleitung, die mit einer Spannungswelle beaufschlagbar Ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    a) Anlegen eines erkennbaren Musters von sIgnalgebenden Strömen synchron mit der Spannungswelle der Starkstromleitung, wobei das Muster von sIgnaI gebenden Strömen zumindest einen Teil der zu übermittelnden Nachricht darstelIt,
    -B-
    809833/0165
    ORIGINAL INSPECTED
    Arthur D. LItt le, Inc. (11 501)
    b) Ad f ü hI en der sIgnaI gebenden Ströme auf der Leitung und
    c) Verarbeiten der aDgefühlten signaI gebenden Ströme In Übereinstimmung mit einem Algorithmus der synchron mit dem Muster der signaI gebenden Ströme beginnt.
    2. Verfahren zur Übertragung von Nachrichten in Richtung von einer Last zur Quelle über eine elektrische Starkstromleitung, die mit einer Spannungswelle beaufschlagt ist und Zuführung von Strom an zumindest eine Last wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    a) Hinzufügen eines erkennbaren Musters von signalgebenden Strömen zu dem Laststrom auf der Leitung synchron mit der Spannungswelle der Starkstromleitung, wobei das Muster der signa I gebenden Ströme zumindest einen Teil der zu übermittelnden Nachricht darstellt.
    D) Abfühlen des Leitungsstroms der die kombinierten
    Last- und signaI geben den Ströme auf der Leitung enthä I t und
    c) Verarbeiten des abgefühlten Leitungsstroms in Übereinstimmung mit einem Algori thmus, der synchron mit dem Muster der signa I gebenden Ströme beginnt, um dem abgefühlten Leitungsstrom die übertragene Nachricht zu entz iehen.
    -C-
    Θ09833/0165
    Arthur D. LIttle, Inc.
    3. Verfahren zur ÜDertranung von Nachrichten in Richtung von einer Last zur Quelle über eine elektrische Starkstromleitung, die mit einer Spannungswelle beaufschlagt ist, und Zuführung von Strom an zumindest eine Last, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    a) Hinzufügen eines erkennbaren Musters von signa I gebenden Strömen zu dem Laststrom auf der Leitung synchron mit der Strom le Itungs-SpannungsweI Ie der Starkstromleitung, wobei das Muster der signa I gebenden Ströme zumindest einen Teil der zu übermittelnden Nachricht darstellt;
    D) Abfühlen des Leitungsstroms, der die kombinierte Last- und s1gnaI gebenden Ströme auf der Leitung enthält und In Erwiderung darauf Erzeugung eines entsprechenden Signalmusters mit einer Charakteristik die eine Funktion des aogefühlten Leitungsstroms ist und
    c) verarbeiten des entsprechenden Signalmusters In Übereinstimmung mit einem Algorithmus, welcher synchron mit dem Muster der sIgna I gebenden Ströme beginnt, um aus dem abgetasteten Leitungsstrom die übertragene Nachricht her auszuziehen.
    4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die signalgebenden Ströme während der Dauer von Halbperloden der Strom-Spannungswelle der Starkstromleitung hinzugefügt werden, wobei die führenden Flanken der sIgnaI gebenden Ströme der gleichen Polarität durch zumindest eine volle Periode der Spannungswelle voneinander entfernt sind.
    -D-
    809833/0165
    Arthur D. Little, Inc. ^
    (11 501)
    Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch g e kennze I chnet, daß das sIgnaI gebende Strommuster während zumindest zweier Perloden der Spannungswelle der Starkstromleitung auftritt, wobei der Signalstrom während zumindest einer Halbperlode einer jeden Polarität der Spannungswelle der Starkstromleitung hinzugefügt wird.
    6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß signaI gebender Strom während der Dauer aller Halbperloden hinzugefügt wird.
    7. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalströme dem Laststrom auf der Leitung in der Weise hinzugefügt werden, daß zumindest eine ohm'sche Last an die Leitung angelegt wird.
    Θ. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalströme dem Laststrom auf der Leitung in der Welse hinzugefügt werden, daß zumindest eine induktive Last an die Leitung angelegt wIrd.
    9. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Signalströme dem Ladungsstrom auf der Leitung In der Welse hin' zugefügt werden, daß zumindest eine kapazitive
    809833/0165
    -E-
    Arthur D. Little, Inc. OTnRC/ Q
    Last an die Leitung angelegt wird.
    10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch g e kennzei chnet, daß die kapazitive Last in vorgeladenem Zustand angelegt wird.
    11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch g e kennzei chnet, daß die kapazitive Last auf die Spitzenspannung der Spannungswelle der Starkstromleitung vorgeladen Ist und auf der Spitze der Spannungswelle angelegt wird.
