DE69735283T2

DE69735283T2 - Verbesserungen für und in Bezug auf modulare Gaszähler

Info

Publication number: DE69735283T2
Application number: DE69735283T
Authority: DE
Inventors: Steven Lostock Day
Original assignee: Landis and Gyr AG; Landis and Gyr Ltd
Current assignee: Landis and Gyr Stockport Ltd
Priority date: 1996-11-16
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2017-10-15
Also published as: EP0843287A2; EP0843287B8; EP0843287B1; EP0843287A3; ATE318431T1; DE69735283D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Gaszähler, und zwar insbesondere modulare Gaszähler.
Modulare Gaszähler umfassen eine Basiszählereinheit, denen Zusatzbausteine selektiv angefügt werden können, um die Funktionalität zu erweitern oder zu verändern. Somit wird eine Basiszählereinheit bereitgestellt, die angrenzend kombiniert werden kann mit zahlreichen alternativen Zusatzbausteinen, um vielfältige verschiedene Funktionen zu bieten, wie z.B. Prepaid-Einrichtungen, Zählerfernauslesung oder Guthabenzähleinrichtungen.
Bei einem modularen Zähler ist normalerweise in der Basiszählereinheit ein Gasventil vorgesehen, das gemäß Signalen gesteuert wird, die in einem damit kombinierten Zusatzbaustein erzeugt werden. Somit wird beispielsweise in einem Prepaid-Zähler das Gasventil und die Basiszählereinheit in Übereinstimmung mit der Lieferung von Prepaid-Münzen, oder ähnlichem, geöffnet oder geschlossen, die in den Zusatzbaustein eingegeben werden können.
Es ist einleuchtend, dass das Gas zugedreht werden wird, wenn das Guthaben erschöpft ist, und dass es erst wieder aufgedreht wird, nachdem passende Guthaben-Münzen geliefert wurden. Wenn eine Gaszufuhr nach einem Zeitraum der Unterbrechung wieder aufgenommen wird, können somit Gasbrenner und andere Anwendungen versehentlich offen geblieben sein, was ein potenzielles Sicherheitsrisiko darstellt. Um für dieses Problem Abhilfe zu schaffen, wurde ein modularer Gaszähler mit einer Öffnungssicherheitsleitung entworfen, der die Grundlage unseres Parallelanmeldung Nr. GB 9524684.9 darstellt, auf die man sich für nähere Informationen beziehen kann.
Weitere modulare Zählersysteme für Verbrauchsstoffe sind beispielsweise in den folgenden Patenten beschrieben: GB 2207269 und EP 0419106 .
Die in derartigen Basisgaszählereinheiten vorhandene elektronische Schaltung wird durch eine interne Batterie angetrieben, und diese Schaltung kann eine übermäßige Belastung der Batterie bewirken, falls die Schaltung fortlaufend programmiert ist, um ein bestimmtes Ereignis zu überwachen, damit sie den Betrieb des Schließventils veranlasst, um die Gaszufuhr zu unterbinden.
Um für dieses Problem Abhilfe zu schaffen, kann der Zusatzbaustein mit Mitteln versehen werden, um Parameter zu liefern, die vorschreiben, wann das Schließventil betrieben werden soll, womit die elektronische Schaltung in der Basiszählereinheit in die Lage versetzt wird, ohne häufige Kommunikation mit dem Zusatzbaustein ein bestimmtes Ereingis zu überwachen, wodurch sich Batterieleistung sparen und die Lebensdauer der Batterie in der Basiszählereinheit verlängern lässt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein modularer Gaszähler vorgesehen, welcher eine Basiszählereinheit und einen Zusatzbaustein sowie ein Gasschließventil, eine Gasdurchflussmessanordnung und ein Gasschließventil-Steuerungssystem, das eine erste Kommunikationsschnittstelle aufweist, welche die Übertragung von Steuerdaten zum oder vom Steuerungssystem ermöglicht, umfasst, wobei die Basiszählereinheit so beschaffen ist, dass sie operativ mit dem Zusatzbaustein kombiniert werden kann, um dadurch die Funktionalität des Zählers zu erweitern, wobei der Zusatzbaustein ein Bausteinsteuerungssystem aufweist, welches so eingerichtet ist, dass es die Funktionalität steuern kann, und welches eine zweite Kommunikationsschnittstelle besitzt, über die Kommunikationssignale zur Steuerung des Basiszählereinheit übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzbaustein so angeordnet ist, dass er einen Schließ-Volumenindexwert errechnet, der an die Basiszählereinheit übermittelt wird, welche diesen Wert mit dem laufenden Volumenindexwert vergleicht und so angeordnet ist, dass sie zur Unterbrechung der Gaszufuhr das Schließventil betätigt, sobald der laufende Volumenindexwert den Schließ-Volumenindexwert erreicht oder überschreitet.
Bei der Kommunikationsschnittstelle kann es sich um eine optische Schnittstelle handeln.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Methode zur Steuerung eines modularen Gaszählers gestellt, bestehend aus einer Basiszählereinheit und einem Zusatzbaustein, die über eine Kommunikationsschnittstelle miteinander kommunizieren, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

(a) der Zusatzbaustein wird veranlasst, eine Befehlsantwort an die Basiszählereinheit zu senden und, wenn das Befehlsformat und die Befehlsstruktur korrekt sind, erlaubt die Basiszählereinheit die Fortführung des Befehls und spricht auf den Schließbefehl bei Erreichen des Volumenindexgrenzwertes an und lässt das Speichern des Schließgrenzwertes in der Basiszählereinheit zu, und,
(b) die Basiszählereinheit wird veranlasst, den laufenden Volumenindexwert mit dem Schließgrenzwert zu vergleichen und wenn der laufende Volumenindexwert gleich dem gespeicherten Wert oder größer als der gespeicherte Wert ist, veranlasst die Basiszählereinheit die Betätigung des Schließventils, wodurch dieses die Gaszufuhr unterbindet.

Nun wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
1 zeigt ein Schaltbild einer Basiszählereinheit einschließlich Zusatzbaustein, und
2 zeigt eine Reihe von Kommunikationsbefehlen oder -meldungen.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen umfasst der Gaszähler eine Basiszählereinheit 1, die operativ mit einem Zusatzbaustein 2 verbunden und an diesen angrenzend damit kombiniert ist. Der Zusatzbaustein bietet zusätzliche Funktionalitäten, beispielsweise eine Prepaid-Einrichtung 10. Die Basiszählereinheit umfasst ein Durchflussmesssystem 3, anhand dessen eine Anzeige 4 betrieben wird, die das verbrauchte Gasvolumen anzeigt. Das Messsystem 3 wird unter Kontrolle eines Steuersystems 5 der Basiszählereinheit betrieben, das zugleich zur Steuerung des Betriebs eines Gasschließsystems 6 dient. Um für die Kommunikation zwischen der Basiszählereinheit 1 und dem Zusatzbaustein 2 zu sorgen, sind zwei optische Schnittstellen 7, 8 vorgesehen, die für die Kommunikation zwischen dem Steuersystem 5 der Basiszählereinheit und dem Steuersystem 9 des Zusatzbausteins sorgen. Während bei dieser Ausführungsform zwei optische Schnittstellen vorgesehen sind, wird in einer alternativen Ausführungsform davon ausgegangen, dass für den selben Zweck eine einzige optische Schnittstelle verwendet werden kann.
Auch wenn der Zusatzbaustein als ein Prepaid-Münzgerät 10 umfassend dargestellt wird, ist zu erwähnen, dass dieser Baustein zur Bereitstellung einer beliebigen Funktion dienen kann.
Der Zusatzbaustein 2 umfasst auch einen Öffnungssicherheitsschalter 13, der ein Signal über eine Auslöseleitung 14 an die Zentraleinheit 9 weitergibt, so dass das Gasschließventil 6 erst geöffnet wird, nachdem der Öffnungssicherheitsschalter betätigt wurde.
In der Praxis wird die Energie für den Ventilbetrieb von einer (nicht abgebildeten) Batterie abgeleitet, doch es ist erwähnenswert, dass andere Energiequellen verwendet werden können, die von elektrischen oder mechanischen Mitteln gewonnen werden können, welche vom Gas oder anderen internen oder externen Mitteln der Basiszählereinheit gewonnen werden.
Das Ventil 6 kann durch von internen oder externen Mitteln erhaltene Signale zum Schließen gebracht werden, aber das Ventil kann aus Sicherheitsgründen nur durch ein externes Signal zum Öffnen gebracht werden, und zwar mittels des Öffnungssicherheitsschalters 13, wie oben erwähnt. Die externen Steuersignale, die zur Steuerung des Ventils dienen, werden über die optische Verbindung übertragen, aber es ist erwähnenswert, dass diese Verbindung durch andere Übertragungsmedien ersetzt werden kann, wie elektronische, galvanische oder magnetische Medien.
Die Basiszählereinheit kann das Ventil 6 auf eigene Initiative schließen, ausgelöst durch Ereignisse und Bedingungen innerhalb der Basiszählereinheit. Alternativ kann ein externes Gerät oder Modul, wie das in 1 dargestellte, das ein Prepaid-Münzgerät 10 umfasst, dazu genutzt werden, um kompatible Kommunikationssignale an die Basiszählereinheit zu senden, um das Ventil zu schließen, beispielsweise, wenn der vorausbezahlte Betrag erschöpft ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Zusatzbaustein 2 so angeordnet werden, dass er einen Schließ-Volumenindexgrenzwert generiert. Dieser Wert kann anhand der Zentraleinheit 9 festgelegt werden und wird über die optische Schnittstelle an die Basiszählereinheit 1 übertragen und in ihrem Steuerungssystem 5 gespeichert, wobei dieses so angeordnet ist, dass es den Wert anhand des laufenden Schließ-Volumenindexgrenzwerts überprüft, der durch die Basiszählereinheit überwacht wird, und dazu veranlasst wird, ein Signal zu erzeugen, um das Gasventil 6 zu schließen, sobald der laufende Volumenindexwert den über die optische Kommunikationsverbindung vom Zusatzbaustein 2 empfangenen Wert erreicht oder überschreitet.
Der Zusatzbaustein 2 kann auch so angeordnet werden, dass er die laufenden Werte von Volumenindex, Schließ-Volumenindex, Ventilzustand (geöffnet, geschlossen) über dieselbe Kommunikationsschnittstelle erhält.
Das Volumenindexgrenzwert-Schließverfahren wird nun ausführlicher beschrieben werden. Es kann ein Sicherheitsprotokoll verwendet werden, um diesen Modus über die optische Kommunikationsschnittstelle anzufordern.
Dieses Verfahren verwendet das optische IEC-Protokoll 1107, wobei im beschriebenen Format SOH Start of Header (Header-Beginn) bedeutet, R1 Read Type 1 (Typ 1 lesen) bedeutet, SCC Start of Text (Textanfang) bedeutet, ETX End of Text, (Textende) bedeutet, BCC ein Block Check Character (Prüfsummenbyte) ist, und W1 Write Type 1 (Typ 1 schreiben) bedeutet.
Der Zusatzbaustein 2 sendet einen Befehl, der als Meldung (a) in 2 dargestellt ist. Nur wenn das Befehlsformat und die Befehlsstruktur korrekt sind, erlaubt die Basiszählereinheit die Fortführung des Befehls. Eine Meldung dieser Art könnte eine Sicherheitsrückmeldung beinhalten. Die Basiszählereinheit wird auf den Volumenindexgrenzwert-Schließbefehl in Übereinstimmung mit Meldung (a) reagieren.
Bei dieser Nachricht stellt F3 einen Code dar, der zum Durchführen des Volumengrenzwert-Schließens gesendet wird, m einen Aktivierungs- oder Deaktivierungsmodus, und v7 bis v0 das Schließvolumen.
Unter normalen Umständen wäre der Zusatzbaustein 2 in der Basiszählereinheit 1 registriert. Falls der Zusatzbaustein durch die Basiszählereinheit registriert wurde, und das Format und die Struktur der Volumenindex-Schließmeldung einschließlich der Sicherheits- und Blockprüffunktionen korrekt sind, antwortet die Basiszählereinheit mit einem Quittierungszeichen ACK und akzeptiert den neuen Volumenindex-Schließwert.
Falls kein Zusatzbaustein durch die Basiszählereinheit registriert wurde, oder falls das Format und die Struktur der Volumenindex- Schließmeldung einschließlich der Sicherheits- und Blockprüffunktionen nicht korrekt sind, antwortet die Basiszählereinheit mit einer Fehlermeldung (b) wie in 2 dargestellt, und akzeptiert nicht den neuen Volumenindex-Schließwert.
Falls der Modus aktiviert ist, wird das Ventilschließverfahren eingeleitet werden, sobald der Volumenindex den vorliegenden Grenzwert überschreitet. Dies dient hauptsächlich für Prepaid-Anwendungen. Falls der Grenzwert der Basiszählereinheit unter dem aktuellen Volumenindexwert liegt, wird die Basiszählereinheit zulassen, dass der Zählervolumenindex von 99999 999 999 auf 00000 000 000 überläuft, bevor der Vergleich zwischen dem Index und dem Grenzwert fortgesetzt wird. Dadurch kann ein Grenzwert eingestellt werden, wenn sich der Hauptindexvolumenindex kurz vor einer Überlaufsituation befindet.
Es ist erwähnenswert, dass gemäß der vorliegenden Erfindung der Schließpunkt eindeutig als ein Wert definiert ist und in der Basiszählereinheit gehalten wird. Dies ist eine bedeutende Verbesserung gegenüber anderen Verfahren, bei denen fortlaufend Impulssignale von einer Basiszählereinheit an einen Zusatzbaustein oder ein externes Gerät gesendet werden, wobei infolge des Scheiterns der Aufzeichnung aller gesendeten Impulse Fehler auftreten können. Darüber hinaus wird die Vollständigkeit des Zählersystems verbessert, weil keine außerhalb der Basiszählereinheit stattfindende Signalkommunikation überwacht werden muss, um das Schließen des Schließventils herbeizuführen.

Claims

Modularer Gaszähler, welcher eine Basiszählereinheit (1) und einen Zusatzbaustein (2), sowie ein Gasschließventil (6), eine Gasdurchflußmeßanordnung (3) und ein Gasschließventil-Steuerungssystem (5), das eine erste Kommunikationsschnittstelle (8) aufweist, welche die Übertragung von Steuerdaten zum oder vom Ventilsteuerungssystem (5) ermöglicht, umfaßt, wobei die Basiszählereinheit (1) so beschaffen ist, daß sie operativ mit dem Zusatzbaustein (2) kombiniert werden kann, um dadurch die Funktionalität des Zählers zu erweitern, und wobei der Zusatzbaustein ein Bausteinsteuerungssystem aufweist, welches so eingerichtet ist, daß es die Funktionalität steuern kann, und welches eine zweite Kommunikationsschnittstelle (7) besitzt, über die Kommunikationssignale zur Steuerung des Basiszählereinheit übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbaustein so angeordnet ist, daß er einen Schließ-Volumenindexwert errechnet, der an die Basiszählereinheit (1) übermittelt wird, welche diesen Wert mit dem laufenden Volumenindexwert vergleicht und so angeordnet ist, daß sie zur Unterbrechung der Gaszufuhr das Schließventil (6) betätigt, sobald der laufende Volumenindexwert den Schließ-Volumenindexwert erreicht oder überschreitet.
Modularer Gaszähler nach Anspruch 1, wobei die Kommunikationsschnittstelle eine optische Schnittstelle ist.
Methode zur Steuerung eines modularen Gaszählers, bestehend aus einer Basiszählereinheit (1) und einem Zusatzbaustein (2), die über eine Kommunikationsschnittstelle miteinander kommunizieren, wobei die Methode folgende Schritte umfaßt: (a) der Zusatzbaustein (2) wird veranlaßt, einen Befehl an die Basiszählereinheit (1) abzusetzen und, wenn das Befehlsformat und die Befehlsstruktur korrekt sind, erlaubt die Basiszählereinheit (1) die Fortführung des Befehls und spricht auf den Schließbefehl bei Erreichen des Volumenindexgrenzwertes an und läßt das Speichern des Schließgrenzwertes in der Basiszählereinheit (1) zu, und, (b) die Basiszählereinheit (1) wird veranlaßt, den laufenden Volumenindexwert mit dem gespeicherten Schließgrenzwert zu vergleichen und wenn der laufende Volumenindexwert gleich dem gespeicherten Wert oder größer als der gespeicherte Wert ist, veranlaßt die Basiszählereinheit die Betätigung des Schließventils (6), wodurch dieses die Gaszufuhr unterbindet.
Methode zur Steuerung eines modularen Gaszählers nach Anspruch 3, wobei der Zusatzbaustein (2) mit der Basiszählereinheit zusammen registriert wird und vor Akzeptierung des Schließwertes bei Erreichen des Volumengrenzwerts eine Prüfung stattfindet, um sich zu vergewissern, daß der Zusatzbaustein in der Basiszählereinheit (1) registriert ist und, wenn dies nicht der Fall ist, das Schließverfahren bei Erreichen des Volumenindexwertes nicht eingeleitet wird.
Eine Basiszählereinheit (1) wie für den modularen Gaszähler nach Anspruch 1 definiert.
Ein Zusatzbaustein (2) wie für den modularen Gaszähler nach Anspruch 1 definiert.