NO142319B

NO142319B - PARTICULAR ELECTRONIC SUBTRACTION SYSTEM FOR OVERCUTTING PAINTERS

Info

Publication number: NO142319B
Application number: NO751659A
Authority: NO
Inventors: Wolfgang Weippert; Friedrich Brueggemann
Original assignee: Licentia Gmbh
Priority date: 1974-05-18
Filing date: 1975-05-09
Publication date: 1980-04-21
Also published as: NO142319C; DE2424297A1; CH591698A5; NO751659L; DE2424297C2

Description

Oppfinnelsen angår et delvis elektronisk subtraksjonstelleverk for overforbruksmålere, bestående av to partial-telleverk for henholdsvis totalforbruk og overforbruk/ et sammligningstrinn, et grunnverditilpasningstrinn, et elektromekanisk signalomformingsledd, fortrinnsvis utført som skrittmotor, eji signalforsterker, en elektronisk grenseverdigiver i form av en kippgenerator med tilhørende innstillingsanordning for effektgrensene, inneholdende som frekvensbestemmende ledd en kondensator og et motstandsnettverk som kan varieres via en koblingsinnretning i n-trinnet utførelse, samt en nettkomponent. The invention relates to a partial electronic subtraction counter for overconsumption meters, consisting of two partial counters for total consumption and overconsumption respectively/ a comparison stage, a base value adjustment stage, an electromechanical signal conversion link, preferably designed as a stepper motor, eji signal amplifier, an electronic limit value transmitter in the form of a tilt generator with associated setting device for the power limits, containing as frequency-determining link a capacitor and a resistance network that can be varied via a switching device in an n-stage design, as well as a mains component.

Overforbruksmålere gjør det mulig for kraftleverandørene å anvende effektpristariffer, og ved planleggelsen av driften å regne "bestilt effekt" som kjent lastandel, og benytte den som referanse-størrelse for beregning av kontraheringsprisen i grunnprisen. Ved hjelp av et subtraksjonstelleverk bestemmes det forbruk av elektrisk energi som overskrider den kontraherte effektveri. Overconsumption meters make it possible for the power suppliers to use power price tariffs, and when planning the operation to calculate "ordered power" as a known load share, and use it as a reference size for calculating the contracting price in the basic price. With the help of a subtraction meter, consumption of electrical energy that exceeds the contracted output is determined.

Der er kjent helmekaniske subtraksjonstelleverk som har trinn-vis utveksling og synkronmotorisk grenserverdigiver. Disse telleverk er beheftet med ulemper på grunn av tendensen til slitasje. Dessuten blir det relativt komplisert å stille inn et større antall forskjellige effektgrenser, da innstillingsverdien fremkommer som produkt av to del-oversetninger. Fully mechanical subtraction counters are known which have a step-by-step exchange and a synchronous motor limit value encoder. These counters are subject to disadvantages due to the tendency to wear. Furthermore, it becomes relatively complicated to set a larger number of different power limits, as the setting value appears as the product of two partial translations.

Der er også kjent et helelektronisk overforbruks-måleinstru-ment som har en programmerbar frekvensdeler som grenseverdigiver, og hvor nettfrekvensen tjener som basis. Innstilling av effektgrensen blir imidlertid komplisert da der må stå en parametrisk inndelt kodingstabell tii rådighet som underlag. Ved enkel ut-formning av frekvensdeleren kan det forekomme systematiske av-rundingsfeil på opptil 1%. A fully electronic overconsumption measuring instrument is also known which has a programmable frequency divider as a limit value generator, and where the mains frequency serves as the basis. However, setting the power limit becomes complicated as a parametrically divided coding table must be available as a basis. With a simple design of the frequency divider, systematic rounding errors of up to 1% can occur.