    12. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzel chnet, daß die Signalströme eine ausreichende Zelt nach der Spannungsspitze der Spannungswelle der Starkstromleitung hinzugefügt werden, um eine Störung der von Kunden an die Starkstromleitung gelegten Lasten zu vermelden.
    13. Verfahren zur Uoertragung von Nachrichten in einer Richtung von einer Last zur Quelle über eine elektrische StromleItung,dIe mit einer Spannungswelle beaufschlagt Ist und Zuführung von Strom an zumindest eine Last, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    -F-
    809833/0165
    Arthur D. Little, Inc.
    (11 501)
    27056A3
    a) Hinzufügen eines erkennoaren Musters von signalgebenden Strömen zu dem Laststrom auf der Leitung synchron mit der Spannungswelle der Starkstromleitung, wobei das Muster der sIgnaI gebenden Ströme zumindest einen Teil der zu übermittelnden Nachricht darstelIt;
    b) Aofühlen des Leitungsstroms, der die kombinierten Last- und die signaI gebenden Ströme auf der Leitung enthält und in Erwiderung darauf Erzeugung eines entsprechenden Musters von Spannungen, deren Größe und Vorzeichen eine Funktion des abgefühlten Leitungsstroms sind und
    c) Integration der Spannungen In ÜDereinstimmung mit einem Algorithmus, welcher synchron mit dem Muster von sIgnaIgeDenden Strömen beginnt, um aus dem abgetasteten Leitungsstrom die üoertragene Nachricht herauszuziehen.
    14. Verfahren zur Übertragung von Nachrichten in Richtung von einer Last zur Quelle über eine elektrische Stromleitung, die mit einer Spannungswelle beaufschlagt ist und Zufünrung von Strom an zumindest eine Last, wobei dieses Verfahren folgende Schritte aufweist:
    a) Hinzufügen eines erkennbaren Musters von signa I geoenden Strömen zu dem Laststrom auf der Leitung synchron mit der Spannungswelle der Starkstromleitung, wobei das Muster der signaI gebenden Ströme zumindest einen Teil der zu übermittelnden Nachricht darstellt;
    -G-
    809833/0165
    Arthur D. Little, Inc.
    (11 501)
    b) ADfühlen des Leitungsstroms, der die kombinierten Last- und sIgnI gebenden Ströme auf der Leitung enthält und in Erwiderung darauf Erzeugung eines entsprechenden Signalmusters mit einer Charakteristik, die eine Funktion des abgetasteten Leitungsstroms ist und
    c) Verarbeiten des entsprechenden Signalmusters in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Algorithmen, wobei zumindest einer von ihnen synchron mit dem Muster der sIgnaI gebenden Ströme beginnt, um aus dem abgefühlten Leitungsstrom die übertragene Nachricht herauszuziehen.
    15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch g e kennzei chnet, daß zumindest einige dieser Algorithmen gleichartig jedoch In der Zelt mit bezug aufeinander verschoben sind.
    16. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch g β kennzel chnet, daß zumindest einige dieser Algorithmen verschiedenartig und in der Zeit mit 8ezug aufeinander verschoben sind.
    17. Verfahren zur übertragung von Nachrichten In Richtung von einer Last zur Quelle über eine mehrphasige elektrische Stromleitung mit einer Spannungswelle darauf und Zuführung von Laststrom an zumindest eine Last, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    -H-
    809833/0165
    (11 501)
    a) Hinzufügen zu den Lastströmen auf einer mehrphasigen Stromleitung eine entsprechende Anzahl von erkennbaren Mustern von sIgna I gebenden Strömen synchron mit der Spannungswe I Ie der Starkstromleitung auf den jeweiligen Phasen, wobei die Muster der signaI gebenden Ströme zumindest einen Teil der zu übermittelnden Nachricht darsteI len;
    b) Abfühlen des Phasenstroms, der die kombinierten Last- und sIgnaI gebenden Ströme auf jeder Phase enthält und In Erwiderung darauf Erzeugung einer Anzahl von entsprechenden SIgnaI mustern, wobei jedes Signal eine Charakteristik aufweist, die eine Funktion des abgetühlfer Phasenstroms ist und
    c) Verarbeiten der Anzahl von entsprechenden Signalmustern In Übereinstimmung mit einer Anzahl von Algorithmen, von denen zumindest einer synchron mit einem der Muster der sIgnaIgeoenden Ströme beginnt.
