DE4015757A1 - Fernablese- und abschaltvorrichtung fuer haushaltsgaszaehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ablesen und Ab­ schalten von Haushaltsgaszählern gemäß Anspruch 1.

Der Erfindung liegt eine Reihe von miteinander verbundenen elektronischen, mechanischen und elektromechanischen Vor­ richtungen zugrunde. Das Ziel dieses Systems bzw. der Vor­ richtung ist es, sowohl die Fernablesung einer bestimmten Zahl von Haushaltsgaszählern als auch das Öffnen oder Schließen eines Absperrventiles, welches mit dem Zähler in Reihe verbunden ist, durch Fernbedienung zu erlauben.

Die vorgeschlagene Vorrichtung basiert auf einer impulsaus­ sendenden Vorrichtung, die mit jedem Zähler verbunden ist und einem Elektroventil für Gas, welches in einer anderen Patentanmeldung desselben Anmelders beansprucht wird. Beide Elemente, d.h. sowohl die impulsaussendende Vorrichtung als auch das Elektroventil sind in Reihe und elektrisch mit ei­ ner Konzentratoreinrichtung verbunden, welche an einer Stelle angeordnet ist, auf die das Gasversorgungsunterneh­ men, welches diejenige Stelle ist, von der aus die Vorrich­ tung betrieben wird, zugreifen kann.

Die Vorrichtung umfaßt ebenfalls ein tragbares Terminal, welches optisch mit dem Konzentrator verbunden ist, wobei das Terminal einen Zugriff auf alle in dem Konzentrator ent­ haltenen Informationen, d.h. Werte der Zählmesser, Systempa­ rameter, Alarmstati usw., so gestattet, daß das Öffnen oder Schließen eines jeden Absperrventiles mittels des Terminals kontrolliert werden kann.

Aus der obigen Darstellung kann klar abgeleitet werden, daß der Umfang der Anmeldung der Vorrichtung auf alle Haushalts­ verteilungsnetzwerke von brennbaren Gasen ausgedehnt werden kann.

Vor der Detailbeschreibung der Vorrichtung und ihrer Ar­ beitsweise wird der zugehörige Stand der Technik beschrie­ ben. In diesem Zusammenhang steht es fest, daß Gasversor­ gungsunternehmen die drei unten angegebenen Hauptprobleme zu lösen versuchen:

• 1. Ablesung des Verbrauchsniveaus:
  Es wird versucht, Systeme zu erreichen, welche in der Lage sind, Faktoren und verläßlichere Ableseprozeduren zu erreichen und welche die Automatisierung der Daten­ verarbeitung erlauben, was eine Kostenverminderung ein­ schließt, so z.B. weniger Irrtümer, das Vergehen von kürzeren Zeiträumen zwischen Ablesen und In-Rechnung- Stellen, usw.
• 2. Versorgungsabschaltung:
  Versorgungsunternehmen stehen oft dem Problem gegenüber, daß sie die Gasversorgung eines Haushaltes aus verschie­ denen Gründen, z.B. Sicherheit, unberechtigtes Manipu­ lieren an der Installation durch den Verbraucher, Nicht- Zahlen von Rechnungen usw., abschalten müssen.
• 3. Zutritt zu dem Haushalt des Verbrauchers:
  Die Entwicklung eines Systems, welches in der Lage ist, die oben festgestellten Verfahren durchzuführen, ohne zum Haushalt des Abnehmers reisen zu müssen, ist ein sehr attraktives Merkmal, sowohl um eine Störung des Ab­ nehmers zu vermeiden, als auch solche rechtlichen Pro­ bleme zu umgehen, die sich ergeben können, wenn das Ver­ sorgungsunternehmen die oben angeführten Verfahren durch Betreten des Abnehmerhaushaltes durchführen muß.

Die Ausrüstungen, die bislang existierten, waren sehr unter­ schiedlich und wiesen einen oder mehrere dieser Nachteile auf. Daher können Ausrüstungen und Systeme gefunden werden, welche das Ablesen der Zähler verbessern, es schneller ma­ chen und welche es erlauben, die Gasversorgung fernbedient abzuschalten, ohne den Haushalt des Verbrauchers betreten zu müssen, oder es können Systeme gefunden werden, welche eine Lösung für beide Sachen zur Verfügung stellen, ohne eine da­ von zu optimieren.

Die Systeme, die weltweit entwickelt wurden, um diese drei Probleme zu lösen, d.h. das Ablesen des Zählers zu verbes­ sern und die Versorgung abzustellen, können in drei Gruppen zusammengefaßt werden, wobei jede diese Gruppen verschiedene Wege einschließt, um dieses Ziel zu erreichen. Diese drei Hauptgruppen sind:

• a) Systeme, welche das Ablesen des Zählers verbessern;
• b) fernbediente Systeme zum Versorgungs-Abstellen;
• c) intelligente Abschaltsysteme.

In bezug auf die erste Gruppe, also Systeme, welche das Ab­ lesen des Zählers erfassen, kann sie wie folgt zusammenge­ faßt werden:

• - manuelle Ablesesysteme.

Das einfachste Verfahren ist es, ein tragbares Terminal an­ stelle des Notizbuches des Ablesers zu verwenden. Bei diesem Verfahren ist der Weg des Ablesers programmiert und der An­ gestellte des Unternehmens muß die Ablesung in das Terminal eingeben. Dieser Ablesetyp erfordert, daß sich der Ange­ stellte zu dem Zählerort begeben muß; mit allen damit ver­ bundenen Schwierigkeiten.

Andere Systeme bestehen aus einem Codiergerät, welches an den Gasmeßzähler angepaßt ist, welcher die Zählerwerte von einem entfernt liegenden Ort mittels elektrischer Leiter an eine externe Vorrichtung sendet, welche an einem leicht zu­ gänglichen Ort gelegen sein kann und von welchem die Infor­ mation mittels eines portablen Terminals erhalten werden kann.

Obwohl diese Vorrichtungen die Zählerableseproduktivität er­ höhen, unterliegen sie noch der Tatsache, daß die Ablesung auf einer Zähler-zu-Zähler-Basis durchgeführt wird.

• - Konzentratoren.

Der Ausdruck Konzentrator wird für die elektronische Ausrüstung verwendet, an welche eine Reihe von Zählern angeschlossen ist, wobei ein solcher Konzentrator ge­ wöhnlich an einem für das Versorgungsunternehmen leicht zugänglichen Ort installiert ist. Diese Ausrüstung er­ laubt das Ablesen und Aufnehmen von Verbrauchsdiagrammen mittels eines Displays, oder sie können direkt durch ein portables Terminal abgelesen werden, wobei das Terminal mit dem Konzentrator verbunden sein kann.

Ein solcher Konzentrator wurde in Spanien durch die An­ melderin entwickelt und ist seit einigen Jahren auf dem Markt.

• - Radiofrequenzsystem.

Jeder Zähler ist verbunden mit einem Codierer, einem Netzteil und einem Radiofrequenztransceptor. Eine Daten­ empfangseinheit, die entweder fixiert oder mobil sein kann, empfängt, wenn angefordert, die Ablesungen des Zählers mit welchem sie verbunden ist. Ihr gegenwärtiger Aufbau umfaßt nicht das Wirken auf Elektroventile.

• - Telefonsystem.

Es ist dem obigen ähnlich mit dem einzigen Unterschied, daß es eine Telefonleitung zum Übertragen der Daten von dem Zähler zu dem Versorgungsunternehmen verwendet. Je­ der Zähler ist mit einem Modem versehen, um diese Funk­ tion zu erfüllen.

Ein hauptsächlicher funktioneller Unterschied mit diesem Typ der Telefontransmissionsausrüstung ergibt sich aus dem Ursprung der Kommunikation, wobei zwei Ausrüstungs­ typen existieren: jene, bei denen der Anruf durch den Zähler selbst erfolgt und jene, bei denen der Anruf durch das Gasversorgungsunternehmen erfolgt, welches den Zähler "aktiviert" und die Ablesung dann von ihm anfor­ dert. Ein anderer Unterschied, der beobachtet werden kann ist, ob die Ausrüstung eine ausschließliche Schalt­ tafel-Telefonleitung (Switchboard telephone line) erfor­ dert, oder ob sie von der Leitung des Verbrauchers Ge­ brauch machen kann.

• - PLC-System.

Hier existiert sowohl ein Ausrüstungstyp, welcher eine Transmission durch Modulieren der Daten und Einspeisen in das elektrische Hauptnetzwerk durchführt. Daher ver­ wendet jeder Zähler die Niedervoltinstallation als einen Kanal für die Datenübertragung zwischen sich selbst und einer Konzentratorvorrichtung, welche gewöhnlich an der Mittelspannungs-Niederspannungs-Transformatorstation, welche das beteiligte Gebiet versorgt, installiert ist. Der Konzentrator, der bei der Transformatorstation in­ stalliert ist, bearbeitet die Ablesungen der ihm zugehö­ rigen Zähler und erzeugt Ausdrucke oder Files mit den entsprechenden Daten, die später von dem Versorgungsun­ ternehmen gesammelt werden.

Diese Systeme sind in den USA, Italien, Spanien, Japan und Frankreich entwickelt worden.

In bezug auf die zweite Gruppe (Fernabschaltversorgungssy­ steme) ist es das Ziel seitens des Versorgungsunternehmens die Gasversorgung abzuschalten, ohne den Haushalt des Abneh­ mers betreten zu müssen.

Unter den besser bekannten Systemen, um solche Verfahren durchzuführen ist es sinnvoll, eine Ausrüstung, die in den USA entwickelt wurde, zu erwähnen. Dieses System führt die Abschaltung mittels eines Ventiles durch, welches auf dem Zähler montiert ist und welches über ein Kabel mit einer ma­ ximalen Länge von 30 Metern verbunden ist, welches die Ver­ bindung zwischen dem Ventil und einem äußeren Verbindungs­ glied schafft, durch welches das Ventil mittels eines trag­ baren Terminals beeinflußt werden kann. Das Wiederöffnen des Ventiles geschieht manuell und wird mittels eines speziellen Werkzeuges durchgeführt, was bedeutet, daß die Person, die hierzu autorisiert ist, Zugang zu dem Werkzeug haben muß.

Schließlich wird auf die dritte Gruppe Bezug genommen (in­ telligente Abschaltsysteme), wobei gesagt werden kann, daß ein automatisierter Zähler in Japan gefertigt wird, der zwar kein automatisches Ablesen erlaubt, jedoch einen Prozessor und eine Reihe von Sensoren umfaßt, welche die Bestimmung erlauben von:

• - Verbrauch eines übermäßigen Gasflusses,
• - Verbrauch von Gas für übermäßig lange Zeiten,
• - Erdbeben,
• - Kohlenmonoxid in der Umgebung.

Diesen Alarmvorrichtungen entsprechend, beeinflußt das Sy­ stem ein Ventil, welches in dem Zähler angeordnet ist, und führt die Gasabschaltung durch. Es wird festgestellt, daß dieses System keine Fernabschaltung der Gasversorgung durch das Versorgungsunternehmen erlaubt.

Aus dem oben Gesagten kann abgeleitet werden, daß keine der existierenden Vorrichtungen die drei fundamentalen Fragen, welche zu Beginn gestellt wurden (Ablesen der Gasverbrauchs­ bilder, Versorgungsabschaltung und Zutritt zu dem Haushalt des Abnehmers) gleichzeitig und befriedigend löst.

Ausgehend von diesem Stand der Technik war es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche es ermöglicht, den Gasverbrauch abzu­ lesen, die Versorgung ein- oder abzuschalten, ohne Zugang zu dem Ort haben zu müssen, an dem der Zähler installiert ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des An­ spruchs 1.

Denn die hier vorgeschlagene Vorrichtung löst gleichzeitig alle drei einleitend genannten Probleme, da sie ausgelegt ist, um sowohl alle diese Funktionen einer Ablesestation, welche die Zählerwerte des Zählers, der damit verbunden ist, enthält, zu erlauben, als auch das manuelle Ablesen oder das Ablesen mittels eines tragbaren Terminals oder auch durch eine Telefonleitung (PLC-System) oder andere, vorausgesetzt die geeigneten Schnittstellen sind angepaßt, mit dem Vorteil über andere individuelle Systeme, daß die Kosten auf alle Zähler, die an die Station gekoppelt sind, verteilt werden.

Im wesentlichen umfaßt die Vorrichtung folgendes: die Gas­ zähler mit ihrer entsprechenden Volumenimpulsaussendung; Ab­ schaltventile; einen Konzentrator und ein tragbares Termi­ nal, wobei alle geeignet miteinander verbunden sind, um die beabsichtigten Funktionen und Ziele zu erreichen.

Desweiteren wird die Vorrichtung von einer entfernten Stelle betrieben, wobei das Abschaltventil in Reihen mit den Zäh­ lern installiert ist, so daß beide im Haushalt des Abnehmers installiert werden können. Mittels desselben tragbaren Ter­ minals, welches für die Ablesung verwendet wird, ist es mög­ lich, jedes Ventil wieder zu öffnen oder abzuschalten. Des­ weiteren stellt die Vorrichtung eine kontinuierliche Kon­ trolle gewisser Variablen zur Verfügung, welche das automa­ tische Abschalten des entsprechenden Ventiles in dem Falle bewirken würden, wenn ihre Ventile gewisse vorbestimmte Va­ liditätsgrenzen überschreiten würden. Dies wäre beispiels­ weise der Fall: bei Überschußfluß, Kurzschluß oder offener Kreis an den Drähten, welche den Zähler oder das Ventil mit dem Konzentrator verbinden, Austreten von Gas, usw. Für die Durchführung der oben dargestellten Funktionen ist es nicht erforderlich, den Haushalt des Abnehmers zu betreten.

Die Verwendung eines Konzentrators, der mit den Ventilen verbunden ist, erlaubt eine signifikante Einsparung bei der Installation des Gases für Haushalte, da die individuellen Abschalteinrichtungen für jeden Zähler es für diesen möglich machen, zusammen mit den Ventilen im Inneren des Hauses des Abnehmers installiert zu werden, so daß das Erfordernis für einen Zählerraum entfällt und ebenso die Verwendung eines allgemeinen Verteilers mit Zweigen für jeden Abnehmer er­ laubt wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung er­ geben sich aufgrund der Beschreibung eines Ausführungsbei­ spieles und anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Verdeutlichung des Diagramms, welches dem Impul­ saussender entspricht, welches einen Teil der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung darstellt.

Fig. 2 eine Verdeutlichung der verschiedenen Blöcke, die sich auf die entsprechenden Elemente und/oder Vorrichtungen beziehen, welche als Ganzes und geeignet zusammengefügt und elektrisch miteinander verbunden die erfindungsgemäße Vor­ richtung, einschließlich zweier in Serie angeordneter Zähler bilden.

Wie ersichtlich umfaßt die Vorrichtung einen Konzentrator 1, mit welchem eine Anzahl von Zählern 2 verbunden sein kann, bis zu einem Maximum von 32, wobei jeder Zähler mit einem speziellen Abschaltventil 3 gekoppelt ist, welches offensichtlich den Fluß oder das Abschalten des Gases, wel­ ches aus der Hauptversorgungsleitung 4 kommt, erlaubt, wobei aus dieser die entsprechenden Zweige 5 abgezweigt werden, an welchen jedes Ventil 3 der Zählervorrichtung 2 angeschlossen werden muß. Wie bereits gesagt wurde, ist die Zähleinrich­ tung 6 eines jeden Zählers 2 mit dem Abschaltventil 3 selbst verbunden. Die Verbindung jedes Ventiles 3 mit dem Konzen­ trator 1 geschieht über die entsprechende Leitung 7, während zwischen dem Ventil 3 und der damit verbundenen Zählerein­ richtung 6 eine andere Leitung 8 ist.

Der ganze Zusammenbau wird ergänzt durch ein tragbares Ter­ minal 9, welches mit dem Konzentrator 1 optisch verbunden ist, was mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist.

In bezug auf die Charakteristiken des Gaszählers 2 können dies solche sein, welche herkömmlich im Haushalt des Abneh­ mers angeschlossen werden vorausgesetzt, daß solche Zähler mit einem Volumenimpulsaussender, ähnlich einem in Fig. 1 gezeigten, ausgerüstet sind, welche den Emitterkontakt 11, eines Typs, der als potentialfreier Kontakttyp bekannt ist, einschließt, welcher durch ein Widerstandsarray 12 und 12′ ergänzt wird. Der Emitter wird, wie man erwarten kann, mit dem Konzentrator 1 durch die Emitteranschlüsse 13 verbunden. Die geeigneten Werte für die Widerstände 12 und 12′ sind 750 Ohm ± 1% für Widerstand 12′ und 240 Ohm für Widerstand 12, denkbar ist jedoch auch Widerstandswerte von 3150 Ohm ± 1% und/oder 750 Ohm ± 1%, abhängig davon, ob der Kontakt offen oder geschlossen ist.

Der Konzentrator 1 für seinen Teil ist eine elektronische Vorrichtung, die in der Lage ist, der Verbindung von bis zu 32 Gaszählern (mit jeweils zwei Drähten) und 32 Abschaltven­ tilen (jedes mit zwei Drähten) zu widerstehen. Seine Funk­ tionen sind die folgenden:

• - Ablesen der Werte der Zähleinrichtung 6 auf jedem der Zähler 2 und Anzeigen auf dem vorgesehenen alphanumeri­ schen LCD-Display.
• - Überwachen des regelrechten Betriebes des Systems, Be­ stimmen eines oder mehrerer Alarmmeldungen aus den fol­ genden:
• - Kurzschluß zwischen den Drähten, die sie mit irgendeinem der impulsemittierenden Vorrichtungen verbindet.
• - Offene Kreise zwischen den Drähten, welche sie mit ir­ gendeiner der impulsemittierenden Vorrichtungen verbin­ den.
• - Maximalfluß durch einen Zähler, der einen vorbestimmten Wert überschreitet.
• - Automatisches Abschalten des Ventiles 3 derjenigen Lei­ tung, bei welcher eine oder mehrere der vorgenannten Alarmmeldungen gemessen wurde.
• - Periodisches Überwachen des Zustandes des Ventiles 3 und automatisches Abschalten von einem oder mehreren von ih­ nen im Falle, daß ein Kurzschluß oder ein offener Kreis in den Drähten 7 oder 8 des besagten Ventiles 3 bestimmt wird.
• - Prüfen von internen Systemparametern und Erzeugen des entsprechenden Warnsystems, durch das alphanumerische Display:
• - Batteriezustand.
• - Zustand des Datenspeicher-RAM-Speichers.
• - Zustand des alphanumerischen Displays.

Die Vorrichtung ist mit einer Batterie ausgestattet, die es erlaubt, den Betrieb aufrechtzuerhalten, auch wenn die Hauptstromversorgung ausfällt.

Die Vorrichtung weist einen nichtflüchtigen EPROM-Speicher­ bereich auf, um die enthaltenen Daten automatisch zu spei­ chern, wenn ein Stromausfall auftritt, der die Lebensdauer der Batterie überschreitet.

Die Vorrichtung weist einen zweiwege-infrarotoptischen Port 10 auf, für die Verbindung des tragbaren Terminals 9, durch welches es möglich wird, Befehle an die Vorrichtung zu geben und Information zu empfangen, wobei die Natur der Befehle wie folgt sein kann:

• - Test des Displays und des RAM-Speichers ausführen.
• - Speichere Daten auf der EEPROM-Speicherzone.
• - Gebe den Zähleinrichtungswert für einen Kanal vor.
• - Gebe die Seriennummer für einen Zähler vor.
• - Gebe die maximal erlaubte Flußrate für jeden Kanal vor.
• - Lösche die Alarmmeldungen auf einem oder allen der Kanäle.
• - Wiederöffnen, Abschalten oder Desaktivieren eines Venti­ les.
• - Ablesen der enthaltenen Information: Zähleinrichtungs­ werte, Systemzustand und Alarmneldungen.

Die Vorrichtung hat einen Verbinder 14, der in der Lage ist, die Fernablesung durch eine Schalttafeltelefonleitung, PLC oder Radiokanal unter Verwendung eines geeigneten Modems zu ermöglichen.

Das tragbare Terminal 9 kann irgendeins der bereits auf dem Markt existierenden sein, vorausgesetzt, daß es die folgen­ den minimalen Merkmale aufweist:

• - Einen seriellen RS232-C Port.
• - Eine optische Schnittstelle, welche mit derjenigen des Konzentrators 1 kompatibel ist.
• - Einen RAM-Speicher mit genügender Kapazität, um die Da­ ten und Programme, die darin gespeichert werden sollen, zu erhalten.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Fernablesen und -abschalten von Haus­ haltsgaszählern, die so ausgelegt ist, um die Fernable­ sung und -abschaltung einer Anzahl von Zählern (2) zu ermöglichen, ohne daß der Haushalt des Abnehmers be­ treten werden muß, dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen elektronischen Konzentrator (1) aufweist, an welchen elektrisch und unabhängig eine Anzahl von Zählern (2) gekoppelt ist, wobei jeder dieser Zähler mit einem speziellen Abschaltelektroventil (3) ausge­ stattet ist, durch welches eine Verbindung zwischen dem Konzentrator (1) und dem entsprechenden Zähler (2) her­ gestellt wird;
daß jeder Zähler (2) ebenfalls mit einem Volumenimpuls­ emitter ausgestattet ist, der mit einem Widerstandsar­ ray in Serie und parallel verbunden ist; und
mit dem besonderen Merkmal, daß ein tragbares Terminal (9), welches optisch mit dem Konzentrator (1) selbst verbunden ist, wobei das Terminal (9) in der Lage ist, sowohl die entsprechenden Befehle für das Öffnen und Schließen eines jeden der Elektroventile (3) zu geben als auch Informationen in bezug auf die Werte der Zähl­ einrichtung (6) des Zählers (2), allgemeiner Parameter, Zustand von Alarmmeldungen usw. zu erhalten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Konzentrator (1) ebenfalls einen Verbinder (14) zum Verbinden über ein Modem ein­ schließt, welches in der Lage ist über eine Schaltta­ fel-Telefonleitung, PLC oder Radiokanal, abzulesen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Impedanz des Emitters von außen zwei mögliche Werte aufweist, welche 3150 Ohm ± 1% oder 750 Ohm ± 1% sind, abhängig davon, ob der Kontakt offen oder geschlossen ist.