Fra NO-PS nr.639/71 er der kjent et delvis elektronisk subtraksjonstelleverk for overforbruksmålere med en elektronisk grenseverdigiver som mater pulcer med en frekvens som tilsvarer den innstilte effektgrcnse, til et elektromekanisk omformingsledd i form av en skrittmotor. Denne er forbundet med et sammenligningstrinn for sammenligning av den målte effekt med en grunneffekt, slik at utgangen fra sammenligningstrinnet eller differensialdrevet kan drive en overforbruksteller. Telleverket omfatter også en teller som registrerer totalforbruket. Den elektroniske grenseverdigiver er tilknyttet nettet over en nettkomponent omfattende en likeretter. Giverens frekvens og dermed effektgrensen bestemmes ved hjelp av en kondensator og et n-trinnet motstandsnettverk som kan varieres med en bryterinnretning. From NO-PS no. 639/71 there is known a partially electronic subtraction counter for overconsumption meters with an electronic limit value transmitter that feeds pulses with a frequency corresponding to the set power limit to an electromechanical conversion link in the form of a stepper motor. This is connected to a comparison stage for comparing the measured power with a basic power, so that the output from the comparison stage or the differential drive can drive an over-consumption counter. The meter also includes a meter that registers the total consumption. The electronic limit value transmitter is connected to the network via a network component comprising a rectifier. The transmitter's frequency and thus the power limit is determined by means of a capacitor and an n-stage resistance network which can be varied with a switch device.

Det kjente subtraksjonstelleverk er beheftet med den ulempe at komponentene påvirkes av temperaturvariasjoner. Dessuten er det kjente subtraksjonstelleverk ikke utført med organer som tjener til en enkel forhåndsavpasning av instillingsområdet. The known subtraction counter has the disadvantage that the components are affected by temperature variations. Moreover, the known subtraction counters are not made with devices that serve for a simple pre-adjustment of the setting range.

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger den oppgave å gi anvisning på et delvis elektronisk subtraksjonstelleverk som ikke er beheftet med de ovennevnte ulemper. Dessuten tas der ved oppfinnelsen sikte på et telleverk hvor der med enkle midler kan utføres en kontinuerlig avtrapning. The present invention is based on the task of providing instructions for a partially electronic subtraction counter that is not affected by the above-mentioned disadvantages. In addition, the invention aims at a counter where a continuous step-down can be carried out with simple means.

Ved et delvis elektronisk subtraksjonstelleverk av den inn-ledningsvis angitte art løses oppgaven ifølge oppfinnelsen ved at kippgeneratoren inneholder en høyohmig differanseforsterker, som i en tilbakekoblingsgren inneholder et temperaturstabilt utjevnings-motstandsnettverk og i sin annen gren inneholder det frekvensbestemmende ledd, ved hvis hjelp der ved binær vekttalltilordning av bryterinnretningens enkeltelementer på basis av grunnverditilpasningen skjer innstilling av en effektgrense i henhold til uttrykket In the case of a partially electronic subtraction counter of the type indicated at the outset, the task according to the invention is solved by the flip-flop generator containing a high-resistance differential amplifier, which in one feedback branch contains a temperature-stable equalization resistance network and in its other branch contains the frequency-determining link, with the help of which at binary assignment of weight numbers to the individual elements of the switchgear on the basis of the basic value adaptation takes place setting a power limit according to the expression

innenfor et område av 2n<->1 muligheter. within a range of 2n<->1 possibilities.

Et slikt telleverk er fordelaktig dels ved at den høyohmige differanseforsterker kompenserer temperaturvariasjonene i komponenter, og dels ved at der med tilpasnings-motstandsnettverket kan skje en forhåndsavpasning av innstillingsområdet, samt at den binære vekttalltilordning av bryterinnretningens enkelte elementer muliggjør en kontinuerlig avtrapning med minimal påkostning. I mot-setning til anordningen ifølge den ovennevnte norske søknad er sistnevnte trekk særlig gunstig, fordi det blir mulig med færre motstander enn ved den kjente anordning å innstille flere trinn. Such a counter is advantageous partly in that the high-resistance differential amplifier compensates for the temperature variations in components, and partly in that the adjustment range can be pre-adjusted with the adaptation resistor network, and that the binary weight number assignment of the individual elements of the switch device enables a continuous step-down with minimal expense. In contrast to the device according to the above-mentioned Norwegian application, the latter feature is particularly advantageous, because it becomes possible with fewer resistors than with the known device to set several stages.

Parallelt med motstandsnettverket ligger en fast motstand som kan tilkobles alternativt over et omkoblingsrelé, og hvis dimensjonering representerer en tilstrekkelig høy effektgrense, ensbetydende med en forbigående frakobling av overforbruksmålingen. Parallel to the resistance network is a fixed resistance that can be connected alternatively across a switching relay, and whose dimensioning represents a sufficiently high power limit, equivalent to a temporary disconnection of the overconsumption measurement.

Som utjevningsmotstandsnettverk benyttes en brokobling som består av delmotstander, en diagonal motstand og en innstillingsmotstand, og hvor det samlede innstillingsområde for ir.r.ctillinyo motstanden bare forandrer en brøkdel av delerpotensialet ved basis hos differanseforsterkerens tilordnede transistor. As equalizing resistor network, a bridge connection is used which consists of partial resistors, a diagonal resistor and a setting resistor, and where the overall setting range for the ir.r.ctillinyo resistor only changes a fraction of the partial potential at the base of the differential amplifier's assigned transistor.

Til brumstabilisering av referansespenningen med skiftende polaritet ved basis hos differanseforsterkerens transistor tjener en seriekobling av en motstand og to antivalent anordnede zenerdioder, hvor utjevningsmotstandsnettverket er koblet parallelt med zenerdiodene. For hum stabilization of the reference voltage with changing polarity at the base of the differential amplifier's transistor, a series connection of a resistor and two antivalently arranged zener diodes is used, where the equalizing resistor network is connected in parallel with the zener diodes.

De binært vekttalltilpassede motstander hos innstillings-innretningen utgjør elementer av en modul i skiktteknikk. The binary weighted resistances of the setting device form elements of a module in layer technology.

Istedenfor innstillingsanordningen kan der også være tilsluttet en fjernledning med 1 + n enkelttråder som tjener til å skaffe mulighet for fjerninnstilling av 2n<->1 effektgrenser. Instead of the setting device, a remote cable with 1 + n single wires can also be connected, which serves to provide the possibility for remote setting of 2n<->1 power limits.

Oppfinnelsen vil bli belyst nærmere under henvisning til tegningen. The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. 1 viser blokkoblingsskjemaet for overforbruksmåleren, Fig. 1 shows the block connection diagram for the overconsumption meter,

og and

fig. 2 den elektroniske grenseverdigiver. fig. 2 the electronic limit value transmitter.

Overforbruksmåleren består primært av en elektronisk grenseverdigiver EG, inneholdende en innstillingsanordning E, en kippgenerator KG og en signalforsterker V. Foran den elektroniske grenseverdigiver sitter en nettkomponent NT. Den elektroniske grenseverdigiver virker på et elektromekanisk signalomformnings-ledd M som fortrinnsvis er utført som skrittmotor, og som i sin tur står i forbindelse med et effektgrunnverdi-tilpasningstrinn K. Et etterkoblet sammenligningstrinn D får også over et tilpasningstrinn K tilført måleverdien fra et ikke vist måleverk hos en forbruksmåler. Sammenligningstrinnet D etterfølges av et telleverk Zy som registrerer overforbruket. Et telleverk ZT til registrering av totalforbruket er tilkoblet bak tilpasningstrinnet over et ytterligere tilpasningstrinn • The overconsumption meter consists primarily of an electronic limit value transmitter EG, containing a setting device E, a tilt generator KG and a signal amplifier V. In front of the electronic limit value transmitter sits a mains component NT. The electronic limit value transmitter acts on an electromechanical signal conversion link M which is preferably designed as a stepper motor, and which in turn is connected to a power base value adaptation stage K. A downstream comparison stage D also receives the measured value from an unshown measuring device via an adaptation stage K at a consumption meter. The comparison stage D is followed by a counter Zy which registers the overconsumption. A counter ZT for recording the total consumption is connected behind the adaptation stage via a further adaptation stage •

Den elektroniske grenseverdigiver EG stiller ved utgangen The electronic limit value transmitter EG is located at the exit

fra forsterkeren V til rådighet et referansesignal i form av en frekvenskonstant pulssekvens. Referansesignalets frekvens er proporsjonal med den midlere sumstrøm som flyter over innstil-lingsinnretningen E, og hvis høyde kan varieres i trinn via inn-stillingselementer S^, S^...., S . Det frekvenskonstante referansesignal f representerer den til enhver tid innstilte effektgrense PG. Referansesignalet blir ved hjelp av den elektromekaniske signalomformer M omsatt til en proporsjonal vinkelhastighet CU from the amplifier V a reference signal is available in the form of a frequency-constant pulse sequence. The frequency of the reference signal is proportional to the mean total current flowing over the setting device E, the height of which can be varied in steps via setting elements S^, S^..., S . The frequency-constant reference signal f represents the current set power limit PG. The reference signal is converted into a proportional angular velocity CU by means of the electromechanical signal converter M

og via grunnverditilpasningstrinnet K med oversetningsforhold nl//n2 t:'--'-fØrt sammenligningstrinnet D. Ved den annen inngang til sammenligningstrinnet D tilføres en vinkelhastighet U>z svarende til den momentane effekt. Denne vinkelhastighet er av-ledet fra omdreiningstallet for rotoren hos en elektrisitetsmåler og tilføres sammenligningstrinnet over tilpasningstrinnet K.. med oversetning n^/n^. Tilpasningstrinnet K ? har oversetningsforhold nr/n,.. and via the basic value adjustment stage K with translation ratio nl//n2 t:'--'-forward to the comparison stage D. At the second input to the comparison stage D, an angular velocity U>z corresponding to the instantaneous power is supplied. This angular velocity is derived from the number of revolutions of the rotor of an electricity meter and is supplied to the comparison stage above the adaptation stage K.. with translation n^/n^. The adaptation step K ? has translation ratio n/n,..

Ved overskridelse av den sammenligningsverdi som er repre-sentert ved en vinkelhastigheten W D, kommer den momentane vinkelhastighet ( JJ „ li til virkning ved utgangen fra sammenligningstrinnet D. Den positive differanse LO Li - IA) X\ mellom de to vinkelhastigheter blir tilført overforbrukstelleverket Zy for integrasjon av de med overforbruket proporsjonale dreievinkelenheter. When the comparison value represented by an angular velocity W D is exceeded, the instantaneous angular velocity (JJ „ li) comes into effect at the output of the comparison step D. The positive difference LO Li - IA) X\ between the two angular velocities is fed to the overuse counter Zy for integration of the overused proportional turning angle units.

Den elektroniske grenseverdigiver på fig. 2 inneholder en nettkomponent NT, bestående av en seriekobling av en motstand Rg og en brolikeretter G^, ved hvis utgang der ligger en glattekondensator Q.^ og en seriekobling av to zenerdioder D^, Y)^. Zenerdioden D^ stabiliserer den positive og zenerdioden D støtter den negative forsynings-likespenning. Referansepunktet for de to spenninger ligger mellom de to zenerdioder D^ og D2. En ve-sentlig bestanddel av grenseverdigiveren er kippgeneratoren K„ The electronic limit value transmitter in fig. 2 contains a network component NT, consisting of a series connection of a resistor Rg and a bridge rectifier G^, at the output of which there is a smoothing capacitor Q.^ and a series connection of two zener diodes D^, Y)^. The zener diode D^ stabilizes the positive and the zener diode D supports the negative supply DC voltage. The reference point for the two voltages lies between the two zener diodes D^ and D2. An essential component of the limit value transmitter is the tilt generator K„

som er vist som en aktiv brokobling. Denne brokoblings diagonal dannes av en høyohmig transistorkobling som består av transistorene T^ til T4, og som i forbindelse med motstandene R^q og R^^ ar- which is shown as an active bridge connection. The diagonal of this bridge connection is formed by a high-resistance transistor connection consisting of the transistors T^ to T4, and which, in connection with the resistors R^q and R^^ ar-

beider som differanseforsterker. Den ene brogren inneholder etut-jevnings-motstandsnettverk A, bestående av en underordnet broanordning med motstandene R-j.2' <R>13' <R>14°^ R15' Den annen brogren består av en temperaturstabil integreringskondensator og et motstandsnettverk R^ til R^ som kan varieres med en koblingsinnretning med seks enkeltbrytere S, . Koblingsinnretningen gir mulighet for å innstille 2^-1 = 63 forskjellige motstandskombinasjoner. Ifølge uttrykket for PQ fås i det eksempel som er vist på fig. 2 ved en grunnverdi-tilpasning K = 0,5, effektgrensen PQ = 0,5 . (1 . 2° + 0 . 2<1> + 1 . 2<2> + 1 . 2<3> + 0 . 2<4> + 1 . 2<5>)kV* both as differential amplifiers. One bridge branch contains a smoothing resistor network A, consisting of a subordinate bridge device with resistors R-j.2' <R>13' <R>14°^ R15' The other bridge branch consists of a temperature-stable integration capacitor and a resistor network R^ to R ^ which can be varied with a switching device with six single switches S, . The switching device makes it possible to set 2^-1 = 63 different resistance combinations. According to the expression for PQ, in the example shown in fig. 2 with a basic value adjustment K = 0.5, the power limit PQ = 0.5. (1 . 2° + 0 . 2<1> + 1 . 2<2> + 1 . 2<3> + 0 . 2<4> + 1 . 2<5>)kV*

P 22,5 kW P 22.5 kW

(j (j

Summeleddene for i = 2 og i = 5 er 0 da bryterne S2 og S,. The sum terms for i = 2 and i = 5 are 0 as the switches S2 and S,.

<g>z åpnet og leddene S» og Sj. således forsvinner. <g>z opened and joints S» and Sj. thus disappears.

Ved endring av potensialet på motstanden R^ påstyres mot-takt-forsterkertrinnet V som inneholder transistorene T5, T^, T7 og Tg. Over en motstand R^g står grenseverdigiverens utgang i forbindelse med kippgeneratorens tilbakekoblede brogrener. To antivalent seriekoblede zenerdioder D^ og D^ sørger for en til-leggsglatting av den polaritetsskiftende referansespenning ved basis hos forsterkeren T4.. By changing the potential of the resistor R^, the counter-clocking amplifier stage V containing the transistors T5, T^, T7 and Tg is actuated. Across a resistor R^g, the output of the limit value transmitter is connected to the feedback bridge branches of the tilt generator. Two antivalent series-connected zener diodes D^ and D^ ensure an additional smoothing of the polarity-changing reference voltage at the base of the amplifier T4..

Utgangen fra mottaktforsterkertrinnet V leverer rektangel-pulser med kippfrekvensen The output of the counter-amplifier stage V delivers rectangular pulses with the flip frequency

hvor R er den ved hjelp av innstillingsanordningen tilkoblede kombinasjonsmotstand, C-^ integreringskondensatorens kapasitet og °l utjevnings-brogrenens spenningsdelerforhold. where R is the combination resistor connected by means of the setting device, C-^ the capacity of the integrating capacitor and °l the voltage divider ratio of the equalizing bridge branch.

En motstand R7 kan alternativt tilkobles innstillingsan-, ordningen E via et omkoblingsrelé U. Dimensjoneringen av motstanden R? er valgt slik at der ved dens hjelp kan oppnås en tilstrekkelig høy kippfrekvens, noe som er ensbetydende med en tilsvarende høy effektgrense. Tilkobling av motstanden R7 skjer ved hjelp av et eksternt signal som via en formotstand R^ og en likeretter med glattekondensator CU virker på omkoblingsreléet U. En laminesænsdiode LED virker som optisk signallampe. Ved inn-kobling av motstanden R7 blir overforbruksmålingen praktisk talt avbrutt, da effektgrensen er løftet så høyt opp at den momentane effektverdi ikke overskrider grensen. A resistor R7 can alternatively be connected to the setting device E via a switching relay U. The dimensioning of the resistor R? has been chosen so that with its help a sufficiently high switching frequency can be achieved, which is equivalent to a correspondingly high power limit. Connection of the resistor R7 takes place by means of an external signal which, via a pre-resistor R^ and a rectifier with smoothing capacitor CU, acts on the switching relay U. A laminense diode LED acts as an optical signal lamp. When resistor R7 is connected, the overconsumption measurement is practically interrupted, as the power limit is raised so high that the instantaneous power value does not exceed the limit.

Det delvis elektroniske subtraksjonstelleverket ifølge opp- The partially electronic subtraction counter according to op-

finnelsen er særlig fordelaktig,da det ved hjelp av få brytere er mulig å foreta en ukomplisert innstilling av et stort antall effekt- the invention is particularly advantageous, as with the help of a few switches it is possible to make an uncomplicated setting of a large number of power

grenser. Det er av stor betydning, særlig fordi utnyttelses- borders. It is of great importance, especially because utilization

graders i forsyningsnettene er regionalt forskjellige med stor sannsynlighet vil forandre seg i fremtiden. Takket være diffe-ranseforsterkerprinsippet som man gjør bruk av ved utformningen av grenseverdigiveren, fås en stor temperaturstabilitet og utgående uavhengighet av nettspenningen over et stort variasjonsområde. degrees in the supply networks are regionally different and will most likely change in the future. Thanks to the differential amplifier principle, which is used in the design of the limit value transmitter, a great temperature stability and output independence of the mains voltage over a large range of variation is obtained.

Claims

1. Partially electronic subtraction counter for overconsumption

meters, consisting of two partial counters for total consumption and overconsumption respectively, a comparison stage, a basic value adjustment stage, an electromechanical signal conversion link, preferably designed as a stepper motor, a signal amplifier, an electronic limit value transmitter in the form of a tilt generator with associated setting device for the power limits, containing as frequency-determining link a capacitor and a resistance network that can be varied via a switching device in an n-stage design, as well as a mains component, characterized in that the flip generator (KG) contains a high-resistance differential amplifier, which in a feedback branch contains a temperature-stable equalization resistance network (A) and in its second branch contains the frequency-determining link, with the help of which a power limit (PG) is set according to the expression within a range of 2n< ->l possibilities.

2. Subtraction counter as specified in claim 1, characterized in that a fixed resistance (R^) is connected in parallel with the setting network (E) which can be alternatively connected via a switching relay (U), and whose dimensioning represents a sufficiently high power limit equivalent to a temporary disconnection iav the overconsumption measurement.

3. Subtraction counters as stated in claims 1 and 2, characterized in that a bridge connection serves as equalization resistance network (A). which consists of divider resistors (R^ °9 R13^' a diagonal rnot resistor (R14) and a tuning resistor (R^5), and where the overall; tuning range of the tuning resistor (R-jg) only changes a fraction of the dividing potential at the base of the differential amplifier's assigned transistor (T.).

4. Subtraction counter as specified in claim 1, characterized by the fact that a series connection of a resistor is used for hum stabilization of the polarity-changing reference voltage at the base of the differential amplifier's transistor (T.) li (R.jg) and two antivalently arranged zener diodes (D^ and D^), where the equalization resistance network (A) is connected in parallel with the zener diodes'.

5. Subtraction counter, as specified in claims 1 to 4, characterized in that the resistors (R^...., Rg) assigned to the binary weight number of the setting device (E) represent elements of a module 1 in layer technology.

6. Subtraction counter as specified in claims 1 to 5, characterized in that instead of the setting device (E) a remote line with 1 + n single conductors is connected which serves to <1>provide the possibility of remote setting of n 1 2-1 power limits.