DE3438729C2

DE3438729C2 -

Info

Publication number: DE3438729C2
Application number: DE3438729A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 8552 Hoechstadt De Henneberger
Original assignee: Minol Messtechnik W Lehmann & Co 7022 Leinfelden-Echterdingen De GmbH
Current assignee: HENNEBERGER, HEINZ, DIPL.-ING., SEENGEN, CH
Priority date: 1984-10-23
Filing date: 1984-10-23
Publication date: 1991-12-19
Also published as: DE3438729A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Überwachen von Einrichtungen zur Fernablesung bzw. Fern-Speicherung des Verbrauches von Stoffmengen oder Energien, mittels eines Zählers mit einem Zählimpulsgeber zur Abgabe einer, den den Zähler durchströmenden Stoff- oder Energiemengen proportionalen Zahl von Impulsen, und einem Zählmodul zum Speichern der Zählimpulse bzw. Weiterleitung von Verbrauchsmengenimpulsen an einer Meßzentrale mit zwei an eine Betriebsspannung angeschlossene Leiterschleifen, die den Zähler mit dem Zählmodul verbinden, wobei die erste Schleife mit dem Zählkontakt in Reihe geschaltet ist (DE-AS 12 21 928).

In modernen Wohnungen, Gewerbetrieben, Industriebetrieben und/oder landwirtschaftlichen Betrieben werden oft verschiedene Energiearten (Wärmeenergie, elektrische Energie) oder auch Energieträger (Gas, Wasser) nebeneinander verbraucht. Jeder dieser Energiearten bzw. jedem Energieträger ist ein gesonderter Zähler zugeordnet, beispielsweise ein Gaszähler, ein Wasserdurchflußzähler, ein Elektrizitätszähler und dergleichen. Zur Erleichterung der Abrechnung des Verbrauches werden Zähler verwendet, die Impulse abgeben, deren Anzahl proportional ist der verbrauchten Energie oder Stoffmenge.

Es besteht die Gefahr, daß Leitungsstörungen ungewollt auftreten oder daß in den Leitungen vom Zähler zu einem Zählmodul oder zur Zählereinheit Manipulationen vorgenommen werden, die eine exakte Erfassung des Verbrauches verhindern sollen. Beispielsweise können die Leitungen zwischen Zähler und einem Zählmodul unterbrochen werden oder es wird ein Kurzschluß zwischen Leitern herbeigefügt. Der Impulsgeberkontakt des jeweiligen Zählers kann bei einer gewollten Abschaltung des Energie- oder Stoffmengenflusses in geöffneter Stellung oder aber auch in geschlossener Stellung bleiben. Eine Unterscheidung des Betriebszustandes, ob eine Änderung der Spannungsverhältnisse auf der zufälligen Stellung des Impulsgeberkontaktes oder einer Störung bzw. absichtlichen Manipulation beruht, ist schwierig.

Eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung ist bereits in der DE-AS 12 21 928 beschrieben. Der rückführende Teil der Fernleitung dieser bekannten Schaltungsanordnung ist in Form von zwei getrennten parallelen Leitungszweigen ausgebildet, die empfängerseitig durch ein Halterelais abgeschlossen sind und bei denen der die Fernleitung überwachende Ruhestrom zur Impulsgabe wechselseitig von je einem der beiden Leitungszweige übernommen wird. Weiterhin ist vorgesehen, daß die Übernahme des Ruhestroms durch geberseitiges Betätigen zweier miteinander gekuppelter Kontaktpaare erfolgt, von denen jeweils eines in einem der beiden rückführenden Leitungszweige angeordnet ist. Im Falle der Unterbrechung der Betriebsspannung wird durch Unterbrechung des Haltestromkreises eines Relais R ein Signalstromkreis geschlossen, wodurch eine Signallampe aufleuchtet. Diese bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß bei einem auftretenden Kurzschluß bzw. bei einem absichtlichen Kurzschließen der Leitungsteile das Relais R erregt bleibt und deshalb kein Störungssignal erzeugt wird. Diese Schaltungsanordnung ist daher nicht geeignet, Manipulationsversuche in wirksamer Weise zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß eine exakte Unterscheidung zwischen Offen- und Schließstellung des Impulsgeberkontaktes sowie unabsichtliche bzw. absichtliche Unterbrechungen bzw. ein Kurzschluß zwischen Betriebsspannungsleitungen mit ausreichender Sicherheit selbsttätig, insbesondere ohne interne Beschaltung des Zählers festgestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung gelöst, welche durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