    18. Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennz e I c h η e t , daß die Muster der signaI gebenden Ströme die gleichen sind und daß die Algorithmen die gleichen sind, daß sie jedoch in der Zeit mit Bezug aufeinander verschoben sind, wobei die Algorithmen synchron mit den Mustern der sIgnaI gebenden Ströme beglnnen.
    809833/0165
    Arthur D. Little, Inc.
    19. Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Muster der signalgeDenden Ströme verschieden sind und daß die Algorithmen verschieden sind und synchron mit den angeschlossenen sIgn I gebenden Mustern beginnen.
    20. Vorrichtung zur übertragung von Nachrichten in Richtung von einer Last zur Quelle über eine elektrische Stromleitung mit einer Spannungswelle darauf und Zuführung von Strom an zumindest eine Last, dadurch g e kennze I chnet, daß die Vorrichtung aus folgenden Bestandteilen besteht:
    a) Vorrichtungen zum Hinzufügen eines erkennbaren Musters von signa I gebenden Strömen zu dem Laststrom auf der Leitung und synchron mit der Spannungswelle der Starkstromleitung, wobei das Muster von sIgnaI gebenden Strömen zumindest einen Teil der zu übermittelnden Nachricht dar· stel It;
    b) Vorrichtungen zum Abfühlen des Leitungsstroms der die Kombination aus Last- und signa I gebenden Strömen auf der Leitung enthält und
    c) Vorrichtungen zur Verarbeitung der abgefühlten Leitungsströme in Übereinstimmung mit einem Algorithmus, der synchron mit dem Muster sIgnaI gebender Ströme beginnt, wodurch die übermittelte Nachricht aus dem abgetasteten Leitungsstrom herausgezogen wird.
    -J-
    809833/0165
    Arthur D. Li ttle, Inc.
    (1! 501)
    - -ir
    AO
    21. Vorrichtung zur Übertragung von Nachrichten in Richtung von der Last zur Quelle über eine elektrische Stromleitung mit einer Spannungswelle darauf und Zuführung von Strom an zumindest eine Last, dadurch geken nzeichnet, daß die Vorrichtung aus folgenden destandtei I en besteht:
    a) Vorrichtungen zum Hinzufügen eines erkennbaren Musters von signaI gebenden Strömen zu dem Laststrom auf der Leitung und synchron mit der Spannungswelle der Starkstromleitung, wobei das Muster von signaI gebenden Strömen zumindest einen Teil der zu übermittelnden Nachrlcht darstelIt;
    b) Vorrichtungen zum Abfühlen des Leitungsstroms, der die KomDlnation aus Last- und signaIgeuenden Strömen auf der Leitung enthält und zur Erzeugung In Erwiderung darauf eines entsprechenden Musters von Signalen mit einer Charakteristik, die eine Funktion des abgefühlten Leitungsstroms ist und
    c) Vorrichtungen zum Verarbeiten des entsprechenden
    SignaImuste rs in Übereinstimmung mit einem Algorithmus, der synchron mit dem Muster der sIgnaI gebenden Ströme Deglnnt, wodurcn die übertragene Nachricht aus dem abgetasteten Leitungsstrom herausgezogen wird.
    -K-
    809833/0165
    Arthur D. Little, Inc.
    (11 501)
    AA
    22. Vorrichtung zur Übertragung von Nachrichten In Richtung von einer Last zur Quelle über eine elektrische Stromleitung mit einer Spannungswelle darauf und Zuführung von Strom an zumindest eine Last, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus folgenden Bestandteilen besteht:
    a) Vorrichtungen zum Hinzufügen eines erkennbaren Musters von sIgnaI gebenden Strömen zu dem Laststrom auf der Leitung und synchron mit der Spannungswelle der Stark stromleitung, wobei das Muster von sIgnaIgebenden Strömen zumindest einen Teil der zu übermittelnden Nachrlcht darstelIt;
    b) Vorrichtungen zum Abfühlen des Leitungsstroms der die Kombination aus Ladung und sIgnaI gebenden Strömen auf der Leitung enthält und zur Erzeugung eines entsprechenden Spannungsmusters In Erwiderung darauf, wo bei die Größe und das Vorzeichen der Spannungen eine Funktion des abgefühlten Leitungsstroms sind und
    c) Vorrichtungen für die Integration der Spannungen In Übereinstimmung mit einem Algorithmus, der synchron mit dem Muster der signaI gebenden Ströme beginnt, um die übertragene Nachricht aus dem abgefühlten Leitungsstrom herauszuziehen.
