FR2581195A1 - Digital system for measurement of, and provision of information about, the consumption of electricity for a customer's switchboard - Google Patents
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Abstract
Description
SYSTEME NUMERIQUE DE MESURE ET D'INFORMATION DE LA CONSOMMATION ELECTRIQUE POUR TABLEAU ELECTRIQUE D'ABONNE
L'invention est relative à un système de mesure et d'informations pour la gestion de l'énergie électrique, susceptible d'être installé dans un tableau électrique d'abonné, raccordé à un réseau à courant alternatif et comprenant une pluralité de départs en dérivation pour l'alimentation de récepteurs électriques, ledit système comportant un microprocesseur, piloté par une horloge pour assurer la gestion de la consommation eLec- trique absorbée par les récepteurs.DIGITAL ELECTRICAL CONSUMPTION MEASUREMENT AND INFORMATION SYSTEM FOR SUBSCRIBER ELECTRIC PANEL
The invention relates to a measurement and information system for managing electrical energy, capable of being installed in a subscriber's electrical panel, connected to an alternating current network and comprising a plurality of feeders. bypass for supplying electrical receivers, said system comprising a microprocessor, controlled by a clock to manage the electrical consumption absorbed by the receivers.
Un système connu utilise généralement un compteur électronique disposé en amont du disjoncteur de branchement et mémorisant l'énergie totale consommée par l'installation. Le relevé du compteur est effectué par l'agent de La régie de distribution, et une facture est envoyée à intervalles réguliers à L'abonné, qui tient compte à la fois de la consommation en kwh relevée ou estimée, de la tarification de l'abonnement, et du kwh,
le prix de ce dernier pouvant varier selon l'heure et le jour de la semaine (jour/nuit, normal/pointe). L'évaluation du coût hebdomadaire ou mensuel des dépenses d'électricité pour chaque départ en dérivation du tableau est impossible, et l'usager ne possède aucun moyen pratique pour maîtriser l'optimisation de sa consommation d'électricité.A known system generally uses an electronic counter placed upstream of the connection circuit breaker and memorizing the total energy consumed by the installation. The meter reading is carried out by the agent of the distribution management, and an invoice is sent at regular intervals to the subscriber, which takes into account both the consumption in kwh recorded or estimated, the pricing of the subscription, and kwh,
the price of the latter may vary depending on the time and day of the week (day / night, normal / peak). It is impossible to assess the weekly or monthly cost of electricity expenditure for each departure from the switchboard, and the user has no practical means of controlling the optimization of his electricity consumption.
l'objet de l'invention consiste à améliorer la connaissance du coût de L'énergie électrique par l'abonné, grâce à une surveillance effective de la consommation de chaque départ du tableau.the object of the invention is to improve knowledge of the cost of electrical energy by the subscriber, by effectively monitoring the consumption of each departure from the switchboard.
Le système selon l'invention comporte un module de base logé dans un boiter modulaire renfermant - un circuit analogique de mesure de la puissance active des récepteurs, connecté au microprocesseur par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique/numérique, - une carte de codage contenant des données de tarification susceptible d'être introduite dans une fenêtre d'identification, ménagée dans le bottier, - un lecteur de la carte de codage, agencé à L'intérieur de la fenêtre pour la transmission desdites données vers La mémoire du microprocesseur, - et un afficheur coopérant avec des touches de présélection pour visualiser le coût de la consommation électrique desdits récepteurs, pendant une période prédéterminée.The system according to the invention comprises a basic module housed in a modular box containing - an analog circuit for measuring the active power of the receivers, connected to the microprocessor via an analog / digital converter, - a coding card containing pricing data capable of being entered in an identification window, provided in the case, - a reader of the coding card, arranged inside the window for the transmission of said data to the memory of the microprocessor, - And a display cooperating with preselection keys to display the cost of the electrical consumption of said receivers, for a predetermined period.
Les données tarifaires de la carte de codage indiquent le prix du kwh jour et nuit (J/N) ou normal et de pointe (N/P), ainsi que la date de relevé du compteur d'énergie. La carte de codage peut être avantageusement livrée à L'abonné avec la facture de la consommation.The pricing data on the coding card indicates the price of the kwh day and night (J / N) or normal and peak (N / P), as well as the date of reading of the energy meter. The coding card can advantageously be delivered to the subscriber with the consumption invoice.
