CH615993A5

CH615993A5 - Arrangement for detecting, within a relatively long reading period, the number of measuring periods within which a limit value of measurement quantity is exceeded.

Info

Publication number: CH615993A5
Application number: CH488977A
Authority: CH
Inventors: Gunther Vieweg; Wilhelm Stuerzl
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1976-06-16
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1980-02-29
Also published as: ES459831A1; JPS52155577A; DE2627129A1; ATA316777A; SE7706259L; GB1546551A; AT370242B; IT1083776B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung der Anzahl von Messperioden innerhalb einer grösseren Ableseperiode, in denen ein einer vorgegebenen Menge einer durch einen Impulsgeberzähler erfassten Grösse entsprechender Grenzwert überschritten wird, wobei die vom Impulsgeberzähler abgegebenen Impulse dem Eingang eines Impulszählers mit einstellbarem Grenzwert zugeführt sind, der, wenn innerhalb einer durch einen Zeitbasiszähler vorgegebenen Messperiode keine Überschreitung des Grenzwertes auftritt, durch diesen Zeitbasiszähler in seine Ausgangsstellung zurückgesetzt wird, der jedoch, wenn innerhalb der Messperiode eine Überschreitung des Grenzwertes auftritt, durch Abgabe eines Überschreitungsimpulses ein Überschreitungszählwerk um eine Einheit weiterschaltet, wobei eine neue Messperiode beginnt.

Eine derartige Anordnung ist aus DE-OS 2 350 487 bekannt. Diese bekannte Anordnung dient dazu, die Anzahl der Überschreitungen eines vorgebbaren zeitlichen Mittelwertes einer verbrauchten elektrischen Energie bei Elektrizitätszählern, bzw. einer verbrauchten Durchflussmenge bei Gas- oder Wasserzählern innerhalb einer als Messperiode bezeichneten Zeitspanne zu erfassen. Hierbei werden die Ausgangsimpulse eines Impulsgeberzählers, die jeweils einer bestimmten Menge verbrauchter elektrischer Energie oder eines Fluids entsprechen, einem Impulszähler mit einstellbarem Grenzwert zugeführt.

Jeweils am Ende einer durch einen Zeitbasiszähler vorgegebenen Messperiode wird der Impulszähler auf Null zurückgesetzt. Tritt innerhalb einer Messperiode eine Überschreitung des Grenzwertes des Impulszählers auf, wird ein Überschreitungszählwerk um eine Einheit weitergeschaltet. In der genannten Literaturstelle ist ausgeführt, dass diese Anordnung so ausgebildet sein kann, dass sie mit leistungsabhängiger Messperiode arbeitet. Die Messperiode beginnt dann schon von neuem, wenn der vorgegebene Grenzwert vor Erreichen des Messperiodenwertes überschritten wird. Aus dieser bekannten Literaturstelle ist nicht entnehmbar, welche Massnahmen zum Einleiten einer neuen Messperiode erforderlich sind und wie dies schaltungstechnisch zu bewerkstelligen ist.