    -L-
    809833/0165
    (11 501)
    23. Vorrichtung zur Übertragung von Nachrichten in Richtung von einer Last zur Quelle über eine elektrische Stromleitung mit einer Spannungswelle darauf und Zuführung von Strom an zumindest eine Last, dadurch gekennze i chnet, daß die Vorrichtung aus folgenden Bestandteilen oesteht:
    a) Vorrichtungen zum Hinzufügen eines erkennbaren Musters von sIgnaI gebenden Strömen zu dem Laststrom auf der Leitung und synchron mit der Spannungswelle der Starkstromleitung, wobei das Muster von signaI gebenden Strömen zumindest einen Teil der zu übermittelnden Nachricht darstelIt;
    b) Vorrichtungen zum Abfühlen des Leitungsstroms der die Kombination aus Last- und sIgnaI gebenden Strömen auf der Leitung erhält und zur Erzeugung In Erwiderung darauf eines entsprechenden Musters von Signalen mit einer Charakteristik, die eine Funktion des abgefühlten Leitungsstroms Ist und
    c) Vorrichtungen zum Verarbeiten des entsprechenden
    SignaI musters In Übereinstimmung mit einer Anzahl von Aloglthmen, von denen zumindest einer synchron mit dem SIgnaI Strommuster beginnt und dafür verwendet wird, die übertragene Nachricht aus dem Leitungsstrom herauszuzlehen.
    -M-
    809833/0165
    Arthur D. Little, Inc. 97 Π RR Λ ^
    (11 501)
    -β
    24. Vorrichtung zur übertragung von Nachrichten In Richtung von einer Last zur Quelle über eine mehrphasige elektrische Stromleitung mit einer Spannungswelle darauf und Zuführung von Strom an zumindest eine Last, dadurch g e kennzei chnet, daß die Vorrichtung aus folgenden Bestandteilen besteht:
    a) Vorrichtungen, die den Lastströmen auf einer Anzahl von Phasen eine entsprechende Anzahl von erkennbaren Mustern von sIgna I gebenden Strömen synchron mit der Spannungswelle der Starkstromleitung auf den entsprechenden Phasen hinzufügen, woDei die Muster der signa I gebenden Ströme zumindest einen Teil der zu übertragenden Nachricht entha I ten;
    b) Vorrichtungen zum Abfühlen des Phasenstroms der die Kombination von Ladung und sIgnaI gebenden Strömen auf jeder Phase enthält und zur Erzeugung einer Anzahl von entsprechenden Signalmustern in Erwiderung darauf, wobei jedes eine Charakteristik aufweist, die eine Funktion des angefühlten Phasenstroms Ist und
    c) Vorrichtungen zum Verarbeiten der Anzahl von|entsp rechenden SIgnaI mustern in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Algorithmen, wobei zumindest einer von Ihnen synchron mit einem der Muster von signaI gebenden Strömen beginnt.
    25. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß In einer oder In mehreren Leitungen jeweils ein Transformator angeordnet Ist, zu dessen Sekundarseite zwei gesteuerte
    -N-
    809833/0165
    Arthur D. Little, Inc. 2705RA3
    (11 501)
    S I I I 2 IumgIeIchrichter (20, 2?) In Reihe mit einem Widerstand parallel geschaltet sind, und daß die Gate-Elektroden der Si I I ζiumgIeichrichter an eine digitale Steuerschaltung (23) angeschIossen sind.
    26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekenn-
    z e i chnet, daß der Transformator eine Sekundärwicklung mit einer Mi1 te Ianzapfung aufweist, und daß zu den beiden Hälften der Sekundärwicklungen je ein gesteuerter Slllziumgleichrichter In Reihe mit einem Widerstand (24, 26) parallel geschaltet Ist, wooel die Gate-Elektroden der Siliziumgleichrichter (20, 22) an eine digitale Steuerschaltung (23) angeschlossen sind.
    Z7. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (23) eine Nu I IdurchgangsüberwachungsschaItung (30) aufweist, die mit dem Zähleingang eines Zählers (32) verbunden ist, dessen Ausgängen logische Verknüpfungsglieder (36) nachgeschaltet sind, die einen Verglelcher (38) speisen, dessen zweiten Eingängen ein Bitmuster vorgebbar Ist, und daß den Ausgängen des Vergleichers über logische Verknüpfungsglieder die zusätzlich von Signalen eines Taktgenerators (42) beaufschlagt sind, elm Impulstransformator (40) nachgeschaltet ist, dessen De i de Sekundärwicklungen je an eine Gate-Elektrode der Si IiζiumgIeichrichter (20, 22) angeschlossen sind.
    809833/0165
    Arthur D. Little, Inc.
