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JPH05232143A - System for monitoring power consumptions of plurality of local stations from central station - Google Patents

System for monitoring power consumptions of plurality of local stations from central station

Info

Publication number
JPH05232143A
JPH05232143A JP23650992A JP23650992A JPH05232143A JP H05232143 A JPH05232143 A JP H05232143A JP 23650992 A JP23650992 A JP 23650992A JP 23650992 A JP23650992 A JP 23650992A JP H05232143 A JPH05232143 A JP H05232143A
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JP
Japan
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line
printed circuit
current
energy
station
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JP23650992A
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Japanese (ja)
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JP3437591B2 (en
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David M Oravetz
マイケル オラベッツ デビッド
Robert T Elms
トレィシー エルムズ ロバート
Joseph C Engel
チャールス エンゲル ジョセフ
Frank Klancher
クランチャー フランク
Thomas J Kenny
ジョセフ ケニー トーマス
Owen Peterson Clyde
オーウェン ピーターソン クライデ
A Mueller Dennis
アーミン ムエラー デニス
Burns Bell Richard
バーンズ ベル リチャード
L Cather Robert
リー キャサー ロバート
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R11/00Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
    • G01R11/02Constructional details

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a monitoring system with a personal computer to instantaneously confirm individual consumption energies of a plurality of local users existing rear of the meters of an electric power company to indicate total consumption energy from a master line. CONSTITUTION: A personal computer(PC) monitors the energies consumed by a plurality of local users by using a two-way communication line (INCOM) to form individual bills for the users existing rear of a meter. The user stations store total energy by a command from the PC, and then the PC retrieves the values addressed and stored in respective stations and forms bills. To sense the voltage and current, a back pack unit(BPU) is directly mounted at the circuit breaker(CB) of each distribution board of the station, and plugged in. The each unit has two printed circuit boards (PCBA, PCBB).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の技術分野】本発明は電気的負荷の負荷管理に
係わり、特に幹線からの総消費エネルギーを計算する目
的で電力会社が設置したメーターの後方に存在する複数
のロケーションにおける各ユーザーの個別的消費エネル
ギーを瞬時に確認するためのパソコンによるモニター・
システムに係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to load management of electric loads, and more particularly to individual users at a plurality of locations behind a meter installed by an electric power company for the purpose of calculating total energy consumption from a main line. Monitor with a personal computer to instantly check the energy consumption
Involved in the system.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力会社は主配電線と、需要者が電力を
消費するロケーション、例えば工場、住宅、店舗、オフ
ィス、集合住宅などとの接続部に少なくとも1つのメー
ターを設置することにより、感知された電圧及び電流に
基づいて主AC線から引き出されたキロワット量を総合
的にモニターし、実需要に応じて需要者に請求書を発行
できるように消費エネルギーを計算するのが普通であ
る。最近、電力会社が設置するメーターの後方に存在す
る各ユーザーの個別ロケーションにおける個別消費量を
需要者レベルで測定することにより、各ユーザー、例え
ば居住者、テナント、作業場における各職人、商店主な
どの間で請求書を分割し、コストを公平に配分する方法
が提案されている。
2. Description of the Related Art Electric power companies detect by installing at least one meter at the connection between a main distribution line and a location where a consumer consumes electric power, such as a factory, a residence, a store, an office, or an apartment complex. It is customary to comprehensively monitor the amount of kilowatts drawn from the mains AC line based on the voltage and current drawn and calculate the energy consumption so that the customer can be billed according to the actual demand. Recently, by measuring the individual consumption at the individual location of each user located behind the meter installed by the electric power company at the consumer level, each user, for example, a resident, a tenant, a craftsman at a workplace, a store owner, etc. A method has been proposed in which the invoices are divided among them and the costs are evenly distributed.

【0003】米国特許第4,168,491号明細書
は、共通の建物に属する複数のユーザーが消費するエネ
ルギー需要の制御方式を開示している。ここでは所定の
限界を超えるユーザーの消費を停止させるのがその目的
である。このため、限界を超えると、中央ロケーション
がグループに属するすべてのユーザーへの電力の供給を
周期的に、または一定期間に亘って停止するか、あるい
はユーザーへスイッチを切るように通告する。
US Pat. No. 4,168,491 discloses a method of controlling energy demand consumed by a plurality of users belonging to a common building. The purpose here is to stop the consumption of users exceeding a predetermined limit. Thus, when the limit is exceeded, the central location periodically shuts down the power supply to all users belonging to the group, or for a period of time, or notifies the users to switch off.

【0004】多ユニット宿泊施設のような複数の電気的
負荷を遠隔制御し、消費電力を感知することにより所定
レベルを超過した負荷への給電を絶つことは米国特許第
3,937,978号明細書から公知である。
It is known from US Pat. No. 3,937,978 to remotely control a plurality of electric loads such as a multi-unit accommodation facility and sense power consumption to cut off power supply to loads exceeding a predetermined level. It is known from the book.

【0005】それぞれローカル受信機及び負荷リミッタ
ーを有する複数の設備に対してコンピューター負荷セン
ターから送信機で、プログラムによりピーク負荷を減少
させるべく負荷をモニターすることは米国特許第3,9
06,242号明細書から公知である。
For multiple installations each having a local receiver and a load limiter, a computer load center at the transmitter to programmatically monitor the load to reduce peak load is described in US Pat.
It is known from 06,242.

【0006】米国特許第4,090,062号明細書
は、それぞれ局部制御装置及び中間スイッチを有するヒ
ーターや電気器具などを備えた住宅やビルのためのエネ
ルギー需要コントローラーを開示している。
US Pat. No. 4,090,062 discloses an energy demand controller for a house or building that includes a heater, an electric appliance, etc., each having a local controller and an intermediate switch.

【0007】米国特許第4,100,426号明細書に
よると、所与の設備のそれぞれの負荷と連携する標準パ
ッケージの一部であるプラグイン・モジュールによって
負荷制御が行われる。
According to US Pat. No. 4,100,426, load control is provided by a plug-in module which is part of a standard package associated with the respective load of a given installation.

【0008】米国特許第4,206,443号明細書
は、遠隔のマスター・コントローラー及びモニター装置
が単一の制御入力端子において保護のため負荷の切り離
しを行なう技術を開示している。
US Pat. No. 4,206,443 discloses a technique in which a remote master controller and monitor device provides load disconnect for protection at a single control input terminal.

【0009】米国特許第4,874,926号明細書
は、個々の電熱素子に達する住居内配電線に設けた住居
用遮断器の下流または出口側付近に配置した低電圧熱電
リレーの利用を開示している。
US Pat. No. 4,874,926 discloses the use of a low voltage thermoelectric relay located downstream or near the exit side of a residential circuit breaker on a residential distribution line that reaches the individual heating elements. is doing.

【0010】米国特許第4,164,719号明細書
は、ローカル負荷と電力引込み口の間の通常の遮断器に
管理モジュールを組込んだ負荷管理方式を開示してい
る。
US Pat. No. 4,164,719 discloses a load management scheme which incorporates a management module in a conventional circuit breaker between a local load and a power inlet.

【0011】米国特許第4,178,572号明細書
は、給電用の負荷遮断器を有する分電盤に取り付けられ
るように構成した接触器遮断器を開示している。
US Pat. No. 4,178,572 discloses a contactor circuit breaker adapted to be mounted on a distribution board having a load circuit breaker for power supply.

【0012】米国特許第4,308,511号明細書
は、通信ラインにより接続された電気エネルギー・メー
ター及びマスター制御送信機と連携する、電子パッケー
ジ及び遠隔制御スイッチを含む負荷管理用遮断器に係わ
る。
US Pat. No. 4,308,511 relates to a load management circuit breaker including an electronic package and a remote control switch, associated with an electrical energy meter and a master control transmitter connected by a communication line. ..

【0013】米国特許第4,806,855号明細書
は、送電ラインを評価するためのシステムに係わる。こ
のシステムは遠隔通信リンクを介してコンピューターへ
多重送信する電流センサー/送信機を含む。
US Pat. No. 4,806,855 relates to a system for evaluating transmission lines. The system includes a current sensor / transmitter that multiplexes to a computer via a telecommunications link.

【0014】米国特許第4,219,860号明細書
は、モニターされるAC電流のサンプリングとデジタル
変換を用いるデジタル過電流リレー装置を開示してい
る。
US Pat. No. 4,219,860 discloses a digital overcurrent relay device using sampling and digital conversion of monitored AC current.

【0015】米国特許第4,423,459号明細書に
は、サンプリング及びデジタル変換によってAC電流を
モニターするソリッドステート回路が開示されている。
US Pat. No. 4,423,459 discloses a solid state circuit for monitoring AC current by sampling and digital conversion.

【0016】米国特許第4,682,264号明細書に
よると、マイクロプロセッサーの制御下にソリッドステ
ート引外し装置が電流センサーからのデジタル信号を処
理する。
According to US Pat. No. 4,682,264, a solid state trip device, under the control of a microprocessor, processes digital signals from current sensors.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電力会社か
らの1次AC電源に対して2次的な、共通のエネルギー
・メーターを有する複数ユーザー負荷配電システムに係
わる。本発明の目的は、感知部を統合し遠隔ロケーショ
ンからのモニターを可能にしたコンパクトな装置を提供
することにある。この装置を遠隔ロケーションに設ける
場合、分電盤に変更を加えることなく既存の遮断器に容
易にプラグインすることができる。この装置を利用する
ことにより電力会社のメーターによって計算される総コ
ストに占める特定ユーザーの負担分を確認し、累算す
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a multi-user load distribution system having a common energy meter, secondary to a primary AC power source from a power company. It is an object of the present invention to provide a compact device that integrates a sensing unit and enables monitoring from a remote location. If the device is located at a remote location, it can easily be plugged into an existing circuit breaker without modification to the distribution board. By using this device, the burden of a specific user on the total cost calculated by the meter of the electric power company can be confirmed and accumulated.

【0018】本発明は、それぞれが共通の電力メーター
の後方で対応の遮断器を介して共通の主ACラインと個
々に接続している複数の負荷ステーションにおける電力
消費の分布を算定するためのエネルギー・モニター・シ
ステムにおいて、中央にパソコンを配置し、各負荷ステ
ーションに、前記主ACラインからの電圧を感知してア
ナログ電圧信号を形成する第1アナログ手段と、前記主
ACライン・システムからの電流を感知してアナログ電
流信号を形成する第2アナログ手段と、前記電圧及び電
流信号をそれぞれデジタル電圧及び電流信号に変換する
アナログ/デジタル手段と、前記デジタル電圧及び電流
信号を瞬時的に結合して消費エネルギーの積分値を表わ
す信号を形成する手段を組み込み、前記パソコンと前記
複数負荷ステーションの間に双方向デジタル通信手段を
設けて両者間にデータハイウェイを形成し、前記パソコ
ンが一定の時間インターバルで前記双方向通信手段を利
用することにより各負荷ステーションを最初にかつ同時
にアドレスしてエネルギー総消費量を記憶するように指
令し、次にすべてのステーションを個別にアドレスして
ポーリングすることにより個別に指令して前記記憶量を
パソコンへ送信させ、パソコンが先行の時間インターバ
ルに続く現時間インターバルの間各負荷ステーションが
順次受け取ったエネルギー瞬時値間の差と現時間インタ
ーバルの需要とを求めることにより、前記各時間インタ
ーバルにつき任意の負荷ステーションにおけるエネルギ
ー消費量及び需要がパソコンによって確認され、これに
基づきメーターとの関連において定期的に個別の請求書
が作成されるようにし、前記システムが前記負荷ステー
ションのそれぞれにおけるCMOSモノリック回路の一
部として構成されていることを特徴とするエネルギー・
モニター・システムによって上記目的を達成する。
The present invention provides an energy source for calculating the distribution of power consumption at a plurality of load stations, each connected individually to a common main AC line via a corresponding circuit breaker behind a common power meter. In the monitor system, a personal computer is arranged in the center, and at each load station, first analog means for sensing the voltage from the main AC line to form an analog voltage signal, and current from the main AC line system. Second analog means for sensing an analog current signal to form an analog current signal; analog / digital means for converting the voltage and current signals into digital voltage and current signals; and instantaneously combining the digital voltage and current signals. The personal computer and the multi-load station are equipped with a means for forming a signal representing an integrated value of energy consumption. A two-way digital communication means is provided between the two terminals to form a data highway therebetween, and the personal computer uses the two-way communication means at regular time intervals to address each load station first and simultaneously. The total energy consumption is commanded to be stored, and then all stations are individually addressed and polled to individually send the storage amount to the personal computer, and the personal computer continues to the previous time interval. By calculating the difference between the instantaneous energy values sequentially received by each load station during the time interval and the demand of the current time interval, the energy consumption and demand at any load station for each time interval is confirmed by the personal computer, Based on this, it will be To as individual invoice is created, energy for the system is characterized in that it is configured as part of a CMOS Monorikku circuit in each of the load station
A monitoring system achieves the above objectives.

【0019】本発明は、成形ケース、入端子ラインケー
ブルと接続するための少なくとも1つの端子雌耳、及び
出負荷ラインと接続するための少なくとも1つの端子耳
を有する既設ローカル遮断器と併用されるバックパック
・ユニットにおいて、前記バックパック・ユニットが前
記遮断器に取り付け可能なハウジングと、前記ハウジン
グ内に取り付けられてラインケーブルの電流及び電圧を
表わすアナログ信号を形成するトランスデューサー手段
と、前記ハウジング内に取り付けられて前記アナログ信
号をデジタル信号に変換することによりローカル・ステ
ーションの消費電力を表わすデジタル信号を形成するデ
ジタル手段とを含むことを特徴とするバックパック・ユ
ニットにも係わる。
The present invention is used in conjunction with an existing local circuit breaker having a molded case, at least one terminal ear for connecting to an incoming terminal line cable, and at least one terminal ear for connecting to an outgoing load line. In a backpack unit, a housing in which the backpack unit is attachable to the circuit breaker, transducer means mounted in the housing for forming analog signals representative of line cable current and voltage, and in the housing And a digital means attached to the digital circuit for converting the analog signal into a digital signal to form a digital signal representing the power consumption of the local station.

【0020】好ましくは、2次配電系内にパソコンによ
って制御されるシステムを設け、各ユーザーの設備をマ
スター/スレーブ関係下に中央からデジタル方式でアド
レスすることによりローカルなエネルギー消費量を即座
に算定できるようにする。
Preferably, a system controlled by a personal computer is provided in the secondary power distribution system, and each user's equipment is digitally addressed from the center under the master / slave relationship to immediately calculate the local energy consumption. It can be so.

【0021】この算定は主AC電源端子から分電盤に組
み込まれている2次ユーザー用の個別遮断器に至る正常
な配電を混乱させることなく達成される。また、本発明
システムの基礎となる遮断器分電盤を構成するのに感知
用として変換器または変流器を付加する必要は全くな
い。
This calculation is accomplished without disrupting the normal power distribution from the main AC power terminals to the individual user breakers built into the distribution board. Also, there is no need to add a converter or current transformer for sensing to construct the circuit breaker distribution board which is the basis of the system of the present invention.

【0022】本発明では、中央のソリッドステート・デ
バイス中に、またはその周りに、(1)ローカル消費エ
ネルギーを即座に算定して絶えず最新のローカル消費エ
ネルギーを記憶するためローカル・ステーションの送受
信端に必要なコンピューター機能と;(2)パソコン・
ステーションとの双方向通信ハイウェイの下位リンク・
ゲート機能を一体化している。この一体化したローカル
・システムは主ACラインとローカル・ユーザーとの間
の遮断器にプラグインされるバックパック・ユニットと
してまとめられている。各ローカル遮断器をこのように
設置したから、パソコンは中央からすべてのローカル・
ユーザーをモニターすることにより、個々の請求額算定
に必要な消費エネルギー情報を収集する。個別の請求額
算定は電力会社の総量メーターと併用される。電力会社
の総量メーターの後方にそれぞれの負荷を有するユーザ
ーの遮断器にプラグインされている複数のコンパクトな
バックパック・ユニットへのデイジー・ラインとして簡
単な2線式同期通信ラインが接続されている。一体化ト
ランスデューサー/下位リンク・スレーブ通信ユニット
は遮断器の寸法と正確に合致するように構成されている
から遮断器の断面積内にバックパック・ユニットとして
容易に組み込むことができ、遮断器の通常端子に取り付
ければ端末ラインを挿通するだけで感知が可能となる。
1対のプリント回路板を、一方は電圧/電流トランスデ
ューサー側で用い、他方はデジタルで介入させて下位リ
ンクとして通信ラインと対向するようにユニット内に配
置する。デジタル処理によってメッセージを標準的なア
ドレス及び形式で双方向送信することが可能になる。
In the present invention, in or around the central solid-state device, (1) at the transmitter / receiver end of the local station to immediately calculate the local energy consumption and constantly store the latest local energy consumption. Required computer functions; (2) PC
Two-way communication with station Lower link of highway
The gate function is integrated. This integrated local system is packaged as a backpack unit that plugs into a circuit breaker between the main AC line and the local user. Since each local circuit breaker is installed in this way, the PC is connected to all local
By monitoring users, we collect the energy consumption information needed to calculate individual bills. Individual billing calculations are used in conjunction with the utility's gross meter. Behind the utility meter is a simple two-wire synchronous communication line connected as a daisy line to multiple compact backpack units plugged into the user's circuit breaker with their respective loads. .. The integrated transducer / lower link slave communication unit is configured to match the dimensions of the circuit breaker exactly, so it can be easily incorporated as a backpack unit within the cross-sectional area of the circuit breaker. If it is attached to a normal terminal, it can be detected simply by inserting it through the terminal line.
A pair of printed circuit boards, one used on the voltage / current transducer side and the other digitally intervening, is placed in the unit as a lower link facing the communication line. Digital processing allows messages to be sent in both directions at standard addresses and formats.

【0023】好ましい実施例に使用されるデジタル・デ
ータ・リンクは米国特許第4,653,073号;第
4,644,547号;及び第4,866,714号の
明細書に開示されているタイプのものである。
The digital data links used in the preferred embodiment are disclosed in US Pat. Nos. 4,653,073; 4,644,547; and 4,866,714. It is of the type.

【0024】本発明は個別の需要及び料金をそれぞれ中
央制御でモニターし、計算する複数のローカル・ユーザ
ーのレベルでのエネルギー消費量測定だけに応用するこ
とができ、例えばピーク需要評価だけを含む電力会社の
料金算定システムによる電力会社の個別料金算定にも応
用できる。
The present invention can be applied only to energy consumption measurements at the level of multiple local users that monitor and calculate individual demands and tariffs, respectively, in a centralized control, such as power consumption including peak demand assessment only. It can also be applied to individual tariff calculation of electric power companies by the company's tariff calculation system.

【0025】以下、添付図面に沿って本発明の実施例を
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0026】[0026]

【実施例】図1はエネルギー・モニター・システムを構
成図である。複数のバックパック・ユニットBPUがそ
れぞれ分電盤PNBの一部である複数の遮断器CBをそ
れぞれ接続し、この分電盤PNBを介して主ACライン
が個別ユーザーの負荷に至るローカル・ケーブルと互い
に接続している。各バックパック・ユニットはJ4にお
いて互いに接続する2枚のプリント回路板PCBA,P
CBBを含み、一方のプリント回路板PCBAは電流ト
ランスデューサーとして働くと共に遮断器と協働して電
圧を感知し、他方のプリント回路板PCBBは(ジャン
クションJ1において)デジタル情報を導出し、この情
報はパソコンとの双方向送信用の遠距離通信チャンネル
INCOMを介して送信される。複数のプリント回路板
とパソコンとの選択的組み合わせでエネルギーをモニタ
ーすることにより、主ACラインを介してエネルギーを
供給する送電システムに設置されている総量メーターM
ETER(図1)よりも後方に存在するローカル・ユー
ザーに対し、パソコンステーションは即座に個別料金を
算定することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 is a block diagram of an energy monitor system. A plurality of backpack units BPU respectively connect a plurality of circuit breakers CB which are a part of the distribution board PNB, and the main AC line through the distribution board PNB to a local cable to the load of the individual user. Connected to each other. Each backpack unit has two printed circuit boards PCBA, P that connect to each other at J4.
Including the CBB, one printed circuit board PCBA acts as a current transducer and cooperates with a circuit breaker to sense voltage, and the other printed circuit board PCBB derives digital information (at junction J1), which information is It is transmitted via a telecommunications channel INCOM for bidirectional transmission with a personal computer. A total amount meter M installed in a power transmission system that supplies energy through a main AC line by monitoring energy with a selective combination of a plurality of printed circuit boards and a personal computer.
For local users located behind ETER (Fig. 1), the personal computer station can immediately calculate individual charges.

【0027】図2(A)及び2(B)はそれぞれ図1に
CBとして示した遮断器の正面図及び頂面図である。典
型例として、遮断器は(3極の場合なら極ごとに)3つ
の端子TA,TB,TCを有し、これらの端子において
(図1ではそれぞれを1極だけについて示してある)個
別ローカル・ケーブルがねじ(SCW)によって駆動さ
れる部材39と端子(TA,TBまたはTC)内に設け
たブラケット38´によって保持されるストッパー部材
38との間に固着される。図1の分電盤PNBの正面に
手動制御用のハンドル42が突出している。図2(A)
及び2(B)は米国特許第3,892,298号明細書
から引用した。図1に示すように、ローカル・ケーブル
はその端が遮断器の端子に入る前に、それぞれ(図示し
ない)適当な孔を設けた2枚のプリント回路板PCBA
及びPCBBを貫通する。遮断器の他方の側も同様に端
子を介して電力会社からのACラインと接続している。
2 (A) and 2 (B) are a front view and a top view of the circuit breaker shown as CB in FIG. 1, respectively. Typically, the circuit breaker has three terminals TA, TB, TC (per pole in the case of three poles), at which individual local (in FIG. 1 only one pole each is shown) The cable is fixed between a member 39 driven by a screw (SCW) and a stopper member 38 held by a bracket 38 'provided in a terminal (TA, TB or TC). A handle 42 for manual control projects from the front of the distribution board PNB of FIG. Figure 2 (A)
And 2 (B) are cited from US Pat. No. 3,892,298. As shown in FIG. 1, the local cable has two printed circuit boards PCBA each provided with appropriate holes (not shown) before its ends enter the terminals of the circuit breaker.
And through the PCBB. The other side of the circuit breaker is also connected via a terminal to the AC line from the power company.

【0028】図3(A)、3(B)及び3(C)はそれ
ぞれ図1のバックパック・ユニットBPUの1つを示す
正面図、頂面図及び側面図である。バックパック・ユニ
ットBPUは底部ケーシングBX、カバーCV、図2
(A)及び2(B)に示したような3極遮断器の各極に
1つずつ突出するブレードまたは耳LGを含むハウジン
グとして示してある。J1はBPUハウジング内に挿入
されたコネクターであり、このハウジング内に図1の遠
距離通信ラインINCOMがプラグインされる。(図3
(A)に示す)3つの円孔(OA,OB,OC)はバッ
クパック・ユニットBPUのハウジング及びこれに内臓
されたプリント回路板集合体(図1のPCBA及びPC
BB)を貫通している。図示のように、各円孔(OA,
OB,OC)には耳LGが取り付けられている。遮断器
の1つの極と連携するローカル・ユーザーのケーブルが
遮断器ハウジングの対応円孔(OA,OBまたはOC)
に挿通され、次いでその開口端が耳LGに沿って、また
は耳LGが前記開口端に沿って位置するように遮断器の
端子(図2(A)のTA,TBまたはTC)内に配置さ
れ、ねじの把持力によりケーブル及び耳が一緒に保持さ
れ、必要な電気的接触を得られる。図4は遮断器CBに
プラグインされたバックパック・ユニットBPUを示
す。
FIGS. 3A, 3B and 3C are respectively a front view, a top view and a side view showing one of the backpack unit BPU of FIG. The backpack unit BPU has a bottom casing BX, a cover CV, and FIG.
It is shown as a housing containing blades or ears LG projecting one at each pole of a three-pole circuit breaker as shown in (A) and 2 (B). J1 is a connector inserted into the BPU housing, and the telecommunications line INCOM of FIG. 1 is plugged into this housing. (Fig. 3
Three circular holes (OA, OB, OC) (shown in (A)) are the housing of the backpack unit BPU and the printed circuit board assembly incorporated therein (PCBA and PC in FIG. 1).
BB) is penetrated. As shown, each circular hole (OA,
The ears LG are attached to OB and OC). The local user cable associated with one pole of the breaker has a corresponding circular hole (OA, OB or OC) in the breaker housing
Then placed in the breaker terminal (TA, TB or TC in FIG. 2 (A)) such that its open end is located along the ear LG or so that the ear LG is located along said open end. The gripping force of the screw holds the cable and ear together and provides the necessary electrical contact. FIG. 4 shows the backpack unit BPU plugged into the circuit breaker CB.

【0029】図5は図4に示した遮断器の側面図であり
(図6は頂面図)、遮断器の端子導体38と係合し、ね
じSCWの作用下に遮断器に圧接されたローカル・ユー
ザーからのケーブルの露出端を示す。ローカル・ユーザ
ーのケーブルはバックパック・ユニットBPUのハウジ
ングを横切り、2枚の平行なプリント回路板PCBA及
びPCBBを貫通する。図1ではプリント回路板PCB
Aが遮断器CBと近接する位置を占め、他方のプリント
回路板PCBBが反対側にあって通信ラインINCOM
と近接する位置を占めているが、図5ではプリント回路
板PCBBが遮断器と近接する位置を占め、これに耳L
Gが固着され、そこから外方へ延びて端子(図2AのT
A,TBまたはTC)に挿入される。従って、プリント
回路板PCBBに設けられた固定リベット30から相電
圧を表わす信号が導出され、この信号は(例えば相Aの
場合)抵抗器R4を介して他方のプリント回路板PCB
Aへ送られる。
FIG. 5 is a side view of the circuit breaker shown in FIG. 4 (FIG. 6 is a top view) which engages the circuit breaker terminal conductor 38 and is pressed against the circuit breaker under the action of the screw SCW. Shows the exposed end of the cable from a local user. The local user's cable traverses the housing of the backpack unit BPU and runs through two parallel printed circuit boards PCBA and PCBB. In Figure 1, printed circuit board PCB
A occupies a position close to the circuit breaker CB, and the other printed circuit board PCBB is on the opposite side, and the communication line INCOM
However, in FIG. 5, the printed circuit board PCBB occupies the position close to the circuit breaker, and the ear L
G is fixed and extends outward from the terminal (T in FIG. 2A).
A, TB or TC). Thus, a signal representative of the phase voltage is derived from the fixed rivet 30 provided on the printed circuit board PCBB, which signal (for phase A, for example) is passed through the resistor R4 to the other printed circuit board PCB.
Sent to A.

【0030】後で詳述するように、プリント回路板PC
BAはローカル・ケーブルを通過する相電流を感知する
トランスデューサーを支持する。従って、R4を通過す
る感知相電圧信号は回路板PCBAによっても受信され
る。逆に、コネクターJ4を介して、電流/電圧感知信
号が一緒にプリント回路板PCBBへ送られる。プリン
ト回路板PCBBにおいてデジタル変換されデジタル処
理を受けたのち、情報はプリント回路板PCBBのコネ
クターJ1を介して、INCOMラインへ送られる。こ
のINCOMラインは特定の遮断器及びローカル・ユー
ザーのケーブルを介して消費エネルギーを中央でモニタ
ーするためのパソコンと接続している。遮断器の導体3
8はブラケット38´に取り付けられている。ケーブル
の露出端はねじによってバックパック・ユニットの耳L
Gに圧接され、耳LGはケーブルと導体38の間に挟持
されている。ACラインは公知の態様で反対の遮断器端
子の内側の導体40上に直接固定され、この導体40は
ブラケット40´に取付けられている。
As will be described in more detail below, a printed circuit board PC
The BA carries a transducer that senses the phase current passing through the local cable. Therefore, the sense phase voltage signal passing through R4 is also received by the circuit board PCBA. Conversely, via connector J4, the current / voltage sense signal is sent together to the printed circuit board PCBB. After being digitally converted and digitally processed in the printed circuit board PCBB, the information is sent to the INCOM line via the connector J1 of the printed circuit board PCBB. The INCOM line connects to a personal computer for central monitoring of energy consumption through a specific circuit breaker and local user cable. Circuit breaker conductor 3
8 is attached to a bracket 38 '. The exposed end of the cable is screwed into the ear of the backpack unit L
Pressed against G, the ear LG is sandwiched between the cable and the conductor 38. The AC line is fixed in a known manner directly on the conductor 40 inside the opposite circuit breaker terminal, which conductor 40 is mounted on a bracket 40 '.

【0031】図7(A)は図3(A)に示したものと同
様のバックパック・ユニットの正面図であり、図7
(B)及び8はそれぞれ図3(A)の線F−F及びA−
Aにおける断面図である。図8はリベット30で取り付
けられた耳LGを示す。互いに平行なプリント回路板に
は端縁部OPを有する円孔(例えば相Aの場合にはO
A)が形成されている。絶縁ハウジングはローカル・ケ
ーブルの挿通を可能にする十分な直径の円筒状内側面O
P´を有する2枚のプリント回路板(PCBA及びPC
BB)の孔にまたがるプラスチック・ブーツBTを有す
る底部ケーシングBXを含む。ブーツBTはプリント回
路板の端縁部OPの近傍に位置する。ブーツはケーシン
グBXの底を起点とし、他端はカバーCVの底に設けた
補完関係にある円形張出しEDGと係合する。両者が接
合されるとスペースが閉じられ、プリント回路板の端縁
部OPと軸方向に取り付けられているローカル・ケーブ
ルとの間のギャップ内に絶縁が形成される。
FIG. 7A is a front view of a backpack unit similar to that shown in FIG. 3A.
(B) and 8 are lines FF and A- in FIG. 3 (A), respectively.
It is sectional drawing in A. FIG. FIG. 8 shows the ear LG mounted with rivets 30. Circular holes having edge OP in parallel printed circuit boards (for example, in the case of phase A, O
A) is formed. The insulating housing is a cylindrical inner surface O of sufficient diameter to allow the insertion of local cables.
Two printed circuit boards with P '(PCBA and PC
BB) with a bottom casing BX having a plastic boot BT straddling the hole. The boot BT is located near the edge OP of the printed circuit board. The boot starts from the bottom of the casing BX, and the other end of the boot engages with a circular overhanging EDG provided in the bottom of the cover CV and having a complementary relationship. When the two are joined, the space is closed and insulation is formed in the gap between the edge OP of the printed circuit board and the axially mounted local cable.

【0032】図9(A)及び9(B)はプリント回路板
PCBBに取り付けられた耳LGを示す。図9(B)は
図9(A)のB−B線における断面図である。OPは
(例えば相Aの場合)孔OAの端縁部である。
9A and 9B show an ear LG mounted on a printed circuit board PCBB. 9B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 9A. OP is the edge of the hole OA (for phase A, for example).

【0033】図10は2枚のプリント回路板を並置させ
て接続する態様を示す。各耳LG(3極遮断器の場合な
らば孔OA,OB,OCにそれぞれ1つずつ)は、ライ
ン10を介して(孔OAと相Aに対応する)抵抗器R
4、(OBに対応する)抵抗器R5、または(OCに対
応する)抵抗器R6と電気的に接続するリベット30に
より回路板PCBBに取り付けられ、ている。これらの
抵抗器は2枚の回路板の対向する端縁を橋絡している。
プリント回路板PCBAは感知のためローカル・ケーブ
ルを囲む孔OA,OB,OCと対応する電流トランスデ
ューサーのための円形コンパートメントCTを有する。
(抵抗器R4,R5,R6を介して導出されるAC電圧
信号VA,VB,VC及び(電流センサーCTから導出
される)電流信号IA,IB,ICは(図5のJ4で示
す)接続ラインを介し、さらにリボンRBを通って再び
プリント回路板PCBBに戻り、ここでデジタル処理さ
れる。
FIG. 10 shows a mode in which two printed circuit boards are juxtaposed and connected. Each ear LG (one for each of holes OA, OB, OC in the case of a three-pole breaker) is connected via line 10 to a resistor R (corresponding to hole OA and phase A).
4, attached to the circuit board PCBB by rivets 30 which are electrically connected to the resistor R5 (corresponding to OB) or the resistor R6 (corresponding to OC). These resistors bridge the opposite edges of the two circuit boards.
The printed circuit board PCBA has holes OA, OB, OC surrounding the local cable for sensing and a circular compartment CT for the corresponding current transducer.
AC voltage signals VA, VB, VC (derived from resistors R4, R5, R6) and current signals IA, IB, IC (derived from current sensor CT) are connection lines (indicated by J4 in FIG. 5). Through the ribbon RB and then back to the printed circuit board PCBB where it is digitally processed.

【0034】図11及び12は例えばトランス、コネク
ター、ピン、固定具などのような補足手段を装備した状
態で図10の2枚のプリント回路板を示す斜視図であ
る。一方(図11)は並置した段階での2枚の回路板を
示し、他方(図12)は回路板PCBAを回路板PCB
Bの上に折り重ねた状態を示す。図13はバックパック
・ユニットBPUの底部ケーシングBX及びカバーCV
の分解図であり、図12に示した2枚のプリント回路板
がケーシングとカバーの間に挾まれている。図14
(A)は対応のプリント回路板の円孔に挿入される3つ
のブーツBTを備えた底部ケーシングBXの斜視図であ
る。図14(B)は3つの端縁部を有するカバーCVの
斜視図である。底部ケーシングもカバーもプラスチック
製矩形本体の四隅に上下互いに整列する孔を設け、バッ
クパック・ユニットのハウジング全体を閉じると、螺設
端部を有するロッドを前記孔に螺入できるようにしてあ
る。
FIGS. 11 and 12 are perspective views showing the two printed circuit boards of FIG. 10 equipped with supplementary means such as transformers, connectors, pins, fixtures and the like. One (FIG. 11) shows the two circuit boards in a juxtaposed stage, and the other (FIG. 12) is a circuit board PCBA to a circuit board PCB.
The state of being folded over B is shown. FIG. 13 shows the bottom casing BX and the cover CV of the backpack unit BPU.
Fig. 13 is an exploded view of Fig. 12, in which the two printed circuit boards shown in Fig. 12 are sandwiched between the casing and the cover. 14
(A) is a perspective view of a bottom casing BX having three boots BT inserted into the circular holes of the corresponding printed circuit board. FIG. 14B is a perspective view of the cover CV having three edge portions. Both the bottom casing and the cover are provided with holes in the four corners of the rectangular plastic body which are vertically aligned with each other, and when the entire housing of the backpack unit is closed, a rod having a threaded end can be screwed into the holes.

【0035】図15は遮断器CBの一方の端子とバック
パック・ユニットBPUの中央孔との間に内部の部品を
組み込む態様を図5よりも詳細に示す断面図である。ト
ランスデューサーCTは図13に示した底部ケーシング
BXの対応コンパートメント内に位置し、プリント回路
板PCBBの上縁とINCOMラインとの間にコネクタ
ーJ1が介在している。コネクターJ4がプリント回路
板PCBAとPCBBの間にあり、(例えば孔OAの場
合)回路板PCBBのラジアル・ライン10を回路板P
CBAに接続する抵抗器R4も同様である。
FIG. 15 is a sectional view showing in more detail than FIG. 5 a mode in which internal parts are incorporated between one terminal of the circuit breaker CB and the central hole of the backpack unit BPU. The transducer CT is located in the corresponding compartment of the bottom casing BX shown in FIG. 13, with the connector J1 interposed between the upper edge of the printed circuit board PCBB and the INCOM line. The connector J4 is between the printed circuit boards PCBA and PCBB and the radial line 10 of the circuit board PCBB (for example in case of holes OA) is connected to the circuit board P.
The same applies to the resistor R4 connected to CBA.

【0036】図16は本発明のバックパック・ユニット
が米国特許第4,866,714号明細書に開示されて
いるのと同様のINCOMシステムの拡張スレーブ・ス
テーションを構成する状態を示す。2つの遮断器には2
つのバックパック・ユニットBPUが対応する(ただ
し、図面を簡略化するため一方の遮断器CBだけを示し
た)。(INCOMタイプであると仮定して)2線式通
信ライン78は別々のロケーションにおけるバックパッ
ク・ユニットをデイジー・ライン方式で直列に接続す
る。ライン78はパソコンステーションに延びている。
普通、ライン78には必要に応じて設ける後述のデータ
読取りステーションDATが接続されている。通信ライ
ン78の機能は、米国特許第4,866,714号明細
書においてPersonal Computer-Based Dynamic Burn-in
Systemに関連して詳述されているのと同様である。
FIG. 16 shows that the backpack unit of the present invention constitutes an extended slave station of an INCOM system similar to that disclosed in US Pat. No. 4,866,714. 2 for 2 circuit breakers
One backpack unit BPU is supported (although only one circuit breaker CB is shown to simplify the drawing). A two wire communication line 78 (assuming it is of the INCOM type) connects backpack units at different locations in series in a daisy line fashion. Line 78 extends to the personal computer station.
Normally, the line 78 is connected to a data reading station DAT, which will be described later and which is provided as needed. The function of the communication line 78 is described in US Pat. No. 4,866,714 in Personal Computer-Based Dynamic Burn-in.
As detailed in connection with the System.

【0037】図11では主要な機械的部品を装備し、並
置した状態で2枚のプリント回路板を示したが、図17
では3相の各相に対応する回路板PCBBの中央孔OP
の周りの内部の電気的配線と、回路板PCBBから抵抗
器R4,R5,R6を介して回路板PCBAに延びるラ
ジアル・ライン10を示す。コネクターJ4はデジタル
処理のため回路板PCBAからの信号出力を回路板PC
BBに接続するリボンRBとして示されている。
Although FIG. 11 shows two printed circuit boards equipped with main mechanical parts and arranged side by side, FIG.
Then, the central hole OP of the circuit board PCB corresponding to each of the three phases
And the radial lines 10 extending from the circuit board PCBB to the circuit board PCBA through resistors R4, R5 and R6 around The connector J4 outputs the signal output from the circuit board PCBA to the circuit board PC for digital processing.
Shown as ribbon RB connecting to BB.

【0038】図18は回路板PCBAの電流/電圧感知
回路を示す回路図である。3つの感知用変流器CTを示
してあり、各ローカル・ケーブルが(回路板PCBA及
び遮断器CBを介してACラインの相A,B,Cと接続
関係にある。2次巻線は(ライン11,12,13を介
して)他方のプリント回路板PCBBに対応の各電流信
号IA,IB,ICを供給する。同様に、図5及び10
に示した固定リベットである接続点30で表わした耳L
Gとの接続点において、電圧VAN,VBN,VCNが
中性点AXを基準としてライン14,15,16を介し
て導出される。関連の回路構成を図19に示す。Aライ
ン変流器CTの2次巻線からのライン11は抵抗器R4
0を介して共通アースAXに延び、抵抗器R39及びラ
イン11´を介してコネクターJ4のピン7に延びる。
同様に、Bライン変流器CTの2次巻線からライン12
及びCライン変流器CTの2次巻線からのライン13は
それぞれ抵抗器R38,R37及びライン12´と、抵
抗器R36,R35及びライン13´とを介してコネク
ターJ4のピン6及び5に延びている。3本のライン1
1´,12´,13´はそれぞれ抵抗器R31,R3
0,R29を介して共通アースとも接続する。
FIG. 18 is a circuit diagram showing the current / voltage sensing circuit of the circuit board PCBA. Shown are three sensing current transformers CT, where each local cable is in connection with phases A, B, C of the AC line (via circuit board PCBA and circuit breaker CB. Each corresponding current signal IA, IB, IC is supplied to the other printed circuit board PCBB (via lines 11, 12, 13).
Ear L represented by connection point 30 which is the fixed rivet shown in FIG.
At the connection point with G, the voltages VAN, VBN, VCN are derived via lines 14, 15, 16 with reference to the neutral point AX. A related circuit configuration is shown in FIG. The line 11 from the secondary winding of the A line current transformer CT is a resistor R4.
Through 0 to common ground AX and through resistor R39 and line 11 'to pin 7 of connector J4.
Similarly, from the secondary winding of the B-line current transformer CT to the line 12
And line 13 from the secondary winding of the C line current transformer CT to pins 6 and 5 of connector J4 via resistors R38, R37 and line 12 ', respectively, and resistors R36, R35 and line 13'. It is extended. 3 lines 1
1 ', 12', 13 'are resistors R31, R3, respectively
It is also connected to common ground via 0 and R29.

【0039】電圧を感知するため、リベット30を起点
としてそれぞれの直列回路(抵抗器R34,R33,R
32及び対応の整流器CR8,CR7,CR6)が対応
のライン14,15,16を介して共通アースAXと接
続し、接続点Jはそれぞれさらに2つの直列抵抗器(R
22,R24,R23,R27;R24,R28)を介
して共通アースAXに延びる。抵抗器間の接続点J´を
起点として、各ライン14´,15´,16´がコネク
ターJ4のピン4,3,2にそれぞれ延びている。従っ
て、プリント回路板PCBAに属するコネクターJ4は
リボンRBを介してプリント回路板PCBB側に存在す
る同様のコネクターJ3と接続することにより(ACラ
インの相電流IA,IB,ICに対応する)IAX,I
BX,ICX及び誘導されるラインと中性点間電圧電圧
VANX,VBNX,VCNXを表わす誘導信号を受信
するのに利用できる。
In order to sense the voltage, each series circuit (resistors R34, R33, R) starting from the rivet 30 is used.
32 and the corresponding rectifiers CR8, CR7, CR6) are connected to the common ground AX via the corresponding lines 14, 15, 16 and the connection point J is respectively two further series resistors (R).
22, R24, R23, R27; R24, R28) to the common ground AX. Each line 14 ', 15', 16 'extends from the connection point J'between the resistors to the pins 4, 3, 2 of the connector J4. Therefore, by connecting the connector J4 belonging to the printed circuit board PCBA to the similar connector J3 existing on the printed circuit board PCBB side via the ribbon RB (corresponding to the phase currents IA, IB, IC of the AC line), IAX, I
It can be used to receive inductive signals representative of BX, ICX and induced line-to-neutral voltage voltages VANX, VBNX, VCNX.

【0040】図20は一方の側で感知電流及び感知電圧
(IA,IB,IC,VAN,VBN,VCN)を受信
し、他方の側でパソコンPCとの双方向通信信号ライン
であるINCOMラインと接続するプリント回路板PC
BBを略示する構成図である。A/Dコンバーターによ
ってアナログ/デジタル変換された入力アナログ電流及
び電圧信号にマルチプレクサーが応答する。こうして得
られたデジタル信号はRAM及びEPROMデバイスを
用いるマイクロコンピューターMCUによる情報処理及
び制御のためデジタル処理される。その結果、図20に
示すように、2枚のプリント回路板PCBA,PCBB
を含む各ローカル・ステーションにおいて、中央からの
エネルギー・モニターのため、ローカル情報及び制御指
令がINCOMシステムを介してパソコンPCへ送信さ
れる。
In FIG. 20, one side receives a sensing current and a sensing voltage (IA, IB, IC, VAN, VBN, VCN), and the other side receives an INCOM line which is a bidirectional communication signal line with a personal computer PC. Printed circuit board PC to connect
It is a block diagram which briefly shows BB. The multiplexer responds to the input analog current and voltage signals that are analog to digital converted by the A / D converter. The digital signal thus obtained is digitally processed for information processing and control by the microcomputer MCU using RAM and EPROM devices. As a result, as shown in FIG. 20, two printed circuit boards PCBA and PCBB are provided.
At each of the local stations, including, local information and control commands are sent to the personal computer PC via the INCOM system for central energy monitoring.

【0041】図21は本発明のエネルギー・モニター・
システムの概略図である。電力会社の主ACラインはビ
ルの正面に設置されたメーターに達しているが、このビ
ルにはそれぞれが分電盤に属する個別の遮断器CBを介
して主ACラインから給電される複数のローカル・ユー
ザー(#1,#2,#3,・・・#n)が入居してい
る。各バックパック・ユニットのINCOMジャンクシ
ョンJ1を起点とするデイジー・ライン78はエネルギ
ー・モニターと個別料金算定のためすべてのローカル・
プリント回路板PCBBをパソコンPCステーションと
接続している。例えば、共通メーターの後方で消費され
るエネルギーの分配率はユーザー#1が20%、#2が
10%、#3が0%、#nが30%である。
FIG. 21 shows the energy monitor of the present invention.
1 is a schematic diagram of a system. The main AC line of the power company reaches the meter installed in the front of the building, but this building has several local power lines that are fed from the main AC line via individual circuit breakers CB each belonging to the distribution board.・ Users (# 1, # 2, # 3, ... #n) are resident. Starting from INCOM junction J1 of each backpack unit, Daisy Line 78 is an energy monitor and all local
The printed circuit board PCBB is connected to the personal computer PC station. For example, the distribution ratio of energy consumed behind the common meter is 20% for user # 1, 10% for # 2, 0% for # 3, and 30% for #n.

【0042】図22はINCOMタイプ双方向通信ネッ
トワーク間のインターフェースに係わる米国特許第4,
644,547号明細書の図1と同様である。本発明の
応用分野に置き換えると、プリント回路板PCBBは拡
張モード・スレーブとして作用するローカル・ステーシ
ョンにおけるブロック80及び84の役割を果たす。
FIG. 22 shows US Pat. No. 4, relating to an interface between INCOM type two-way communication networks.
This is similar to FIG. 1 of the specification of 644,547. In a field of application of the invention, the printed circuit board PCBB acts as blocks 80 and 84 in the local station acting as an extended mode slave.

【0043】図22ではパソコンPCステーションをI
NCOMの双方向通信ライン78を介して複数の遠隔ス
テーションとの間でメッセージを送受する中央コントロ
ーラー76として示してある。パソコンPCはインター
フェース回路及び拡張マスターとして作用するデジタル
集積回路DIC80を含むCONICARDと通信す
る。受信端には拡張モード・スレーブとして作用する別
のデジタルIC80が存在する。この2つのIC80が
ライン78を介した両端間の対話を可能にする。各デジ
タルIC80には個別にアドレスできるように多数ビッ
トのアドレス・フィールドを設ける。拡張スレーブ・モ
ードでは、デジタルIC80が中央コントローラー76
からの特定指令に応答してプリント回路板PCBB内の
SurePlus Chip SPの一部としてローカ
ル・マイクロコンピューターMCUとのインターフェー
ス84を形成する。デジタルIC80は中央コントロー
ラー76から受信するメッセージ中のインターフェース
割込み許可指令に応答してマイクロコンピューター84
へのINTラインに割込み信号を形成することにより、
MCUからデジタルIC80に至るSCKラインで送信
される逐次クロック・パルスに応答してマイクロコンピ
ューター84が双方向DATAラインを介してバッファ
・シフトレジスターから直列データを読み取ることがで
きるようにする。
In FIG. 22, the personal computer PC station I
It is shown as a central controller 76 that sends and receives messages to and from a plurality of remote stations via NCOM two-way communication lines 78. The personal computer PC communicates with the ICONARD which includes an interface circuit and a digital integrated circuit DIC80 which acts as an expansion master. At the receiving end there is another digital IC 80 which acts as an extended mode slave. The two ICs 80 allow interaction between the two ends via line 78. Each digital IC 80 is provided with a multi-bit address field so that it can be individually addressed. In extended slave mode, the digital IC 80 is the central controller 76.
In response to a specific command from the device, the interface 84 with the local microcomputer MCU is formed as a part of the SurePlus Chip SP in the printed circuit board PCBB. The digital IC 80 responds to the interface interrupt enable command in the message received from the central controller 76 by the microcomputer 84.
By forming an interrupt signal on the INT line to
Enables the microcomputer 84 to read serial data from the buffer shift register via the bidirectional DATA line in response to successive clock pulses transmitted on the SCK line from the MCU to the digital IC 80.

【0044】デジタルIC80はまたMCUからの読み
書きラインRWに現われる信号に応答してMCUからの
SCKラインを介して供給される逐次クロック・パルス
に合わせてDATAラインからバッファ・シフトレジス
ターへ直列データをロードする。さらにまた、デジタル
IC80はMCUによるRWラインのポテンシャル・ロ
ジック変化に応答して、MCUから供給されたデータ
を、中央コントローラーによって送信される標準メッセ
ージのすべてを含むように構成された多ビット・メッセ
ージに組み込む。その結果、拡張スレーブ・デバイス8
0は中央コントローラーからローカル拡張スレーブ・デ
バイス80に送信されるインターフェース割込み許可指
令に応答してライン78を介した中央コントローラー7
6及びローカルMCU間の双方向通信及びデータ転送を
可能にする。このインターフェースはデジタルIC80
が禁止指令を含むメッセージを受信するまで、または異
なるローカル・ステーションに対する指令が現われるま
で有効である。デバイス80がライン78を介して送受
信している間、MCUへのラインBUSYNに話中信号
が現われる。なお、開示の便宜上、INCOMシステム
がローカル・ステーションを拡張スレーブ関係にあると
して説明する。
The digital IC 80 also loads serial data from the DATA line to the buffer shift register in response to the serial clock pulses provided on the SCK line from the MCU in response to the signal appearing on the read / write line RW from the MCU. To do. Furthermore, the digital IC 80 is responsive to a potential logic change on the RW line by the MCU to convert the data supplied by the MCU into a multi-bit message configured to include all of the standard messages sent by the central controller. Incorporate. As a result, the extended slave device 8
0 is the central controller 7 via line 78 in response to an interface interrupt enable command sent from the central controller to the local extended slave device 80.
6 and bidirectional communication between the local MCU and data transfer. This interface is a digital IC80
Is valid until it receives a message containing an inhibit command, or until a command for a different local station appears. While device 80 is transmitting and receiving via line 78, a busy signal appears on line BUSYN to the MCU. For convenience of disclosure, it is assumed that the INCOM system has the local station in the extended slave relationship.

【0045】図23はINCOMライン78とSure
Plus Chip SPの関係を示す。プリント回
路板PCBB内のPCBBコネクターJ1とSPデジタ
ル・デバイスIC80の間に送受信インターフェース回
路TRを設ける。このインターフェース回路はINCO
Mとの間のメッセージ、(INCOMを介してパソコン
PCへ送信されるIC80からのメッセージである)送
信信号TXまたは(INCOMを介してアドレスされた
ローカル・ステーション及びIC80へ入るメッセージ
である)受信信号RXに係わる。図23はチップSPの
中央に配置され、電源PSによって給電され、マルチプ
レクサーMUXを介してPCBA信号を受信するMCU
をも示す。プリント回路板PCBBにはMCUの作用を
助けるためのEPROM,EEPROM(E2)及びR
AMデバイスをも設ける。
FIG. 23 shows the INCOM line 78 and Sure.
The relationship of Plus Chip SP is shown. A transmission / reception interface circuit TR is provided between the PCB connector J1 in the printed circuit board PCBB and the SP digital device IC80. This interface circuit is INCO
A message with M, a send signal TX (which is a message from the IC 80 sent to the personal computer PC via INCOM) or a receive signal (which is a message entering the local station and IC 80 addressed via INCOM). Involved in RX. FIG. 23 shows an MCU arranged in the center of the chip SP, supplied with a power source PS, and receiving a PCBA signal via a multiplexer MUX.
Is also shown. The printed circuit board PCB has EPROM, EEPROM (E2) and R for assisting the action of the MCU.
An AM device will also be provided.

【0046】図24は図23の回路TRを示すブロック
ダイヤグラムである。INCOMの伝送メッセージ(ア
ドレス及びデータ・フィールド)の論理状態はSPチッ
プ内の(5ボルト電圧に基づく)等価論理状態と一致し
なければならないから、この回路TRが必要となる。入
力において、即ち、コネクターJ1及びINCOMか
ら、ライン21及び22はトランスTX2の1次巻線P
1に至り、トランスTX2の2次巻線S1はライン22
及び23を介してソリッドステート・デバイスQ2の中
心回路に至り(以下図25に沿って説明する)、出力ラ
イン24は信号APOSを搬送し、出力線25はライン
20及び21の入力アナログ信号の1つ置きのピークと
一致する信号ANEGを搬送する。ライン24及び25
はチップSPに入り、ライン20及び21の入力アナロ
グ信号のデジタル等価信号である信号AOUTをライン
26を介して出力する演算増幅器OAの正入力及び負入
力となる。ライン26はINCOMシステムからの受信
信号RXをIC80デバイスに入力する。逆に、IC8
0からのライン27はプリント回路板PCBBからデジ
タル信号TXを送信し、信号TXがQ2デバイスのベー
ス電極に印加され、その結果トランスTX2の2次巻線
S2のライン28,29に応答して1次巻線P1のライ
ン20及び21がコネクターJ1及びINCOMへ信号
を供給する。
FIG. 24 is a block diagram showing the circuit TR of FIG. This circuit TR is required because the logic state of the INCOM transmitted message (address and data fields) must match the equivalent logic state (based on the 5 volt voltage) in the SP chip. At the input, ie from connectors J1 and INCOM, lines 21 and 22 are the primary winding P of transformer TX2.
1 and the secondary winding S1 of the transformer TX2 is line 22
And 23 to the central circuit of the solid-state device Q2 (described below with reference to FIG. 25), the output line 24 carries the signal APOS and the output line 25 is one of the input analog signals on lines 20 and 21. Carry a signal ANEG that coincides with every other peak. Lines 24 and 25
Enters the chip SP and becomes a positive input and a negative input of the operational amplifier OA which outputs a signal AOUT which is a digital equivalent signal of the input analog signals of the lines 20 and 21 via the line 26. Line 26 inputs the received signal RX from the INCOM system to the IC80 device. Conversely, IC8
The line 27 from 0 transmits the digital signal TX from the printed circuit board PCBB, the signal TX being applied to the base electrode of the Q2 device, resulting in a 1 in response to the lines 28, 29 of the secondary winding S2 of the transformer TX2. Lines 20 and 21 of the secondary winding P1 supply signals to connectors J1 and INCOM.

【0047】図25は本発明の好ましい実施例において
回路TRとして使用される回路を例示する。デバイスQ
2は2N2222トランジスターであり、エミッター電
極側の抵抗器R20及びアースAとコレクター電極側の
8Vポテンシャルとの間でTX2の2次巻線S2と直列
に設けられている。2次巻線S2の側でポテンシャルR
X(ライン26)、APOS(ライン24)、ANEG
(ライン25)、VREF(ライン28)が出力され
る。
FIG. 25 illustrates a circuit used as circuit TR in the preferred embodiment of the present invention. Device Q
Reference numeral 2 is a 2N2222 transistor, which is provided in series with the secondary winding S2 of the TX2 between the resistor R20 and the ground A on the emitter electrode side and the 8V potential on the collector electrode side. Potential R on the side of the secondary winding S2
X (line 26), APOS (line 24), ANEG
(Line 25) and VREF (line 28) are output.

【0048】図26−28は中央にSure Plus
Chip U1を有するプリント回路板PCBBに含
まれる回路の詳細図である。Sure Plus Ch
ipU1はマイクロプロセッサー(市販のModel
87C257)を含み、80 Pin Quad Fl
at Packageである(モトローラの)MC68
HCO5CG Single−Chip Mode P
inoutをベースとする。Sure Plus Ch
ip U1はマイクロプロセッサーと連携するランダム
・アクセス・メモリ(RAM)を含み、これによって記
憶すべきデータを書き込んだり、記憶されたデータを読
み取ったりできるようにする。Sure Plus C
hipは例えば万一停電が起こっても消去されない持久
型記憶素子としてのEEPROM、即ち、電気的に消去
できるプログラマブル・メモリーをも含む。U1は図2
0及び23に示す電源PS及びA/Dコンバーターをも
含む。
FIGS. 26-28 show Sure Plus in the center.
FIG. 6 is a detailed view of the circuit contained in the printed circuit board PCBB with Chip U1. Sure Plus Ch
ipU1 is a microprocessor (commercially available Model
87C257), 80 Pin Quad Fl
MC68 (at Motorola) which is at Package
HCO5CG Single-Chip Mode P
Based on inout. Sure Plus Ch
The ip U1 includes a Random Access Memory (RAM) associated with a microprocessor, which allows writing data to be stored and reading stored data. Sure Plus C
The hip also includes, for example, an EEPROM as a permanent memory element that is not erased even if a power failure occurs, that is, a programmable memory that can be electrically erased. U1 is Figure 2
It also includes the power supplies PS and A / D converters shown at 0 and 23.

【0049】図26−28はU1と連動するデバイスU
2、即ち、図23にも示した消去可能プログラマブル読
取り専用メモリー(EPROM)を示す。EPROMの
目的はU1によって構成される中央処理装置によって使
用されるようにプログラムされたメモリーを提供するこ
とにある。U1とU2は交換されるメッセージのLO−
ADDフィールド及びHI−ADDフィールドと関連す
るライン30を介して互いに通信する。一方はアドレス
・フィールドであり、他方はデータ・フィールドであ
る。デジタル処理シーケンスのタイミングを設定するた
め発振器OSCを設ける。このことは本願明細書中に参
考のため引用した上記特許明細書に詳述されている。
FIGS. 26-28 show a device U that works with U1.
2 is an erasable programmable read only memory (EPROM) also shown in FIG. The purpose of the EPROM is to provide programmed memory for use by the central processing unit comprised by U1. U1 and U2 are the LO-
They communicate with each other via line 30 associated with the ADD field and the HI-ADD field. One is the address field and the other is the data field. An oscillator OSC is provided to set the timing of the digital processing sequence. This is detailed in the above-referenced patents, which are incorporated herein by reference.

【0050】図26−28はINCOMに関する受信信
号RX及び送信信号TXを伝送するライン26及び27
と、U1に設けた対応のピン80,79をも示す。マル
チプレクサーMUXはプリント回路板PCBAからの信
号VCN,VBN,VAN,IC,IB,IAにそれぞ
れ対応する到来店MUX7乃至MUXO(ピン52乃至
59)によって示してある。ピン24乃至34は関連の
ユーザー・ステーションのローカル・アドレスとして接
点1乃至10と接点11乃至20との間に形成される論
理ビットに対応する。このアドレスはメッセージを受信
または送信しなければならない時、入または出メッセー
ジと一致するようにMCUによって識別される。ピン4
9,48,47はそれぞれ図24に示すライン26,2
5,24の信号RX,ANEG及びAOSに対応する。
電源PSは基準電圧VREF(ピン62)及び定電圧A
VDD(ピン50)を提供する。
FIGS. 26-28 show lines 26 and 27 carrying the receive signal RX and the transmit signal TX for INCOM.
And corresponding pins 80, 79 provided on U1 are also shown. The multiplexer MUX is indicated by the incoming stores MUX7 to MUXO (pins 52 to 59) corresponding to the signals VCN, VBN, VAN, IC, IB and IA respectively from the printed circuit board PCBA. Pins 24-34 correspond to logical bits formed between contacts 1-10 and contacts 11-20 as the local address of the associated user station. This address is identified by the MCU to match incoming or outgoing messages when the message must be received or sent. Pin 4
9, 48 and 47 are lines 26 and 2 shown in FIG.
5, 24 corresponding to signals RX, ANEG and AOS.
The power supply PS has a reference voltage VREF (pin 62) and a constant voltage A.
Provide VDD (pin 50).

【0051】マイクロプロセッサーはメッセージ中の関
連アドレスを認識する“アドレス・ラッチ許可”として
使用され、MCUによってEPROMへ送られる信号A
LE(ピン66)を発生する。即ち、EPROMとの関
連でHI−ADDに対応するPA7乃至PA0、及びL
O−ADDに対応するPB2乃至PB6に従ってプログ
ラムが実行される。マルチプレクサー入力(ピン51乃
至60)に応答してA/D変換が行なわれる。電源出力
はピン62,63に現われる。INCOM受信はピン4
7乃至49において行われ、INCOM送信はピン7
9,80及び1において行なわれる。
The microprocessor uses the signal A sent to the EPROM by the MCU to be used as an "address latch enable" to recognize the associated address in the message.
Generate LE (pin 66). That is, PA7 to PA0 corresponding to HI-ADD in relation to EPROM, and L
The program is executed according to PB2 to PB6 corresponding to O-ADD. A / D conversion is performed in response to the multiplexer inputs (pins 51-60). The power supply output appears on pins 62 and 63. INCOM reception is pin 4
7 to 49, INCOM transmission is on pin 7
9, 80 and 1.

【0052】図29はコネクターJ3とチップAPのV
AN,VBN,VCN,IA,IB,IC受信ピンとの
接続を示す。図30はVA及びVDDにそれぞれ対応す
る相ラインA及びBを起点とする電源回路を示す。
FIG. 29 shows V of connector J3 and chip AP.
Connections with AN, VBN, VCN, IA, IB, and IC reception pins are shown. FIG. 30 shows a power supply circuit starting from phase lines A and B corresponding to VA and VDD, respectively.

【0053】本発明の好ましい実施例における回路構成
を以上に説明した。INCOMシステムとSure P
lus Chipの上述した組合わせとの関連で、本発
明のエネルギー・モニター・システムの動作を以下に説
明する。
The circuit configuration of the preferred embodiment of the present invention has been described above. INCOM system and Sure P
The operation of the energy monitoring system of the present invention is described below in the context of the above-mentioned combination of lus Chips.

【0054】ローカル・ステーションにおける主要な機
能は消費エネルギーを即座に算定することである。この
ローカル・ステーションでの算定は相電圧及び相電流の
サンプリングに基づいて行なわれる。電力はV(電圧)
とI(電流)の積である。E(エネルギー)はサンプリ
ングされた積VA×IA,VB×IB,VC×ICの和
である。本発明では、好ましくは下記の表1及び2に示
すサンプリング法則にしたがって行なう。サンプリング
はそれぞれを以下にオクターブと呼称する8個のサンプ
ルから成る群ごとに行われる。このオクターブ、即ち、
8個のサンプルから成る群の個々のサンプルに番号0乃
至7を付してあり、奇数番号サンプルが先行の偶数番号
サンプルから90°離れた所で現われ、偶数番号サンプ
ルが先行の奇数番号サンプルから112.5°離れた所
で現われるように各サンプルがトリガーされる。従っ
て、第1オクターブは下記の表1に示すように順次現わ
れ、表中の角度は電圧(VA,VB,VC)または電流
(IA,IB,IC)に対応する正弦波の電気角であ
る。
The primary function at the local station is to instantly calculate energy consumption. The calculation at this local station is based on sampling of the phase voltage and phase current. Power is V (voltage)
And I (current). E (energy) is the sum of the sampled products VA × IA, VB × IB, VC × IC. In the present invention, the sampling rules shown in Tables 1 and 2 below are preferably used. Sampling is performed in groups of 8 samples, each of which is referred to below as an octave. This octave, that is,
The individual samples of the group of 8 samples are numbered 0 to 7, with the odd numbered samples appearing 90 ° apart from the preceding even numbered samples and the even numbered samples from the preceding odd numbered samples. Each sample is triggered to appear 112.5 ° apart. Therefore, the first octave sequentially appears as shown in Table 1 below, and the angles in the table are the electrical angles of the sine wave corresponding to the voltage (VA, VB, VC) or the current (IA, IB, IC).

【0055】[0055]

【表1】 1つのオクターブから次のオクターブまでの間に98.
4°の遅延があるということもサンプリングの法則であ
る。従って、次のオクターブの第1サンプルが01でス
タートするとすれば、この第1サンプルは00に対して
98.4°離れたと所で現われる。同様に、さらに次の
オクターブは2×98.4°=196.8°に相当する
02でスタートすることになる。従って、表1のオクタ
ーブに続く15オクターブは下記の表2に示すように現
われる:
[Table 1] 98. from one octave to the next.
It is also a sampling law that there is a delay of 4 °. Thus, if the first sample in the next octave starts at 01, then this first sample will appear 98.4 ° away from 00. Similarly, the next octave will start at 02, which corresponds to 2 × 98.4 ° = 196.8 °. Therefore, the 15 octaves that follow the octave in Table 1 appear as shown in Table 2 below:

【0056】[0056]

【表2】 16オクターブ、即ち、合計128個のサンプルが順次
現われてから120.94°の電気角だけ遅れて同じサ
ンプリング・プロセスが繰り返される。
[Table 2] The same sampling process is repeated 16 octaves, ie, 128 samples in total, followed by 120.94 ° electrical angle delay.

【0057】結果的に正弦波の半サイクルに1つのオク
ターブの8個のサンプルが均等に配分されることにな
る。このことは第1オクターブの8個のサンプル00乃
至7を三角函数円の円周上に分布した形で示す図31か
らの明らかであろう。01は第1オクターブの最終サン
プル7から98.4°+22.5°=120.9°の遅
延を表わす98.4°に現われる。同様に、続く15オ
クターブにおけるそれぞれ第1のサンプルは02(19
6.8°)から015(36°)までに散らばってい
る。各オクターブのサンプルは互いに22.5°(90
/4)及び45°(90/2)の間隔で分布している。
また、オクターブ08及び016によって示されるよう
に、8オクターブ以後、1つのオクターブのサンプルは
最初の90/4目盛りの1つに位置する。図32(A)
には、ゼロ交差(0°)で始まる8個のサンプルから成
る群の7個のサンプル1乃至7を基本波の半サイクルと
の関係で示した。次のオクターブはダッシュの付いた番
号で示すように先行オクターブのサンプル間に分布して
いる。図32(B)は対応の半サイクルを示す。
As a result, eight samples of one octave are evenly distributed in the half cycle of the sine wave. This will be apparent from FIG. 31 which shows eight samples 00 to 7 in the first octave in a distributed form on the circumference of a triangular function circle. 01 appears at 98.4 °, representing a delay of 98.4 ° + 22.5 ° = 120.9 ° from the final sample 7 in the first octave. Similarly, each first sample in the following 15 octaves is 02 (19
6.8 °) to 015 (36 °). The samples in each octave are 22.5 ° (90
/ 4) and 45 ° (90/2).
Also, as shown by octaves 08 and 016, after 8 octaves, the sample for one octave is located on one of the first 90/4 scales. FIG. 32 (A)
Show 7 samples 1 to 7 of a group of 8 samples starting at zero crossing (0 °) in relation to the half cycle of the fundamental wave. The next octave is distributed among the samples in the preceding octave, as indicated by the number with a dash. FIG. 32B shows the corresponding half cycle.

【0058】この2つの図から明らかなように、サンプ
リング・プロセスの結果、正弦波に沿って狭い間隔で並
置された一連のサンプルが得られ、最大限の精度が得ら
れる。このサンプリングが3相の電圧VA,VB,VC
及び3相の電流IA,IB,ICのそれぞれについて行
なわれる。Sure Plus Chip内のマイクロ
コンピューター及び付属の回路によってローカル・ステ
ーションに関する電圧及び電流をサンプリングする目的
はローカル・ステーションにおけるエネルギー及び需要
の蓄積量を即座に算定し、パソコンPCがINCOMを
介してこの情報を読み取るか、または抽出できるように
することにある。従って、プリント回路板PCBAはプ
リント回路板PCBBの一部であるSure Plus
Chip SPに入力されるアナログ信号を先ず出力
し、Sure Plus Chip SPにおいてマイ
クロコンピューターMCUによってA/D変換が行なわ
れ、連続的かつ瞬間的に積V×Iの計算が行なわれる。
As is apparent from these two figures, the sampling process results in a series of closely spaced samples along the sine wave, with maximum accuracy. This sampling is the three-phase voltage VA, VB, VC
And the three-phase currents IA, IB, and IC, respectively. The purpose of sampling the voltage and current for the local station by the microcomputer in the Plus Plus Chip and its associated circuitry is to instantly calculate the energy and demand accumulation at the local station, and the personal computer PC can obtain this information via INCOM. To be able to read or extract. Therefore, the printed circuit board PCBA is a part of the printed circuit board PCBB, the Sure Plus.
First, the analog signal input to the Chip SP is output, and the A / D conversion is performed by the microcomputer MCU in the Sure Plus Chip SP, and the product V × I is calculated continuously and instantaneously.

【0059】図33(A)に示すように、プリント回路
板PCBAからの入力信号は入力電圧VINをアースに
接続する2つの直列抵抗器R1,R2の中間点から導出
される。出力電圧V0はチップSPの多重ピン(MUX
0,MUX1,MUX2,またはMUX3)に印加され
る。サンプリングされる相電流についてA/D変換が行
なわれる。この過程でチップSP内の回路がアースへの
帰線を形成する。この場合、2通りの状況が考えられ
る。1つは(図33(B)に示すように)電圧源の高イ
ンピーダンス入力であり、他の1つは(図33Cに示す
ように)短絡を生ずる(電流源の)極めて低いインピー
ダンス入力である。第1の場合にはチップSPが電圧モ
ードで動作し、第2の場合には電流モードで動作する。
電圧モードの場合、チップは0乃至+2.5ボルトで動
作する。電流モードの場合、チップSPから最大限−1
600マイクロアンペアの負電流が流れる。出力インピ
ーダンスがフルスケール電圧÷フルスケール電流に等し
い1.56Kオームとなるように入力信号源を設定すれ
ば、桁移動子を補足せずに電流モード、電圧モードの双
方を使用できる。これを図示したのが図33(D)(テ
ブナン等価回路)及び図33(E)(ノートン等価回
路)である。図34に示すように、チップSPはMCU
の作用下に、入力がVIN(高入力インピーダンス)で
あるかIIn(短絡入力)であるかに応じて即座に電圧
モードまたは電流モードを採用するように内部構成され
ている。
As shown in FIG. 33A, the input signal from the printed circuit board PCBA is derived from the midpoint of the two series resistors R1 and R2 connecting the input voltage VIN to ground. The output voltage V0 is the multiple pin (MUX
0, MUX1, MUX2, or MUX3). A / D conversion is performed on the sampled phase current. In this process, the circuit in the chip SP forms a return line to the ground. In this case, there are two possible situations. One is a high impedance input of the voltage source (as shown in FIG. 33B) and the other is a very low impedance input (of the current source) that causes a short circuit (as shown in FIG. 33C). .. In the first case, the chip SP operates in the voltage mode, and in the second case, it operates in the current mode.
In voltage mode, the chip operates from 0 to +2.5 volts. In current mode, maximum -1 from chip SP
A negative current of 600 microamps flows. If the input signal source is set so that the output impedance is 1.56 K ohm equal to full scale voltage / full scale current, both current mode and voltage mode can be used without supplementing the digit mover. This is illustrated in FIG. 33D (Thevenin equivalent circuit) and FIG. 33E (Norton equivalent circuit). As shown in FIG. 34, the chip SP is an MCU.
Is configured internally to immediately adopt a voltage mode or a current mode depending on whether the input is VIN (high input impedance) or IIn (short circuit input).

【0060】多重入力(MUXO)とアース(GND)
の間にはオートゼロ動作するように構成されている演算
増幅器AMP1の負及び正入力が挿入されている。“電
流モード”の場合、演算増幅器出力と負入力の間のフィ
ードバック・ループはFETデバイスQ0のゲート電極
G及びソース電極Sを含み、入力に伴なってVIN負電
流がチップSPから流れると、ソース電極SがVIN電
流に等しい電流を供給して入力をゼロVに保持するまで
増幅器の出力が正方向に駆動される。これは短絡入力、
即ち、“電流モード”である。“電圧モード”では増幅
器AMP1及びFETデバイスQ0が作用を抑止され、
ピンMUX0に現われる正電圧は第2増幅器AMP2に
よる常規増幅によって翻訳される。“電圧モード”にお
いて、増幅器AMP2はVINに対して高インピーダン
スを提供し、MUX0からはほとんど電流が流れないか
ら、ピンMUX0は“電流モード”時のように“ゼロ”
とはならず、入力信号VINを追従する。
Multiple input (MUXO) and ground (GND)
The negative and positive inputs of the operational amplifier AMP1 configured for auto-zero operation are inserted therebetween. In the "current mode", the feedback loop between the operational amplifier output and the negative input includes the gate electrode G and the source electrode S of the FET device Q0, and when the VIN negative current flows from the chip SP with the input, the source The output of the amplifier is driven in the positive direction until the electrode S supplies a current equal to the VIN current and holds the input at zero V. This is a short circuit input,
That is, the "current mode". In the "voltage mode", the amplifier AMP1 and the FET device Q0 are suppressed,
The positive voltage appearing on pin MUX0 is translated by normal amplification by the second amplifier AMP2. In "voltage mode", the amplifier AMP2 provides a high impedance to VIN and draws almost no current from MUX0, so pin MUX0 is "zero" as in "current mode".
However, the input signal VIN is followed.

【0061】基本波の全サイクルを示す図35から明ら
かなように、信号が正(第1半サイクル)なら、動作は
“電圧モード”であり、信号が負(第2半サイクル)な
ら、動作は“電流モード”である。以上に2つの動作モ
ードとチップSPの関係を説明したが、A/D変換が行
なわれる場合には相電圧サンプルの正電圧だけが使用さ
れるのに対して、電流サンプリングに際しては電流が正
であっても負であってもよい。電流サンプリングに際し
て、もし電流が正(図35の曲線の前半分)なら、電圧
モードのA/D変換が行なわれる。もし電流が負なら、
図34に示すように“電圧モード”のゼロ出力となる。
ゼロは“電流モード”の状況を意味し、図33(C)ま
たは図33(E)に示すように“電流モード”で再びA
/D変換が行なわれる。
As is apparent from FIG. 35 showing all cycles of the fundamental wave, if the signal is positive (first half cycle), the operation is "voltage mode", and if the signal is negative (second half cycle), the operation is operation. Is "current mode". Although the relationship between the two operation modes and the chip SP has been described above, when the A / D conversion is performed, only the positive voltage of the phase voltage sample is used. It may or may not be negative. During current sampling, if the current is positive (the first half of the curve in FIG. 35), voltage mode A / D conversion is performed. If the current is negative,
As shown in FIG. 34, zero output is obtained in the "voltage mode".
Zero means the situation of "current mode", and as shown in FIG. 33 (C) or FIG.
/ D conversion is performed.

【0062】図366のアナログ電圧/電流測定システ
ムは0乃至+2.5Vの入力電圧及び0乃至−1.6ミ
リアンペアの入力電流を電圧モードで正確に測定するこ
とができる。本発明の最も好ましい実施例では主要構成
素子として下記のものを含む。
The analog voltage / current measurement system of FIG. 366 can accurately measure an input voltage of 0 to +2.5 V and an input current of 0 to -1.6 mA in voltage mode. In the most preferred embodiment of the present invention, the main components include:

【0063】−8ビットA/Dコンバータ−ADC; −入力スケーリング用のオートレンジング・システムA
RS; −入力増幅器AMP1及びAMP2に接続するオートゼ
ロ・コントローラーAZS; −8チャンネル入力信号マルチプレクサー(MUX0−
MUX7)、 −相電流サンプリングのため電流及び電圧を読取ること
のできる4つのチャンネル; −相電圧サンプリングの時にだけ電圧入力用として使用
される4つのチャンネル; −4つまたはそれ以下のサンプル・アンド・ホールド電
圧入力。
-8-bit A / D converter-ADC; -Autoranging system A for input scaling
RS; -Autozero controller AZS connected to the input amplifiers AMP1 and AMP2; -8 channel input signal multiplexer (MUX0-
MUX7),-Four channels capable of reading current and voltage for phase current sampling; -Four channels used for voltage input only during phase voltage sampling; -Four or less sample and Hold voltage input.

【0064】電圧入力はすべてA/DコンバーターAD
Cへ入力される前に可変利得オートレンジング電圧増幅
器AXP2によってバッファされる。電圧増幅器の利得
は信号が少なくともフルスケールの半分、ただしオーバ
ーフローでない状態となるまで自動的に調整される。電
圧測定は直接的に、またはサンプル・アンド・ホールド
(積算)法を利用して行なうことができる。サンプル・
アンド・ホールド測定には“電圧モード”用に構成され
た2つの隣接する入力チャンネルと外部コンデンサーが
必要である。4対のサンプル・アンド・ホールド入力チ
ャンネルが同時にサンプリングする。
All voltage inputs are A / D converter AD
It is buffered by the variable gain autoranging voltage amplifier AXP2 before being input to C. The gain of the voltage amplifier is automatically adjusted until the signal is at least half full scale, but not overflow. Voltage measurements can be made directly or by using the sample and hold (integral) method. sample·
The AND-HOLD measurement requires two adjacent input channels configured for "voltage mode" and an external capacitor. Four pairs of sample-and-hold input channels sample simultaneously.

【0065】負電流を測定する場合には増幅器AMP1
が使用され、動作は“電流モード”である。増幅器AM
P1は負電流(即ち、入力から流れる電流)を受け、コ
ンデンサーまたは抵抗器(図27のR23)をMX0ピ
ンに接続することにより積算モードまたは非積算モード
で動作させることができる。増幅器AMP1は電流ミラ
ー(CMR)として動作するオートレンジング電流源を
介して特定のチャンネルに電流を供給することにより反
転入力を見かけアース・レベルに維持するように構成さ
れている。電流源からMX0ピンに向かって流れる電流
は特定の入力チャンネルから流れる電流のプログラム可
能な部分を表わす。図23に示すその他の構成素子は下
記の通りである: −内部シャントレギュレーターAVDD; −シャントレギュレーターAVDDがそれ以上電流を引
き込まないように外部デバイスに知らせるための電源モ
ニター; −可調バンドギャップ電圧基準; −固定バンドギャップ電圧基準; 図36のシステムは“電圧モード”または“電流モー
ド”によるA/D変換のためのSure Plus C
hip及びこのChip内で動作するマイクロプロセッ
サーの内部構成に係わる。図36には(プリント回路板
PCBAのライン11,12,13から来る)入力電流
IA,IB,ICと対応する多重ピンMUX0乃至MU
X3、及び抵抗器R23(図19)を介してアースと接
続するMX0が示されている。同様に、入力電圧VA
N,VBN,VCNに対応する多重ピンMUX4乃至M
UX7が示されている。“電圧モード”である後者の場
合、入力電圧VINがライン30を介して演算増幅器A
MP2の非反転入力に印加される。出力はライン31及
び位置#1を占めるスイッチSW2を介してA/Dコン
バーターADCへの入力としてのライン32へ供給され
る。これと同じことが“正電流”である場合の入力電流
に対しても起こる(スイッチSW2は位置#1のま
ま)。ただし、もし入力電流が“負”なら、動作は“電
流モード”で行なわれる。この時点でスイッチSW2及
びスイッチSW1は位置#2を占めるMUX0−MUX
3からの入力電流はライン33を介して演算増幅器AM
P1に流入する。
When measuring a negative current, the amplifier AMP1
Are used and the operation is "current mode". Amplifier AM
P1 receives a negative current (ie, the current flowing from the input) and can be operated in integrating or non-integrating mode by connecting a capacitor or resistor (R23 in FIG. 27) to pin MX0. Amplifier AMP1 is configured to maintain the apparent inverting input at ground level by supplying current to a particular channel via an autoranging current source operating as a current mirror (CMR). The current flowing from the current source towards pin MX0 represents the programmable portion of the current flowing from the particular input channel. The other components shown in FIG. 23 are as follows: -Internal shunt regulator AVDD; -Supply monitor to notify external devices to prevent the shunt regulator AVDD from drawing any more current; -Adjustable bandgap voltage reference. A fixed bandgap voltage reference; the system of FIG. 36 is a Sure Plus C for A / D conversion in “voltage mode” or “current mode”.
It relates to the internal configuration of the hip and the microprocessor operating in this tip. In FIG. 36, the input currents IA, IB, IC (coming from lines 11, 12, 13 of the printed circuit board PCBA) and the corresponding multiple pins MUX0 to MU are shown.
Shown is X3 and MX0 connected to ground through resistor R23 (FIG. 19). Similarly, input voltage VA
Multiple pins MUX4 to M corresponding to N, VBN, and VCN
UX7 is shown. In the latter case, which is in "voltage mode", the input voltage VIN passes through line 30 to the operational amplifier A
Applied to the non-inverting input of MP2. The output is provided to line 32 as input to the A / D converter ADC via line 31 and switch SW2 occupying position # 1. The same thing happens for the input current when it is a "positive current" (switch SW2 remains in position # 1). However, if the input current is "negative", the operation is performed in "current mode". At this point, switches SW2 and SW1 occupy position # 2, MUX0-MUX.
The input current from 3 is supplied to the operational amplifier AM via the line 33.
Flow into P1.