Ferner ist es aus der FR-PS 1 475 885 bekannt, als Überverbrauchszähler einen elektronischen Impulszähler zu verwenden, dessen Eingang über eine Torschaltung mit einem Impulsgeberzähler in Verbindung steht. Die Torschaltung erhält von einem weiteren Impulszähler stets dann einen Öffnungsimpuls, wenn eine voreingestellte Impulszahl als Grenzwert innerhalb einer Messperiode überschritten wird. Nach Ablauf einer Messperiode wird mit Hilfe eines Zeitbasiszählers der weitere Impulszähler auf Null zurückgestellt und die Torschaltung geschlossen, so dass die nunmehr eintreffenden Impulse wiederum im weiteren Impulszähler akkumuliert werden. Da die Impulsfrequenz des Impulsgeberzählers sehr hoch sein kann, findet bei der bekannten Anordnung ein elektronischer Impulszähler als Überverbrauchszählwerk Verwendung. Nachteilig hierbei ist, dass Vorrichtungen vorgesehen sein müssen, damit bei Ausfall der Versorgungsspannung der Zählerstand des als Überverbrauchszählwerk dienenden Impulszählers erhalten bleibt. Nachteilig ist bei der bekannten Anordnung ferner, dass insbesondere bei hoher Impulsfrequenz einzelne Impulse verloren gehen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die bei Einsatz von handelsüblichen Bauelementen bei Unterschreitung des Grenzwertes des Impulszählers mit fester Messperiode, bei Überschreitung des Grenzwertes jedoch mit verkürzter Messperiode arbeitet und somit eine hohe Erfassungsgenauigkeit bietet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Impulszähler und der Zeitbasiszähler durch den Überschreitungsimpuls in ihre Ausgangsstellung zurückgesetzt werden-, dass der Zeitbasiszähler einen auf Rückstellimpulse ansprechenden Rückstelleingang aufweist, der mit der Ausgangsklemme einer ersten monostabilen Kippstufe verbunden ist, deren Eingang an der mit dem Überschreitungsimpuls beaufschlagten Ausgangsklemme des Impulszählers angeschlossen ist, dass ferner ein Überschreitungszählwerk ebenfalls mit der Ausgangsklemme der ersten monostabilen Kippstufe verbunden ist und dass der Rückstelleingang des Impulszählers direkt mit der Ausgangsklemme der ersten monostabilen Kippstufe und über eine zweite monostabile Kippstufe mit der Ausgangsklemme des Zeitbasiszählers verbunden ist. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, dass bei Überschreiten des Grenzwertes des Impulszählers innerhalb einer Messperiode einerseits diese Überschreitung erfasstwird, andererseits sofort eine neue Messperiode eingeleitet wird.

Es ist vorteilhaft, wenn der Zeitbasiszähler als Impulszähler ausgebildet ist, an dessen Eingang die Netzspannung liegt. Damit ist die Dauer der Messperiode über die Frequenz der Netzspannung vorgebbar, ohne dass ein eigener Frequenzgeber erforderlich ist.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn als Überschreitungszählwerk ein Rollenzählwerk verwendet ist, welches mit Hilfe eines Schrittmotors oder einer elektromagnetisch betätigten Schaltklinke fortschaltbar ist. Damit bleibt der im Roüen-zählwerk gespeicherte Zahlenwert auch bei einem Ausfall der Speisespannung ohne weitere Massnahmen erhalten.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel

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der Anordnung schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild und

Fig. 2 ein Diagramm, aus dem die Arbeitsweise der Anordnung hervorgeht. 5

Mit 1 ist ein Impulszähler bezeichnet, dessen Grenzwert beispielsweise auf einen Wert von neun Impulsen einstellbar ist. Dem Impulsgeber 1 werden die von einem Impulsgeberzähler abgegebenen Impulse über eine Eingangsklemme 2 zugeführt. Über eine Eingangslclemme 3 wird über ein Glät- m tungsglied 4 einem Zeitbasiszähler 5 die Netzfrequenz von 50 Hz zugeführt. Dieser Zeitbasiszähler 5 stellt im Grunde einen Frequenzteüer dar, der beispielsweise die Netzfrequenz soweit heruntersetzt, dass am Ausgang 6 des Zeitbasiszählers 5 ein Messperiodenimpuls abgegeben wird. Bei einem 14- ^ stelligen Fequenzteiler erhält man auf diese Weise eine Messperiode von 5 Minuten 27,68 Sekunden. Dieser Messperiodenimpuls wird einer monostabilen Kippstufe 7 zugeführt, die auf den Rückstelleingang R des Impulszählers 1 einwirkt, und zwar über eine Diode 8. Der Impulszähler 1 wird also, 20 falls sein Inhalt weniger als neun Impulse beträgt, stets nach der gegebenen Messperiode in die Ausgangsstellung zurückgesetzt. Der Ausgang 9 des Impulszählers ist mit dem Eingang einer weiteren monostabilen Kippstufe 10 verbunden, die immer dann einen Eingangsimpuls erhält, wenn der Impuls- ^ zähler 1 durchlaufen ist, d. h. am Ausgang 9 ein Impuls auftritt. Der Ausgang 11 der monostabilen Kippstufe 10 ist einerseits über eine Leitung 12 und einen Widerstand 13 mit dem Rückstelleingang R des Impulszählers 1 verbunden und andererseits über eine Leitung 14 mit dem Rückstelleingang 30 R des Zeitbasiszählers 5. Ferner ist der Ausgang der monostabilen Kippstufe 10 über einen Widerstand 15 mit der Basis eines Transistors 16 verbunden, dessen Emitter an dem negativen Pol liegt und dessen Kollektor über eine Spule 17 eines elektromechanischen Überverbrauchszählwerkes 18 und einen Widerstand 19 mit dem positiven Pol 20 der Versorgungsspannung verbunden ist. Der Spule 17 ist eine Diode 21 zur Verhinderung von Überspannung parallel geschaltet.

Anhand der Fig. 2 wird die Erfindung für den Fall des elektrischen Energieverbrauches eines Abnehmers näher er- ^ läutert. In Zeile a ist in Abhängigkeit von der Zeit die verbrauchte elektrische Energie aufgetragen, wobei die Energie A bis zum Erreichen des Grenzwertes entsprechend dem Fassungsvermögen des Impulszählers 1 neun Impulse innerhalb der vorausgesetzten Messperiode von 5 Minuten 27,68 ^ Sekunden beträgt. In der Zeile b ist eine Impulsreihe dargestellt, wobei die Frequenz dieser Impulsreihe bei schwankendem Energieverbrauch ebenfalls diskontinuierlich ist. Jeder Impuls in Zeile b stellt ein bestimmtes vorgegebenes Quantum verbrauchter elektrischer Energie dar. Zum Zeitpunkt to hat der Zeitbasiszähler über die monostabile Kippstufe ge- 50 rade den Impulszähler 1 auf Null zurückgestellt. Sobald der

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erste Impuls erscheint, wird der Inhalt des Impulszählers 1 um eins erhöht, wie aus Zeile a der Fig. 2 hervorgeht. Innerhalb der ersten Messperiode sind fünf Impulse eingegangen, d. h. der Grenzwert von neun Impulsen wird nicht erreicht. Über die monostabile Kippstufe 7 wird der Impulszähler 1 zurückgestellt und beginnt von Null aus zu zählen. Innerhalb der zweiten Messperiode sind acht Impulse eingetroffen, so dass ebenfalls nichts weiter geschieht. Innerhalb der nächsten Messperiode folgen nun Impulse vom Impulsgeberzähler so dicht aufeinander, dass vor dem Ablauf der Messperiode von 5 Minuten 27,68 Sekunden der Impulszähler 1 durchlaufen wird. Durch den am Ausgang 9 des Impulszählers 1 auftretenden Impuls wird die monostabile Kippstufe 10 ange-stossen, die sowohl eine Rückstellung des Impulszählers 1 als auch eine Rückstellung des Zeitbasiszählers 5 veranlasst. Ferner erhält die Basis des Transistors 16 positives Potential, so dass das Überschreitungszählwerk 18 anspricht und um einen Schritt weiterschaltet. Wie sich aus Zeile a ergibt, ist nun diese Messperiode kürzer, da der Zeitbasiszähler ebenfalls auf Null gestellt ist, so dass die nächste Messperiode wesentlich früher beginnt. Da auch in der nachfolgenden Messperiode der Impulszähler 1 vor Ablauf der Messperiodenzeit durchlaufen wird, wird auch hier wieder ein Impuls an das Überschreitungszählwerk abgegeben, wie Zeile c der Fig. 2 zeigt. Anschliessend folgt wieder eine normale Messperiode mit der konstanten Messperiodenzeit von 5 Minuten 27,68 Sekunden, wie Fig. 2 zeigt.

Gegenüber der bekannten Anordnung nach der FR-PS 1 475 885 hat die erfindungsgemässe Anordnung den Vorteil, dass das Überschreitungszählwerk nicht für die unter Umständen hohe Impulsfrequenz des Impulsgeberzählers ausgelegt zu werden braucht. Eine Weiterschaltung desselben erfolgt erst bei jedem neunten Zählimpuls, so dass man hier ein elektromechanisches Impulszählwerk einsetzen kann, statt einen elektronischen Zähler verwenden zu müssen, der wiederum eine gesonderte Anzeigeeinrichtung benötigt und wobei Massnahmen getroffen werden müssen, damit bei Ausfall der Versorgungsspannung die Anzeige auch erhalten bleibt.

Anstelle eines Zeitbasiszählers, der die Netzfrequenz teilt, kann auch in üblicher Weise ein Generator verwendet werden, der jedoch dann eine sehr konstante Frequenz abzugeben in der Lage sein muss. Die Dauer der Messperiode kann ebenfalls geändert werden, unter Umständen wird sie einstellbar vorgenommen. In gleicher Weise kann der Impulszähler 1 mehr oder weniger Zählstufen aufweisen bzw. man kann den Zählerinhalt Variabel gestalten und einstellen. Die in der Beschreibung angegebenen Werte sind lediglich als Ausführungsbeispiel zu verstehen. Insbesondere ist man in der Lage, den Impulszähler 1 so zu gestalten, dass mit Sicherheit ein elektromechanisch betätigbares Überschreitungszählwerk verwendet werden kann.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Anordnung zur Erfassung der Anzahl von Messperioden innerhalb einer grösseren Ableseperiode, in denen ein einer vorgegebenen Menge einer durch einen Impulsgeberzähler erfassten Grösse entsprechender Grenzwert überschritten wird, wobei die vom Impulsgeberzähler abgegebenen Impulse dem Eingang eines Impulszählers mit einstellbarem Grenzwert zugeführt sind, der, wenn innerhalb einer durch einen Zeitbasiszähler vorgegebenen Messperiode keine Überschreitung des Grenzwertes auftritt, durch diesen Zeitbasiszähler in seine Ausgangsstellung zurückgesetzt wird, der jedoch, wenn innerhalb der Messperiode eine Überschreitung des Grenzwertes auftritt, durch Abgabe eines Überschreitungsimpulses ein Überschreitungszählwerk um eine Einheit weiterschaltet, wobei eine neue Messperiode beginnt, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulszähler (1) und der Zeitbasiszähler (5) durch den Überschreitungsimpuls in ihre Ausgangsstellung zurückgesetzt werden, dass der Zeitbasiszähler (5) einen auf Rückstellimpulse ansprechenden Rückstelleingang (R) aufweist, der mit der Ausgangsklemme (11) einer ersten monostabilen Kippstufe (10) verbunden ist, deren Eingang an der mit dem Überschreitungsimpuls beaufschlagten Ausgangsklemme (9) des Impulszählers (1) angeschlossen ist,

dass ferner das Überschreitungszählwerk (18) ebenfalls mit der Ausgangsklemme (11) der ersten monostabilen Kippstufe (10) verbunden ist und dass der Rückstelleingang (R) des Impulszählers (1) direkt mit der Ausgangsklemme (11) der ersten monostabilen Kippstufe (10) und über eine zweite monostabile Kippstufe (7) mit der Ausgangsklemme (6) des Zeitbasiszählers (5) verbunden ist.

2. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitbasiszähler (5) als Impulszähler ausgebildet ist, an dessen Eingang die Netzspannung liegt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Überschreitungszählwerk (18) ein Rollenzählwerk verwendet ist, welches mit Hilfe eines Schrittmotors oder einer elektromagnetisch betätigten Schalt-Minke fortschaltbar ist.