    (11 501)
    -rs:
    28. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvolle durch einen Nu I I Spannungsdetektor (46) überwachbdr ist, dem ein Zähler (48) und eine ImpuIsuntersetzungsschaItung (44) nachgeschaltet sind, daß dem Zähleingang des Zählers (48) und dem Zähleingang eines weiteren Zählers (52) Zählimpulse zuführbar sind, daß die Ausgänge der Zähler über VerknüpfungsgI leder je mit einem die Polarität der Integration bestimmenden Eingang eines Integrators zuführbar sind, der ein dem Strom In der Leitung proportionales Signal integriert, daß der Ausgang des Integrators einen Komparator (58) speist, dessen zweiten Eingängen ein Bezugssignalmuster vorgebbar Ist, und daß der Löscheingang des Integrators (54) und des Komparators (58) von der Impulsuntersetzungsschaltung über el nei monostab I Ie Mullvlbrator (60) gespeist wIrd.
    809833/0165
DE2705643A 1976-01-16 1977-02-10 Verfahren zum Übertragen von Nachrichten über Netzstromleitungen Expired DE2705643C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US64984376A 1976-01-16 1976-01-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2705643A1 true DE2705643A1 (de) 1978-08-17
DE2705643C2 DE2705643C2 (de) 1984-12-20

Family

ID=24606456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2705643A Expired DE2705643C2 (de) 1976-01-16 1977-02-10 Verfahren zum Übertragen von Nachrichten über Netzstromleitungen

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4400688A (de)
JP (1) JPS52115612A (de)
AU (1) AU504427B2 (de)
CA (1) CA1087266A (de)
CH (1) CH624250A5 (de)
DE (1) DE2705643C2 (de)
FR (1) FR2338610A1 (de)
GB (1) GB1575026A (de)
NL (1) NL7700318A (de)
SE (1) SE424944B (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1980001024A1 (en) * 1978-11-13 1980-05-15 Medibit As Process for transferring information and system for carrying out the process
US4359644A (en) * 1978-06-09 1982-11-16 The Electricity Trust Of South Australia Load shedding control means
EP0153488A1 (de) * 1984-02-29 1985-09-04 LGZ LANDIS &amp; GYR ZUG AG Verfahren zur Erzeugung, Einspeisung und Übertragung von Signalen in einem elektrischen Niederspannungs-Versorgungsnetz
FR2649267A2 (fr) * 1988-10-10 1991-01-04 Ruaux Christian Dispositif et procede perfectionnes de transmission d'informations sur ligne electrique
US5144280A (en) * 1984-04-17 1992-09-01 The Electricity Trust Of South Australia Bi-directional multi-frequency ripple control system
DE19713686A1 (de) * 1997-04-03 1998-10-08 Frank Dipl Ing Arbeiter Meldeeinrichtung für elektrisch betriebene Haushaltsgeräte

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5866541A (ja) * 1981-10-15 1983-04-20 松下電工株式会社 ３相電力線搬送制御装置
US4559520A (en) * 1982-06-23 1985-12-17 New England Power Service Company Method for communication utilizing multi-mode reception
CA1226914A (en) * 1984-01-26 1987-09-15 The University Of British Columbia Modem for pseudo noise communication on a.c. lines
US4755792A (en) * 1985-06-13 1988-07-05 Black & Decker Inc. Security control system
JPS6218839A (ja) * 1985-07-17 1987-01-27 Sharp Corp 電力線搬送方式送受信回路
US4815106A (en) * 1986-04-16 1989-03-21 Adaptive Networks, Inc. Power line communication apparatus
DE3631477C3 (de) * 1986-09-16 1995-01-26 Siegfried Dipl Ing Schwarz Netzwerk für die Steuer-, Meß- und Regeltechnik zur Daten- und Energie-Übertragung
US4806905A (en) * 1986-10-01 1989-02-21 Honeywell Inc. Transmitter for transmitting on a two-wire transmitting line
JPH082038B2 (ja) * 1988-10-18 1996-01-10 大崎電気工業株式会社 搬送信号送受信方法
DE3891452T1 (de) * 1988-11-25 1991-06-06 Vnii Elektrifikacii Selskogo C Einrichtung zur uebertragung von informationen ueber leiter einer dreiphasen-fernleitung
US5007047A (en) * 1988-12-02 1991-04-09 Codex Corporation Adaptive rate control for echo cancelling modem
US4914418A (en) * 1989-01-03 1990-04-03 Emerson Electric Co. Outbound detector system and method
US4982175A (en) * 1989-08-25 1991-01-01 Franklin Electric Co., Inc. Telemetry circuit with noise immunization
US4996513A (en) * 1990-02-20 1991-02-26 Emerson Electric Co. Carrier stability erasure filling system for communications over electricity distribution network
US5264823A (en) * 1990-09-28 1993-11-23 Motorola Lighting, Inc. Power line communication system
US5198796A (en) * 1991-06-27 1993-03-30 Distribution Control Systems, Inc. Outbound signal detector system and method
