DE2728355C2

DE2728355C2 -

Info

Publication number: DE2728355C2
Application number: DE19772728355
Authority: DE
Inventors: Philip John Liverpool Gb Stokes; John Llewellyn Chester Gb Wiliams
Original assignee: British Nuclear Fuels Ltd
Current assignee: British Nuclear Fuels Ltd
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1977-06-23
Publication date: 1988-12-15
Also published as: AU2599577A; FR2356151B1; FR2356151A1; JPS6037005Y2; DE2728355A1; NL7706847A; GB1561845A; AU511012B2; JPS5323525U

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanordnung für eine Anlage mit mehreren elektrischen Verbrauchern, die aus einer gemeinsamen Wechselspannungsquelle gespeist und unter über einstimmenden Belastungsbedingungen gleiche Leistungen auf nehmen.The invention relates to a monitoring arrangement for a System with several electrical consumers consisting of one common AC voltage source fed and under over matching performance conditions to take.

Aus der US-PS 39 55 138 ist eine Einrichtung zur Messung der von einem einzelnen elektrischen Verbraucher aufgenommenen Wirkleistung bekannt. Die bekannte Einrichtung enthält einen Doppelpolumschalter mit zwei Kontaktsätzen, der von einem Impulsbreite-Modulator angesteuert wird, um Ausgangssignale abwechselnd mit 180° und 0° am Ausgangsanschluß einer einzel nen Sekundärwicklung eines Stromtransformators abzugreifen. Das den Schalter ansteuernde Schaltsteuersignal ist propor tional zur Leitungsspannung impulsbreite-moduliert, so daß die Gleichstromkomponente der Nettoausgangsgröße des Schal ters proportional zum momentan vorhandenen Produkt aus Lei tungsspannung und Leitungsstrom ist und somit die Leistungs aufnahme wiedergegeben werden kann. Das auf diese Weise erhal tene Leistungsaufnahmesignal wird auf herkömmliche Weise ver arbeitet, um Daten zu erzeugen, welche die gesamte über einen Zeitraum verbrauchte Energiemenge in einem überwachten Schalt kreis angeben.From US-PS 39 55 138 is a device for measuring the absorbed by a single electrical consumer Active power known. The known device contains one Double pole switch with two contact sets, one of Pulse width modulator is driven to output signals alternately with 180 ° and 0 ° at the output connection of a single one to tap a secondary winding of a current transformer. The switching control signal driving the switch is proportional tional to the line voltage pulse width modulated so that the DC component of the net output of the scarf ters proportional to the currently available Lei product voltage and line current and thus the power recording can be played. Get it this way The power consumption signal is used in a conventional manner works to generate data that is all about one Period of energy consumed in a monitored switch specify circle.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine Anzeige darüber lie fert, ob die Leistungsaufnahme eines oder mehrerer der Verbrau cher von der der übrigen Verbraucher abweicht.The object of the invention is to provide a monitoring arrangement Specify the type mentioned at the beginning, which was an advertisement above manufactures whether the power consumption of one or more of the consumptions deviates from that of other consumers.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungs teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the in the labeling Part of claim 1 specified features solved.

Die Überwachungsanordnung nach der Erfindung läßt sich sehr übersichtlich und kompakt realisieren und die von der Lei stungsaufnahme der jeweiligen Verbraucher abhängigen Signale können gemeinsam zur Darstellung gebracht werden, so daß sie bequem überwacht werden können.The monitoring arrangement according to the invention can be very Clearly and compactly realized and by Lei power consumption of the respective consumer-dependent signals can be presented together so that they can be easily monitored.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.Particularly advantageous refinements and developments of the Invention result from subclaims 2 to 4.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie len unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt In the following the invention is based on exemplary embodiments len explained with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 in Form eines Schaltbildes eine Überwachungseinrichtung für einen elektrischen Verbraucher; Fig. 1 in the form of a circuit diagram a monitoring device for an electrical load;

Fig. 2a bis 2e Wellenformen bei verschiedenen Betriebsstufen der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung; Fig. 2a to 2e waveforms at different operating stages of the device shown in Fig. 1;

Fig. 3 ein Schaltbild einer Anordnung zur Schaffung eines Lichtsignals aus dem Ausgangssignal, das von der Anordnung der Fig. 1 erzeugt worden ist; Fig. 3 is a circuit diagram of an arrangement for creating a light signal from the output signal which has been generated by the arrangement of Fig. 1;

Fig. 4 in Form eines Blockschaltbilds Überwachungseinrichtungen der Fig. 1, die als eine Anordnung angeordnet sind, um eine Anzahl Elektromotore zu überwachen; FIG. 4 in the form of a block diagram of monitoring devices of FIG. 1, which are arranged as an arrangement for monitoring a number of electric motors;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Aufnahme und Wiedergabe von Ausgangssignalen der Überwachungsanordnung der Fig. 4; FIG. 5 shows a schematic illustration of an arrangement for recording and reproducing output signals of the monitoring arrangement of FIG. 4;

Fig. 6a und 6b Schaltungen eines Teils der Anordnung der Fig. 5; Fig. 6a and 6b circuits of part of the arrangement of Fig. 5;

Fig. 7 ein schematisches Blockschaltbild der Arbeitsweise der in Fig. 6a und 6b dargestellten Schaltungen; Fig. 7 is a schematic block diagram of the operation of the circuits shown in Figs. 6a and 6b;

Fig. 8 ein Raster, das in der Anordnung der Fig. 5 verwendet ist; Fig. 8 is a grid used in the arrangement of Fig. 5;

Fig. 9 ein schematisches Blockschaltbild einer weiteren Über wachungsanordnung entsprechend der in Fig. 4 dargestellten Anordnung. Fig. 9 is a schematic block diagram of a further monitoring arrangement according to the arrangement shown in Fig. 4.

In den Figuren sind die gleichen bzw. einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The figures are the same or correspond to one another Parts designated with the same reference numerals.