Les différentes touches de présélection autorisent un affichage à la carte, soit du coût mensuel, hebdomadaire ou quotidien de la consommation totale ou individuelle par départs, avec indication du numero du mois et de la position tarifaire, soit un cumuL du coût depuis un jour prédéterminée, soit un écart par rapport à une consommation type ou un coût prévisionnel du mois en cours, etc...The different preselection buttons allow a la carte display, either of the monthly, weekly or daily cost of total or individual consumption by departures, with indication of the number of the month and the tariff position, or a cumulative cost since a predetermined day , either a deviation from a standard consumption or a forecast cost for the current month, etc ...
La carte de codage peut être du type perforée, magnétique ou à code-barres.The coding card can be of the perforated, magnetic or barcode type.
Le microprocesseur comporte une sortie Sa d'alarme, connectée à un indicateur de signalisation d'un dépassement de consommation, et une pluralité de sorties Si, coopérant avec des relais de commande d'appareils de coupure, et/ou des automatismes à interfaces, de manière à assurer des fonctions de délestage et de régulation de départs D1 à Dn prédéterminés.The microprocessor comprises an alarm output Sa, connected to an indicator for signaling an excess consumption, and a plurality of outputs Si, cooperating with control relays for switching devices, and / or automations with interfaces, so as to provide load shedding and regulation of feeders D1 to Dn predetermined.
Le module de base peut être télécommandé de l'extérieur par un ordre J/N ou EJP de changement de tarification de l'énergie, ledit ordre étant automatiquement pris en compte par le microprocesseur pour le calcul du coût de la consommation.The basic module can be remotely controlled from the outside by a J / N or EJP order to change the energy pricing, said order being automatically taken into account by the microprocessor for calculating the cost of consumption.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit analogique de mesure de la puissance active comporte un premier wattmètre, destiné à mesurer la puissance active totale des récepteurs en service, et un deuxième wattmètre, coopérant avec la sortie d'un multiplexeur pour indiquer la puissance active individuelLe par départs D1 à Dn, ledit multiplexeur étant piloté par une voie de sélection du microprocesseur et comprenant une pluralité d'entrées, reliées par des voies éIémentaires V1 à Vn à des capteurs Jde courant associés aux branches divisionnaires des départs D1 à Dn respectifs.According to one embodiment of the invention, the analog circuit for measuring the active power comprises a first wattmeter, intended to measure the total active power of the receivers in service, and a second wattmeter, cooperating with the output of a multiplexer for indicate the individual active power by feeders D1 to Dn, said multiplexer being controlled by a microprocessor selection channel and comprising a plurality of inputs, connected by elementary channels V1 to Vn to current sensors J associated with the divisional branches of feeders D1 to respective Dn.
Une console additionnelle à écran-clavier autonome est connectable au module de base par une liaison bidirectionnelle, notamment à faisceau infrarouge, par télétransmission ou par fil pilote. Cette console permet d'établir la référence propre aux conditions de vie de l'utilisateur, ainsi que la programmation et l'optimisation de certains automatismes présents dans le tableau.An additional console with a stand-alone screen keyboard can be connected to the basic module by a bidirectional link, in particular with an infrared beam, by remote transmission or by pilot wire. This console makes it possible to establish the reference specific to the living conditions of the user, as well as the programming and optimization of certain automatisms present in the table.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, d'un mode de mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique du tableau électrique d'abonné, équipé du module de base selon I' invention, et du module additionnel connectable ; - la figure 2 est une vue en perspective et à échelle agrandie du boitier de logement du module de base ;
- ta figure 3 montre un schéma synoptique du module de base
associé à des interfaces et à des extensions ;
- la figure 4 représente un schéma électronique détaillé du
système selon ltinvention;;
Sur les figures 1 à 4, un tableau électrique 10 d'abonné est
raccordé à un réseau à courant alternatif 12, comprenant en
amont un disjoncteur de branchement 14 et en aval une pluralité
de départs D1 à Dn en dérivation. Chaque départ D1 à Dn alimente
un ou plusieurs récepteurs électriques par l'intermédiaire d'un appereit coupure 16, notamment un interrupteur ou un
disjoncteur divisionnaire à téLécommande. La consommation
électrique est contrôlée par un système de mesure et d'infor
mation 18 comprenant un module de base 20 constitué par un watt
heuremètre numérique à mémoire, et un module additionnel 22 auto
nome connectable au module de base 20 par une voie de transmission 24
bidirectionnelle.D'autres extensions peuvent être raccordées
à la voie 24 pour l'échange d'informations à distance entre le
module de base 20 et l'extérieur, notamment un modem 26 pour une télé
transmission avec le réseau téléphonique.Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows, of an embodiment of the invention given by way of nonlimiting example and represented in the appended drawings, in which - FIG. 1 is a schematic view of the subscriber's electrical panel, equipped with the basic module according to the invention, and the additional connectable module; - Figure 2 is a perspective view on an enlarged scale of the housing housing the base module;
- your figure 3 shows a block diagram of the basic module
associated with interfaces and extensions;
- Figure 4 shows a detailed electronic diagram of the
system according to the invention;
In FIGS. 1 to 4, a subscriber electrical panel 10 is
connected to an alternating current network 12, comprising in
upstream a branch circuit breaker 14 and downstream a plurality
of departures D1 to Dn in diversion. Each departure D1 to Dn feeds
one or more electrical receivers via a cut-off device 16, in particular a switch or a
divisional circuit breaker with remote control. The consumption
electric is controlled by a measurement and information system
mation 18 comprising a basic module 20 constituted by a watt
digital memory timer, and an additional 22 auto module
nome connectable to the basic module 20 by a transmission channel 24
bidirectional, other extensions can be connected
on channel 24 for the remote exchange of information between the
basic module 20 and the exterior, in particular a modem 26 for a TV
transmission with the telephone network.
Le module de base 20 est logé dans un bottier 21 modulaire pouvant être installé au tableau d'abonné 10 avec tes autres appareils divisionnaires (figure 1). Le module 20 renferme un microprocesseur 28, du type NEC 7508, piloté par une horloge H, notamment un quartz, et coopérant avec deux wattmètres 30, 32, analogiques par L'intermédiaire de convertisseurs 34, 36- analogiques numériques. Un diviseur de tension 38 est raccordé côté primaire au réseau 12 et côté secondaire aux entrées E2 et E3 des wattmètres 30, 32, par des conducteurs de liatson 38, 40. L'entrez El du premier wattmètre 30 est branchée par un conducteur de liaison 42 à un capteur de courant 44, associé à un conducteur actif de la branche principale 46 du réseau 12, et situé par-exemple en aval du disjoncteur de branchement 14. L'entrée E4 du deuxième wattmètre 32 est connectée par un conducteur de liaison 47 à la sortie d'un multiplexeur 48, ayant une pluralité d'entrées reliées individuellement par des voies élémentaires V1 à Vn à des capteurs de courant 50, associés aux branches divisionnaires 51 des départs D1 à Dn respectifs. Le multiplexeur 48 transmet à sa sortie une de ses entrées au choix et est commandé par le microprocesseur 28, grâce à une liaison de sélection 52 d'une voie élémentaire V1 à Vn prédéterminée, autorisant l'émission vers l'entrée E4 du deuxième wattmètre 32 de l'intensité du courant circulant dans la voie V1....Vn élémentaire sélectionnée. The basic module 20 is housed in a modular case 21 which can be installed on the subscriber's board 10 with your other divisional devices (FIG. 1). The module 20 contains a microprocessor 28, of the NEC 7508 type, controlled by a clock H, in particular a quartz, and cooperating with two wattmeters 30, 32, analog by means of digital, analog converters 34, 36. A voltage divider 38 is connected on the primary side to the network 12 and on the secondary side to the inputs E2 and E3 of the power meters 30, 32, by liatson conductors 38, 40. The input El of the first power meter 30 is connected by a connecting conductor 42 to a current sensor 44, associated with an active conductor of the main branch 46 of the network 12, and located for example downstream of the connection circuit breaker 14. The input E4 of the second wattmeter 32 is connected by a connecting conductor 47 at the output of a multiplexer 48, having a plurality of inputs individually connected by elementary channels V1 to Vn to current sensors 50, associated with the divisional branches 51 of the respective departures D1 to Dn. The multiplexer 48 transmits at its output one of its inputs of choice and is controlled by the microprocessor 28, by means of a selection link 52 of an elementary channel V1 to Vn predetermined, authorizing the emission to the input E4 of the second wattmeter 32 of the intensity of the current flowing in channel V1 .... Vn elementary selected.
Un premier signal commun U représentant l'image de la tension du réseau 12 est pris en compte par les entrées E2 et E3 des deux wattmètres 30, 32. Un deuxième signal Io est appliqué à l'entrée El du premier wattmètre 30 et représente t'image de l'intensité du courant total circulant dans la branche principale 46. Un troisième signal Ii est délivré à l'entrée E4 du deuxième wattmètre 32 et correspond à l'image de l'intensité du courant divisionnaire consommé dans chaque départ D1 à Dn, sélectionné par le multiplexeur 48.A first common signal U representing the image of the network voltage 12 is taken into account by the inputs E2 and E3 of the two wattmeters 30, 32. A second signal Io is applied to the input El of the first wattmeter 30 and represents t image of the intensity of the total current flowing in the main branch 46. A third signal Ii is delivered to the input E4 of the second wattmeter 32 and corresponds to the image of the intensity of the divisional current consumed in each departure D1 to Dn, selected by the multiplexer 48.
On remarque que le premier wattmètre 30 élabore une grandeur électrique Wo, image de la puissance active totale des récepteurs en service, tandis que le deuxième wattmètre 32 fournit une grandeur électrique Wi représentant la puissance active individuelle par départs D1 à Dn. Les deux grandeurs analogiques
Wo et Wi sont mis en forme dans les convertisseurs 34, 36 et appliquées aux entrées Eo et Ei du microprocesseur 28, ce dernier faisant intervenir le temps au moyen de l'horloge H pour le calcul de l'énergie absorbée.It is noted that the first wattmeter 30 develops an electrical quantity Wo, image of the total active power of the receivers in service, while the second wattmeter 32 provides an electrical quantity Wi representing the individual active power by departures D1 to Dn. The two analog quantities
Wo and Wi are shaped in the converters 34, 36 and applied to the inputs Eo and Ei of the microprocessor 28, the latter involving time by means of the clock H for the calculation of the energy absorbed.
La mémoire du microprocesseur 28 mémorise la consommation totale de l'énergie électrique et la consommation individuelle par départs D1 à Dn. Un afficheur 56 à cristaux liquides ou à écran avec diodes électroluminescentes, est associé au microprocesseur 28 pour signaler directement à l'usager des informations de coût de la consommation d'électricité. La mémorisation de la consommation s'effectue sur une période tarifaire en cours, grâce à une carte de codage 58 pouvant être introduite dans une fenêtre d'identification 60 du module de base 20. La carte de codage 58, du type perforée, magnétique ou avec code à barres, contient des données de tarification , par exemple le prix du kwh jour et nuit J/N ou normal et de pointe N/P, ainsi que la date de relevé du compteur par l'agent de la régie d'exploitation du réseau, etc...A l'intérieur de la fenêtre de lecture 60 est agencé un lecteur 61 destiné à lire les informations sur la carte de codage 58, le décodage étant effectué par le microprocesseur 28, grâce à un sous-programme prédéterminé. La borne Vcc du microprocesseur 28 est reliée à une source d'alimentation AL.The memory of the microprocessor 28 stores the total consumption of electrical energy and the individual consumption by feeders D1 to Dn. A liquid crystal display or screen 56 with light-emitting diodes, is associated with the microprocessor 28 to report directly to the user information on the cost of electricity consumption. The consumption is memorized over a current tariff period, thanks to a coding card 58 which can be introduced into an identification window 60 of the basic module 20. The coding card 58, of the perforated, magnetic or with barcode, contains pricing data, for example the price of the kwh day and night D / N or normal and peak N / P, as well as the date of reading of the meter by the agent of the operating authority of the network, etc ... Inside the reading window 60 is arranged a reader 61 intended to read the information on the coding card 58, the decoding being carried out by the microprocessor 28, thanks to a predetermined subroutine . The terminal Vcc of the microprocessor 28 is connected to a power source AL.
Une pluralité de touches de présélection 62 coopèrent avec le microprocesseur 28 pour assurer, selon la fonction choisie, soit - un affichage de la consommation mensuelle en francs, avec indication du numéro (1 à 12) du mois et de la position tarifaire
J/N, N/P - un cumul de la consommation en francs depuis Le début de la saison de chauffage électrique ; - un écart par rapport à une consommation type, ou à une période précédente (par exemple sur 8 ou 15 jours) ; - coût prévisionnel du mois en cours, etc...A plurality of preset keys 62 cooperate with the microprocessor 28 to ensure, depending on the function chosen, either - a display of the monthly consumption in francs, with indication of the number (1 to 12) of the month and of the tariff position
J / N, N / P - a cumulative consumption in francs since the start of the electric heating season; - a deviation from a standard consumption, or a previous period (for example over 8 or 15 days); - estimated cost of the current month, etc ...
Un ordre de télécommande J/N ou EJP de changement de tarification (jour/nuit ou normal et de pointe) peut être envoyé au microprocesseur 28 par un relais 64 auxiliaire et un fil pilote 66.A remote control J / N or EJP order to change pricing (day / night or normal and peak) can be sent to the microprocessor 28 by an auxiliary relay 64 and a pilot wire 66.
Le microprocesseur 28 tiendra compte de cet ordre, lors du calcuL et de la mémorisation de la consommation en francs. Le microprocesseur 28 comporte une sortie Sa alarme connectée à un indicateur 68 ou voyant de signalisation d'un dépassement excessif de consommation. D'autres sorties Si coopèrent directeme ou par l'intermédiaire du multiplexeur 48 avec des relais 70 de commande des appareils de coupure 16 ou avec des automatismes à interfaces E/S 72, de manière à assurer des fonctions de délestage et de régulation pour certains départs D1 à Dn.The microprocessor 28 will take this order into account when calculating and memorizing consumption in francs. The microprocessor 28 comprises an output Sa alarm connected to an indicator 68 or indicator light for signaling an excessive excess consumption. Other outputs Si cooperate directly or through the multiplexer 48 with relays 70 for controlling the breaking devices 16 or with automations with I / O interfaces 72, so as to provide load shedding and regulation functions for certain departures D1 to Dn.
La face avant du module de base 20 est dotée d'une borne ou d'une fenêtre de connexion 74 (figure 2) pour le module additionnel 22 autonome. Ce dernier comporte un écran de -visuali- sation et un clavier de commande et de programmation ayant l'aspect d'une console de télécommande portable ou d'une caL- culatrice (voir figure 1). Le module additionnel 22 est connectable au module de base 20 par enfichage direct ou par l'intermédiaire d'un fil pilote sur la borne 74, ou en position débrochée par un faisceau infrarouge (figure 1) ou par une télétransmission à émetteur récepteur. Le module 22 peut également être relié à un ordinateur central qui centralise la totalité des informations. L'utilisation du module additionnel 22 permet d'établir la référence propre aux conditions de vie de l'uti- lisateur, et d'agir sur des automatismes de certains départs du tableau d'abonné par l'intermédiaire des interfaces 72.The front face of the basic module 20 is provided with a terminal or a connection window 74 (FIG. 2) for the independent additional module 22. The latter includes a display screen and a control and programming keyboard having the appearance of a portable remote control console or calculator (see FIG. 1). The additional module 22 can be connected to the base module 20 by direct plug-in or by means of a pilot wire on the terminal 74, or in the withdrawn position by an infrared beam (FIG. 1) or by a remote transmission with transmitter-receiver. The module 22 can also be connected to a central computer which centralizes all of the information. The use of the additional module 22 makes it possible to establish the reference specific to the living conditions of the user, and to act on the automations of certain departures from the subscriber table via the interfaces 72.
Le temps de connexion du module additionnel 22 peut être très bref, notamment quelques secondes, pour assurer la transmission bilatérale des informations entre les deux modules 20, 22.The connection time of the additional module 22 can be very short, in particular a few seconds, to ensure the bilateral transmission of information between the two modules 20, 22.
L'invention est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrite representé aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences, notamment celle dans laquelle la carte codée 58 serait remplacée par tout autre moyen de codage d'informations. The invention is of course in no way limited to the more particularly described embodiment shown in the accompanying drawings, but it extends quite the contrary to any variant remaining within the framework of equivalences, in particular that in which the coded card 58 would be replaced. by any other means of encoding information.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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FR8506972A FR2581195B1 (en) | 1985-04-29 | 1985-04-29 | DIGITAL ELECTRICAL CONSUMPTION MEASUREMENT AND INFORMATION SYSTEM FOR SUBSCRIBER ELECTRIC PANEL. |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
FR8506972A FR2581195B1 (en) | 1985-04-29 | 1985-04-29 | DIGITAL ELECTRICAL CONSUMPTION MEASUREMENT AND INFORMATION SYSTEM FOR SUBSCRIBER ELECTRIC PANEL. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2581195A1 true FR2581195A1 (en) | 1986-10-31 |
FR2581195B1 FR2581195B1 (en) | 1987-11-20 |
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ID=9319064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8506972A Expired FR2581195B1 (en) | 1985-04-29 | 1985-04-29 | DIGITAL ELECTRICAL CONSUMPTION MEASUREMENT AND INFORMATION SYSTEM FOR SUBSCRIBER ELECTRIC PANEL. |
Country Status (1)
Country | Link |
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FR (1) | FR2581195B1 (en) |
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