FI97587C (fi) * 1994-09-09 1997-01-10 Seppo Laine Paikallisverkkojärjestely
US5818821A (en) * 1994-12-30 1998-10-06 Intelogis, Inc. Universal lan power line carrier repeater system and method
US5691691A (en) * 1997-01-06 1997-11-25 Motorola, Inc. Power-line communication system using pulse transmission on the AC line
DE19704018A1 (de) * 1997-02-04 1998-08-06 Abb Patent Gmbh Synchronisationsverfahren zur Informationsübertragung über Stromversorgungsnetze
US6021162A (en) * 1997-10-01 2000-02-01 Rosemount Inc. Vortex serial communications
US6055435A (en) * 1997-10-16 2000-04-25 Phonex Corporation Wireless telephone connection surge suppressor
US5970127A (en) * 1997-10-16 1999-10-19 Phonex Corporation Caller identification system for wireless phone jacks and wireless modem jacks
US6107912A (en) * 1997-12-08 2000-08-22 Phonex Corporation Wireless modem jack
US6480510B1 (en) 1998-07-28 2002-11-12 Serconet Ltd. Local area network of serial intelligent cells
US6246868B1 (en) 1998-08-14 2001-06-12 Phonex Corporation Conversion and distribution of incoming wireless telephone signals using the power line
US6243571B1 (en) 1998-09-21 2001-06-05 Phonex Corporation Method and system for distribution of wireless signals for increased wireless coverage using power lines
US6842459B1 (en) 2000-04-19 2005-01-11 Serconet Ltd. Network combining wired and non-wired segments
US6894254B2 (en) 2000-04-20 2005-05-17 Mks Instruments, Inc. Heater control system with combination modular and daisy chained connectivity and optimum allocation of functions between base unit and local controller modules
WO2001090828A2 (en) * 2000-05-09 2001-11-29 Lumion Corporation Ac power line signalling system
US7084741B2 (en) * 2000-09-04 2006-08-01 Signal Data Systems Pty, Ltd. Method for communication between a first station and a second station, and a controller and remote station using the communication method
AU784720B2 (en) * 2000-09-04 2006-06-01 Signal Data Systems Pty Ltd Method for communicating between a first station and a second station, and a controller and remote station
US6734784B1 (en) * 2000-09-06 2004-05-11 Marshall E. Lester Zero crossing based powerline pulse position modulated communication system
AUPR023700A0 (en) 2000-09-19 2000-10-12 Signal Data Systems Pty Ltd Method for communicating between a first station and a second station, and a controller and remote station
US6373377B1 (en) 2000-10-05 2002-04-16 Conexant Systems, Inc. Power supply with digital data coupling for power-line networking
US7194528B1 (en) * 2001-05-18 2007-03-20 Current Grid, Llc Method and apparatus for processing inbound data within a powerline based communication system
US7173938B1 (en) 2001-05-18 2007-02-06 Current Grid, Llc Method and apparatus for processing outbound data within a powerline based communication system
EP1271799A1 (de) * 2001-06-28 2003-01-02 "VLAAMSE INSTELLING VOOR TECHNOLOGISCH ONDERZOEK", afgekort "V.I.T.O." Verfahren und Vorrichtung zur Laststeuerung einer elektrischen Leistungsversorgung
US7069091B2 (en) 2001-11-01 2006-06-27 Salton, Inc. Intelligent microwave oven appliance
US7151968B2 (en) 2001-11-01 2006-12-19 Salton, Inc. Intelligent coffeemaker appliance
IL154921A (en) 2003-03-13 2011-02-28 Mosaid Technologies Inc A telephone system that includes many separate sources and accessories for it
US7265654B1 (en) * 2004-04-22 2007-09-04 Powerline Control Systems, Inc. Powerline pulse position modulated transmitter apparatus and method
US7609784B1 (en) 2004-04-26 2009-10-27 Dgi Creations, Llc Signal decoding method and apparatus with dynamic noise threshold
US7242729B1 (en) 2004-04-26 2007-07-10 Dgi Creations, Llc Signal decoding method and apparatus
US7843145B2 (en) * 2006-01-13 2010-11-30 Universal Lighting Technologies, Inc. System and method for power line carrier communication using high frequency tone bursts
US7932480B2 (en) * 2006-04-05 2011-04-26 Mks Instruments, Inc. Multiple heater control system with expandable modular functionality
US20080056338A1 (en) * 2006-08-28 2008-03-06 David Stanley Yaney Power Line Communication Device and Method with Frequency Shifted Modem
US8294556B2 (en) 2007-04-17 2012-10-23 Powerline Control Systems, Inc. Powerline control system and method
US8350678B1 (en) 2008-03-05 2013-01-08 Universal Lighting Technologies, Inc. Power line dimming controller and receiver