【0066】ライン34の出力はFETデバイスQ0の
ゲート電極Gに供給されるから、ライン35、ソース電
極S及びドレン電極Dを介して、電流ミラー回路から来
るライン36から負電流が引き出される。従って、対応
の電流がライン37の出力から流れ、これがアースへの
抵抗器R23によって電圧に変換されてピンMX0に現
われ、ライン39を通ってA/DコンバーターADCへ
の入力としてライン321に現われる。
Since the output of the line 34 is supplied to the gate electrode G of the FET device Q0, a negative current is drawn from the line 36 coming from the current mirror circuit via the line 35, the source electrode S and the drain electrode D. Accordingly, a corresponding current flows from the output of line 37, which is converted to a voltage by resistor R23 to ground and appears on pin MX0 and on line 321 as an input to the A / D converter ADC.

【0067】図37,38及び39はローカル・ステー
ションでのエネルギー・モニターにおけるMCUの動作
を示すフローチャートであり、図37のフローチャート
が主要ルーチンである。ステップ100において給電が
ON、即ち、Resetとなる。ステップ101におい
て初期化が行なわれる。ステップ102においてシステ
ムがスタートする(“Begin”)。次いでステップ
103において、情報の通信に関連して“IMPAC
C”バッファが形成される。ステップ104において、
システムがINCOMを呼び出す。次のステップ105
においてNVRAM(持久RAM)が更新される。ステ
ップ106においてROMがチェックされ、ステップ1
07においてSure Plus(SP)の作用として
公知の“デッドマン制御”が行なわれる。
37, 38 and 39 are flow charts showing the operation of the MCU in the energy monitor at the local station, and the flow chart of FIG. 37 is the main routine. In step 100, the power supply is turned on, that is, Reset. Initialization is performed in step 101. In step 102, the system starts (“Begin”). Then in step 103, in connection with the communication of information, "IMPAC
A C "buffer is formed. In step 104,
The system calls INCOM. Next step 105
At, NVRAM (endurance RAM) is updated. ROM is checked in step 106, step 1
In 07, "deadman control" known as the action of Sure Plus (SP) is performed.

【0068】図38のフローチャートはシステムが60
Hz動作のために実行する割込みルーチンである。先に
述べたように、サンプリングは2サイクルに亘ってシー
ケンス1200,900,1120,900,112
0,900,1120,90,1200をステップ11
0において“Pタイマー”がロードされる。Pタイマー
はマイクロプロセッサーMCUの内部タイマーと連携す
るソフトウェアであり、連続するオクターブに関する上
掲の表1及び表2に示したサンプリング・シーケンスに
おける割込みのタイムインターバルを設定するようにプ
ログラムされる。ステップ111において“サンプリン
グ”ルーチンが呼び出される。次いでステップ112に
おいて“これは奇数サンプル番号か?”という質問が提
示される。もしイエスなら、112´を通ってステップ
113に進みPタイマーが90°にセットされ、ステッ
プ113´においてNVRAM(持久RAM)への入力
が行なわれる。次いで114を通ってステップ115に
進み、リターンとなる。
The system shown in the flowchart of FIG.
This is an interrupt routine executed for Hz operation. As mentioned above, the sampling is performed over the two cycles of the sequence 1200, 900, 1120, 900, 112.
0,900,1120,90,1200 Step 11
At 0, the "P timer" is loaded. The P-timer is software that works in conjunction with the internal timer of the microprocessor MCU and is programmed to set the time interval of interrupts in the sampling sequence shown in Tables 1 and 2 above for consecutive octaves. In step 111, the "sampling" routine is called. Then in step 112 the question "Is this an odd sample number?" Is presented. If yes, the flow proceeds through step 112 'to step 113 where the P timer is set to 90 ° and in step 113' an input to NVRAM (permanent RAM) is made. Then, through 114, the process proceeds to step 115 and returns.

【0069】ステップ112における答えがノーなら、
116を通ってステップ117に進み、“これは8番目
のサンプルか?”という質問が提示される。もし答えが
ノーなら、118を通ってステップ119に進み、Pタ
イマーが112.5°にセットされ、114を通ってス
テップ115に進み、リターンとなる。もし答えがイエ
スなら、120を通ってステップ121に進み、Pタイ
マーが120.94°にセットされる。次いでステップ
122に進み、“これは第16オクターブの最後のサン
プルか?”という質問が提示される。もし答えがノーな
ら、ライン123及び114を通ってステップ115に
進んでリターンとなる。もし答えがイエスなら、ライン
124を通ってステップ125に進み、個々の相ごとに
エネルギーをスケーリングし、合計して総エネルギー値
を出すように指令される。次いでステップ126におい
て“KW−H(キロワット時)整数のLSバイト(最下
位ビット)がロールオーバーされたかどうか”という質
問が提示される。もしイエスならライン132を通って
ステップ133に進み、KW−Hが記憶され、ステップ
115においてリターンとなる。ステップ126におけ
る答えがノーならステップ115に進んでリターンとな
る。
If the answer in step 112 is no,
Proceeding through 116 to step 117, the question "Is this the 8th sample?" Is presented. If the answer is no, go through 118 to step 119, set the P timer to 112.5 °, go through 114 to step 115, and return. If the answer is yes, go through step 120 to step 121 and set the P timer to 120.94 °. Then proceed to step 122 and the question "Is this the last sample in the 16th octave?" Is presented. If the answer is no, then go through line 123 and 114 to step 115 and return. If the answer is yes, proceed through line 124 to step 125, where it is commanded to scale the energy for each phase and sum to give a total energy value. Then, in step 126, the question is asked, "Whether the KW-H (kilowatt hour) integer LS byte (least significant bit) has been rolled over". If yes, go through line 132 to step 133 where KW-H is stored and return at step 115. If the answer in step 126 is no, it proceeds to step 115 and returns.

【0070】図39に示すサンプリング・ルーチンのフ
ローチャートは下記の通りである:ステップ150は電
圧の相Aに関連のステップであり、“電圧VAをA/D
変換し、その結果を記憶する”ように指示される。次の
ステップ151は電流の相Aに関連するステップであ
り、“IAを電圧モードでA/D変換する”よう指示さ
れる。次いでステップ152において、質問“IAのA
/D変換結果はゼロであるか?”が提示される。すでに
述べたように、この質問は図34から明らかなように検
出された電流がゼロであったか負であったかという意味
である。もしイエスなら、ライン153を通ってステッ
プ154に進み、“IAを電流モードでA/D変換”す
るよう指示される。次いでステップ155において、サ
ンプリング値を利用してIA×VA/256+“EO
A”を計算するように指示される。ここではスケーリン
グだけを目的としてアキュムレーターで累算されたエネ
ルギーを数256で除算する。8ビットと仮定すると、
乗算によってビット数が大きくなり過ぎる。したがっ
て、16×16=256による除算を採用する。
The flow chart of the sampling routine shown in FIG. 39 is as follows: Step 150 is the step associated with phase A of the voltage, "Voltage VA to A / D".
"Convert and store the result." The next step 151 is the step relating to phase A of the current and is instructed to "A / D convert IA in voltage mode". In 152, the question “IA A
Is the / D conversion result zero? 34. As already mentioned, this question means, as is apparent from FIG. 34, whether the detected current was zero or negative. If yes, go through line 153 to step 154. Then, the user is instructed to “A / D convert IA in current mode.” Then, in step 155, the sampling value is used to calculate IA × VA / 256 + “EO”.
It is instructed to calculate A ″, where the energy accumulated in the accumulator is divided by the number 256 for scaling purposes only. Assuming 8 bits,
Multiplication causes too many bits. Therefore, the division by 16 × 16 = 256 is adopted.

【0071】次いでシステムはライン156に進む。ス
テップ152の結果がノーなら、ライン157を通って
ステップ158に進んで“EOA”からIA×VA/2
56を減算するように指示される(“EOA”はバッフ
ァ・レジスター中の累算エネルギーであり、ここでもス
ケーリングだけを目的とする256による除算が行なわ
れる)。減算は積IA×VA中のIAのマイナス符号を
考慮してのことである。“電圧モード”による相電流変
換にはマイナス符号が与えられ、“電流モード”による
相電流変換にはプラス符号が与えられる。いずれの場合
にも、システムは最新のエネルギー値を提供する。対称
性に鑑み、ステップ159もステップ154と同様のス
テップであり、“IAを電流モードでA/D変換する”
ように指示される。
The system then proceeds to line 156. If the result of step 152 is NO, go to step 158 through line 157 and go from "EOA" to IA x VA / 2.
56 is instructed to be subtracted ("EOA" is the accumulated energy in the buffer register, again divided by 256 for scaling purposes only). Subtraction takes into account the minus sign of IA in the product IA × VA. A minus sign is given to the phase current conversion in the "voltage mode", and a plus sign is given to the phase current conversion in the "current mode". In each case, the system provides the latest energy value. In consideration of the symmetry, step 159 is also the same step as step 154, and “A / D converts IA in current mode”.
To be instructed.

【0072】このステップは実行ステップとしては無用
であるが、ステップ154とパラレルであるから他方の
側と一致する時間が余分に必要となる。したがって、2
つのプロセス経路が156において時間的に収斂し、こ
こからシステムは相Bに関して上記一連のステップと同
じステップを反復する。即ち、この段階156におい
て、相Aに関するエネルギー計算は完了している。相B
に関してステップ156からステップ166までに亘っ
て上記一連のステップと同様のステップが行なわれる
(ステップ160において電圧VBのA/D変換と記
憶;ステップ161において電流モードによるIBのA
/D変換;ステップ162においてIBのA/D変換結
果がゼロであるかどうかのテスト;イエスなら、ルーチ
ンの一方の側のステップ164において電流モードによ
るIBのA/D変換、次いでステップ165においてI
B×VB/256+“EOB”の計算;ノーなら反対側
のステップ168“EOB”−IB×VB/256の計
算、次いでステップ169において電流モードによるI
BのA/D変換)。
This step is unnecessary as an execution step, but since it is parallel to step 154, extra time is required to match the other side. Therefore, 2
One process path converges in time at 156, from which the system repeats the same steps as above for Phase B. That is, at this stage 156, the energy calculation for Phase A is complete. Phase B
Step 156 to Step 166 are performed in the same manner as the series of steps described above (A / D conversion and storage of voltage VB in Step 160; A of IB in current mode in Step 161).
/ D conversion; test whether IB's A / D conversion result is zero in step 162; if yes, current mode IB's A / D conversion in step 164 on one side of the routine, then I in step 165
Calculation of B × VB / 256 + “EOB”; if no, calculation of step 168 “EOB” -IB × VB / 256 on the opposite side, then I in current mode at step 169
A / D conversion of B).

【0073】次いでステップ166からステップ176
に亘って相Cに関して同じ一連のステップが行なわれ
る。即ち、1)ステップ170において電圧VCのA/
D変換と記憶が指示され、ステップ171において電圧
モードによる電流ICのA/D変換が指示され;2)
(ステップ172においてICがゼロであるかゼロでな
いかに応じて)ステップ174において電流モードによ
るICのA/D変換が指示され、次いでステップ175
においてIC×VC/256+“EOC”NO計算が指
示されるか、またはステップ179において“EOC”
−IC×VC/256の計算が指示され、次いでステッ
プ180において(他の2つの相について行なわれたの
と同様に)電流モードによるICのA/D変換が指示さ
れる。いずれの側もライン176を通ってステップ17
7においてリターンとなる。図39のフローチャートの
ステップから明らかなように、ADC(図36)におけ
るA/D変換後、相AについてはVA及びIAの、相B
についてはVB及びIBの、相CについてはVC及びI
Cの8ビット・サンプルが得られ、これらのサンプルか
ら相ごとにエネルギーが計算され、3相合計して下記の
結果が得られる: E=ΣVA×IA+ΣVB×IB+ΣVC×IC (1) このエネルギー量が絶えず記憶され、累算されてローカ
ル・ステーションの現時点消費総量となる。この作業は
それぞれのローカル・ユーザーのステーションにおける
バックパック・ユニットによって行なわれ、その結果を
随時パソコンPCステーションがすべてのローカル・ス
テーションから引き出すことによって個別料金を算定す
る。パソコンPCステーションなどのような中央ステー
ションはこの結果を利用することにより、電力会社の総
量メーターをも参考にしながら総エネルギー消費をモニ
ターする。
Next, steps 166 to 176.
The same sequence of steps is performed for Phase C throughout. That is, 1) A / A of voltage VC in step 170
D conversion and storage are instructed, and in step 171, A / D conversion of the current IC in the voltage mode is instructed; 2).
A / D conversion of the current mode IC is indicated in step 174 (depending on whether the IC is zero or non-zero in step 172), then step 175.
IC × VC / 256 + “EOC” NO calculation is instructed in step 179, or “EOC” in step 179.
The calculation of IC × VC / 256 is indicated, and then in step 180 the A / D conversion of the IC in current mode is indicated (as was done for the other two phases). Step 17 on either side through line 176
Return at 7. As is clear from the steps of the flowchart of FIG. 39, after A / D conversion in the ADC (FIG. 36), phase A is VA and IA, phase B
For VB and IB, for Phase C VC and I
An 8-bit sample of C is obtained, the energy is calculated for each phase from these samples, and the three phases are summed to give the following result: E = ΣVA × IA + ΣVB × IB + ΣVC × IC (1) It is constantly stored and accumulated to give the current total consumption of the local station. This task is performed by the backpack unit at each local user's station, and the personal computer PC station draws the results from all local stations at any time to calculate the individual charges. Central stations, such as personal computers and PC stations, use this result to monitor total energy consumption by also referring to the total meter of the power company.

【0074】エネルギーの勾配、即ち、エネルギー/時
間に相当する需要を知る必要もある。例えば5分ごとに
パソコンPCステーションがこのタイムインターバルに
消費されたエネルギーを算定する。スナップショットに
より5分ごとにパソコンPCステーションは個々のロー
カル・ステーションが同時にそれぞれの現時点でのエネ
ルギー消費を記憶するように指令する。2つのスナップ
ショットの間で、中央ステーションは順次各ローカル・
ステーションからすべての前記記憶されたエネルギー消
費を読み取り、各ローカル・ステーションごとの最新値
と先行値の差を求める。この差はローカル・ステーショ
ンにおいて5分間に消費されたエネルギーまたは5分間
の需要である。次いでこの差が中央ステーションによっ
てタイム・スタンプ及びユーザー・スタンプされ、ロー
カル・ユーザー間の“需要”コスト配分算定に使用でき
るように記憶される。
It is also necessary to know the energy gradient, ie the demand corresponding to energy / time. For example, every 5 minutes, the personal computer PC station calculates the energy consumed during this time interval. Every five minutes with a snapshot, the personal computer PC station directs the individual local stations to simultaneously remember their current energy consumption. Between the two snapshots, the central station sequentially
Read all the stored energy consumptions from the stations and determine the difference between the latest value and the previous value for each local station. This difference is the energy consumed at the local station for 5 minutes or the demand for 5 minutes. This difference is then time-stamped and user-stamped by the central station and stored for use in "demand" cost allocation calculations between local users.

【0075】1つのローカル・ユーザー・ステーション
について以上に説明した装置及びシステムに基づくエネ
ルギーの中央モニタリングの一般的な方法として、複数
のステーションは任意の時点における消費エネルギー総
量を記憶し、パソコンPCステーションは各ステーショ
ンから順次結果を読み出すだけでよい。ただし、電力会
社の総量メーターの指示値と一致させるため、ローカル
・ユーザーのバックパック・ユニットからの情報ポーリ
ングを“同期化”しなければならない。本発明では遠隔
ステーションからではなくパソコンPCステーションま
たは中央ステーションからこの問題を解決する。
As a general method of central monitoring of energy based on the device and system described above for one local user station, the stations store the total amount of energy consumed at any given time and the personal computer PC station It is only necessary to read the results sequentially from each station. However, the information polling from the local user's backpack unit must be "synchronized" to match the reading on the utility's gross meter. The present invention solves this problem from a PC or central station rather than from a remote station.

【0076】遠隔ステーションからの電力消費データを
中央ユニットに送り、この中央ユニットにおいてエネル
ギー消費総量を集中メーターとの関係において測定する
ことは米国特許第4,692,761号明細書から公知
である。
It is known from US Pat. No. 4,692,761 to send power consumption data from a remote station to a central unit, where the total energy consumption is measured in relation to a central meter.

【0077】公知技術は真正メッセージ及び有効な交信
を可能にする真正通信の必要を示唆している。このた
め、中央ユニットへの周期的なデータ転送が採用されて
いるが、この方法も局部的な動作不良に起因する誤り情
報を招くおそれがある。ローカル・ステーション消費エ
ネルギー間の正確な時間関係を、送信され、受信される
信頼すべきメッセージと組み合わせるには中央ユニット
と遠隔ユニットの間の対話が著しく複雑にならざるを得
ない。そこで、遠隔ステーションにおけるローカルな需
要及びエネルギー計算を同期化する必要がなく、“スナ
ップショット”と呼ばれる中央ステーションからの指令
下に各ローカル・ステーションが現時点エネルギー消費
累計をローカル・ステーションごとに記憶するだけでよ
い方法を提案する。遠隔ステーションの受動性がローカ
ルなエネルギー消費を絶えず算定することを可能にし、
中央ユニットから介入するスナップショットが遠隔ステ
ーションを同期化させるよりも動作が簡単になる適性な
タイミングを可能にする。
The known art suggests the need for authentic messages and authentic communication to enable effective communication. For this reason, periodic data transfer to the central unit is adopted, but this method may also lead to error information due to local malfunction. Combining the exact time relationship between local station energy consumption with the reliable messages sent and received requires significant interaction between the central and remote units. Therefore, it is not necessary to synchronize the local demand and energy calculation at the remote stations, and each local station only stores the current energy consumption cumulative for each local station under the command from the central station called "snapshot". I suggest a good method. Allowing the passivity of remote stations to constantly assess local energy consumption,
Intervening snapshots from the central unit allow for proper timing that is easier to operate than synchronizing remote stations.

【0078】図41にはパソコンPCステーションが5
分ごとにエネルギー消費を記憶するよう指令を送信する
エネルギー・モニター・システムを示す。この指令はI
NCOMシステムを介してそれぞれの遠隔ステーション
ST#1,ST#2,・・・ST#nに送信され、各ス
テーションにおいて(最初の指令以後は不必要かも知れ
ないが、必ずすべてのローカル・ステーションが指令を
受信するようにする)指令が受信されると、1つのステ
ーション(ステーション#n)について図41に示すよ
うな現時点消費エネルギー累計がローカル・ステーショ
ンごとに記憶される。即ち、ステーション#nのマルチ
プレクサーMUXが信号IA,IB,IC,VA,V
B,VCを受信し、これらの信号は図38のフローチャ
ートに関連して上述したように表1及び表2のサンプリ
ング法則にしたがって、Pタイマーからのライン39に
よってトリガーされるサンプラーSMPからライン40
及び41を介して供給される制御信号下にサンプリング
される。
FIG. 41 shows five personal computer PC stations.
3 shows an energy monitoring system that sends commands to remember energy consumption every minute. This command is I
It is transmitted to each remote station ST # 1, ST # 2, ..., ST # n via the NCOM system, and at each station (may be unnecessary after the first command, but always all local stations are When a command is received), the cumulative energy consumption at present as shown in FIG. 41 for one station (station #n) is stored for each local station. That is, the multiplexer MUX of the station #n outputs the signals IA, IB, IC, VA, V.
B, VC and these signals are sent from the sampler SMP to line 40, which is triggered by line 39 from the P timer, in accordance with the sampling rules of Tables 1 and 2 as described above in connection with the flow chart of FIG.
And 41 are sampled under the control signal provided via.

【0079】図36に関連して説明したように、サンプ
リングされた信号は同じくサンプラーSMPに従って
(ライン40及び42を介して)作動させられるA/D
コンバーターADCへライン32を介して供給される。
ライン44に出力されたデジタル信号は乗算器MLTへ
供給され、乗算器MLTはライン40の制御信号の制御
下に、ライン43を介してライン45に値IVを出力す
る。加算器SUMは3相について合計されたサンプル・
エネルギー値IVSをライン46を介して送出し、これ
がACCUにおける総エネルギー累算カウントとなる。
この総エネルギー値は新しくサンプリングされたIVS
量によって絶えず更新される。最新の総エネルギー値は
ライン47に出力され、ゲートGTによってゲートされ
たのち、ライン48を通って記憶レジスターSTEに入
力される。ここでパソコンPCステーションによる制御
が行なわれる。この時点で各ステーションは自らのレジ
スターACCUにおいて最新の総消費エネルギー量Ei
を合計している。
As described in connection with FIG. 36, the sampled signal is also activated by the sampler SMP (via lines 40 and 42) A / D.
It is supplied to the converter ADC via line 32.
The digital signal output on line 44 is supplied to the multiplier MLT, which under control of the control signal on line 40 outputs the value IV on line 45 via line 43. The adder SUM is a sampled sum of 3 phases.
The energy value IVS is delivered via line 46, which is the total accumulated energy count in the ACCU.
This total energy value is the newly sampled IVS
Constantly updated by the quantity. The latest total energy value is output on line 47, gated by gate GT, and then input on line 48 to the storage register STE. Here, control by the personal computer PC station is performed. At this point, each station has the latest total energy consumption Ei in its register ACCU.
Are summed up.

【0080】INCOMを介してライン50によってP
Cステーションからスナップショット指令SNPが受信
されると、アドレスされたステーションのゲートGTが
ライン50を介して割り込み許可される。これと同時
に、最新値Eiがライン48を介してレジスターSTE
に記憶される。これと同じことが各ステーションにおい
て同時に行なわれる。次いで、ライン51を介してPC
ステーションは各ステーションごとにSTEに記憶され
ている量を逐次的に、例えば、ステーション1,2,・
・・nの順に読み取る。ここでPCステーションがEi
を最新の受信データEi−1と比較し、特定ステーショ
ンのライン50によって2つの連続するゲート指令を分
離する5分間のタイムインターバル内のエネルギー利得
量をステーションごとに知る。Ei−E(i−1)に基
づいてPCステーションは需要=Ei−E(i−1)を
算定する。多くの場合、この算定はエネルギー・モニタ
ー・ステーション#1,#2,・・・#nと通信するP
Cステーションを示す図42のブロックダイヤグラムで
表わされるソフトウェアによって行なわれる。PCによ
るエネルギー・モニターは図43,44及び45のフロ
ーチャートに従って行なわれる。
P via line 50 via INCOM
When the snapshot command SNP is received from the C station, the gate GT of the addressed station is interrupt enabled via line 50. At the same time, the latest value Ei is transferred to the register STE via the line 48.
Memorized in. The same is done at each station simultaneously. Then PC via line 51
The stations sequentially store the amount stored in the STE for each station, eg, stations 1, 2 ,.
-Read in the order of n. Here the PC station is Ei
Is compared with the latest received data Ei-1 to know for each station the amount of energy gain within a 5 minute time interval separating two consecutive gate commands by line 50 of the particular station. Based on Ei-E (i-1), the PC station calculates demand = Ei-E (i-1). In many cases, this calculation is communicated to the energy monitoring stations # 1, # 2, ... #n P
This is performed by the software represented by the block diagram of FIG. 42 showing the C station. Energy monitoring by PC is performed according to the flowcharts of FIGS. 43, 44 and 45.

【0081】図43のフローチャートではステップ20
0でスタートし、ライン201を通ってステップ202
に進み、典型的には5分間のタイムインターバルが開始
されているかどうかが判定される。もしノーなら、ライ
ン203を通ってシステムはステップAに進み、ライン
204を介して図27Bのルーチンの結果を受信する。
次いでシステムはステップ205に進み、残されたフリ
ー・タイムにバックグラウンド・タスクが行なわれる。
次いでライン206を通ってライン201に戻り、ここ
で新しいタイム・インターバルに入る。ステップ202
における判定がイエスなら、ライン207を通ってシス
テムがステップ208に進み、すべてのステーションか
らのエネルギー・ポーリングが同時に開始される。ライ
ン209を通ってステップ210に進み、ここでINC
OMを介してローカル・ステーションに対し、現時点で
のエネルギー累算、または各ステーションにおいて累算
されたエネルギーの“瞬間値”を“スナップショット”
せよという指令が送信される。しかし、真正かつ有効な
指令効果を得るためステップ213において約数ミリセ
コンドの残り時間を不動作時間として設定することによ
りこの段階で冗長性が利用され、次いで、ライン214
を通ってステップ215に進み、別の“スナップショッ
ト”指令がライン216からINCOMを介してローカ
ル・ステーションへ送信される。
In the flowchart of FIG. 43, step 20
Start at 0 and go through line 201 to step 202
Proceed to to determine if a time interval of typically 5 minutes has started. If no, then through line 203 the system proceeds to step A and receives via line 204 the result of the routine of FIG. 27B.
The system then proceeds to step 205 where background tasks are performed in the remaining free time.
Then return through line 206 to line 201, where a new time interval is entered. Step 202
If the determination at is yes at line 208, the system proceeds to step 208 and energy polling from all stations is initiated at the same time. Proceed to step 210 through line 209, where INC
"Snapshot" of the energy accumulated at the present time or the "instantaneous value" of the energy accumulated at each station to the local station via OM
A command to send is sent. However, redundancy is utilized at this stage by setting the remaining time of about a few milliseconds as dead time in step 213 to obtain a true and valid command effect, and then line 214
Proceeding to step 215, another "snapshot" command is sent from line 216 via INCOM to the local station.

【0082】次いで、累積値を知り、有効なエネルギー
値が要求されているかどうかをチェックするため、すべ
てのステーションから個別のポーリングが行なわれる。
このルーチンはライン217でスタートし、ローカル・
ステーションの番号iがアドレスされ、ステップ218
においてiが1にセットされる。次いで、ステップ22
0においてローカル・ステーションの総数nに達するま
でステップ227においてカウントが1つずつ増える。
ステップ220においてi=nになると、システムはラ
イン221を通ってポーリングのため新しい一連のn個
のステーションに進む(図44のルーチンのライン22
2)。もしシステムが未だステーションのポーリング中
であるなら、(ステップ220からの)ライン223を
通ってステップ224に進み、アドレスされているステ
ーションのためにタイマーがゼロに初期設定され、ロー
カル・ステーションにおける累計エネルギーを知るた
め、また、必要なら受信情報の有効性を確かめ、有効で
なければコールし直すためライン225を通ってシステ
ムが図45のルーチンに進む。
Individual polling is then performed from all stations to see the cumulative value and check if a valid energy value is required.
This routine starts at line 217 and
The station number i is addressed, step 218
I is set to 1. Then step 22
The count is incremented by one at step 227 until the total number n of local stations at 0 is reached.
When i = n in step 220, the system proceeds through line 221 to a new series of n stations for polling (line 22 of the routine of FIG. 44).
2). If the system is still polling for stations, go to step 224 via line 223 (from step 220), the timer is initialized to zero for the station being addressed, and the accumulated energy at the local station The system proceeds to the routine of FIG. 45 through line 225 in order to know, and if necessary, to check the validity of the received information and, if not, call back.

【0083】図43のフローチャートのステップ226
は後述する図45のフローチャートと連携する。ステッ
プ220においてnに達するまでそれぞれのi値が1つ
ずつ増大してすべてのステーションについてエネルギー
情報が収集されたら、新しいタイムインターバル(5分
間)に改めてポーリング指令があたえられる。すべての
ステーションのエネルギー情報が収集されたら(ライン
221上に示すY)、システムはステーション・ポーリ
ングのため図44のライン222に進む。ステップ22
0においてノーなら、ライン223を通ってシステムが
図45に示すルーチンであるステップ226に進む。
Step 226 of the flow chart of FIG. 43.
Cooperates with the flowchart of FIG. 45 described later. In step 220, when each i value is increased by 1 until n is reached and energy information is collected for all stations, a new polling command is given to a new time interval (5 minutes). Once the energy information for all stations has been collected (Y shown on line 221), the system proceeds to line 222 in FIG. 44 for station polling. Step 22
If no at 0, then through line 223 the system proceeds to step 226 which is the routine shown in FIG.

【0084】図43のステップ226において、各ステ
ーションにおけるエネルギーを算定するためポーリング
が行われる。ステップ230にi=1に初期設定され
る。即ち、最初のステーションがアドレスされる。次の
ステーション(ステップ240におけるi=i+1)に
進む前に、ステップ236において受信エネルギーが妥
当かどうかが判定される。もしイエスなら、ライン24
1を通って次のステーションに進む(すべてのステーシ
ョンが処理される、即ち、ステップ232においてnに
達するまで)ステップ240においてiに1が加算され
る。すべてのステーションが処理されたら、ライン23
3を介してシステムはステップ234に進み、5分間の
タイムインターバルが経過したかどうかが確められる。
もしイエスなら、システムは図43のステップAに戻
り、ノーなら、有効な回答を求めてステップ236から
ライン237を通って図45のフローチャート・ルーチ
ンに進む。ライン239でエネルギーが正しく受信され
ると、システムはステップ234に進む。
In step 226 of FIG. 43, polling is performed to calculate the energy at each station. In step 230, i = 1 is initialized. That is, the first station is addressed. Before proceeding to the next station (i = i + 1 in step 240), it is determined in step 236 whether the received energy is valid. If yes, line 24
Go to the next station through 1 (until all stations are processed, i.e., n is reached in step 232), i is incremented by 1 in step 240. Once all stations have been processed, line 23
Via 3, the system proceeds to step 234 to determine if the 5 minute time interval has elapsed.
If yes, the system returns to step A of FIG. 43, and if no, proceeds from step 236 through line 237 to the flow chart routine of FIG. If the energy is correctly received on line 239, the system proceeds to step 234.

【0085】(図43のステップ226からライン22
6´を通って)フローチャートは図45のステップ25
0に進み、ローカル・ステーション状態リクエストがI
NCOMを介して送信される。次いでステップ251に
おいて“アドレスされたステーションは回答したか”と
いう質問が提示される。もしノーなら、ステップ252
においてこの事実が確認され、ライン253を通ってス
テップ254に進み、リターンとなる。ステップ251
においてイエスなら、ステップ255において状態が
“アラーム”であるかどうかが判定される。もしイエス
なら、ステップ257においてこれが確認され、ライン
258及び253を通ってステップ254に進み、リタ
ーンとなる。もしステップ255においてアラームでな
いことか検知されると、ステップ260において、“エ
ネルギー・レディ状態が得られたかどうか”が判定され
る。もしイエスなら、ライン262によりINCOMを
介してエネルギー(キロワット時)を返信するようステ
ーションが要求される。
(From step 226 of FIG. 43, line 22
The flow chart is through step 25 in FIG. 45.
0, local station status request is I
Sent via NCOM. Then, in step 251, the question "Is the addressed station answered?" Is presented. If no, step 252
This fact is confirmed at, and line 253 is followed to step 254 for return. Step 251
If yes, then in step 255 it is determined whether the condition is "alarm". If yes, then this is confirmed in step 257, through lines 258 and 253 to step 254 and a return. If it is detected in step 255 that it is not an alarm, then in step 260 it is determined "whether an energy ready condition was obtained". If yes, the station is required to return energy (kilowatt hours) via INCOM via line 262.