In Fig. 1 weist ein Teil der Überwachungseinrichtung für einen elek trischen Verbraucher, beispielsweise einen Elektromotor 10, der von einer Wechselspannungsquelle 11 aus mit einer im wesent lichen konstanten Spannung gespeist wird, eine erste Einrichtung in Form eines Impulsgenerators 12 auf, der parallel zu der Stromversorgung geschaltet ist. Der Impulsgenerator 12, bei spielsweise ein Operationsverstärker, der als Oszillator ge schaltet ist, erzeugt koinzidente positive und negative Recht eckimpulse gleicher Amplitude, die so ausgelegt und bemessen sind, daß sie als Funktion der Versorgungsspannung breiten moduliert sind, indem sie von einer Breite null bei einem Bezugswert, der durch die maximale negative Versorgungsspan nung dargestellt wird, bis zu einer maximalen Breite bei einer maximalen positiven Versorgungsspannung geändert werden. Die Folgefrequenz der Impulse von dem Impulsgenerator 12 ist so ausgelegt, daß sie höher als die Frequenz der Wechselspannungsquelle bzw. die Netzfrequenz, beispielsweise 20mal größer als die Frequenz der Wechselspannungsquelle bzw. die Netzfrequenz ist. Die positiven und negativen Ausgangsleitungen von dem Impulsgenerator 12 sind mit einer Durchschalteinrichtung in Form von antiparallel geschalteten Dioden 16 a bzw. 16 b verbunden.In Fig. 1, a part of the monitoring device for an elec trical consumer, for example an electric motor 10 , which is fed from an AC voltage source 11 with a constant voltage in wesent union, a first device in the form of a pulse generator 12 which is parallel to the Power supply is switched. The pulse generator 12 , for example an operational amplifier, which is switched as an oscillator, generates coincident positive and negative rectangular pulses of the same amplitude, which are designed and dimensioned so that they are broadly modulated as a function of the supply voltage by having a width of zero a reference value represented by the maximum negative supply voltage can be changed to a maximum width at a maximum positive supply voltage. The repetition frequency of the pulses from the pulse generator 12 is designed so that it is higher than the frequency of the AC voltage source or the mains frequency, for example 20 times higher than the frequency of the AC voltage source or the mains frequency. The positive and negative output lines from the pulse generator 12 are connected to a switching device in the form of diodes 16 a and 16 b connected in antiparallel.

Eine zweite Anordnung in Form eines Stromwandlers 13 ist so ausgelegt, daß sie von dem Speise- bzw. Netzstrom am Motor 10 gespeist wird, und eine Ausgangsspannung schafft, die dem Netz- bzw. Speisestrom proportional ist. Die Ausgangsspannung wird durch die Dioden 16 a und 16 b durchgeschaltet, so daß sie bei einer Halbperiode des Ausgangsstroms die positiven Impulse von dem Impulsgenerator 12 amplitudenmoduliert, während die negativen Impulse durch die Diode 16 b unterdrückt werden, und daß sie bei der anderen Halbperiode den negativen Ausgang von dem Impulsgenerator 12 amplitudenmoduliert, während dann der positive Ausgang von der Diode 16 a unterdrückt wird.A second arrangement in the form of a current transformer 13 is designed so that it is fed by the supply or mains current on the motor 10 and creates an output voltage which is proportional to the mains or supply current. The output voltage is switched through by the diodes 16 a and 16 b , so that they amplitude-modulate the positive pulses from the pulse generator 12 during a half period of the output current, while the negative pulses are suppressed by the diode 16 b , and that they in the other half period negative output from the pulse generator 12 is amplitude modulated, while then the positive output from the diode 16 a is suppressed.

Der folgende impulsbreiten- und amplitudenmodulierte Ausgang wird einem Integrator 14, beispielsweise einem kapazitivem Integrator, zugeführt, dessen Gleichstrom-Ausgangssignal 15 die integrierte Impulsfläche des impulsbreiten- und amplitudenmodulierten Ausgangs über der Zeit darstellt. Da die vorstehend beschriebene Impulsbreiten- und Amplitudenmodulation eines Signals äquivalent der Multi plikation von Spannung und Strom ist, was in einem Wattmeter erforderlich ist, ist das Ausgangssignal 15 proportional der von dem Motor 10 verbrauchten elektrischen Energie und kann dazu verwendet werden, daß Abweichungen im Energieverbrauch und dadurch die Leistung des Motors 10 erhalten werden können. Eine graphische Darstellung der vorstehend beschriebenen Ver hältnisse ist in Fig. 2a bis 2e dargestellt, auf welche nun mehr Bezug genommen wird.The following pulse-width and amplitude-modulated output is fed to an integrator 14 , for example a capacitive integrator, whose DC output signal 15 represents the integrated pulse area of the pulse-width and amplitude-modulated output over time. Since the pulse width and amplitude modulation of a signal described above is equivalent to the multiplication of voltage and current required in a watt meter, the output signal 15 is proportional to the electrical energy consumed by the motor 10 and can be used to make variations in energy consumption and thereby the performance of the motor 10 can be obtained. A graphical representation of the relationships described above is shown in FIGS . 2a to 2e, to which reference is now made.