DE102009011208A1 (de) 2008-03-05 2009-11-19 Vossloh-Schwabe Deutschland Gmbh Neues kostengünstiges PLC-Steuergerät und Gasentladungslampenvorschaltgerät mit hoher Rauschunempfindlichkeit
JP5401972B2 (ja) * 2008-12-18 2014-01-29 ソニー株式会社 プラグ、プラグ受け、および電力供給システム
WO2013090704A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Terralux, Inc. Systems and methods for data communication from an led device to the driver system, by load modulation
US20150235552A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-20 Charles Jun Cai Method and apparatus for controlling electrical devices through ac power line
US9686821B2 (en) 2014-04-28 2017-06-20 Mks Instruments, Inc. Streamlined heater assembly with front and intermediate daisy chain power injection, shielding, and water resistant features
US9420670B1 (en) 2014-11-04 2016-08-16 Universal Lighting Technologies, Inc. Controller and receiver for a power line communication system
DE102016107695A1 (de) 2015-05-11 2016-11-17 Wimtec Sanitärprodukte Gmbh Verfahren zum Erfassen von Temperaturen
US10855597B2 (en) * 2015-06-29 2020-12-01 T-Mobile Usa, Inc. Channel coding for real time wireless traffic
US10021739B2 (en) 2015-07-08 2018-07-10 Mks Instruments, Inc. Trimmable heater
RU2714195C1 (ru) * 2019-09-10 2020-02-13 Роман Валерьевич Зимин Устройство связи по линиям электропередачи

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2494873A (en) * 1948-02-18 1950-01-17 Helen D Hall Remote-control unit
US2906897A (en) * 1957-11-12 1959-09-29 Jr Arthur Laudel Electrical signaling system
US3525078A (en) * 1965-12-30 1970-08-18 Londex Ltd Apparatus for transmitting data over electric power supply network
DE2428173A1 (de) * 1974-06-11 1976-01-02 Helmut Wappler Verfahren und vorrichtung zur signaluebertragung in wechselstromnetzen

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH404774A (de) * 1963-03-25 1965-12-31 Electrometre Einrichtung zur Fernübertragung von Signalen über ein Versorgungsnetz für elektrische Energie
US3460121A (en) * 1965-10-24 1969-08-05 Berkeley Scient Lab Signalling and communication system
GB1196906A (en) * 1966-06-29 1970-07-01 Merseyside And North Wales Ele Improvements in or relating to Control Systems
US3509537A (en) * 1966-10-31 1970-04-28 Univ Iowa State Res Found Inc Digital communication apparatus for a power distribution line
US3458657A (en) * 1966-12-28 1969-07-29 Mastercraft Electronics Corp Remote control over power lines by transmitting high frequency pulses in phase with positive and negative half cycles of the power line current
US3462756A (en) * 1967-04-28 1969-08-19 George A Mills Apparatus for transmitting and receiving a high frequency transient over a power line
US3721830A (en) * 1971-06-18 1973-03-20 Tokyo Electric Power Co Pulse dip carrier system using ac distribution line
US3714451A (en) * 1971-07-12 1973-01-30 Franklin Electric Co Inc Phase selective telemetry system
DE2264025A1 (de) * 1971-12-30 1973-07-05 Yukio Honda Informationssystem
US3733586A (en) * 1972-03-14 1973-05-15 Gen Public Utilities Meter interrogation system having strobe logic control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2494873A (en) * 1948-02-18 1950-01-17 Helen D Hall Remote-control unit
US2906897A (en) * 1957-11-12 1959-09-29 Jr Arthur Laudel Electrical signaling system
US3525078A (en) * 1965-12-30 1970-08-18 Londex Ltd Apparatus for transmitting data over electric power supply network
DE2428173A1 (de) * 1974-06-11 1976-01-02 Helmut Wappler Verfahren und vorrichtung zur signaluebertragung in wechselstromnetzen

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4359644A (en) * 1978-06-09 1982-11-16 The Electricity Trust Of South Australia Load shedding control means
WO1980001024A1 (en) * 1978-11-13 1980-05-15 Medibit As Process for transferring information and system for carrying out the process
EP0153488A1 (de) * 1984-02-29 1985-09-04 LGZ LANDIS &amp; GYR ZUG AG Verfahren zur Erzeugung, Einspeisung und Übertragung von Signalen in einem elektrischen Niederspannungs-Versorgungsnetz
US4654630A (en) * 1984-02-29 1987-03-31 Lgz Landis & Gyr Zug Ag Method for forming information carrying signals in an electrical power supply network
CH662910A5 (de) * 1984-02-29 1987-10-30 Landis & Gyr Ag Verfahren zur erzeugung von in einem elektrischen versorgungsnetz zu uebertragenden signalen.