a) Die zweite Schleife ist im Zähler ständig kurzgeschlossen
b) und im Zählermodul mit der ersten Schleife in Reihe geschaltet,
c) die Reihenschaltung beider Schleifen ist an die Betriebsspannung angeschlossen,
d) im Zählermodul ist ein erstes Prüfschaltelement vorgesehen, das die Reihenschaltung der beiden Schleifen unterbricht, um diese bei geschlossenem Zählerkontakt stromlos zu machen (U_A=U_B, bei Kurzschluß U_A=0),
e) im Zählermodul ist ein zweites Prüfschaltelement 8 vorgesehen, das die erste Schleife überbrückt, um die Reihenschaltung der Schleifen bei geöffnetem Zählerkontakt mit einem Prüfstrom zu versorgen (U_A= 0, bei Unterbrechung U_A=U_B).

Die Erfindung läßt sich auf verschiedene Weise realisieren.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dienen als Prüfschaltelemente impulsbetätigbare Schaltelemente.

Gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel dienen als erster Prüfschaltelement ein im Zählmodul angeordnetes impulsbetätigtes Schaltelement und als zweites Prüfschaltelement eine mit dem Zählerkontakt in Durchlaßrichtung in Reihe geschaltete Diode, wobei dei Betriebsspannung während der Überprüfung umgepolt wird.

Gemäß einer noch weiteren Abwandlung der Erfindung sind als Prüfschaltelemente Dioden vorgesehen, und diese Dioden sind im Zähler angeordnet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn im normalen Betriebszustand das erste impulsbetätigte Schaltelement geschlossen, das zweite impulsbetätigte Schaltelement geöffnet ist, unabhängig von der Schaltstellung des Impulsgeberkontaktes.

In vorteilhafter Weise sind zum Überprüfen auf Kurzschluß zwischen den Betriebsspannungsleitungen beide impulsbetätigte Schaltelemente offen.

Zum Überprüfen auf Unterbrechung einer Betriebsspannungsleitung ist es vorteilhaft, wenn das erste impulsbetätigte Schaltelement offen und das zweite impulsbetätigte Schaltelement geschlossen ist.

Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind zum Überprüfen auf Unterbrechung einer Betriebsspannungsleitung beide Schaltelemente geschlossen.

Insbesondere bei Anschluß des Zählmoduls an eine zentrale Anzeigeeinheit ist es vorteilhaft, daß zum Öffnen bzw. Schließen der impulsbetätigten Schaltelemente von der Zentrale abgegebene Steuerimpulse dienen.

In weiteren Ausgestaltung dieses Ausführungsbeispieles dient als Steuerimpuls ein den Inhalt eines Zählerspeichers im Zählmodul abfragender Impuls der Zentrale.

Der Zähler ist vorteilhafterweise ein Durchflußzähler für Gas oder Flüssigkeit. Der Zähler kann aber auch ein Elektrizitätszähler sein.

Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellt. Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist schematisch ein Zähler 1 dargestellt, der einen Zählerkontakt 4, beispielsweise einen Impulskontakt, vorzugsweise Reed-Kontakt, aufweist. Der Zähler 1 kann ein Durchflußmengenmesser für Gas oder Flüssigkeit sein, wobei der Zählerkontakt 4 z. B. in Form eines Reed-Kontakts der durchfließenden Menge proportionale Zählimpulse abgibt.

Der Zähler 1 kann aber auch ein Elektrizitätszähler sein, wobei der Zählerkontakt 4 auf induktiver Basis arbeiten kann. An den entsprechenden Zähler 1 ist ein Zählermodul 2 angeschlossen in dem beispielsweise in einem Zählerspeicher 13 die Zählimpulse des Zählerkontaktes 4 gespeichert und gegebenenfalls angezeigt werden. Es ist ferner möglich, ein Zählermodul 2 mit der zentralen Erfassungsstelle in einer für mehrere Wohnungen oder Wohnblocks gemeinsamen (nicht dargestellten) Zentrale zu verbinden.

Die Schaltung im Zählermodul 2 ist an die Betriebsspannung 3 angeschlossen. Die Schaltung umfaßt eine erste Schleife 6a, 6b, welche den Zählerkontakt 4 beinhaltet und deren Betriebsspannungsleitung 6b an Masse liegt. Ferner ist eine zweite Schleife 5a, 5b vorgesehen, welche im Zähler 1 ständig kurzgeschlossen ist. Innerhalb des Zählermoduls 2 sind die erste Schleife 6a, 6b sowie die zweite Schleife 5a, 5b in Reihe geschaltet. An einem Spannungsausgang 11 ist die weitere Schaltung des Zählermoduls 2, beispielsweise ein Zählerspeicher 13 angeschlossen.

In Fig. 1 ist ein virtueller Schalter 9 dargestellt sowie ein weiterer virtueller Schalter 10, die zur Simulation des Fallens Leerlauf (Schalter 9) bzw. Kurzschluß (Schalter 10) dienen.

Normalerweise ist das Innere eines Zählers 1 für den Verbraucher (Mieter) nicht zugänglich, beispielsweise sind Elektrizitätszähler verplombt. Auch die Schaltung im Zählermodul 2 ist normalerweise nicht zugänglich. Dieser kann sich auch außerhalb der Wohnung, beispielsweise in der nicht dargestellten Zentrale befinden. Die Leitungen zwischen Zähler 1 und Zählermodul 2 sind jedoch ungeschützt. Es besteht daher die Möglichkeit, daß eine Manipulation an der Leitung durchgeführt wird, beispielsweise ein Leitungsarm aufgetrennt (durchschnitten) wird. Zur Darstellung dieser Manipulation dient der virtuelle Schalter 9. Es können auch ungewollte Leitungsstörungen auftreten, die detektiert werden müssen.

Andererseits besteht auch die Möglichkeit, daß zwischen den normalerweise vorhandenen zwei Betriebsspannungsleitungen ein Kurzschluß erzeugt wird. Als Darstellung dieser Manipulationsart ist der virtuelle Schalter 10 eingezeichnet.

Derartige Manipulationen zur Verfälschung der Verbrauchsmessungen sind schwer oder überhaupt nicht erkennbar. Sie können auch, nach einer gewissen Zeit, wieder rückgängig gemacht werden. Die Schwierigkeit, derartige Manipulationen zu erkennen, besteht darin, daß die Meßschaltung im Zählermodul 2 bzw. in der Zentrale nicht unterscheiden kann, ob die Betriebsspannungsleitung unterbrochen ist oder durch eine Verbrauchspause der Zählerkontakt 4 offen geblieben ist. Die Zählerschaltung kann auch nicht unterscheiden, ob für eine Verbrauchspause diese Spannungsleitung kurzgeschlossen ist, oder der Zählerkontakt 4 zufällig in geschlossener Stellung bleibt.

Die Schaltungsanordnung arbeitet in folgender Weise: Bei nicht unterbrochener Leitung 5a und ohne Kurzschluß zwischen Leitung 5a und 6b bei geschlossenem Prüfschaltelement 7 und geöffnetem Prüfschaltelement 8 ist im Spannungsausgang 11 die Ausgangsspannung U_A=0, wenn der Zählerkontakt in der Stellung I, d. h. geschlossen ist. Hingegen ist U_A= Betriebsspannung U_B am Spannungsausgang 11, wenn der Zählerkontakt 4 in der Stellung II, d. h. offen, ist.

Die Ausgangsspannung U_A=0 auch dann, wenn eine externe Störung vorliegt oder ein Kurzschluß manipuliert ist, d. h. der virtuelle Schalter 10 geschlossen ist. Bei einer Messung wird das Prüfschaltelement 7 geöffnet, während das Prüfschaltelement 8 offen bleibt. Wenn das Prüfschaltelement 7 geöffnet wird und die Ausgangsspannung U_A=U_B ist, dann bedeutet dies, daß der Schalter 10 offen ist, d. h. keine Manipulation oder Störung erfolgt ist. Wird jedoch die Ausgangsspannung U_A=0, dann ist dies ein Beweis dafür, daß eine Manipulation vorgenommen wurde und ein Kurzschluß bewirkt ist, d. h. der virtuelle Schalter 10 ist geschlossen.

Zur Feststellung einer eventuellen Auftrennung der Betriebsspannungsleitung wird das Prüfschaltelement 8 geschlossen und das Prüfschaltelement 7 geöffnet. Wenn U_A=U_B ist, ist zunächst unabhängig von der Stellung des Zählerkontakts 4 erkennbar, daß der virtuelle Schalter 9 geöffnet ist, d. h. eine Unterbrechung vorliegt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die Prüfschaltelemente 7 und 8 bezüglich der Betriebsspannung in Reihe geschaltet. Die Prüfung auf Manipulationen erfolgt bei einer Untersuchung auf Leitungsunterbrechung (Schalter 9 offen) dadurch, daß die Prüfschaltelemente 7 und 8 geschlossen werden. Falls U_A=U_B dann bedeutet dies, daß eine Unterbrechung vorliegt, während bei U_A=0 die Leitung in Ordnung ist.

Zur Prüfung auf einen Leitungskurzschluß (Schalter 10 geschlossen) werden die Prüfschaltelemente 7 und 8 geöffnet. Bei einer Spannung U_A=0 liegt ein Kurzschluß vor, während bei einer Ausgangsspannung U_A=U_B weder eine Störung noch eine Manipulation vorliegt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist anstelle des Prüfschaltelements 8 eine Diode 12 vorgesehen. Die Diode 12 kann auch eine Zener-Diode sein. Die Betriebsspannung U_B kann positiv oder negativ sein. Wenn die Ausgangsspannung U_A positiv ist, ergeben sich folgende Möglichkeiten:

U_A=+U_B, d. h. der Zählerkontakt 4 ist offen und/oder die Leitung 5a ist durchschnitten, d. h. der Schalter 9 geöffnet. Wenn U_A=+U₁₂ ist, dann bedeutet dies, daß der Zählerkontakt 4 geschlossen ist und die Leitung unbeschädigt. Wenn hingegen U_A=0, dann erweist sich, daß ein Kurzschluß erzeugt wurde, d. h. der Schalter 10 geschlossen ist.

Wenn hingegen U_A negativ ist, dann ergeben sich zwei Möglichkeiten, nämlich falls U_A=-U_B, dann ist die Leitung 5a durchschnitten, d. h. der Schalter 9 geöffnet, da das Prüfschaltelement 7 geschlossen ist. Wird das Prüfschaltelement 7 geöffnet, und U_A=0 Volt, dann beweist dies einen Kurzschluß, d. h. der virtuelle Schalter 10 ist geschlossen. Die Prüfung des Leitungszustandes erfolgt praktisch nur bei Anliegen von -U_B. Der Betriebszustand für den Zählerkontakt 4 ist hingegen stets +U_B.

Die Betätigung der Prüfschaltelemente 7 bzw. 8 erfolgt zweckmäßig durch Impulse aus der Zentrale, wobei diese Impulse Abfrageimpulse der Zentrale für den Zählerspeicher 13 sein können.

Die Prüfschaltelemente 7 und 8 sind daher zweckmäßigerweise impulsbetätigte Schalter. Es kann aber auch, wie vorstehend erläutert, ein Schalter durch eine Diode 12 ersetzt sein. Es können aber auch als Prüfschaltelemente zwei Dioden (z. B. 12 und eine weitere nicht dargestellte Diode D₂) vorgesehen sein, die dann ebenfalls die Schaltelemente 7 und 8 ersetzen.

In diesem Fall braucht lediglich geprüft zu werden, ob U_A=-U_D2 ist.

Claims

1. Schaltungsanordnung zum Überwachen von Einrichtungen, zur Fernablesung bzw. Fern-Speicherung des Verbrauches von Stoffmengen oder Energien, mittels eines Zählers mit einem Zählimpulsgeber zur Abgabe einer, den den Zähler durchströmenden Stoff- oder Energiemengen proportionalen Zahl von Impulsen, und einem Zählmodul zum Speichern der Zählimpulse bzw. Weiterleitung von Verbrauchsmengenimpulsen an eine Meßzentrale mit zwei an eine Betriebsspannung angeschlossene Leiterschleifen, die den Zähler mit dem Zählmodul verbinden, wobei die erste Schleife mit dem Zählkontakt in Reihe geschaltet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die zweite Schleife (5a, 5b) ist im Zähler (1) ständig kurzgeschlossen
b) und im Zählermodul (2) mit der ersten Schleife (6a, 6b) in Reihe geschaltet,
c) die Reihenschaltung beider Schleifen ist an die Betriebsspannung (3) angeschlossen,
d) im Zählermodul (2) ist ein erstes Prüfschaltelement (7) vorgesehen, das die Reihenschaltung der beiden Schleifen unterbricht, um diese bei geschlossenem Zählerkontakt (4) stromlos zu machen (U_A=U_B, bei Kurzschluß U_A=0),
e) im Zählermodul (2) ist ein zweites Prüfschaltelement (8) vorgesehen, das die erste Schleife (6a, 6b) überbrückt, um die Reihenschaltung der Schleifen bei geöffnetem Zählerkontakt (4) mit einem Prüfstrom zu versorgen (U_A =0, bei Unterbrechung U_A=U_B).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfschaltelemente (7, 8) impulsbetätigbare Schaltelemente dienen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Prüfschaltelement (7) ein im Zählmodul (2) angeordnetes impulsbetätigtes Schaltelement und als zweites Prüfschaltelement eine mit dem Zählerkontakt (4) in Durchlaßrichtung in Reihe geschaltete Diode (12) dient, wobei die Betriebsspannung während der Überprüfung umgepolt wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfschaltelemente Dioden vorgesehen sind und daß diese Dioden im Zähler angeordnet sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im normalen Betriebszustand das erste impulsbetätigte Schaltelement geschlossen, das zweite impulsbetätigte Schaltelement geöffnet ist, unabhängig von der Schaltstellung des Zählerkontaktes (4).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Überprüfen auf Kurzschluß zwischen den Betriebsspannungsleitungen (5a, 6b) beide impulsbetätigte Schaltelemente (7, 8) offen sind.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Überprüfen auf Unterbrechung einer Betriebsspannungsleitung (5a) das erste impulsbetätigte Schaltelement offen und das zweite impulsbetätigte Schaltelement (8) geschlossen ist (Fig. 1).

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Überprüfen auf Unterbrechung einer Betriebsspannungsleitung (5a) beide Schaltelemente geschlossen sind (Fig. 2).

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anschluß des Zählmoduls (2) an eine zentrale Anzeigeeinheit zum Öffnen bzw. Schließen der impulsbetätigten Schaltelemente von der Zentrale abgegebene Steuerimpulse dienen.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerimpuls ein den Inhalt eines Zählerspeichers (13) im Zählmodul (2) abfragender Impuls der Zentrale dient.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (1) ein Durchflußzähler für Gas oder Flüssigkeit ist.

12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (1) ein Elektrizitätszähler ist.