In Fig. 2a ist die Kurve der Speisespannungs-Wellenform und der Bezugspunkt bei einer Spannung null dargestellt. In Fig. 2b ist eine Kurve der koinzidenten positiven und negativen Rechteckimpulse von dem Impulsgenerator 12 bei einer Folge frequenz dargestellt, die der Deutlichkeit halber zehnmal größer als die Frequenz der Wechselspannungsquelle bzw. Netzfrequenz ist, wobei die Im pulse porportional zu der Amplitude der Spannungs- Wellenform der Fig. 2a breitenmoduliert sind. In Fig. 2c ist die Kurve der Strom-Wellenform an dem Motor und damit die Aus gangsspannung an dem Wandler 13 dargestellt, wobei der Phasen winkel mit "R" bezeichnet ist. In Fig. 2d ist die amplituden modulierte Wirkung der Ausgangsspannung des Stromwandlers 13 auf die durchgeschalteten positiven und negativen Impulse des Impulsgenerators dargestellt, und in Fig. 2e ist die im wesent lichen einem Gleichstrom entsprechende Ausgangs-Wellenform des Integrators 14 wiedergegeben, wobei die gestrichelte Linie den mittleren Gleichstromausgang anzeigt. Figure 2a shows the supply voltage waveform curve and the reference point at zero voltage. In Fig. 2b is a graph of coincident positive and negative rectangular pulses from the pulse generator 12 is shown frequency in a sequence that is ten times greater than the frequency of the alternating voltage source or line frequency for reasons of clarity, the In pulse proportionally to the amplitude of the voltage waveform of Fig. 2a are width-modulated. In Fig. 2c, the curve of the current waveform on the motor and thus the output voltage from the converter 13 is shown, the phase angle being denoted by " R ". In Fig. 2d the amplitude-modulated effect of the output voltage of the current transformer 13 on the switched positive and negative pulses of the pulse generator is shown, and in Fig. 2e the output waveform of the integrator 14 , which is essentially a direct current, is shown, the dashed line indicates the middle DC output.

Um die Leistung bzw. das Betriebsverhalten des Motors 10 zu überwachen, kann das Ausgangssignal an einen nicht dargestellten Oszillographen, ein Milliampèremeter oder ein nicht dargestell tes Aufzeichnungsinstrument, beispielsweise an einen elektro mechanischen Streifenschreiber, angeschlossen werden, so daß eine sichtbare, bleibende Darstellung des Ausgangssignals 15 als Funktion der Zeit erhalten wird.In order to monitor the performance or the operating behavior of the motor 10 , the output signal can be connected to an oscillograph (not shown), a milliamp meter or a recording instrument (not shown), for example an electro-mechanical tape recorder, so that a visible, permanent representation of the output signal 15 is obtained as a function of time.

Bei einer in Fig. 3 dargestellten Anordnung wird das Ausgangs signal 15 von dem Integrator 14 über einen Widerstand 17 an die Basis eines n-p-n-Junction-Transistors 18 angelegt, der die Helligkeit einer lichtemittierenden Diode 19 über einen Widerstand 20 steuert, der mit dem Kollektor des Transistors 18 verbunden ist, so daß Änderungen im Wert des Ausgangssignals 15 zu einer entsprechenden Änderung der Hellig keit einer Diode 19 führen. Mit einem veränderlichen Widerstand 21, über den der Emitter des Transistors 18 mit Erde verbunden ist, wird die Anfangshelligkeit der Diode 19 eingestellt, während der negative Anschluß einer Spannungsquelle über einen Widerstand 22 mit der Emitterschaltung verbunden ist.In an arrangement shown in Fig. 3, the output signal 15 is applied by the integrator 14 via a resistor 17 to the base of an npn junction transistor 18 which controls the brightness of a light-emitting diode 19 via a resistor 20 which is connected to the collector of the transistor 18 is connected so that changes in the value of the output signal 15 lead to a corresponding change in the brightness of a diode 19 . With a variable resistor 21 , via which the emitter of the transistor 18 is connected to ground, the initial brightness of the diode 19 is set, while the negative connection of a voltage source is connected via a resistor 22 to the emitter circuit.

Eine Anzahl Verbraucher 10, die von einer gemeinsamen Span nungsquelle aus versorgt werden und so angeordnet sind, daß sie unter im wesentlichen denselben Belastungszuständen ar beiten, werden bezüglich ihres Energieverbrauchs überwacht, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Die Wechselspannungsquelle 11 der in Fig. 4 dargestellten Schaltung liefert den Strom für mehrere Elektromotoren 10 (von denen die Figur nur zwei zeigt) in Parallelschaltungen 25. Ein Stromwandler 13, ein Integrator 14 und Ansteuerdioden 16 a und 16 b sind für jeden Motor 10 vorgesehen. Der Impulsgenerator 12 ist entspre chend ausgelegt, um koinzidente positive und negative Recht eckimpulse gleicher Amplitude, welche mittels der Speisespan nung breitenmoduliert sind, für die Parallelanordnung der Durch schaltdioden 16 a und 16 b zu schaffen, mit welchen die Strom wandler 13 verbunden sind, um den amplitudenmodulierten Ein gang an dem entsprechenden Integrator 14 zu schaffen. Das integrierte Ausgangssignal 15 von jedem Integrator 14 wird einer Vergleichseinrichtung 27, beispielsweise einem elektro mechanischen Schreiber, zugeführt, so daß anhand der Aufzeich nungen der Ausgangssignale 15, die zusammen auf einer Karte gruppiert sind, Abweichungen in der Leistung und im Betriebs verhalten einzelner Motoren 10 festgestellt werden können.A number of consumers 10 , which are supplied from a common voltage source and are arranged so that they work under essentially the same load conditions, are monitored for their energy consumption, as shown in FIG. 4. The AC voltage source 11 of the circuit shown in FIG. 4 supplies the current for a plurality of electric motors 10 (of which only two are shown) in parallel circuits 25 . A current transformer 13 , an integrator 14 and control diodes 16 a and 16 b are provided for each motor 10 . The pulse generator 12 is designed accordingly to create coincident positive and negative rectangular pulses of the same amplitude, which are width-modulated by means of the supply voltage, for the parallel arrangement of the switching diodes 16 a and 16 b to which the current transformers 13 are connected to create the amplitude-modulated input at the corresponding integrator 14 . The integrated output signal 15 from each integrator 14 is a comparison device 27 , for example an electro-mechanical recorder, so that based on the recordings of the output signals 15 , which are grouped together on a card, deviations in the performance and the operating behavior of individual motors 10th can be determined.