US5144280A (en) * 1984-04-17 1992-09-01 The Electricity Trust Of South Australia Bi-directional multi-frequency ripple control system
FR2649267A2 (fr) * 1988-10-10 1991-01-04 Ruaux Christian Dispositif et procede perfectionnes de transmission d'informations sur ligne electrique
DE19713686A1 (de) * 1997-04-03 1998-10-08 Frank Dipl Ing Arbeiter Meldeeinrichtung für elektrisch betriebene Haushaltsgeräte

Also Published As

Publication number Publication date
CA1087266A (en) 1980-10-07
JPS52115612A (en) 1977-09-28
AU504427B2 (en) 1979-10-11
US4400688A (en) 1983-08-23
GB1575026A (en) 1980-09-17
CH624250A5 (de) 1981-07-15
AU2129377A (en) 1978-07-20
FR2338610A1 (fr) 1977-08-12
FR2338610B1 (de) 1982-11-12
SE7700298L (sv) 1977-07-17
NL7700318A (nl) 1977-07-19
SE424944B (sv) 1982-08-16
DE2705643C2 (de) 1984-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2705643A1 (de) Verfahren und vorrichtung fuer eine kommunikation ueber elektrische leitungen
DE3243316C2 (de) Elektronisches Vorschaltgerät für Gasentladungslampen zum Steuern der Leistungsaufnahme derselben
DE2923471C2 (de)
DE69020571T2 (de) Feldbeleuchtungsanlage.
DE3041134A1 (de) Datenuebertragungsanordnung zur datenuebertragung ueber eine stromleitung
DE2835549A1 (de) Verfahren zur uebertragung von information sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
CH493131A (de) Verfahren zum Übertragen von Steuersignalen über ein Wechselstromnetz und Rundsteuerungsanlage zur Ausführung des Verfahrens
DE69613445T2 (de) Anordnung zur fernsteuerung und fernüberwachung einer entladungslampe
EP0307749B1 (de) Verfahren zur optischen Datenübertragung zwischen zwei galvanisch getrennten Sende-Empfangs-Einheiten
DE1258305B (de) Netzueberlagerungs-Verbrauchsmeldeanlage und Verfahren zum Betrieb dieser Anlage
DE3030503C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Signalerkennung bei einem Fernsteuersystem mit Beeinflussung des Nulldurchganges der Netzwechselspannung
DE1265243B (de) Verfahren zur Synchronisierung der Phasenlage einer Hilfsschwingung in einem Empfaenger zur Demodulation phasengetasteter Schwingungen
DE2818675B2 (de) Mikroprogrammierte Einheit zur Verwendung in einer Datenübertragungseinrichtung
DE957312C (de) Empfangsanordnung fuer ueber Hochspannungsleitungen gegebene Signale zur Verbesserung des Geraeuschabstandes
EP0721262A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Phasensynchronisation mit einem RDS-Signal
DE3701046A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum synchronisieren von alarmanlagen
DE2854882C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Identifizieren der Polarität eines Nachrichtensignals
DE2546422C2 (de) Zweidraht-Vollduplex-Datenübertragungsverfahren und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens
DE2206312B2 (de) Farbsperrschaltung in einem PAL-Farbfersehempfänger
EP0197529A2 (de) Verfahren für die analoge oder digitale Codierung von Information für die Verwendung bei Winkel- und Pulsmodulationsverfahren
DE667299C (de) Einrichtung zum Empfang und zur Weitergabe von laengs Kraftleitungen uebertragenen Stromzeichen
DE934049C (de) Fernsehempfangseinrichtung
DE816106C (de) Anordnung zur Verteilung von verschiedenen UEbertragungs-kanaelen angehoerenden Pulsen auf die einzelnen Kanaele und zu ihrer gleichzeitigen Demodulation
AT398867B (de) Schaltungsanordnung zur bestimmung der phasenlage von unterschiedlichen versorgungsspannungen, insbesondere für netzgeführte stromrichter
DE2059363C3 (de) Schaltung zur Synchronisation eines Zeitmultiplexsystems

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition