DE3688706T2

DE3688706T2 - System zum Akkumulieren prüfbarer Energieverbrauchsdaten von fernen Elektrizitätsmessern.

Info

Publication number: DE3688706T2
Application number: DE19863688706
Authority: DE
Inventors: Scott C Swanson
Original assignee: Schlumberger Industries Inc
Current assignee: Atos Origin IT Services Inc
Priority date: 1986-04-09
Filing date: 1986-09-11
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2006-09-12
Also published as: DE3688706D1; DE3688706T3; EP0248137B2; EP0248137B1; EP0248137A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft allgemein das Sammeln von Daten eines Elektrizitätszählers und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zum Sammeln nachprüfbarer Daten eines entfernten Elektrizitätszählers zur Überwachung des Energieverbrauchs und zur Abrechnung gegenüber dem Kunden.

Technologischer Hintergrund

Elektrische Energie und andere Energieformen werden entsprechend dem Energieverbrauch abgerechnet, der mit der Größe des Kunden und der Tageszeit variieren kann. Da der Spitzenwert der von einem Kunden über eine gegebene Zeitdauer verbrauchten Energie (sogenannter "Bedarf") den Umfang der erforderlichen Unterstützung bestimmt, z. B. den Umfang an Leitungen, Transformatoren, einen Spitzenwert erzeugender Kapazität, usw., messen viele öffentliche Stromversorgungsstellen diesen Spitzenverbrauch oder diesen Spitzenbedarf, um den Betrag zu bestimmen, mit dem der Kunde für die gesamte, über eine gegebene Zeitdauer verbrauchte elektrische Energie belastet wird.
Um die von einem jeweiligen Kunden während aufeinanderfolgender Bedarfsintervalle verbrauchte Energiemenge zu bestimmen, haben Stromversorgungsunternehmen an Kundenstellen Elektrizitätszähler wie Wattstunden-Zähler mit einem Bedarfsregister vorgesehen, das periodisch entweder von dem Kunden oder durch einen Vertreter der öffentlichen Stromversorgungsstelle abgelesen werden muß, um Abrechnungsdaten zu sammeln (z. B. Spitzenbedarf und Gesamtenergieverbrauch). Überdies muß gelegentlich über eine längere Zeitdauer, z. B. 18 Monate, der Energiebedarf überwacht werden, um den Kundenenergiebedarf zu bestimmen, so daß das Leistungsvermögen der Einrichtung der öffentlichen Stromversorgungsstelle zur Befriedigung des Bedarfs bestimmt werden kann, oder um eine Tarifänderung zu rechtfertigen.
Der elektrische Bedarf wird normalerweise durch die Verwendung eines Impulsauslösers gemessen, bei dem ein photooptischer Detektor verwendet wird, um die Drehung der Wirbelscheibe eines Wattstundenzählers zu erfassen und eine Reihe von Impulsen zu erzeugen, deren Frequenz unmittelbar mit der augenblicklichen, dem Kunden gelieferten Energie (Bedarf) verknüpft ist.
Typischerweise werden diese Impulse in einem Bedarfsregister über ein im voraus gewähltes Intervall, z. B. 15 Minuten, aufgespeichert, um den Spitzenbedarf über dem Intervall anzuzeigen. Diese Spitzenbedarfsdaten werden dann in einer Speichervorrichtung gespeichert, um danach ausgelesen oder angezeigt zu werden.
Da häufig eine große Anzahl von Zählern zur Bedarfserfassung über das ganze öffentliche Stromversorgungssystem hinweg vorhanden ist, besteht ein Bedürfnis, den elektrischen Energiebedarf gleichzeitig bei einer großen Anzahl von individuellen Kundenstellen zu überwachen und die Daten an einer zentralen Stelle zu verarbeiten. Dies erfolgt gewöhnlich mittels eines Hauptcomputers, der von der öffentlichen Stromversorgungsgesellschaft betrieben wird. Diese Information wird von der öffentlichen Stromversorgungsstelle dazu verwendet, Bedarfsparameter wie den Spitzenbedarf und über die Jahreszeiten sowie täglich gegebene Bedarfsschwankungen zu bestimmen. Entsprechend sind Systeme dafür ausgelegt worden, Kundenzähler abzufragen, um Energiebedarfsdaten über handelsübliche Telefonleitungen zu gewinnen und zu dem Zentralcomputer zum Aufspeichern und zur Verarbeitung zu übertragen.
Da die für ein automatisches Abfragen entfernter Zählerregister bei der Kundenstelle erforderlichen Investitionen beträchtlich sind, wurden als Alternative automatische Zählerdatenrecorder entwickelt, die an den Kundenstellen installiert werden, die zu überwachen sind. Bei den Datenrecordern werden gewöhnlich Magnetbandspeichertechniken verwendet, um Impulse aufzuzeichnen, die von dem Impulsauslöser des Zählers erzeugt werden und für den elektrischen Energiebedarf während aufeinanderfolgender Intervalle repräsentativ sind. Das Magnetband wird dann zur Verarbeitung zu der öffentlichen Stromversorgungsstelle verbracht.
Magnetbandrecorder der zu diesem Zweck verwendeten Art sind relativ komplex und erfordern eine beträchtliche Batterieleistung für den Betrieb im Falle eines Stromausfalls, und es ist möglich, daß sie in einer Umgebung, die extremen Temperaturen ausgesetzt ist, nicht mehr zuverlässig arbeiten. In jüngster Zeit wurden, teilweise aufgrund der Verfügbarkeit billiger Festkörperspeichervorrichtungen, tragbare Zählerlesevorrichtungen mit Festwert- Speichern entwickelt, um in einem Zähler gespeicherte Bedarfsdaten aufzuspeichern. Die Lesevorrichtung wird dann entweder zu dem Zentralcomputer gebracht, und die Daten werden unmittelbar dem Computer übersandt, oder die Daten werden dem Zentralcomputer über Telefonleitungen übermittelt. Es besteht jedoch die Tendenz zu Fehlern, die bei der Erfassung und Übertragung der Daten auftreten können. Diese Fehler ergeben sich u. a. aus einem Versagen des Festkörper- Speichers, einer fehlerhaften Erfassung von durch den Elektrizitätszähler erzeugten Impulsen und am häufigsten einer elektrischen Rauschkontamination. Datenerfassungsfehler sind besonders störend, da sie u. a. die Genauigkeit der Kundenabrechnung beeinträchtigen. Aus diesem Grund besteht derzeit ein ausgeprägtes Bedürfnis, von Kundenzählern aufgespeicherte Energiebedarfsdaten zu überprüfen, um sicherzustellen, daß die Daten zutreffen.
Da Spitzenbedarfsdaten mit der Tageszeit, dem Wochentag, der Jahreszeit, usw. zum Zweck einer geeigneten Abrechnung in Beziehung stehen müssen, ist es erforderlich, daß eine solche Datenerfassungsvorrichtung in der Lage ist, selbst bei im Stromversorgungsnetz auftretenden Stromausfällen zu arbeiten.
Bei Systemen, bei denen zusätzliche Batterie-Stromversorgungen für einen Betrieb im Falle eines Stromausfalls verwendet werden, besteht das Bedürfnis, festzustellen, wann die Batterie schwach geworden ist und ersetzt werden muß. Probleme können beim Aufspeichern und Aufrechterhalten nachprüfbarer Energiebedarfsdaten dann auftreten, wenn das zusätzliche Batteriesystem nicht mehr in der Lage ist, während Stromausfällen eine verläßliche alternative Stromversorgungsquelle bereitzustellen. Ist die zusätzliche Batterie an ihren Grenzen angelangt oder ist sie ausgefallen (insbesondere während Perioden häufiger Ausfälle), so können die aufgezeichneten Bedarfsdaten falsch oder zweifelhaft sein. Außerdem besteht für die öffentliche Stromversorgungsstelle keine Möglichkeit, festzustellen, wann die zusätzliche Batterie versagt hat, um damit den Beginn der zweifelhaften Daten zu bestimmen. Vor der Erfindung war kein Weg bekannt, das Leistungsvermögen des Zusatzbatteriesystems kurz vor einem regelmäßig geplanten Ersatz bei periodischen Intervallen gemäß bekannter statistischer Ersatztechniken oder einem periodischen, vor Ort erfolgenden Testen der Batterien der Kundeneinrichtungen genau zu überwachen.
Weiteren Problemen ist man bei herkömmlichen Fernzahlerdatenrecordern begegnet, die Energiebedarfsdaten über handelsübliche Telefonleitungen zur Verarbeitung zu einem Zentralcomputer übertragen. Infolge dieser schon vorher existierenden Übertragungsleitungen für eine Zählerdatensammlung wäre es wirtschaftlich von Vorteil, wenn die gleiche Einrichtung für Energiesteuerfunktionen wie solche verwendet werden könnte, bei denen Kundenlasten während Perioden eines Spitzenbedarfs abgeschaltet werden. Solche bekannten Datenrecorder sind jedoch so aufgebaut, daß die Energiebedarfsdaten nur zu vorbestimmten Zeiten zu dem Zentralcomputer übertragen werden. Diese vorbestimmten Zeiten werden üblicherweise dann gewählt, wenn die Telefonleitung eines Kunden aller Wahrscheinlichkeit nach nicht benutzt wird, d. h. während der späten Nachtstunden. Diese Art von herkömmlichem Datenrecorder kann eine Befehlsinformation von dem Zentralcomputer über die Telefonleitung erst empfangen, nachdem der Recorder die Verbindung durch ein Anwählen des Zentralcomputers für ein Laden seiner Daten eingeleitet hat. Systeme, die Befehle nur während vom Recorder eingeleiteter Verbindungsmoden empfangen können, können Befehle nicht zu einer anderen Zeit als dann empfangen, wenn die Verbindung durch den Recorder eingeleitet worden ist, und sie sind daher nicht in der Lage, Energiesteuerfunktionen zu erfüllen.
Weitere Probleme ergaben sich bei Datenrecordersystemen, die Befehle erst nach einer Einleitung einer Verbindung durch den Zähler für ein Laden von Daten empfangen können. Es besteht insbesondere ein Bedürfnis nach einer Erfassung von Fehlerzuständen wie Spannungsausfällen, einem Batterie-fast-leer-Zustand oder einer in dem Zähler auftretenden Fehlfunktion. Es hat sich gezeigt, daß herkömmliche Zähler und Recorder, die nicht in der Lage sind, Fehlerzustände anzuzeigen, für öffentliche Stromversorgungsstellen nicht zufriedenstellend sind, die in der Lage sein müssen, Fehlerzustände zu überwachen und schnell zu korrigieren, sowie Spitzenlast-Energiesteuerfunktionen zu erfüllen.