Bei einer in Fig. 5 dargestellten Anordnung wird das Ausgangs signal 15 von jedem (nicht dargestellten) Integrator 14 eines Überwachungssystems mittels einer lichtemittierenden Diode 19, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, in ein Lichtsignal umge wandelt, wobei eine Anzahl Dioden 19, die in Gruppen ange ordnet und als Matrix in einer Vergleichseinrichtung mit einer Mehrkanal-Anzeigeeinrichtung 30 für eine direkte Beobachtung angeordnet sind, und eine Videokamera 31 vorgesehen sind, um die Matrix in einer Videoaufzeichnungseinrichtung 32 aufzu nehmen.In an arrangement shown in Fig. 5, the output signal 15 from each (not shown) integrator 14 of a monitoring system by means of a light-emitting diode 19 , as shown in Fig. 3, converted into a light signal, a number of diodes 19 , arranged in groups and arranged as a matrix in a comparison device with a multi-channel display device 30 for direct observation, and a video camera 31 are provided to record the matrix in a video recording device 32 .

Mit Hilfe einer Mischeinrichtung 33, welche zwischen die Video kamera 31 und die Aufzeichnungseinrichtung 32 geschaltet ist und mittels einer Einrichtung 34 synchronisiert wird, können mehrere nicht dargestellte Überwachungssysteme gleichzeitig in einer einzigen Aufnahmeeinrichtung 32 aufgezeichnet werden. Das in der Aufzeichnungseinrichtung 32 aufgezeichnete Videobild kann über einen Anzeige-Wählschalter 35 wiederge geben und als eine Matrix aus Lichtpunkten 37 auf einem Über wachungsschirm 36, beispielsweise mit derselben Geschwindig keit wie der Eingabegeschwindigkeit an der Aufzeichnungsein richtung 32 oder mit einer höheren oder geringeren Geschwin digkeit oder als stehende Bilder angezeigt werden, um eine Möglichkeit zum Fühlen und zum detaillierten Überprüfen von vorübergehenden, kurzzeitigen Signalen nach deren Auftreten zu schaffen. Die Videosignale, die durch ausgewählte Lichtpunkte 37 auf dem Bildschirm 36 dargestellt werden, können mittels des Anzeige-Wählschalters 35 in äquivalente elek trische Signale umgewandelt werden, welcher mit einem Ver stärker 38 und einem Mehrkanal-Schreiber 40 oder mit einem nicht dargestellten Oszillographen verbunden ist.With the help of a mixing device 33 , which is connected between the video camera 31 and the recording device 32 and is synchronized by means of a device 34 , several monitoring systems, not shown, can be recorded simultaneously in a single recording device 32 . The video image recorded in the recording device 32 can be reproduced via a display selector switch 35 and as a matrix of light spots 37 on a monitoring screen 36 , for example at the same speed as the input speed on the recording device 32 or at a higher or lower speed or displayed as still images to provide a way to feel and review temporary, short-term signals after they occur. The video signals, which are represented by selected light points 37 on the screen 36 , can be converted by means of the display selector switch 35 into equivalent electrical signals, which are connected to a amplifier 38 and a multichannel recorder 40 or to an oscillograph (not shown) .

Eine Auswahl der geforderten Lichtpunkte 37 wird mit Hilfe von beweglichen quadratischen Markierungselementen 41 erreicht (von denen in Fig. 5 nur vier dargestellt sind), welche über ausgewählten Lichtpunkten 37 dadurch eingestellt werden, daß enfach an dem Anzeige-Wählschalter 35 eine horizontale Verschie bungssteuerung 42 und eine vertikale Verschiebungssteuerung 43 eingestellt wird, welche dem jeweiligen Markierungselement 41 zugeordnet sind. Sobald die Markierungselemente 41 über ihren jeweiligen Lichtpunkten 37 eingestellt sind, werden nur die Videosignale an diesen ausgewählten Lichtpunkten 37 in äquivalente elektrische Signale umgewandelt. Schaltungen des Anzeige-Wählschalters 35 sind in Fig. 6a und 6b dargestellt. In Fig. 6a wird das Videosignal von der nicht dargestellten Videoaufzeichnungseinrichtung 32 an einen Kon densator C 1 und an die Basis eine Transistors T 1 angelegt, dessen Kollektor mit einer 5 V-Quelle verbunden ist und dessen Emitter über einen Kondensator C 2 mit der Basis eines Transistors T 2 verbunden ist. Über Widerstände R 1 und R 2 ist jede Seite des Kondensators C 1 mit Erdpotential verbunden, und über einen Widerstand R 3 ist der Emitter 3 des Transistors T 1 mit Erd potential verbunden. Über einen Widerstand R 4 ist die Basis des Transistors T 1 mit der 5 V-Quelle verbunden.A selection of the required light points 37 is achieved with the aid of movable square marking elements 41 (only four of which are shown in FIG. 5), which are set via selected light points 37 by simply moving a horizontal displacement control 42 on the display selector switch 35 and a vertical displacement control 43 is set, which is assigned to the respective marking element 41 . As soon as the marking elements 41 are set above their respective light points 37 , only the video signals at these selected light points 37 are converted into equivalent electrical signals. Circuits of the display selector switch 35 are shown in Figs. 6a and 6b. In Fig. 6a, the video signal from the video recording device 32, not shown, is applied to a capacitor C 1 and to the base a transistor T 1 , the collector of which is connected to a 5 V source and the emitter of which is connected to the base via a capacitor C 2 of a transistor T 2 is connected. Via resistors R 1 and R 2 , each side of the capacitor C 1 is connected to ground potential, and a resistor R 3 connects the emitter 3 of the transistor T 1 to ground potential. The base of transistor T 1 is connected to the 5 V source via a resistor R 4 .

Der Emitter des Transistors T 2 ist mit der 5 V-Quelle verbunden, während der Kollektor des Transistors T 2 (über einen Kondensa tor C 2) mit dem Eingang des Schmitt-Begrenzers S 1 verbunden ist, dessen Ausgang über einen Widerstand R 5 mit der Basis eines Transistors T 3 verbunden ist, dessen Emitter auf Erd potential liegt und dessen Kollektor sowohl mit dem Eingang eines Schmitt-Begrenzers S 2 und über einen Widerstand R 6 mit der 5 V-Quelle verbunden ist, während ein Kondensator C 3 parallel zu dem Widerstand R 6 geschaltet ist.The emitter of transistor T 2 is connected to the 5 V source, while the collector of transistor T 2 (via a capacitor C 2 ) is connected to the input of Schmitt limiter S 1 , the output of which is connected via a resistor R 5 the base of a transistor T 3 is connected, the emitter of which is at ground potential and the collector of which is connected both to the input of a Schmitt limiter S 2 and via a resistor R 6 to the 5 V source, while a capacitor C 3 is connected in parallel the resistor R 6 is connected.

Die Basis eines Transistors T 4 ist über einen Kondensator C 4 mit einem Abgriff zwischen dem Emitter des Transistors T 1 und dem Kondensator C 2 verbunden; der Kollektor des Transistors T 4 ist mit der 5 V-Quelle verbunden und sein Emitter ist über einen Kondensator C 5 sowie einen Widerstand R 7 mit dem Anschluß CV 2 für den zusammengesetzten Videoausgang verbunden. Über Wider stände R 8 und R 9 ist die Basis des Transistors T 4 mit der 5 V- Quelle bzw. mit Erdpotential verbunden.The base of a transistor T 4 is connected via a capacitor C 4 to a tap between the emitter of the transistor T 1 and the capacitor C 2 ; the collector of transistor T 4 is connected to the 5 V source and its emitter is connected via a capacitor C 5 and a resistor R 7 to connection CV 2 for the composite video output. The base of the transistor T 4 is connected to the 5 V source or to ground potential via resistors R 8 and R 9 .

Eine Diode D 1 ist mit der Verbindung zwischen den Widerständen R 10 und R 11 verbunden, welche zwischen die Verbindung zwischen dem Kondensator C 2 und der Basis des Transistors T 2 und Erd potential geschaltet sind. Ein Widerstand R 12 ist zwischen den Kollektor (Emitter) des Transistors T 2 und Erdpotential ge schaltet, während ein Widerstand R 13 zwischen den Emitter des Transistors T 4 und Erdpotential geschaltet ist.A diode D 1 is connected to the connection between the resistors R 10 and R 11 , which are connected between the connection between the capacitor C 2 and the base of the transistor T 2 and earth potential. A resistor R 12 is connected between the collector (emitter) of the transistor T 2 and ground potential, while a resistor R 13 is connected between the emitter of the transistor T 4 and ground potential.

Die Ausgänge der Schmitt-Begrenzer S 1 und S 2 sind mit An schlüssen L bzw. F verbunden, welche parallel mit gleichen Schaltungen verbunden sein können, von denen eine in Fig. 6b dargestellt ist. In Fig. 6b ist der Anschluß L mit einem Zeit(takt)geber TC 1 und der Anschluß F mit einem Zeit(takt)geber TC 2 verbunden. Der Zeitgeber TC 1 ist über einen Widerstand R 20 und einen veränderlichen Widerstand VR 21 mit einer 5 V-Quelle und über Kondensatoren C 20 sowie C 21 mit Erdpotential verbunden. Der Ausgang von dem Zeitgeber TC 1 ist über einen Kondensator C 22, eine Diode D 20 und einen Kondensator C 23 mit der Basis enes Transistors T 20 verbunden, dessen Emitter auf Erdpoten tial liegt. Widerstände R 22 und R 23 sind zwischen jede Seite der Diode D 20 und Erdpotential geschaltet. Der Kollektor des Transistors T 20 ist mit dem Eingang eines Schmitt-Begrenzers S 20 verbunden, dessen Ausgang mit einem Verknüpfungsglied G 20 verbunden ist, dessen Ausgang zu einem weiteren Verknüpfungs glied G 21 geführt ist. Der Kollektor des Transistors T 20 ist über einen Widerstand R 24 auch mit der 5 V-Quelle verbunden und weist einen parallelgeschalteten Widerstand R 25 auf.The outputs of the Schmitt limiter S 1 and S 2 are connected to connections L and F , which can be connected in parallel to the same circuits, one of which is shown in Fig. 6b. In FIG. 6b, the connection L is connected to a time (clock) transmitter TC 1 and the connection F to a time (clock) transmitter TC 2 . The timer TC 1 is connected to a 5 V source via a resistor R 20 and a variable resistor VR 21 and to earth potential via capacitors C 20 and C 21 . The output from the timer TC 1 is connected via a capacitor C 22 , a diode D 20 and a capacitor C 23 to the base of a transistor T 20 , the emitter of which is at ground potential. Resistors R 22 and R 23 are connected between each side of the diode D 20 and ground potential. The collector of the transistor T 20 is connected to the input of a Schmitt limiter S 20, the output of which is connected to a gate G 20, whose output is to a further link member 21 G out. The collector of transistor T 20 is also connected to the 5 V source via a resistor R 24 and has a resistor R 25 connected in parallel.

Der Zeit(takt)geber TC 2 ist über einen Widerstand R 26 und einen veränderlichen Widerstand VR 27 mit der 5 V-Quelle und über Kondensatoren C 24 sowie C 25 mit Erdpotential verbunden. Der Zeitgeber TC 2 schafft über einen Kondensator C 26, eine Diode D 21 und einen Kondensator C 27 einen Ausgang an der Basis eines Transistors T 21, dessen Emitter auf Erdpotential liegt. Widerstände R 28 und R 29 sind zwischen jeder Seite der Diode D 21 und Erdpotential geschaltet. Der Kollektor des Transistors T 21 ist mit dem Eingang eines Schmitt-Begrenzers S 21 verbunden, dessen Ausgang mit einem Verknüpfungsglied G 22 verbunden ist, dessen Ausgang wiederum zu dem Verknüpfungs glied G 21 geführt ist. Der Kollektor des Transistors T 21 ist über einen Widerstand R 30 auch mit der 5 V-Quelle verbunden und weist einen parallelgeschalteten Widerstand R 31 auf. Der Aus gang des Verknüpfungsglieds G 21 ist mit einem Verknüpfungs glied G 23 verbunden, das mit einem Anschluß P 1 verbunden ist.The time (clock) encoder TC 2 is connected via a resistor R 26 and a variable resistor VR 27 to the 5 V source and via capacitors C 24 and C 25 to ground potential. The timer TC 2 creates, via a capacitor C 26 , a diode D 21 and a capacitor C 27, an output at the base of a transistor T 21 , the emitter of which is at ground potential. Resistors R 28 and R 29 are connected between each side of the diode D 21 and ground potential. The collector of the transistor T 21 is connected to the input of a Schmitt limiter S 21, the output of which is connected to a gate G 22, whose output in turn to the link member G is guided 21st The collector of transistor T 21 is also connected to the 5 V source via a resistor R 30 and has a resistor R 31 connected in parallel. The output from the link G 21 is connected to a link G 23 , which is connected to a terminal P 1 .

In Fig. 6a ist der Anschluß P 1 der Fig. 6b mit einem Abgriff an der Verbindung zwischen dem Widerstand R 7 und dem Ausgangs anschluß CV 2 für den zusammengesetzten Videoausgang und mit enem Analogschalter SW 1 verbunden, wobei mit der Verbindung ein Widerstand R 14 in Reihe geschaltet ist. Der Analogschalter SW 1 ist mit einem Abgriff zwischen dem Kondensator C 4 und dem Emitter des Transistors T 1 verbunden. Der Analogschalter SW 1 schafft auch über einen Kondensator C 7 einen Ausgang an der Basis eines Transistors T 5, dessen Emitter mit Erdpotential und dessen Kollektor mit einem Signalausgabeanschluß SO 1 verbunden ist. Widerstände R 15 und R 16 sind zwischen jede Seite des Kon densators C 2 und Erdpotential geschaltet. Der Kollektor des Transistors T 5 ist über einen Widerstand R 17 mit der 5 V-Quelle verbunden, und ein Widerstand R 18 und ein Kondensator C 8 sind zwischen die Basis des Transistors T 5 und die 5 V-Quelle ge schaltet, wobei eine Verbindung zwischen dem Widerstand R 18 und dem Kondensator C 8 mit dem Signalausgabeanschluß SO 1 verbun den ist. Die Arbeitsweise des Anzeige-Wählschalters 35 wird nunmehr anhand des Blockschaltbilds der Fig. 7 beschrieben. Das Video signal von der nicht dargestellten Videoaufzeichnungseinrich tung 32 wird einer am Eingang vorgesehenen Emitterfolgerschal tung 70 zugeführt, welche wiederum ein Ausgangssignal an der Emitterfolgerschaltung 71 schafft, die wiederum ein Signal an dem Überwachungsgerät 36 und an einem Analogschalter 77 schafft. Die am Eingang vorgesehene Emitterfolgerschaltung 70 schafft auch ein Signal an einer Leitungssynchronisier-Trennstufe 72 und an einer Bildsynchronisier-Trennstufe 73, wobei die Lei tungssynchronisier-Trennstufe 72 parallel zu den vier horizon talen Verschiebungssteuerschaltungen 74 geschaltet ist, von denen nur eine dargestellt ist und wobei die Bildsynchronisier- Trennstufe 73 parallel zu vier vertikalen Verschiebungs steuerschaltungen 75 geschaltet ist (von denen der Deutlichkeit halber ebenfalls nur eine dargestellt ist), um die Lage der vier Markierungselemente 41 (siehe Fig. 5) zu steuern.In Fig. 6a, the connection P 1 of Fig. 6b is connected to a tap on the connection between the resistor R 7 and the output terminal CV 2 for the composite video output and with an analog switch SW 1 , with the connection being a resistor R 14 is connected in series. The analog switch SW 1 is connected to a tap between the capacitor C 4 and the emitter of the transistor T 1 . The analog switch SW 1 also creates an output at the base of a transistor T 5 via a capacitor C 7 , the emitter of which is connected to ground potential and the collector of which is connected to a signal output connection SO 1 . Resistors R 15 and R 16 are connected between each side of the capacitor C 2 and ground potential. The collector of transistor T 5 is connected via a resistor R 17 to the 5 V source, and a resistor R 18 and a capacitor C 8 are connected between the base of transistor T 5 and the 5 V source, with a connection between the resistor R 18 and the capacitor C 8 with the signal output terminal SO 1 is the verbun. The operation of the display selector switch 35 will now be described with reference to the block diagram of FIG. 7. The video signal from the video recording device 32 , not shown, is supplied to an emitter follower circuit 70 provided at the input, which in turn creates an output signal at the emitter follower circuit 71 , which in turn creates a signal at the monitoring device 36 and at an analog switch 77 . The input emitter follower circuit 70 also provides a signal on a line synchronizer isolator 72 and an image synchronizer isolator 73 , the line synchronizer isolator 72 being connected in parallel with the four horizontal displacement control circuits 74 , only one of which is shown and wherein the image synchronizing isolator 73 is connected in parallel to four vertical shift control circuits 75 (only one of which is also shown for clarity) to control the location of the four marker elements 41 (see FIG. 5).

Die Ausgänge der horizontalen Verschiebungssteuerung 74 und der vertikalen Verschiebungssteuerung 75 sind mit einem Mar kierungsgenerator 76 verbunden, dessen Ausgang mit dem Analog schalter 77 verbunden ist, um den Schalter 77 durchzuschalten, und wird gleichzeitig zu dem Videoausgang an dem Überwachungs gerät 36 addiert, um das Markierungselement 41 zu erzeugen. Der durchgeschaltete analoge Schalter 77 schafft einen Ausgang an einem Integrator 78, welcher ein ganzes Videosignal in einem entsprechenden Markierungselement 41 integriert, um einen Ausgang an dem Verstärker 38 zu schaffen, welcher mit dem Mehrkanalschreiber 40 verbunden ist.The outputs of the horizontal shift controller 74 and the vertical shift controller 75 are connected to a marker generator 76 , the output of which is connected to the analog switch 77 to turn on the switch 77 , and is simultaneously added to the video output on the monitor 36 to that To produce marker element 41 . The switched analog switch 77 creates an output on an integrator 78 which integrates an entire video signal in a corresponding marking element 41 in order to create an output on the amplifier 38 which is connected to the multi-channel recorder 40 .

Ein vereinfachtes Raster für ein Markierungselement 41 ist in Fig. 8 dargestellt und zeigt die fest vorgegebenen horizon talen und vertikalen Impulsbreiten sowie die Änderung, die durch den Betrieb der veränderlichen horizontalen bzw. verti kalen Verschiebungen der Fig. 7 erzeugt werden.A simplified grid for a marking element 41 is shown in Fig. 8 and shows the predetermined horizontal and vertical pulse widths as well as the change that are generated by the operation of the variable horizontal and verti cal shifts of Fig. 7.

In Fig. 7 und in Fig. 5 erzeugen die horizontalen und vertikalen Verschiebungssteuerungen Impulse mit festen Impulsbreiten und werden in nicht dargestllten Verknüpfungsschaltungen koordi niert, welche nur zulassen, daß die Impulse, die die geforderte Lage des markierten Elements 41 bilden, am Ausgang des Markie rungsgenerators 76 vorhanden sind. Dieser Ausgang steuert dann den analogen Schalter 77 und hellt auch die Fläche auf dem Überwachungsgerät 36 auf, um so zu zeigen, welcher Lichtpunkt 37 auszuwählen ist. Die Videoabtastung wird über drei aufein anderfolgende Zeilen des in Fig. 8 dargestellten Rasters vorgenommen und besteht infolgedessen aus drei aufeinander folgenden Impulsen, deren Höhe proportional zu dem Signalpegel ist. Die drei Impulse werden in dem Integrator 78 integriert, um einen Mittelwert für die Fläche und das endgültige, inte grierte Signal zu schaffen, welches ein Videoimpuls ist, der dann aufgenommen wird.In Fig. 7 and in Fig. 5, the horizontal and vertical displacement controls generate pulses with fixed pulse widths and are coordinated in non-illustrated logic circuits which only allow the pulses which form the required position of the marked element 41 at the exit of the marker tion generator 76 are present. This output then controls the analog switch 77 and also brightens up the area on the monitoring device 36 in order to show which light point 37 is to be selected. The video scanning is carried out over three successive lines of the raster shown in FIG. 8 and consequently consists of three successive pulses, the level of which is proportional to the signal level. The three pulses are integrated into the integrator 78 to provide an average of the area and the final integrated signal, which is a video pulse that is then recorded.

Selbstverständlich kann mittels des Anzeige-Wählschalters 35 ein Videosignal unmittelbar und unabhängig von der Helligkeit und dem Kontrast des nicht dargestellten Überwachungsgeräts 36 abgetastet werden.Of course, a video signal can be scanned directly and independently of the brightness and the contrast of the monitoring device 36 ( not shown) by means of the display selector switch 35 .

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit vier Markierungselementen 41 beschrieben worden ist, kann auch eine andere Anzahl Mar kierungselemente 41 verwendet werden. Andererseits kann an stelle des Anzeige-Wählschalters 35 die Intensität der Lichtpunkte 37 auf dem Überwachungsgerät 36 mittels eines nicht dargestellten photo elektrischen Fühlers gefühlt werden, um ein elektrisches Signal, beispielsweise für einen Mehrkanal-Schreiber 40 oder für einen nicht dargestellten Oszillographen, zu erhalten.Although the invention has been described in connection with four marking elements 41, can also have a different number Mar kierungselemente be used 41st On the other hand, instead of the display selector switch 35, the intensity of the light points 37 on the monitoring device 36 can be sensed by means of a photoelectric sensor, not shown, in order to obtain an electrical signal, for example for a multi-channel recorder 40 or for an oscillograph, not shown.

Obwohl die Erfindung als Beispiel anhand einer Überwachung von Elektromotoren beschrieben worden ist, ist sie auch zur Überwachung des elektrischen Energieverbrauchs bei anderen Wechselstrom-Verbrauchern anwendbar. Ferner ist die Erfindung in Verbindung mit einem Operationsverstärker als Impulsgenerator beschrieben worden, es können aber auch andere Impulsgeneratoren verwendet werden, beispielsweise ein Transistor, der so ausgelegt ist, daß er als Impulsgenerator arbeitet.Although the invention is based on monitoring as an example has been described by electric motors, it is also for Monitoring the electrical energy consumption of others AC consumers applicable. Further is the invention in connection with an operational amplifier has been described as a pulse generator, but it can also other pulse generators are used, for example a Transistor that is designed to act as a pulse generator is working.

Obwohl eine minimale negative Spannung in dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel als Bezugspunkt verwendet worden ist, von welchem aus die Höhe der Wellenform der Versorgungsspannung nach oben gemessen wird, um die Verhältnisse der Breiten der modulierten Impulse zu bestimmen, können auch andere Bezugs punkte verwendet werden, beispielsweise die maximale positive Versorgungsspannung oder eine Leerlaufspannung an der Kreuzungs stelle der Wellenform mit der Zeitbasis bis -nullinie.Although a minimal negative voltage in the above Embodiment has been used as a reference point of which determines the height of the waveform of the supply voltage is measured to the proportions of the widths of the To determine modulated pulses, other reference can be used points are used, for example the maximum positive Supply voltage or an open circuit voltage at the intersection place the waveform with the time base up to the zero line.

Wenn die maximale Versorgungsspannung als Bezugspunkt verwendet wird, wird die Höhe der Wellenform von dem Bezugspunkt aus nach unten gemessen, so daß die maximale Impulsbreite bei der maximalen negativen Versorgungsspannung auftritt. Wenn anderer seits die Kreuzungsstelle mit der Zeitbasis als Bezugswert verwendet wird, wird die Höhe der Wellenform von der Zeitbasis aus als positive oder negative Höhe gemessen, und die Impuls breiten werden mit positiver Höhe von einer Bezugsbreite bei einer Höhe null aus größer und werden in der Breite bei nega tiver Höhe geringer, oder umgekehrt, entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall. When the maximum supply voltage is used as a reference point the height of the waveform from the reference point measured downwards so that the maximum pulse width at the maximum negative supply voltage occurs. If others the crossing point with the time base as a reference value The height of the waveform is used from the time base measured out as a positive or negative height, and the momentum widths with a positive height of a reference width a height of zero from greater and become wider at nega tive height less, or vice versa, according to the respective Use case.

Die Erfindung kann auch bei einer umgekehrten Anordnung ver wendet werden, um die elektrische Energie zu überwachen, die von einer Anzahl Verbraucher bei Anwendungsgebieten ver braucht wird, wo der Wert des Stromes der Faktor ist, der allen Verbrauchern gemeinsam ist, und Spannungsänderungen an einzelnen Verbrauchern Unterschiede in der Leistung und im Betriebsverhalten der einzelnen Verbraucher anzeigen und darstellen.The invention can also be used in a reverse arrangement be used to monitor the electrical energy that ver by a number of consumers in application areas where the value of the current is the factor that is needed is common to all consumers, and voltage changes differences in performance and in individual consumers Display operating behavior of individual consumers and represent.

Ein Beispiel für eine umgekehrte Anordnung ist in Fig. 9 dargestellt; hierbei ist die in Fig. 9 dargestellte Schaltung in vieler Hinsicht der in Fig. 4 dargestellten Schaltung ähn lich; jedoch sind die Elektromotore 10 (von denen nur zwei dargestellt sind) nunmehr in Reihe angeordnet und ein Signal wird in Abhängigkeit von dem Laststrom von einem Stromwandler aus dem Impulsgenerator 12 zugeführt. Der Impulsgenerator 12 ist vorgesehen, um koinzidente positive und negative Impulse gleicher Amplitude, welche durch den Speisestrom impulsbreiten moduliert sind, für die Parallelanordnung von Durchschaltdioden 16 a und 16 b zu schaffen. Jeder Elektromotor 10 ist mit einem Spannungswandler 50 versehen, dessen Ausgang mit einem ent sprechenden Paar von Durchschaltdioden 16 a und 16 b verbunden ist, um einen amplitudenmodulierten Eingang an dem jeweiligen Integrator 14 zu schaffen. Das integrierte Ausgangssignal 15 von jedem Integrator 14 wird einer Vergleichseinrichtung 27 wie im Falle der in Fig. 4 dargestellten Schaltung zugeführt, damit Abweichungen in der Leistung und im Betriebsverhalten einzelner Motoren 10, die zu Abweichungen im Ausgang des je weiligen Spannungswandler 50 führen, festgestellt werden können.An example of an inverted arrangement is shown in Fig. 9; here the circuit shown in FIG. 9 is in many respects similar to the circuit shown in FIG. 4; however, the electric motors 10 (only two of which are shown) are now arranged in series and a signal is fed from the pulse generator 12 depending on the load current from a current transformer. The pulse generator 12 is provided to create coincident positive and negative pulses of the same amplitude, which are pulse width modulated by the supply current, for the parallel arrangement of switching diodes 16 a and 16 b . Each electric motor 10 is provided with a voltage converter 50 , the output of which is connected to a corresponding pair of switching diodes 16 a and 16 b in order to create an amplitude-modulated input on the respective integrator 14 . The integrated output signal 15 from each integrator 14 is fed to a comparison device 27 as in the case of the circuit shown in FIG. 4, so that deviations in the performance and in the operating behavior of individual motors 10 , which lead to deviations in the output of the respective voltage converter 50 , are determined can.

Claims

1. Monitoring arrangement for a system with several electrical consumers, which are fed from a common AC voltage source and consume the same power under corresponding loading conditions, characterized by:
an electronic monitoring device ( 12, 13-16 b) for each consumer ( 10 ) for monitoring the power consumed by the consumer ( 10 ) and for emitting a light output signal, the intensity of which is proportional to the average power consumption of the consumer ( 10 ), and
a display device ( 30 ) to which the light output signals are fed in order to enable a direct comparison thereof and a determination of a deviation in the power consumption of one or more of the consumers ( 10 ) from that of the other consumers ( 10 ).

2. Monitoring arrangement according to claim 1, characterized in that the display device ( 30 ) is designed such that it displays the output signals at a speed which deviates from the speed at which the output signals are supplied.

3. Monitoring arrangement according to claim 1, characterized in that a display selector switch ( 35 ) is provided which converts the signals shown into equivalent electrical output signals.

4. Monitoring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring device ( 12-16 b) has a pulse generator ( 12 ), the coincident, positive and negative rectangle pulse of the same amplitude with a repetition frequency that is higher than the frequency of the AC voltage source is, and either the pulse-width modulated by the supply voltage or the supply current, the width between the maximum positive and negative half-periods of the supply voltage or the supply current proportional to the height of the waveform of the respective supply voltage or the respective supply current from a reference point to Waveforms change, indicates that the monitoring device ( 12-16 b) has a current transformer ( 13 ) or voltage transformer ( 50 ) in order to obtain an output signal proportional to the supply current or the supply voltage to the consumer ( 10 ), the current being selected when the exit of Im Pulse generator ( 12 ) is pulse width modulated by the supply voltage or vice versa that a switching device ( 16 a , 16 b) is connected to the output of the pulse generator ( 12 ) and the output of the current or voltage converter ( 13, 50 ) and that an integer gate ( 14 ) is provided.