Darstellung der Erfindung

Ein erfindungsgemäßes System zum Aufspeichern nachprüfbarer Energiebedarfsdaten von einem entfernten Elektrizitätszähler enthält Mittel zum Erfassen und Zählen von Impulsen, die von dem entfernten Elektrizitätszähler erzeugt werden und den Energieverbrauch an der Kundenstelle während aufeinanderfolgender Intervalle angeben. Der Impulszählwert während Intervallen wird in Festkörper- Speichermitteln gespeichert. Eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeitintervallen bildet eine Aufzeichnung. In den Speichermitteln wird am Ende einer jeweiligen Aufzeichnung auch eine codierte Darstellung der zehn laufenden Zählerregisterablesungen gespeichert, d. h. der durch das laufende Aufzeichnungsintervall aufgespeicherte Energiebedarf. Mit den Intervallimpulszählwerten und codierten Registerablesungen, die in unterschiedlich adressierbaren Stellen der Speichermittel gespeichert sind, können die in einer jeweiligen Aufzeichnung enthaltenen Intervallimpulszählwerte durch ein Aufspeichern der Gesamtanzahl von Zählwerten über eine Meßperiode für einen Vergleich mit der codierten Registerablesung ohne weiteres überprüft werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind entweder bei der Kundenstelle oder dem Zentralcomputer Mittel zum Aufspeichern der während der aufeinanderfolgenden Intervalle einer Aufzeichnung erhaltenen Impulszählwerte und zum Umwandeln der aufgespeicherten Impulszählwerte in aufgespeicherte Energieverbrauchsdaten vorgesehen. Am Ende jeder Aufzeichnung wird der dem aufgespeicherten Impulszählwert entsprechende Energiebedarf mit einer codierten Zählerablesung verglichen, um zu überprüfen, ob die Intervallimpulszählwerte verläßlich sind.
Das Ausgangssignal des Festkörper-Speichers sowie des Registercodierers kann optisch (z. B. über eine optische Leitung) oder elektrisch zu einer tragbaren Datenspeichervorrichtung oder direkt zu einem Zentralcomputer (z. B. über eine Telefonleitung) übertragen werden.
Das System weist vorzugsweise eine Schaltung auf der Grundlage eines Mikroprozessors auf, die entweder in dem Elektrizitätszähler oder in einem getrennten Gehäuse enthalten ist. Der Mikroprozessor ist durch ein gespeichertes Programm gesteuert, und von dem Zähler aufgespeicherte Daten werden in einem Festwert- Speicher gespeichert.
Um im Falle eines Stromausfalls einen zuverlässigen Betrieb sicherzustellen, ist eine Zusatzbatterie-Stromversorgung vorgesehen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Batterie erforderlichenfalls unter der Kontrolle des gleichen Mikroprozessors wieder aufgeladen, der die Zählerdatenerfassung steuert. Die Erfindung betrifft daher auch ein zur Datenerfassung geeignetes Mikroprozessor-Steuersystem für das Wiederaufladen einer Batterie.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthalten der Zähler für den elektrischen Energiebedarf und der Datenrecorder gemäß einer beschriebenen alternativen Ausführungsform eine Schaltung zur Erfassung eines Fehlerzustands wie eines Batterie-fast-leer-Zustands, eines Stromausfalls, oder des Versagens des Elektrizitätszählers. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Schaltung zur Erfassung des Batterie-fast-leer-Zustands die Tageszeit und das Datums des Auftretens des Batterie-fast-leer-Zustands in dem Festwert-Speicher speichert. Während einer Verbindung mit dem Zentralcomputer, die auf die Erfassung des Fehlerzustands hin oder durch den Zentralcomputer eingeleitet wurde, werden Daten, die der Tageszeit und dem Datum des Auftretens des Batterie-fast-leer- Zustands entsprechen, zu dem Zentralcomputer übertragen, so daß eine Schätzung der Genauigkeit der geladenen Bedarfsdaten erfolgen kann. Vorteilhafterweise können Informationen bezüglich der Anzahl von Stromausfällen, der Zeitdauer zwischen Stromausfällen und der Zeit des Auftretens des Batterie-fast-leer- Zustands der öffentlichen Stromversorgungsstelle dabei helfen, ein Sicherheitsniveau bezüglich der Genauigkeit der Daten zu erhalten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthalten der Zähler für den elektrischen Energiebedarf und der Datenrecorder gemäß der Erfindung Mittel zur Einleitung einer Verbindung mit dem Zentralcomputer im Falle der Erfassung eines Fehlerzustands. Überdies ist die beschriebene alternative Ausführungsform dafür ausgelegt, auf eine von einem Zentralcomputer einer öffentlichen Stromversorgungsstelle eingeleitete Verbindung über die Telefonleitung für einen Empfang von Befehlsdaten zu reagieren, was bisher bei Systemen, die für eine Einleitung von Verbindungen nur zu vorbestimmten Zeiten ausgelegt waren, nicht möglich war.
Ein zusätzlicher Aspekt der Erfindung ist die Schaffung eines Zählers für den elektrischen Energiebedarf, der über einen weiten Bereich des Kundenbedarfs arbeiten kann. Dies wird in der beschriebenen Ausführungsform durch Skalieren der KYZ-Eingangsimpulse erreicht, die von der Zählerschaltung empfangen werden, so daß der Bedarfszählerspeicher nicht überläuft und dennoch auch weiterhin eine genaue Aufzeichnung des elektrischen Energiebedarfs des Kunden beibehält. Der Bedarfszähler gemäß der beschriebenen alternativen Ausführungsform kann daher vorteilhafterweise an einer Kundenstelle verwendet werden, die anfänglich einen geringen Energieverbrauch aufweist, der im Verlauf der Zeit aufgrund einer Vergrößerung oder Expansion des Kunden ansteigt, ohne daß hierbei die Zählervorrichtung für den elektrischen Energiebedarf ersetzt werden muß. Eine Neukonfiguration des Zählers für eine Anpassung an höhere KYZ-Impulsfrequenzen wird durch die Übertragung von Befehlsinformationen zu dem Zähler für eine Skalierung des Eingangssignals und zum Aufspeichern codierter Darstellungen von Kundenbedarfsdaten erreicht.

Figurenbeschreibung

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt:
Fig. 1a eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Festkörper- Datenrecorders gemäß der Erfindung, der mit einem entfernten Elektrizitätszähler verbunden ist,
Fig. 1b eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform, wobei der Datenrecorder innerhalb des Zählers vorgesehen ist,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der in dem Datenrecorder der Fig. 1a und 1b enthaltenen Schaltung,
Fig. 3 ein Schaubild des Datenprotokolls, das zur Übertragung von Daten zwischen dem Mikroprozessor der Fig. 2 und einem Zentralcomputer verwendet wird,
Fig. 4 eine schematische Darstellung von in dem Schreib/Lesespeicher der Fig. 2 aufgenommenen Daten,
Fig. 5a-5c ein vereinfachtes Flußdiagramm der Schritte, die für einen Betrieb des Mikroprozessors der Fig. 2 verwendet werden, um eine Datenerfassung zu steuern,
Fig. 6 ein vereinfachtes Flußdiagramm einer Software zur Steuerung des Mikroprozessors während des Ladens der Hilfsbatterie der Fig. 2,
Fig. 7 ein Diagramm des Batterieladestroms in Abhängigkeit von der Zeit, erzeugt von der Software der Fig. 6c,
Fig. 8 ein schematisches Schaltbild der Schaltung zur Erfassung des Zustands einer fast leeren Batterie, wobei diese Schaltung als die in Fig. 2 gezeigte Batterieschaltung verwendet wird.
Fig. 9 ein vereinfachtes Flußdiagramm einer Software zur Erfassung eines Batterie-fast-leer-Fehlerzustands,
Fig. 10 ein vereinfachtes Flußdiagramm der Software zur Einleitung einer Verbindung zu dem Zentralcomputer einer öffentlichen Stromversorgungsstelle in Abhängigkeit von der Erfassung eines Fehlerzustands,
Fig. 11 ein vereinfachtes Flußdiagramm der Software, um den Datenrecorder in einen Zustand zu versetzen, in der er auf eine von einem Zentralcomputer einer öffentlichen Stromversorgungsstelle eingeleitete Verbindung anspricht, und
Fig. 12 ein vereinfachtes Flußdiagramm der Software für eine programmierbare Strukturierung des Datenrecorders für einen Betrieb über einen weiten Bereich des Kundenbedarfs.

Beste Ausführungsform zur Anwendung der Erfindung

Gemäß Fig. 1a enthält eine Festkörper-Datenerfassungseinheit 10 nach dem Grundprinzip der im folgenden beschriebenen Erfindung ein Gehäuse 12 mit einer Anzeige 14, einem optischen Anschluß 16 sowie drahtgebundenen Anschlüssen 18 und 20. In dem Gehäuse 12 ist eine Schaltkarte 22 vorgesehen, die eine im
folgenden zu beschreibende Mikroprozessorschaltung, eine Anzeigetreiberschaltung und eine Schnittstellenschaltung für eine optische Datenübertragung
enthält. Die auf der Karte 22 vorgesehene Schaltung wird normalerweise über eine herkömmliche Stromversorgung gespeist, die ihre Energie von der elektrischen Stromleitung oder dem elektrischen Stromnetz (nicht gezeigt) erhält. Wie weiter unten umfassend beschrieben, enthält die Karte 22 auch eine Schaltung 28 zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie und zum Erfassen eines Batterie-fast-leer-Zustands, der ein immanentes Versagen der Batterie anzeigt. Die Batterieschaltung 28 wird dazu verwendet, die Schaltung auf der Karte 22 mit Strom zu versorgen, wenn ein Stromausfall auftritt oder die elektrische Stromversorgung anderweitig unterbrochen ist.
Der Recorder 10 ist dazu ausgelegt, einen Energiebedarf zu empfangen und aufzuzeichnen, der von einem Elektrizitätszähler 30 an einer Kundenstelle gemessen wurde, die Daten zu formatieren und schließlich die Daten von dem Anschluß 20 über handelsübliche Telefonleitungen zu einem Zentralcomputer zu übertragen oder die Daten von dem optischen Anschluß 16 über einen optischen Koppler 17 zu übertragen, der mit einem tragbaren Wiedergabe/ Aufzeichnungs-Gerät 32 wie dem von Telxon Corp. hergestellten TELXON model 790 verbunden ist. Die von dem Recorder 10 gespeicherten Daten werden während aufeinanderfolgender, vorbestimmter und fester Zeitintervalle, z. B. Fünfzehn- Minuten-Intervallen, in Bedarfspegel formatiert. Eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Intervallen, z. B. sechzig Intervallen, bildet eine Aufzeichnung.
Der Recorder 10 ist über den Anschluß 18 durch Leitungen 34 mit dem Zähler 30 verbunden, wobei die Leitungen Energiebedarfsimpulse übertragen, die von einem Standardimpulsauslöser, wie er in dem US-Patent 4,321,531 gezeigt ist, in Synchronisation mit der sich drehenden Wirbelscheibe 35 des Zählers erzeugt werden. Über die Leitungen 34 werden zu dem Recorder 10 auch digital codierte Daten übertragen, die für die Analogablesung des Zählerregisters 36 repräsentativ sind. Einzelheiten des Auslösers und des Codierers werden nicht beschrieben, da Aufbau und Betriebsweise des Impulsauslösers und des Registercodierers in dem Zähler 30 allgemein bekannt sind.
In Fig. 1b ist der Recorder 10 in dem Zähler 20 vorgesehen, wobei eine Datenübertragung zwischen dem Zähler und dem Recorder intern erfolgt. Der äußere, drahtgebundene Anschluß 20 ist für eine bidirektionale Datenübertragung zwischen dem Recorder 10 und einem externen Modem (nicht gezeigt) ausgelegt, obwohl das Modem alternativ auch in dem Zähler vorgesehen sein kann. Der äußere optische Anschluß 16 ist dafür verwendbar, Daten auf die gleiche Weise, wie dies im Zusammenhang mit der Fig. 1a beschrieben wurde, zu einem tragbaren Recorder zu übertragen.
Die Schaltung in dem Recorder 10 ist vorzugsweise von einer Art mit hoher Impedanz und geringem Verbrauch, um die Stromentnahme der Batterie 28 während Stromausfällen auf ein Minimum herabzusetzen. Bei einer Ausführungsform ist die Batterie 28 unter der Steuerung einer im folgenden beschriebenen Mikroprozessorschaltung wiederaufladbar, wobei eine Strategie einer programmierten Steuerung verwendet wird, bei der die Zeitdauer gemessen wird, für die die Batterie bei einer Belastung während eines Stromausfalls entladen wurde, und bei der, gestützt auf die vorhergesagte Stromentladungsmenge, die Zeitdauer berechnet wird, die erforderlich ist, um die Batterie vollständig wiederaufzuladen. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Batterie nicht wieder aufladbar, austauschbar und eine Batterie von langer Lebensdauer. Die Erfassung des immanenten Versagens der Batterie durch die Batterieschaltung 28' (Fig. 8) veranlaßt die Speicherung der Tageszeit und des Datums des Batterie-fast-Leer- Zustands und die Einleitung einer Verbindung zu der öffentlichen Stromversorgungsstelle, um den Zustand zu melden, wenn ein Modem verwendet wird.
Die in dem Recorder 10 vorgesehene Steuerschaltung ist vorzugsweise eine CMOS- Schaltung und kann beispielsweise auf einem 80C31 Mikroprozessor der Firma INTEL Corporation beruhen. Ein Mikroprozessor dieser Art, der in Fig. 2 mit 38 bezeichnet ist, enthält auf dem gleichen Substrat einen Schreib/Lese-Speicher (RAM) 40 und einen Nurlese-Speicher (ROM) 42, der eine geeignete Programmierung für den Mikroprozessor 38 enthält, wie dies im folgenden beschrieben wird. Alternativ können der RAM-Speicher 40 und der ROM-Speicher 42 getrennte Speicherchips enthalten, die mit dem Mikroprozessor 38 verbunden sind. Der Mikroprozessor 38 ist auf der Schaltkarte 22 in dem in Fig. 1a gezeigten Gehäuse 12 angeordnet. Das Gehäuse 12 enthält obere und untere Abschnitte 12a und 12b, die an einem Scharnier 13 schwenkbar sind, um das Innere des Gehäuses für eine Wartung freizugeben.
Der Mikroprozessor 38 empfängt an seinem Eingang 44 Echtzeit-Energiebedarfsimpulse von dem Recorderanschluß 18. Die manchmal als "KYZ"-Impulse bezeichneten Impulse werden durch einen Impulsauslöser 48 in dem Zähler 30 erzeugt. Von dem Mikroprozessor 38 werden an einem Eingang 46 (ebenfalls von dem Recorderanschluß 18) auch digital codierte Zählerregister-Ablesungen empfangen. Während die von dem Impulsauslöser 48 erzeugten Impulse von dem Mikroprozessor 38 kontinuierlich und ohne Unterbrechung empfangen werden, wird der Registercodierer 50 periodisch von dem Mikroprozessor 38 abgefragt. Der Grund dafür besteht darin, wie dies im folgenden näher beschrieben wird, daß die Registerablesungen dazu verwendet werden, Impulszählwerte zu überprüfen, die während der Bedarfsintervalle erhalten wurden, die eine jeweilige Aufzeichnung bilden. Obwohl nur ein einziger Zähler 30 über die Leitungen 34 in Fig. 1a mit dem Recorder 10 verbunden ist (bezeichnet als "Einkanalbetrieb"), ist auch ein Mehrkanalbetrieb des Recorders 10 möglich, der durch eine entsprechende Datenaufteilung in dem RAM-Speicher 40 leicht realisierbar ist.
Die Anzeige 14 ist vorzugsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD), die von dem Mikroprozessor 38 gesteuert ist, um Übersichtsdaten wie die Zeit, eine Zähleridentifikationsnummer und einen Spitzenbedarf sowie einen Gesamtenergieverbrauch anzuzeigen.
Der Anschluß 20 ist ein Übertragungskanal, der Daten bidirektional zwischen dem Mikroprozessor 38 und einem Zentralcomputer (nicht gezeigt) über handelsübliche Telefonleitungen koppelt. An den Anschluß 20 ist ein herkömmliches Modem 56 angeschlossen, das durch den Mikroprozessor 38 gesteuert ist, um periodisch den Zentralcomputer automatisch anzuwählen und zu diesem in dem RAM-Speicher gespeicherte Daten zu übertragen. Da über die Telefonleitungen keine Datenübertragung erfolgen kann, wenn irgendein Telefonanschluß an der Kundenstelle nicht aufgelegt ist, liefert ein Nicht-aufgelegt-Detektor 58 diese Information dem Mikroprozessor 38. Der Recorder 10 kann mit einer Anzahl weiterer Recorder über eine Einheit 60 verkettet sein, um mehrere Recorder in die Lage zu versetzen, Daten aufeinanderfolgend über die Telefonleitungen zu dem Zentralcomputer zu übertragen. Alternativ kann der Zentralcomputer irgendeine Anzahl verschiedener Recorder 10 in einem Netzwerk aus solchen Recordern auswählen, indem die Recorder über Telefon aufeinanderfolgend vorzugsweise nachts angerufen werden, wenn die Benutzung des Telefons durch den Kunden unwahrscheinlich ist. In diesem Zusammenhang belegt ein Anrufdetektor 62 auf einen eingehenden Anruf hin die Telefonleitungen, um Daten zu dem Zentralcomputer zu übertragen.
Eine Stromversorgung 66 erzeugt einen Erhaltungsladestrom, um die wiederaufladbare Batterie 28 in einem vollständig aufgeladenen Zustand zu halten, wenn der Recorder 10 an eine Wechselstromversorgung angeschlossen ist. Die Stromversorgung 66 kann dem Mikroprozessor 38 auch eine Vorspannung und andere Betriebsspannungen liefern. Alternativ kann eine Vorspannung dem Mikroprozessor 38 nur durch die Batterie 28 zugeführt werden, die durch die Versorgung 66 im geladenen Zustand gehalten wird. Die Software zur Steuerung der Stromversorgung 66 ist in dem ROM-Speicher 42 vorgesehen und wird weiter unten näher beschrieben.
Die zwischen dem Mikroprozessor 38 und dem Zentralcomputer über den Anschluß 20 übertragenen Daten werden mit sechs Primärdatenfeldern, wie in Fig. 3 gezeigt, formatiert. Das PRÄAMBEL-Feld gibt die Art der Daten an, die zwischen dem Recorder 10 und dem Zentralcomputer übertragen werden. In der Präambel enthaltene Informationen sind die Anzahl von durch den Recorder bedienten Kanälen, die Zeitdauer der dem Recorder zugeordneten Meßintervalle, laufende Speicheradressen, bei denen eingehende Intervallzählwerte zu speichern sind, die Intervallanzahl in einer Aufzeichnung und Daten, die Eigenschaften des verwendeten besonderen Recorders beschreiben.
Das ZEIT/IDENTIFIKATIONS-Feld enthält eine Identifikationsnummer des Recorders, Sicherheitsdaten, um einen nichtautorisierten Datenzugriff zu verhindern, und die aktuelle Zeit sowie die Zeit der letzten Abfrage des Recorders, um irgendeinen nichtautorisierten Versuch eines Datenzugriffs zu identifizieren.
Das SELBSTWAHL-Feld, das es dem Recorder 10 gestattet, einen Zentralcomputer zu bestimmten Zeiten anzuwählen, enthält die Telefonnummer des Zentralcomputers mit vorbestimmten Übertragungszeiten oder Zeitfenstern. Kann eine Verbindung zwischen dem Recorder und einem Hostcomputer über die Telefonleitungen während des Zeitfensters nicht hergestellt werden, da ein Telefonanschluß nicht aufgelegt ist, was durch den Detektor 58 (Fig. 2) festgestellt wurde, oder andere Gründe vorliegen, so wird die Übertragung bis zu einem darauffolgenden Zeitfenster verschoben.
Das TEST-Feld liefert eine Anzahl von Funktionstests für den entfernten Recorder 10, einschließlich dem Zurücksenden von Zeichen, die von dem Zentralcomputer empfangen wurden, einer Software-Fehlerbeseitigung und einem Testen des Eingangs 44, um den einwandfreien Betrieb des Impulsauslösers 48 zu überprüfen.
Das INTERVALL-DATEN-Feld, das für die Erfindung von besonderer Bedeutung ist, ist ein Datenfeld, das die Anzahl von Impulsen identifiziert, die von dem Impulsauslöser 48 während eines jeweiligen Meßintervalls (z. B. eines Fünfzehn- Minuten-Intervalls) empfangen wurde. Eine vorbestimmte, festgelegte Anzahl von Meßintervallen, z. B. sechzig, bildet eine Aufzeichnung. Der Mikroprozessor 38 enthält einen "Echtzeit"-Taktgeber, der dazu verwendet wird, die Dauer eines jeweiligen Bedarfsintervalls und einer Aufzeichnung festzulegen. Vorzugsweise wird der Echtzeit-Taktgeber periodisch mit einem von dem Zentralcomputer erzeugten Takt synchronisiert, dessen Zeit zu dem Recorder übertragen wird, wenn er von dem Zentralcomputer ausgewählt wird.
Fig. 4 ist ein symbolischer Plan des Schreib/Lese-Speichers 40, in dem jeder Speicherplatz ein Datenbyte enthält, das die Anzahl von Impulsen wiedergibt, die von dem Auslöser 48 während eines entsprechenden Intervalls erzeugt wurde. Der maximale Impulszählwert muß skaliert sein, um einen Impulsüberlauf in dem Fall zu vermeiden, daß der Energiebedarf während irgendeines Intervalls größer ist als die erwartete maximale Energiebedarfsmenge. Aufeinanderfolgende Meßintervalldaten werden in aufeinanderfolgenden adressierbaren Speicherplätzen des RAM-Speichers 40 gespeichert, wobei eine vorbestimmte Anzahl von Meßintervallen eine Aufzeichnung bildet, wie dies gezeigt ist.
Am Ende eines jeweiligen Aufzeichnungsintervalls werden Übersichtsdaten dazu verwendet, die Impulszählwerte zu erstellen und zu überprüfen, die einen Energiebedarf während aufeinanderfolgender Intervalle repräsentieren. Von diesen Übersichtsdaten sind solche Daten von besonderer Bedeutung, die für die dann laufend codierte Registereintragung am Ende des Aufzeichnungsintervalls repräsentativ sind. Diese codierten Registerdaten werden am Ende der Datenintervallaufzeichnung gespeichert. Die codierten Registerdaten sollten der Summe der Impulse entsprechen, die in sämtlichen aufgezeichneten Intervallen bis zum Ende der laufenden Aufzeichnung enthalten sind. Die codierte Registereintragung ist damit eine Bestätigung dafür, daß ein Energiebedarf während des Intervalls einer Aufzeichnung, gemessen durch den Impulsauslöser 48 und gespeichert im Speicher 40, allem Anschein nach richtig ist und als verläßlich angenommen werden kann.
In jedem Aufzeichnungsintervall sind auch die aktuelle Zeit der Aufzeichnung und wahlweise zusätzliche Daten enthalten, die dieser Aufzeichnung eigen und den darin enthaltenen Meßintervallen zugeordnet sind.
Ferner liefert nach Fig. 3 das FEHLERZUSTANDS-Feld Informationen, die Fehlerzuständen entsprechen, die in dem Recorder festgestellt wurden, wie ein Batterie-fast-leer-Zustand, ein Stromausfall, der länger anhält als eine vorbestimmte Zeitdauer, ein Ausfall des Zählers und dergleichen. Von besonderer Bedeutung bei einer hier offenbarten alternativen Ausführungsform ist die Übertragung einer Information, die der Tageszeit und dem Datum entspricht, bei denen solche Fehlerzustände erfaßt wurden. Die Tageszeit und das Datum des Auftretens des Batterie-fast-leer-Zustands ist insbesondere für die öffentliche Stromversorgungsstelle beim Abschätzen der Zuverlässigkeit der übertragenen Bedarfsdaten von Nutzen. Falls längere oder häufigere Stromausfälle gefolgt von einem Batterie-fast-leer-Zustand vorlagen, kann die öffentliche Stromversorgungsstelle die übertragenen Daten außeracht lassen und einen Vertreter der Versorgungsstelle zu der Kundenstelle schicken, um die Batterie auszutauschen und eine Sichtablesung der Zähler-Selbstwähltelefone vorzunehmen.
Im folgenden wird eine beispielhafte Meldung dargestellt, die von dem Zentralcomputer in Abhängigkeit von Daten erzeugt wird, die ihm von dem Recorder 10 übertragen werden. Die Daten werden kategorisch geordnet durch Impulse je Meßintervall, insgesamt aufgespeicherte Impulse innerhalb der laufenden Aufzeichnung, einen entsprechenden Bedarf in Kilowattstunden, laufend codierte Registerablesungen sowie eine auf einen Vergleich zwischen codierten Registerablesungen und Ablesungen aufgespeicherter Impulse gestützte Angabe darüber, ob die beiden innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbandes liegen und die Intervall-Impulszählwerte daher als verläßlich gelten. Intervall Impulszählwert gespeicherte Impulse Bedarf Register Überprüfen: Ja
In dem Flußdiagramm der Fig. 5a-5c ist die Programmierung in dem ROM- Speicher 42 gezeigt, die dazu vorgesehen ist, den Mikroprozessor 38 zu steuern, um Daten in dem RAM-Speicher 40 in dem in Fig. 4 gezeigten Format zu speichern und den Zentralcomputer zu steuern, um einige der Daten zu erzeugen, die in der oben erwähnten Meldung enthalten sind. Die gesamte Datenverarbeitung kann gewünschtenfalls jedoch auch bei der Kundenstelle vorgenommen werden.
In erster Linie steuert das Programm der Fig. 5a-5c den Mikroprozessor 38, um die Anzahl von Schalterschließvorgängen des Impulsauslösers 48 zu zählen, die während eines ersten Zeitintervalls Tm auftreten, wobei durch das Programm ferner der Zählwert aufgezeichnet und/oder angezeigt wird und diese Schritte für jedes Intervall für die Dauer Tr einer Aufzeichnung wiederholt werden. Mit diesem Programm werden zusätzlich Impulszählwerte für alle Intervalle der Aufzeichnung aufgespeichert, wobei diese aufgespeicherten Impulszählwerte mit einer codierten Registerablesung verglichen werden, die am Ende des Aufzeichnungsintervalls vorgenommen wurde. Entspricht der aufgespeicherte Impulszählwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzfensters der Ablesung des codierten Zählerregisters, so gelten die Impulse, die während eines jeweiligen Meßintervalls der Aufzeichnung gezählt wurden, als verläßlich.
Nach Fig. 5a wird am Anfang der Ausführung des Programms im Schritt 70 ein Zeitgeber zurückgesetzt (Schritt 72), der durch die Software in dem ROM- Speicher 42 geschaffen wird. Ein Unterprogramm "BATTERIE" (Schritt 73) wird aufgerufen, falls erforderlich, um die Batterie 28 wieder aufzuladen. Das Unterprogram wird später anhand von Fig. 6 beschrieben. Es werden nun die folgenden Softwarevariablen zurückgesetzt (Schritt 74):
M: gespeicherter Impulszählwert
r: Intervallnummer
e: Registerablesung
Die Variable m, die den Intervallimpulszählwert repräsentiert, wird als nächstes zurückgesetzt (Schritt 76).
In den Schritten 77 und 78 werden Impulse gezählt, und am Ende eines Meßintervalls TM, das im Schritt 80 bestimmt wird, wird der Intervallimpulszählwert m ausgedruckt und/oder angezeigt (Schritt 82). Dieser Impulszählwert entspricht dem Energiebedarf während des laufenden Meßintervalls.
Die Variable r, die die Intervall-Nummer repräsentiert, wird um einen Schritt erhöht (84), und nach Fig. 5b wird der Intervallimpulszählwert m zu irgendeinem zuvor aufgespeicherten Impulszählwert hinzuaddiert, der während der laufenden Aufzeichnung aufgespeichert wurde (Schritt 86). Beim gegebenen Beispiel liegt natürlich keine Impulszählwertaufspeicherung vor, da das laufende Intervall das erste Intervall einer Aufzeichnung ist.
Ist das laufende Intervall r nicht das letzte Intervall R einer Aufzeichnung (Schritt 88), so kehrt die Programmausführung zu dem Schritt 76 zurück, um den nächsten Intervallimpulszählwert zu messen und zu verarbeiten. Ist andererseits das laufende Intervall r das letzte Intervall R der Aufzeichnung, so wird die Programmausführung mit dem Schritt 90 fortgesetzt, wo das digital codierte Ausgangssignal des Zählerregisters 36 gelesen wird. Der aufgespeicherte Impulszählwert M und die codierte Registerablesung e werden nun in kompatible Einheiten Mc, Ec umgewandelt (Schritte 92 und 94).
Die laufende Zeit (z. B. vorgegeben durch einen Echtzeit-Zeitgeber, der als Teil des Mikroprozessors 38 ausgebildet ist) wird in dem Schritt 96 gelesen und zusammen mit dem Impulszählwert für jedes Meßintervall der laufenden Aufzeichnung ausgedruckt und/oder angezeigt (Schritt 98). Der aufgespeicherte Impulszählwert M wird nun mit der codierten Registerablesung Ec verglichen, um zu bestimmen, ob die beiden innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbandes k liegen (Schritt 100). Liegen die beiden Daten außerhalb der Toleranz, so wird die Kennung "Daten ungültig" oder eine ähnliche Nachricht gedruckt und/oder angezeigt (Schritt 102); andernfalls wird die Kennung "Daten gültig" (Schritt 104) gedruckt und/oder angezeigt, wobei in beiden Fällen die Ausführung des Programms im Anschluß an eine Ausführung eines wahlweisen, weiter unten zu beschreibenden Unterprogramms "ÜBERPRÜFE AUFZEICHNUNG" zu dem Schritt 74 zurückkehrt, um Daten für das nächste Aufzeichnungsintervall aufzuspeichern.
Das Programm kann auf verschiedene Weise in Abhängigkeit von dem besonderen Meldung/Anzeige-Format modifiziert werden. Beispielsweise kann ein Ausdrucken/ Anzeigen der Impulszählwertdaten während eines jeweiligen Intervalls für jedes Intervall verhindert werden, wenn der Impulszählwert während des Schrittes 100 als außerhalb der Toleranz liegend gilt. Es können zusätzliche Techniken verwendet werden, um zu bestätigen, daß die durch den Recorder 10 erhaltene Aufzeichnung verläßlich ist. Beispielsweise wird nach Fig. 5c während des Unterprogramms "ÜBERPRÜFE AUFZEICHNUNG" die Anzahl von Impulsen, die von dem Ende der vorhergehenden Aufzeichnung bis zu dem laufenden Zeitpunkt aufgespeichert wurden, summiert (Schritt 106), um eine zusammengesetzte Summe Mr zu erhalten. Diese zusammengesetzte Summe stellt die Energiebedarfsmenge an der überwachten Stelle dar, die ab dem Zeitpunkt gemessen wurde, zu dem der Test zuvor eingeleitet wurde. Im Schritt 108 wird die zusammengesetzte Summe Mr mit der zusammengesetzten Summe Mr-1 (entsprechend dem Energiebedarf bis zur laufenden Aufzeichnung, wobei diese jedoch nicht eingeschlossen ist) verglichen. Man erhält einen entsprechenden Wert, der mit der Summe M verglichen wird, die nur während der laufenden Aufzeichnung erhalten wurde. Liegt Übereinstimmung vor, so gilt die laufende Aufzeichnung als verläßlich; andernfalls wird die Kennung "ungültige Aufzeichnung" ausgedruckt und/oder angezeigt (Schritt 110), und die Ausführung des Programms kehrt zu dem Hauptprogramm zurück, das in den Fig. 5a, 5b gezeigt ist.
Anhand der Fig. 6 und 7 wird die Betriebsweise der in der Stromversorgung 66 (Fig. 2) vorgesehenen Schaltung zum Wiederaufladen der Batterie beschrieben. Gemäß der Steuerungsstrategie nach der Erfindung und unter Bezugnahme zunächst auf die Fig. 7 ist die Batterie 28 normalerweise in einem vollständig geladenen Zustand gehalten, während der Recorder 10 vom elektrischen Stromnetz oder einem Wechselstromnetz gespeist wird, indem er von der Versorgung 66 eine Erhaltungsladung It erhält die typischerweise in der Größenordnung von 0,1% der Amperstunden-Nennleistung der Batterie liegt. Die Batterie 28 wird jedoch während Perioden eines Stromausfalls oder bei einem beabsichtigten Abtrennen von dem Wechselstromnetz entladen, da die Batterie weiterhin die für einen Betrieb des Mikroprozessors 38 und die diesem zugeordneten Schaltungen erforderliche Stromversorgung bereitstellt. In beiden Fällen mißt der Mikroprozessor 38 die Zeitdauer des Stromausfalls, und bei einem Wiedereinsetzen der externen Stromversorgung berechnet der Mikroprozessor die Zeitdauer, während der der Batterie 28 ein Ladestrom Ic vorbestimmter Größe zugeführt werden muß, um diese vollständig aufzuladen. Danach beginnt zum Zeitpunkt Tc, wie in Fig. 7 gezeigt, wiederum der Erhaltungslademodus.
Nach Fig. 6 wird durch das in dem Schritt 73 aufgerufene Unterprogramm "BATTERIE" des Hauptprogramms zunächst die Netzleistung gemessen (Schritt 111), um festzustellen, ob ein Stromausfall vorliegt (Schritt 112). Liegt ein Stromausfall vor, so wird die Dauer des Ausfalls im Schritt 116 bestimmt. Die Werte der Lade-und Erhaltungsströme Ic, It, die in dem ROM-Speicher 40 vorgespeichert sind, werden gelesen (Schritt 118), und die Batterie 28 wird für die Zeitdauer Tc (Schritt 122), die während des Schrittes 120 berechnet wird, aufgeladen (Schritt 120). Danach steuert der Mikroprozessor die Versorgung 66 so, daß die Batterie 28 mit einem Erhaltungsladestrom It versorgt wird, bis wiederum ein Stromausfall festgestellt wird.
Die im Schritt 120 durchgeführte Berechnung ist eine Funktion der Dauer des Stromausfalls, des Entladestroms, der durch die Größe der Batteriespannung und die Impedanz ihrer Last bestimmt ist, und der Größe des Ladestroms Ic Aufgrund dieser Parameter ist ein Fachmann in der Lage, einen Faktor zu erstellen, mit dem die Stromausfalldauer einfach zu multiplizieren ist, um die geeignet Wiederaufladedauer Tc für einen gewählten Batterietyp zu erhalten.
Es wurde eine Festkörper-Datenaufzeichnungsvorrichtung beschrieben, die an einer Kundenstelle einzusetzen ist, um den Energieverbrauch zu überwachen, der durch einen Elektrizitätszähler wie einen Wattstundenzähler oder ein ähnliches Instrument gemessen wird. Von einem Standard-Impulsauslöser in dem Zähler erzeugte Intervallimpulse werden für jedes Meßintervall einer Aufzeichnung aufgespeichert, um für eine weitere Analyse und/oder zu Abrechnungszwecken zu einem Zentralcomputer übertragen zu werden. Die Daten werden auf zwei Ebenen überprüft. Zunächst werden während jeden Intervalls gemessene Zählwerte aufgespeichert und am Ende einer jeweiligen Aufzeichnung mit einer codierten Registerablesung verglichen. Liegt der Vergleich innerhalb eines vorbestimmten Toleranzfensters, so gelten die Intervallzählwerte als erwiesen. An zweiter Stelle werden die Differenzen zwischen den für alle Aufzeichnungen aufgespeicherten Zählwerten und den Zählwerten, die nur bis einschließlich der vorhergehenden Aufzeichnung aufgespeichert wurden, mit dem nur für die laufende Aufzeichnung aufgespeicherten Zählwert verglichen. Bei gegebener Übereinstimmung gilt die laufende Aufzeichnung als erwiesen.
Der Recorder wird von einer Batterie gespeist, die von einer mikroprozessorgesteuerten Schaltung wiederaufgeladen wird, die die Zeitdauer jedes Stromausfalls mißt und in Abhängigkeit davon die Zeitdauer berechnet, für die die Batterie wieder aufgeladen werden muß, um vollständig aufgeladen zu werden, und danach für ein Erhaltungsladen der Batterie sorgt.
Als nächstes wird eine alternative Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei der der Recorder das Auftreten eines Fehlerzustands erfaßt und diesen für eine Korrektur an den Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle überträgt. Anhand von Fig. 8 wird zunächst eine alternative Batterie-fastleer-Erfassungsschaltung 28' beschrieben, die dazu dient, das Vorliegen eines Batterie-fast-leer-Zustands zu erfassen und diesen dem Mikrocomputer 38 zu signalisieren. Nach der Erfassung des Batterie-fast-leer-Zustands durch den Computer führt der Mikrocomputer den in Fig. 10 dargestellten Schritt aus, um die laufende Tageszeit und das laufende Datum, bei denen der Batterie-fastleer-Zustand aufgetreten ist, aufzuzeichnen und, falls ein Modem in dem Datenrecorder vorgesehen ist, das Vorliegen des Zustands zusammen mit der Tageszeit und dem Datum dem Zentralcomputer der öffentlichen Versorgungsstelle zu melden.
Die Batterie-fast-leer-Erfassungsschaltung 28' erhält von der Stromversorgung 66 (Fig. 2) zwei Stromversorgungsleitungen auf Leitungen 150, eine geregelte Versorgungsspannung VREG sowie eine ungeregelte Versorgungsspannung VUNREG. Die geregelte Spannung VREG wird von dem Ausgang des Spannungsreglers in der Stromversorgungsschaltung geliefert, während die ungeregelte Spannung VUNREG vor der Spannungsreglerschaltung geliefert wird. Die Spannung VREG ist über eine Diode D1 an einen Knotenpunkt 152 angelegt, der als Ausgangspunkt der erhöhten Spannung VCMOS zur Speisung der MOS-Schaltung dient, die in der offenbarten Ausführungsform vorgesehen ist.
Zur Erfassung des Batterie-fast-leer-Zustands und zur Erhöhung der Spannung auf den für die MOS-Schaltung erforderlichen Pegel ist ein Erhöhungs- Schaltregler 155 vorgesehen. Dieser Regler 155 ist vom Typ eines MAX 630- Erhöhungsschaltreglers der Maxim Integrated Products, Sunnyvale, Kalifornien.
Die als die Hilfs-oder Zusatzstromversorgung verwendete Batterie B ist mit ihrer positiven Klemme (+) über eine Rücklaufspule L1 mit dem Rücklaufeingang LX des Schaltreglers 155 und über eine Diode D2 mit dem Knotenpunkt 152 verbunden. Es ist festzustellen, daß im Falle einer umgekehrt vorgespannten Diode D1 die Spannung VCMOS zur Speisung des Mikrocomputers und anderer Schaltkreise durch die Batterie B erzeugt wird; dies ist der Fall, wenn die Spannung VREG wie die während eines Stromausfalls unter die Abschaltspannung der Diode abfällt.
Die positive Klemme (+) der Batterie B ist über einen Widerstände R1, R2 aufweisenden Spannungsteiler auch mit dem Batterie-fast-leer-Eingang LBR des Reglers 155 verbunden. Die Werte der Widerstände R1, R2 sind so gewählt, daß an dem Eingang LBR eine Spannung unterhalb eines vorbestimmten Wertes anliegt, wenn die Spannung der Batterie B unter einen ausgewählten vorbestimmten Schwellwert abfällt, der ein immanentes Batterieversagen anzeigt. Die Anforderungen an diesen Spannungspegel sind in der vom Hersteller bereitgestellten Literatur enthalten. Beispielsweise wird bei einer 3 Volt-Batterie der interne Komparator in dem Regler 155 dann aktiv, um einen Batterie-fast-leer-Zustand anzuzeigen, wenn die Batteriespannung unter 2,4 Volt abfällt.
Ein Batterie-fast-leer-Erfassungszustand wird durch ein Signal von dem Ausgang LBD des Reglers 155 auf der Leitung 157 angezeigt. Dieses Signal wird einem Verstärker A1 zugeführt, der eine lichtemittierende Diode (LED) D3 speist, um eine sichtbare Anzeige des Batterieversagens zu liefern. Es versteht sich, daß die LED-Diode nur während solcher Zeiten zum Leuchten gebracht wird, während denen kein Stromausfall vorliegt.
Das Batterie-fast-leer-Erfassungssignal auf der Leitung 157 wird auch einem Pufferverstärker A2 als Signal AUX1 zugeführt. Das Signal AUX1 wird einem der Eingangsleitungen P0, 0 des Mikrocomputers 38 auf der Leitung 158 zugeführt, so daß der Computer das Auftreten des Batterie-fast-Leer-Zustands unter der Programmsteuerung erfassen kann. Der Verstärker A2 liefert das Batterie-fastleer-Erfassungseingangssignal AUX1, wenn er durch die Programmsteuerung freigegeben wird. Damit ist der Verstärker A2 vorzugsweise von der Art eines 14503 CMOS Dreistufen-Treibers von Motorola Inc., Phoenix, Arizona oder dergleichen. Der Verstärker A2 wird unter der Programmsteuerung auf die Abgabe eines Signals von dem NAND-Glied 161 auf der Leitung 160 hin freigegeben. Die Eingangssignale für das NAND-Glied 161 werden von einer dem Mikrocomputer 38 zugeordneten Adressierschaltung auf den Leitungen 162 geliefert: Der A0-Adreßleitung und einem Chip-Auswahlsignal CS. Der Aufbau einer Adressier- und Chipauswahlschaltung für eine Mikrocomputerschaltung liegt im Bereich des fachmännischen Könnens. Es wird daher davon ausgegangen, daß der Mikrocomputer 38 das Eingangssignal AUX1 unter der Steuerung des Programms lesen kann und damit das Auftreten des Batterie-fast-leer-Zustands erfassen kann.
Mit einem PNP-Transistor T1 und Widerständen R3, R4 werden Mittel bereitgestellt, um den Regler 155 abzuschalten und eine Batteriestromentnahme zu vermeiden, während eine Wechselstromversorgung eingeschaltet ist. Wird der Knotenpunkt zwischen R3 und R4 durch VUNREG über VCMOS gezogen, so schaltet T1 ein, wodurch die Spannung an dem Eingang VFB des Reglers 155 ansteigt. Damit wird der Regler abgeschaltet. Die Widerstände R3, R4 sind so gewählt, daß das Abschalten bei einer gewünschten besonderen Spannung VUNREG erfolgt.
Im Zusammenhang mit Fig. 9 wird als nächstes das bevorzugte Softwareprogramm beschrieben, das bei der oben beschriebenen alternativen Ausführungsform verwendet wird, um das Auftreten des Batterie-fast-leer-Zustandes zu erfassen und darauf zu reagieren. Es versteht sich, daß der Mikrocomputer 38 eine primäre Programmablaufschleife enthält, bei der verschiedene Unterprogramme verwendet werden, um die oben und im folgenden beschriebenen Funktionen auszuführen. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden Impulse von der Stromversorgung 66 (Fig. 2) bei der Netzfrequenz von 60 Hertz (Hz) dem Interrupt (INT)-Eingang des Mikrocomputers 38 zugeführt. Für den Fachmann ergibt sich daher, daß jeder 60Hz-Versorgungsnetzzyklus den Mikrocomputer veranlaßt, ein Interruptbedienungsprogramm auszuführen, das die Tatsache des Auftretens eines 60 Hz-Zyklus registriert, weitere Eingangssignale für den Mikrocomputer überprüft und weitere Datenverarbeitungsaufgaben übernimmt, wie dies hier beschrieben ist.
Es ist festzustellen, daß die als nächstes zu beschreibende Folge von Schritten auf den Interrupt hin ausgeführt wird, der durch den 60 Hz-Zyklus erzeugt wird. Zunächst werden anhand von Fig. 9 die Schritte zur Erfassung des Auftretens des Batterie-fast-leer-Zustands beschrieben. Zunächst ist festzustellen, daß der Mikrocomputer 38 Befehle von dem Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle empfangen kann, wenn die Verbindung zwischen dem Zentralcomputer und dem Mikrocomputer 38 über Telefonleitungen durch ein Modem 56 hergestellt sind. Bei der jetzt beschriebenen alternativen, bevorzugten Ausführungsform ist es erforderlich, daß ein wiederholte Signalisierung des Batterie-tast-leer-Zustands vermieden wird.
Entsprechend ist ein mit AUXENB bezeichnetes Software-Markierungszeichen für "hilfsweise Freigeben" vorgesehen, das nur auf einen Befehl von dem Zentralcomputer hin gesetzt wird. Dieses Markierungszeichen wird von dem Zentralcomputer nur gesetzt, wenn eine Überwachung auf einen Batterie-fast-leer-Zustand hin erfolgen soll.
Damit besteht die erste von dem Mikrocomputer 38 auf den Eintritt in dieses Programm hin durchgeführte Überprüfung in dem Schritt 200 darin, das Markierungszeichen AUXENB zu überprüfen. Wurde dieses Markierungszeichen nicht durch den Zentralcomputer gesetzt, so wird das Programm der Fig. 9 verlassen, wodurch eine Anzeige des Batterie-fast-leer-Zustands vermieden wird.
Ist das Markierungszeichen AUXENB gesetzt, so liest der Mikrocomputer das Eingangssignal AUX1, das, worauf nochmals hingewiesen wird, einer Anzeige des Batterie-fast-leer-Fehlerzustands entspricht. Wurde kein Batterie-fast-leer- Zustand erfaßt (Schritt 202), so wird dieses Programm verlassen. Wurde jedoch ein Batterie-fast-leer-Zustand erfaßt, so werden die aktuelle Tageszeit und das aktuelle Datum in einer mit LOBAT-ZEIT bezeichneten Speicherstelle gespeichert (Schritt 203). Dann wird das Markierungszeichen AUXENB zurückgesetzt, und ein Software-Markierungszeichen LOBAT, das den Batterie-fast-leer-Zustand signalisiert, wird gesetzt (Schritt 204). Automatisch wird der Batterie-fastleer-Indikator LED D3 zum Leuchten gebracht, vorausgesetzt, daß eine Versorgung durch die Wechselstromnetzquelle erfolgt.
Ist das Datenregisterrecordersystem mit einem Modem ausgestattet, so kann das Programm den hier als COMM bezeichneten Verbindungsmodul aufrufen, um so eine Verbindung einzuleiten, um dem Zentralcomputer den Batterie-fast-leer-Zustand mitzuteilen (Schritt 206). Alternativ kann der Batterie-fast-leer-Zustand als eine weitere Art von Fehlerzustand behandelt werden, und es können die Schritte der Fig. 10 durchgeführt werden. Andernfalls werden die Tageszeit und das Datum des Auftretens des Batterie-fast-leer-Zustand gespeichert gehalten, bis die Daten durch das tragbare Daten-Wiedergabe/Aufzeichnungs-Gerät 32 gelesen werden.
Es ist festzustellen, daß Informationen, die der Tageszeit und dem Datum des Auftretens des Batterie-fast-leer-Zustands entsprechen, den Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle in die Lage versetzen, das Auftreten des Batterie-fast-leer-Zustands mit Stromausfällen in Verbindung zu bringen, die zeitlich nahe dem Batterie-fast-leer-Zustand aufgetreten sind. Vorteilhafter Weise kann daher die öffentliche Stromversorgungsstelle die Zuverlässigkeit der Bedarfsdaten aufgrund der Zeitdifferenz zwischen dem Empfang der Bedarfsdaten, dem Auftreten des Batterie-fast-leer-Zustands und der Anzahl und Länge der eventuell aufgetretenen Stromausfälle bestimmen.
Als nächstes kann nach Fig. 10 der Mikrocomputer 38 auf das Abschließen der in Fig. 9 gezeigten Schritte hin Schritte zur Einleitung einer Verbindung mit dem Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle in Abhängigkeit von der Erfassung weiterer Fehlerzustände durchführen, wobei diese Schritte als HEIMANRUF-Programm bezeichnet sind. Wie zuvor bereits beschrieben, wird es als ein Fehlerzustand angesehen, wenn ein Stromausfall aufgetreten ist oder der elektrische Energiebedarf des Kunden, wie durch die KYZ-Impulse angezeigt, auf Null zurückgeht. Natürlich kann der elektrische Energiebedarf aus verschiedenen Gründen einschließlich zu Wartungszwecken oder dergleichen regelmäßig eingeplanter Ausfälle Null sein; regelmäßig eingeplante Ausfallzeiten sind der Zentralstelle jedoch im voraus bekannt. Überdies sind Stromausfälle von einigen wenigen Zyklen in vielen öffentlichen Stromversorgungen nicht ungewöhnlich, wobei diese auf Schaltvorgänge in einem Umspannwerk und einer Generatoreinrichtung zurückzuführen sind. Hält ein Stromausfall jedoch länger als eine bestimmte Zeitdauer, z. B. eine Stunde, an, so ist es sehr wahrscheinlich, daß der Ausfall auf einen Fehlerzustand zurückgeht.
Bei der bevorzugten Ausführungsform werden daher Steuerprogramme für eine Erfassung von aktuellen Stromausfällen und Störungen in der elektrischen Zähleinrichtung unterhalten. Wie bereits erwähnt, werden die beschriebenen Programmschritte auf einen Interrupt hin ausgeführt, der durch die 60 Hz- Netzfrequenz erzeugt wird. Am Ende eines jeweiligen interruptgesteuerten Programms wird ein Zeitgeber in Gang gesetzt, um die Zeit bis zum nächsten 60 Hz-Interrupt zu messen.
Zusätzlich enthält der Mikrocomputer 38 einen internen Takt oder Zeitgeber zu Zwecken der Zeitmessung. Da viele der Programme von einer Ausführung bei einer Ausführungsfrequenz von etwa 60 Hz abhängig sind, kann ein Stromausfall für den Programmablauf schädlich sein. So löst der interne Takt oder Zeitgeber automatisch einen Interrupt oder Sprung bei einem vorbestimmten Zeitinterval aus, das etwa gleich der 60 Hz-Netzfrequenz ist (etwas länger, um Toleranzen zu berücksichtigen); der interne Interrupt wird gesperrt, wenn der 60 Hz-Netz- Interrupt wie erwartet auftritt. Nach dem Empfang eines Impulses KYZ wird auch ein Intervallzeitgeber gesetzt, um das Auftreten des nächsten KYZ-Impulses innerhalb eines vorbestimmten Zeitfensters zu erfassen.
Unter Berücksichtigung dieses Sachverhaltes besteht der erste Schritt (Schritt 210) der Fig. 10 darin, jeweils den Inhalt des internen 60 Hz-Zeitgebers und des äußeren Zeitgebers sowie des KYZ-Zeitgebers auszulesen. Der interne 60 Hz-Zeitgeber entspricht dem internen Takt, während der externe Zeitgeber die Intervalle zwischen 60 Hz-Interrupten mißt. Der KYZ-Zeitgeber mißt die Intervalle zwischen KYZ-Impulsen. Ein Stromausfall wird angezeigt (Schritt 212), wenn eine Zeit größer als 1/60 Sekunden plus X seit dem letzten 60 Hz-Interrupt verstrichen ist (wobei X ein vorbestimmter Zeitwert ist, der Frequenztoleranzen berücksichtigt). Bei einer Zeitdauer größer als 1/60 Sekunden plus X ist ein Stromausfall aufgetreten, und es wird ein als AUSFALL bezeichnetes Markierungszeichen gesetzt (Schritt 213), das den Stromausfall anzeigt. Demnach kann ein Stromausfall genau erfaßt werden, da die Kombination der internen und externen Zeitsteuerung sicherstellt, daß durch die 60 Hz-Netzfrequenz verursachte Interrupte erfaßt und dazu verwendet werden, die Zeitsteuerungsprogramme zurückzusetzen, wobei jedoch dann, wenn zuviel Zeit bis zum nächsten Zyklus verstrichen ist (plus ein Toleranzwert), der Ausfallfehlerzustand angezeigt wird.
In gleicher Weise wird die seit dem letzten KYZ-Impuls verstrichene Zeit überprüft (Schritt 215). Ist mehr als eine vorbestimmte Zeit verstrichen, nämlich Y Sekunden; dann liegt ein Fehlerzustand wie eine Störung in dem Zähler vor, wodurch das Auftreten von KYZ-Impulsen verhindert wurde. In dieser Situation wird ein als IMPULSE bezeichnetes Fehlerzustands-Markierungszeichen gesetzt (Schritt 217); andernfalls wird das Programm verlassen.
Als nächstes wird der Fehlerzustand zu dem Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle übertragen. Die IMPULSE-, AUSFALL- und LOBAT- Markierungszeichen werden überprüft (Schritt 220), und falls irgendeines dieser Markierungszeichen gesetzt ist, wird das Modem, falls vorhanden, in Betrieb gesetzt, und der Fehlerzustand wird dem Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle gemeldet (Schritt 221).
Es ist nun festzustellen, daß das Vorliegen des Fehlerzustands erfaßt und gemeldet wird, so daß eine fast leere Batterie ersetzt werden kann, ein fehlerhafter Zähler repariert oder ersetzt werden kann oder weitere Schritte auf einen Stromausfall hin unternommen werden können.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist festzustellen, daß die Erfindung auch mit der Schaffung einer "Übersteuerungs"-Funktion für den Datenrecorder befaßt ist, so daß der Datenrecorder Befehle von dem Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle zu anderen Zeiten als der normalen Datenladungszeit empfangen kann. Aus der obigen Darstellung ergibt sich auch, daß der normale Betrieb der beschriebenen Ausführungsform darin besteht, eine Verbindung zu dem Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle während "Nichtaufgelegt"-Zeiten einzuleiten, wenn es am wenigsten wahrscheinlich ist, daß die Kunden-Telefonleitung benutzt wird. Der Mikrocomputer kann nur dann Befehle von dem Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle empfangen, wenn eine Verbindung hergestellt wurde, nachdem das System den Verbindungsaufbau eingeleitet hat. Wie als nächstes beschrieben wird, sind bei der alternativen Ausführungsform Mittel zum Übersteuern des normalen Betriebs vorgesehen.
Die zur Übersteuerung des normalen Betriebs des Datenrecorders verwendete grundlegende Technik besteht darin, eine vorbestimmte Anzahl von Anrufen zu erfassen, die über die Telefonleitung eingehen. Diese vorbestimmte Anzahl wird gewöhnlich als eine Anzahl von Anrufen gewählt, die über der liegt, auf die normale Personen antworten, z. B. 12 oder mehr Anrufe.
Vorzugsweise wird die Verbindung durch den Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle eingeleitet, wenn die Kundeneinrichtungen erwartungsgemaß unbesetzt sind, so z. B. während der späten Abendstunden. Natürlich kann das Zentralcomputersystem in dem Fall, daß das Telefon durch eine Person bereits vor der angegebenen Anzahl von Anrufen beantwortet wird, erfassen, daß eine Verbindung nicht hergestellt wurde und zu einem späteren Zeitpunkt wieder versuchen, die Verbindung herzustellen.
Entsprechend besteht der erste durch den Mikrocomputer 38 durchzuführende Schritt in Fig. 11 darin, die Anzeige eines Anrufzustands auf der Telefonleitung festzustellen (Schritt 230). Bekanntlich besitzen die meisten handelsüblichen Modems hierzu einen Anruferfassungsausgang. Wird kein Anrufzustand festgestellt, so werden die restlichen Schritte in Fig. 11 natürlich nicht ausgeführt, und das Programm wird verlassen. Wird ein Anrufzustand festgestellt, so wird eine als ANRUFZEITGEBER bezeichnete Zeitgebervariable für ein Messen der Zeit zwischen Anrufen gesetzt (Schritt 231). Ein Zählwert der Anzahl von Anrufen wird schrittweise erhöht, indem hierzu eine als ANRUFZÄHLER bezeichnete Variable schrittweise erhöht wird (Schritt 233).
Mit dem Überprüfen der ANRUFZEITGEBER-Variablen (Schritt 235) wird dann, wenn mehr als m Sekunden, nämlich 10, seit dem letzten Anruf vergangen sind, angezeigt, daß über die Telefonleitung nun ein darauffolgender, zweiter Anruf empfangen wird, und der ANRUFZÄHLER wird zurückgesetzt, um wieder mit der Zählung von Anrufen in Erwartung einer Nachricht von dem Zentralcomputer zu beginnen (Schritt 237). Dadurch wird sichergestellt, daß aufeinanderfolgende, einen geringen Abstand voneinander aufweisende Anrufe über die Telefonleitung nicht zu einer Verbindung mit dem Datenrecordermodem führen, wenn tatsächlich ein Anruf für den Kunden über die Telefonleitung empfangen wird.
Sind nach dem Schritt 235 nicht mehr als m Sekunden seit dem letzten Anruf verstrichen, so wird der ANRUFZEITGEBER für eine Messung der Zeit zwischen Anrufen von neuem gestartet (Schritt 240). Dies erfolgt in Erwartung eines Wiedereintritts in das Programm und einer Überprüfung in dem Schritt 235 beim nächsten Durchlauf. Der Wert des ANRUFZÄHLERS wird überprüft, und falls der ANRUFZÄHLER eine vorbestimmte Anzahl N erreicht hat, z. B. zwölf oder mehr (Schritt 242), wird die Telefonleitung von dem Modem bedient (Schritt 245), und die Verbindungen zwischen dem Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle und dem Mikrocomputer 38 werden hergestellt. Wurde keine ausreichende Anzahl N von Anrufen gezählt, so wird das Programm verlassen, wobei die Variablen für den nächsten Durchgang durch das Programm gesetzt werden, um festzustellen, ob auf das Telefon zu reagieren ist.
Es ist nun festzustellen, daß die oben beschriebene Schrittfolge den Datenrecorder in die Lage versetzt, jederzeit Befehle von dem Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle empfangen zu können, z. B. für Ladesteuerbefehle für ein Programmladen. Enthält der Zähler/Datenrecorder Relaissteuerschaltungen, wie dies bei 55 in Fig. 2 angedeutet ist, so kann der Mikrocomputer diese Relais betätigen, um für Spitzenlast-Steuerfunktionen einen Lastabbau zu steuern.
Anhand von Fig. 12 wird nun ein Programm beschrieben, das die beschriebene alternative Ausführungsform in die Lage versetzt, über einen weiten Bereich von KYZ-Impuls-Eingangsfrequenzen und variablen Intervallenlängen arbeiten zu können. Wie oben erörtert, bestand ein Problem bei Datenrecordern für den elektrischen Energiebedarf darin, einen einzigen Recorder bereitzustellen, der über einen weiten Bereich von Kundenverbrauchsraten arbeiten kann. Es ist natürlich festzustellen, daß geringe elektrische Verbrauchsraten zu niedrigen Frequenzen von KYZ-Impulsen führen, während demgegenüber ein hoher Verbrauch zu hohen Frequenzen von KYZ-Impulsen führt. Bei Anwendungen mit hohem Verbrauch hat sich gezeigt, daß die Speicherkapazität eines Festkörper-Recorders schnell erschöpft ist. Überdies können unterschiedliche Kunden einer öffentlichen Stromversorgungsstelle unterschiedliche Meßintervalle erfordern. Während die Kosten bei Festkörper-Speichern rasch gefallen sind, ist die Neuentwicklung der Hardware zur Verwendung neuer Schaltungen für eine Kompensation von variablen Intervallängen oder von hohen KYZ-Impuls-Frequenzen kostspielig, und sie erfordert eine Veränderung der bestehenden Kundeneinrichtung.
Entsprechend einem Aspekt der Erfindung wird die KYZ-Eingangsfrequenz in Übereinstimmung mit Befehlsanweisungen durch den Zentralcomputer skaliert, oder alternativ durch das Setzen von programmierbaren, in dem Recorder 10 vorgesehenen Schaltern. Entsprechend ist festzustellen, daß ein Register oder Speicherplatz in dem Mikrocomputer 38 vorgesehen ist, um Daten aufrechtzuerhalten, die die Konfiguration des Recorders angeben. Dieses Register kann ein Speicherplatz sein, der aus der Ferne durch den Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle über die Verbindungsleitung geladen werden kann, oder es kann alternativ eine DIP-Schaltbank vorgesehen sein, die unter der Programmsteuerung durch den Mikrocomputer 38 ausgelesen werden kann. In jedem Fall enthält das Konfigurationsregister einen Divisor, der dazu verwendet wird, die Eingangsfrequenz zu skalieren.
Beginnend mit dem Schritt 250 in Fig. 12 besteht der erste Schritt darin, das Konfigurationsregister auszulesen, um den Divisor zu erhalten. Auf das Auftreten des KYZ-Impulses hin wird eine mit KYZZÄHLWERT bezeichnete Variable nach jedem Auftreten des KYZ-Impulses schrittweise erhöht (Schritt 251). Ist KYZZÄHLWERT gleich dem Divisor (Schritt 253), so wird eine mit RATENZÄHLWERT bezeichnete Variable schrittweise erhöht und KYZZÄHLWERT wird zurückgesetzt (Schritt 255). Die Variable RATENZÄHLWERT stellt dann die Anzahl der Auftritte der KYZ-Impulse dar. Da der durch den Divisor repräsentierte Teilungsfaktor dem Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle entweder dadurch bekannt ist, daß dieser den Divisor aus der Ferne programmiert hat oder durch die Konfigurationsinformation, die dem Zentralcomputer zu einer Einstellzeit geliefert wurde, wenn Konfigurationsschalter verwendet werden, ist es eine einfache Angelegenheit, den Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle für eine Verarbeitung der Aufzeichnung von Bedarfsdaten zu programmieren, die als eine skalierte Aufzeichnung vorliegt, die eine höhere Benutzungsrate repräsentiert. Es ist daher festzustellen, daß es die vorhergehenden Schritte gestatten, daß der Zähler in Kundeneinrichtungen verwendet wird, die weitreichende Bedarfsraten hinsichtlich der von einer öffentlichen Stromversorgungsstelle zu liefernden elektrischen Energie aufweisen, ohne daß dabei eine unterschiedliche Hardware erforderlich ist. Es ist auch festzustellen, daß der in dem Konfigurationsregister gespeicherte Divisor durch den Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle in Abhängigkeit davon geändert werden kann, daß sich bei einem Kunden der elektrische Energieverbrauch ändert, und zwar durch eine Änderung des Divisors mit einem Befehl während einer Verbindung zwischen dem Datenrecorder und dem Zentralcomputer.
Es ist nun festzustellen, daß eine Festkörper-Datenaufzeichnungsvorrichtung beschrieben wurde, die an einer Kundenstelle zu installieren ist, um den Energieverbrauch zu überwachen, der durch den Elektrizitätszähler gemessen wird, wobei die Vorrichtung dazu dient, Fehlerzustände wie Stromausfälle, einen Batterie-fast-leer-Zustand und dergleichen beim Betrieb des Zählers oder Recorders festzustellen, und dazu, das Vorliegen des Fehlerzustandes dem Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle mitzuteilen. Es werden auch Informationen gespeichert, die der Tageszeit und dem Datum entsprechen, bei denen der Fehlerzustand aufgetreten ist, um eine Bewertung der Zuverlässigkeit der Kundenverbrauchsdaten-Aufzeichnung zu erleichtern. Ferner wurde ein System zum Aufspeichern von Energiebedarfsdaten von einem entfernten Elektrizitätszähler beschrieben, das Steuerbefehle von einem Zentralcomputer empfängt, bei denen es sich um einen KYZ-Impulsfrequenz-Skalierungsdivisor oder einen Befehl handeln kann, um das System in die Lage zu versetzen, einen Batterie-fast-leer-Zustand zu erfassen. Darüber hinaus reagiert das beschriebene System auf eine durch den Zentralcomputer der öffentlichen Stromversorgungsstelle eingeleitete Verbindung, um Befehle zu anderen Zeiten als vorprogrammierten Verbindungszeiten zu empfangen, und zwar zu dem Zweck, Fernbefehle zu liefern oder zum Laden von Kundenbedarfsdaten.

Claims

1. Vorrichtung zum Aufspeichern von Energiebedarfsdaten von einem entfernten Elektrizitätszähler der Art, die wenigstens ein Register aufweist, das den aufgespeicherten Bedarf anzeigt und der Bedarfsrate entsprechende Impulse erzeugt, mit Speichermitteln zum Speichern von Bedarfsdaten, die einem aufgespeicherten Bedarf während vorbestimmter Zeitintervalle entsprechen; Mitteln (38) zur Erfassung von Impulsen, die von dem Zähler erzeugt werden und Mitteln (38) zum Zählen der Impulse, die von den Erfassungsmitteln während eines vorbestimmten Meßintervalls erfaßt werden, um die Bedarfsdaten zu erzeugen, gekennzeichnet durch Mittel (38), um in dem Speicher am Ende der vorbestimmten Meßintervalle eine codierte Darstellung der Ablesung des Zählerregisters zu speichern, Mittel (20, 56) zur Übertragung gespeicherter Bedarfsdaten von den Speichermittein zu einem Zentralcomputer über eine Telephonleitung während periodischer Zeitintervalle,

Fehlerzustandserfassungsmittel (28) zur Erfassung des Vorliegens eines Zählerfehlerzustands in dem System, und

auf den Fehlerzustand reagierende Mittel (38) zur Übertragung einer diesem Fehlerzustand entsprechenden Information zu dem Zentralcomputer über die Telephonleitung.

2. Vorrichtung nach Anbruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerzustand durch Vergleichen der Anzahl von während der Meßintervalle erfaßten Impulse mit den codierten Darstellungen der Ablesung des Zählerregisters erhalten wird, und daß ferner Zeitgebermittel (77, 78) vorgesehen sind, die auf Impulse reagieren, die durch die Erfassungsmittel erfaßt werden, um den Fehlerzustand in Abhängigkeit von dem Fehlschlag durch die Erfassungsmittel anzuzeigen, um einen Impuls innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode zu erfassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2

dadurch gekennzeichnet, daß das System eine zusätzliche Batteriestromversorgung (28; 28') enthält, bei der der Fehlerzustand einem Zustand der zusätzlichen Batteriestromversorgung entspricht, bei der die Batterie fast leer ist, und daß ferner folgendes vorgesehen ist:

auf eine fast leere Batterie ansprechende Schaltungsmittel (28), um zu erfassen, daß die Ausgangsspannung der zusätzlichen Batteriestromversorgung unter einen vorbestimmten Schwellwert abfällt und zum Liefern eines Batteriefast-leer-Signals, um den Fehlerzustand zu signalisieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Taktmittel zur Aufrechterhaltung von Zeitdaten, die der aktuellen Tageszeit und dem aktuellen Datum entsprechen, und durch Speichermittel zum Speichern von Zeitdaten, die der Tageszeit und dem Datum entsprechen, bei denen die auf eine fast leere Batterie ansprechenden Schaltungsmittel das Batterie-fast-leer-Signal liefern, und durch Übertragungsmittel, die die gespeicherten Zeitdaten zu dem Zentralcomputer übertragen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerzustand einem Stromausfall entspricht, und daß darüber hinaus Ausfallerfassungsmittel vorgesehen sind, um das Auftreten eines Stromausfalls zu erfassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfallerfassungsmittel folgendes enthalten:

auf die Stromleitungsfrequenz ansprechende Mittel zur zeitlichen Bestimmung der Intervalle zwischen Stromleitungszyklen, und Mittel, die ansprechen, um ein Stromausfallsignal in Abhängigheit von dem Versagen der Zeitbestimmungsmittel zu liefern, um einen Stromleitungszyklus innerhalb einer vorbestimmten maximalen Zeitperiode zu erfassen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Zeitperiode einer vorbestimmten Anzahl n von Stromleitungszyklen entspricht, wodurch Stromausfälle, die kürzer als eine besondere vorbestimmte Zeit sind, keine Anzeige eines Stromausfalls bewirken.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel (20, 56) für ein automatisches Anwählen des Zentralcomputers auf ein Batterie-fast-leer-Signal hin ausgelegt sind.

9. Vorrichtung zum Speichern von Energiebedarfsdaten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Befehlsmittel (230) zum Empfangen von Steuerbefehlen von einem Zentralcomputer über die Telefonleitung.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Freigabemittel vorgesehen sind, um die auf eine fast leere Batterie ansprechenden Schaltungsmittel in Betrieb zu setzen, und daß die Freigabemittel auf einen von den Befehlsmitteln empfangenen Befehl reagieren, um die auf eine fast leere Batterie ansprechende Schaltung in Betrieb zu setzen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabemittel (AUXENB) durch das Batterie-fast-leer-Signal außer Betrieb gesetzt werden, wodurch die auf eine fast leere Batterie ansprechende Schaltung erst bei Vorliegen eines neuen Befehls von der Zentralcomputereinrichtung wieder in Betrieb gesetzt wird, um die auf eine fast leere Batterie reagierende Schaltung in Betrieb zu setzen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlsmittel Telephonanruferfassungsmittel (231, 235, 240, 242) enthalten, um einen Anrufzustand auf der Telephonleitung zu erfassen, und Mittel aufweisen, die auf die Anrufbedingung reagieren, um auf die Telephonleitung erst zu reagieren, nachdem der Anrufzustand für eine vorbestimmte Zeitdauer aufrechterhalten wurde.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch Mittel (235) zur Erfassung eines neuen Anrufs, um die vorbestimmte Zeitdauer auf die Erfassung einer Zeitperiode hin von neuem auszulösen, die eine zweite vorbestimmte Zeitdauer zwischen den Anrufen überschreitet.

14. Vorrichtung zum Aufspeichern von Energiebedarfsdaten gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Skalierungsmittel (250), die auf Impulse reagieren, die von den Erfassungsmitteln (38) erfaßt werden, um einen skalierten Zählwert zu liefern, der einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen während eines ersten vorbestimmten Meßintervalls entspricht,

und Mittel (30), die auf den skalierten Zählwert während eines zweiten vorbestimmten Meßintervalls ansprechen, um die Bedarfsdaten zu erzeugen, wobei die Bedarfsdaten einer Mehrzahl dieser Impulse entsprechen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch selektiv variierbare Skalierungsvorgabemittel, um die vorbestimmte Anzahl von Impulsen einzustellen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalierungsvorgabemittel durch den Zentralcomputer eingestellt werden.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalierungsvorgabemittel durch Schaltermittel eingestellt werden, die dem System wirksam zugeordnet sind.