【0086】ステップ263における回答が肯定的な
ら、ステップ264においてKWHが求められ、ステッ
プ265において有効であると認識され、ライン266
を通ってステップ254に進み、リターンとなる。ステ
ップ263における回答がノーなら、ステップ267に
おいて状態が未知であることが確認され、ライン268
を通ってステップ254に進み、リターンとなる。ステ
ップ260においてノーなら、システムはステップ26
9において(ライン270を介して)ステーションに改
めてリクエストする。この場合、ライン273を通って
ステップ254に戻る前にステップ272においてタイ
マーによって時間遅延が設定される。
If the answer in step 263 is affirmative, then KWH is determined in step 264 and recognized as valid in step 265, line 266.
To proceed to step 254 and return. If the answer in step 263 is no, in step 267 it is confirmed that the state is unknown and line 268.
To proceed to step 254 and return. If no in step 260, the system proceeds to step 26.
Request a new request to the station (via line 270) at 9. In this case, the timer sets a time delay in step 272 before returning to step 254 through line 273.

【0087】さらに別の実施例において、エネルギー・
モニター・システムはユーザーの電流、電圧及び電力需
要を個別にモニターできるように設計変更することが可
能である。図46−50は、ユーザーの個別の電流、電
圧、電力消費のモニターを可能にするエネルギー・モニ
ター・システム・ファームウエアの一例を示すフローチ
ャートである。特に図46及び47を参照して、このフ
ローチャートは、125において各相のエネルギーをス
ケーリングし合計してエネルギーの請求書を出す指令を
発する前に301において各相の平均電力を算定しその
得られた値をスケーリングして記憶させる指令を与える
ように変更されている。その後、エネルギー算定指令の
後に、303における各相の電流及び電圧のRMS値を
算定してスケーリングし記憶させる指令、305におけ
る各相の皮相電力を算定しスケーリングし記憶させる指
令、307における各相の無効電力を算定しスケーリン
グし記憶させる指令、309における力率を算定し記憶
させる指令が続く。
In yet another embodiment, the energy
The monitoring system can be redesigned to individually monitor the user's current, voltage and power demands. 46-50 are flowcharts illustrating an example of an energy monitor system firmware that allows a user to monitor individual current, voltage, and power consumption. Referring particularly to FIGS. 46 and 47, this flow chart calculates and obtains the average power of each phase at 301 prior to issuing a command to scale and sum the energy of each phase at 125 to bill for energy. It has been modified to give a command to scale and store the value. Then, after the energy calculation command, a command for calculating and scaling and storing the RMS value of current and voltage of each phase in 303, a command for calculating and scaling and storing apparent power of each phase in 305, and a command of each phase in 307. This is followed by a command to calculate, scale and store reactive power, and a command to calculate and store the power factor at 309.

【0088】図48−50を参照して、サンプル・ルー
チンのフローチャートは、151′における電流モード
での電流IAのA/D変換及びその記憶、並びに15
1′のA/D変換の結果が0に等しければ154′にお
ける電圧モードでの電流IAのA/D変換及びその記憶
が可能なように変更されている。同様に、相B及びCに
おいて、161′における電流モードでの電流IBのA
/D変換及びその記憶、並びに161′のA/D変換の
結果が0に等しければ164′における電圧モードでの
電流IBのA/D変換及びその記憶が可能なように、ま
た171′における電流モードでの電流ICのA/D変
換及びその記憶、並びに171′のA/D変換の結果が
0に等しければ174′における電圧モードでの電流I
CのA/D変換及びその記憶が可能なように変更されて
いる。
Referring to FIGS. 48-50, the flow chart of the sample routine is the A / D conversion of the current IA in the current mode in 151 'and its storage, and 15
If the result of the A / D conversion of 1'is equal to 0, it is modified so that the A / D conversion of the current IA in the voltage mode at 154 'and its storage are possible. Similarly, in phases B and C, A of current IB in current mode at 161 '
A / D conversion and its storage, and if the result of the A / D conversion of 161 'is equal to 0, the A / D conversion of the current IB in the voltage mode at 164' and its storage is possible, and the current at 171 ' A / D conversion of the current IC in the mode and its storage, and the current I in the voltage mode at 174 'if the result of the A / D conversion of 171' is equal to 0.
It has been modified to allow A / D conversion of C and its storage.

【0089】図50を参照して、各相の電圧及び電流の
値が変換後記憶されると、上述したRMS及び電力の計
算に用いる値を二乗し、合計しそして記憶させる指令が
発せられる。詳しくは、各パスのIA x IAを合計
し記憶させる指令が311において発せられ、同様な指
令が総電流IB及びICについては313、315にお
いて発せられる。各パスのVA x VAを合計し記憶
させる指令は317において発せられ、同様な指令が総
電圧VB及びVCについては319、321において発
せられる。計算により求めた値はスケーリングのために
それぞれ256で割算される。その後323において共
通リターン指令が発せられる。フローチャートの最後の
ステップから明らかなように、A/D変換の後相Aにつ
いてはVA及びIAのサンプルが、相BについてはVB
及びIBのサンプルが、また相CについてはVC及びI
Cのサンプルが取り出され、これらのサンプルから相ご
とに電力の値が計算されて3つの相が合計される。
Referring to FIG. 50, when the voltage and current values of each phase are converted and stored, a command is issued to square, sum, and store the values used for the above-described RMS and power calculations. Specifically, a command is issued at 311 to sum and store IA x IA for each path, and similar commands are issued at 313, 315 for total currents IB and IC. A command to sum and store VA x VA for each path is issued at 317, and similar commands are issued at 319, 321 for total voltages VB and VC. The calculated values are each divided by 256 for scaling. Then, at 323, a common return command is issued. As is apparent from the last step of the flow chart, samples of VA and IA for phase A and VB for phase B after A / D conversion.
And IB samples, and for Phase C VC and I
Samples of C are taken and the power values are calculated for each phase from these samples and the three phases are summed.

【0090】計算により求めるエネルギー値に関し、電
力、電流及び電圧のモニターは種々のローカル・ユーザ
ーにつき全てのステーションのバックパック・ユニット
により行われるが、その結果はパソコン・ステーション
により上述の通信ネットワークを介して全てのステーシ
ョンから任意の時に回収できる状態にある。これはパソ
コン・ステーション、または任意の他の選択したステー
ションで全体の電気的需要をモニターするために使用可
能である。前述したように、そして図51で示すよう
に、ライン40、42によりサンプラーに従って作動さ
れるA/DコンバータADCへサンプルされた信号がラ
イン32により印加される。ライン44上の出力デジタ
ル信号はプロセッサ325へ送られ、そこでエネルギ
ー、電力、RMS電圧及びRMS電流値が取り出され
る。これらの値は新しいサンプリングにより得られる量
により絶えず更新され、ライン50を介してスナップシ
ョット指令が発せられることによりこれらの値が蓄積さ
れる。蓄積された値はライン51n上に出力するため、
ライン50からのソフトウエアによる指令でネットワー
クにとってアクセス可能である。上述したように、中央
コンピュータステーションはレジスタに蓄積された情報
を集めるためステーションに個々にポーリングする能力
を備えている。
With respect to the calculated energy values, the monitoring of power, current and voltage is carried out by the backpack units of all stations for various local users, the results of which are obtained by the personal computer station via the communication network described above. It is ready to be collected from all stations at any time. It can be used to monitor overall electrical demand at a personal computer station, or any other selected station. As described above, and as shown in FIG. 51, the sampled signal is applied by line 32 to the A / D converter ADC which is operated according to the sampler by lines 40, 42. The output digital signal on line 44 is sent to the processor 325, where the energy, power, RMS voltage and RMS current values are extracted. These values are constantly updated with the amount obtained by new sampling, and a snapshot command is issued via line 50 to accumulate these values. Since the accumulated value is output on the line 51n,
It is accessible to the network by software command from line 50. As mentioned above, the central computer station has the ability to individually poll the stations for collecting information stored in registers.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1はローカル・ユーザーに属する複数の遮断
器と個別のバックパック・ユニットを介して接続する本
発明のエネルギー・モニター・システムを組み込んだ分
電盤装置を略示する構成図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a distribution board device incorporating an energy monitoring system of the present invention, which is connected to a plurality of circuit breakers belonging to a local user through individual backpack units. is there.

【図2】部分図(A)及び(B)はそれぞれ図1に示し
た遮断器の1つの正面図及び頂面図である。
2A and 2B are a front view and a top view, respectively, of the circuit breaker shown in FIG.

【図3】部分図(A)、(B)及び(C)はそれぞれ図
1に示したバックパック・ユニットの1つの正面図、頂
面図及び側面図である。
3 is a partial view (A), (B) and (C) of a front view, a top view and a side view, respectively, of the backpack unit shown in FIG.

【図4】図4は遮断器と接続している状態でバックパッ
ク・ユニットを示す図3(B)と同様の図である。
FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 (B) showing the backpack unit in the state of being connected to the circuit breaker.

【図5】図5は図1に示した遮断器の1つの正面図であ
り、入出ケーブルラインに2つの対向端子がそれぞれ接
続され、連携のバックパック・ユニットがローカル負荷
の出ケーブルライン側にプラグインされた状態を示し
た。
FIG. 5 is a front view of one of the circuit breakers shown in FIG. 1, in which two opposite terminals are respectively connected to the incoming and outgoing cable lines, and the associated backpack unit is provided on the outgoing cable line side of the local load. The plugged-in state is shown.

【図6】図5は図1に示した遮断器の1つの頂面図であ
る。
FIG. 5 is a top view of one of the circuit breakers shown in FIG.

【図7】部分図(A)は図3(A)と同様に図1に示し
たバックパック・ユニットの1つを示す正面図であり、
部分図(B)は部分図(A)のバックパック・ユニット
の断面図である。
7 is a front view showing a part of the backpack unit shown in FIG. 1 similarly to FIG. 3 (A),
Partial view (B) is a cross-sectional view of the backpack unit of partial view (A).

【図8】図8は図7(A)のバックパック・ユニットの
別の断面図である。
FIG. 8 is another cross-sectional view of the backpack unit of FIG. 7 (A).

【図9】部分図(A)はケーブルラインが軸方向に貫通
するプリント回路板のリム付近に設けられた図3,図7
または図8のバックパック・ユニットの耳を示す正面図
であり、部分図(B)は部分図(A)に対応する断面図
である。
9 is a partial view (A) of FIG. 3 and FIG. 7 in which a cable line is provided in the vicinity of a rim of a printed circuit board that axially penetrates.
9 is a front view showing the ears of the backpack unit shown in FIG. 8, and the partial view (B) is a sectional view corresponding to the partial view (A).

【図10】図10は図1の2つのプリント回路板を並置
状態で示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing the two printed circuit boards of FIG. 1 in a juxtaposed state.

【図11】図11は2つのプリント回路板を囲むバック
パック・ユニットの内部構造を、プリント回路板が並置
されている状態で示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing the internal structure of a backpack unit surrounding two printed circuit boards, with the printed circuit boards side by side.

【図12】図12は2つのプリント回路板を囲むバック
パック・ユニットの内部構造を、折り重ねた組立て状態
で示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view showing the internal structure of a backpack unit surrounding two printed circuit boards in a folded and assembled state.

【図13】図13はバックパック・ユニット及びそのカ
バーの底部ケーシングを、図12の機能ユニットを挟ん
だ状態で示す分解図である。
13 is an exploded view of the backpack unit and the bottom casing of its cover with the functional unit of FIG. 12 sandwiched;

【図14】部分図(A)及び(B)は図13のバックパ
ック・ユニットに使用される底部ケーシングとカバーを
分離して示す斜視図である。
14A and 14B are perspective views showing the bottom casing and the cover used in the backpack unit of FIG. 13 separately.

【図15】図15はバックパック・ユニット内の機械的
及び電気的接続を示す概略図である。
FIG. 15 is a schematic diagram showing mechanical and electrical connections within a backpack unit.

【図16】図16はそれぞれがローカル・ユーザーに属
する対応の遮断器と接続しているかまたは接続される複
数のスレーブ・バックパック・ユニットにパソコンPC
オペレーター制御ステーションが接続し、共通の通信ラ
インを介してモニターが行なわれ、必要に応じてデータ
収集ステーションも組み込まれている本発明のエネルギ
ー・モニター・システムの構成図である。
FIG. 16 shows a personal computer PC with a plurality of slave backpack units each connected or connected with a corresponding circuit breaker belonging to a local user.
FIG. 1 is a block diagram of an energy monitoring system of the present invention connected to an operator control station, monitored via a common communication line, and optionally incorporating a data collection station.

【図17】図17はバックパック・ユニット内で両プリ
ント回路板の間に遮断器端子感知手段とパソコンPC通
信ラインの下位リンク手段との間のインターフェースを
形成する両プリント回路板の対面関係を示す分解図であ
る。
FIG. 17 is an exploded view showing the face-to-face relationship of both printed circuit boards forming an interface between the circuit breaker terminal sensing means and the lower link means of the personal computer PC communication line between both printed circuit boards in the backpack unit. It is a figure.

【図18】図18はトランスデューサーのプリント回路
板に含まれる電流及び電圧感知手段を示す回路図であ
る。
FIG. 18 is a circuit diagram showing current and voltage sensing means included in a printed circuit board of a transducer.

【図19】図19は図18のプリント回路板の内部回路
を示す回路図である。
19 is a circuit diagram showing an internal circuit of the printed circuit board of FIG.

【図20】図20はパソコンPCに至るINCOM通信
ラインと接続するプリント回路板によってデジタル方式
で行なわれる基本的作用を示す簡略図である。
FIG. 20 is a simplified diagram showing the basic operation performed digitally by a printed circuit board connected to an INCOM communication line leading to a personal computer PC.

【図21】図21は本発明のエネルギー・モニター・シ
ステムの全体図である。
FIG. 21 is an overall view of the energy monitor system of the present invention.

【図22】図22はパソコンPCに至るINCOM通信
ラインと拡張モード・スレーブ関係となるように設けた
本発明のバックパック・ユニットを示す回路図である。
FIG. 22 is a circuit diagram showing a backpack unit of the present invention provided so as to have an extended mode slave relationship with an INCOM communication line leading to a personal computer PC.

【図23】図23はSure Plus Chipを介
してバックパック・ユニットのデジタル・プリント回路
板とINCOM通信ラインの接続を示す構成図である。
FIG. 23 is a configuration diagram showing a connection between a digital printed circuit board of a backpack unit and an INCOM communication line via a Sure Plus Chip.

【図24】図24は図17のINCOM通信ラインとS
ure Plus Chipの間のインターフェースを
示す構成図である。
FIG. 24 is a diagram showing the INCOM communication line and S of FIG.
It is a block diagram which shows the interface between ure Plus Chips.

【図25】図25は図24の回路の実施に用いる回路を
示す。
FIG. 25 shows a circuit used to implement the circuit of FIG. 24.

【図26】図26は本発明のバックパック・ユニットの
デジタル・プリント回路の一部を示す回路図である。
FIG. 26 is a circuit diagram showing a part of the digital printed circuit of the backpack unit of the present invention.

【図27】図27は本発明のバックパック・ユニットの
デジタル・プリント回路の一部を示す回路図である。
FIG. 27 is a circuit diagram showing a part of the digital printed circuit of the backpack unit of the present invention.

【図28】図28は本発明のバックパック・ユニットの
デジタル・プリント回路の一部を示す回路図である。
FIG. 28 is a circuit diagram showing a part of the digital printed circuit of the backpack unit of the present invention.

【図29】図29は図26−28の回路において電流及
び電圧プリント回路板から信号を受信するコネクターを
示す構成図である。
FIG. 29 is a block diagram illustrating a connector for receiving signals from current and voltage printed circuit boards in the circuits of FIGS. 26-28.

【図30】図30は図26−28の回路板における電源
回路の回路図である。
FIG. 30 is a circuit diagram of a power supply circuit in the circuit board of FIGS. 26-28.

【図31】図31は本発明の好ましい実施態様によるサ
ンプリング・プロセス下に円周上に分布する第1オクタ
ーブを構成する8つのサンプルを示す説明図である。
FIG. 31 is an illustration showing eight samples that make up the first octave distributed circumferentially under the sampling process according to a preferred embodiment of the present invention.

【図32】部分図(A)は2組の連続するサンプル・オ
クターブの分布を半サイクルで示し、部分図(B)は対
応の基本波半サイクルを示すグラフである。
32A is a graph showing the distribution of two consecutive sample octaves in half cycles, and FIG. 32B is a graph showing the corresponding fundamental half cycle.

【図33】部分図(A)は入力信号とチップSPとの間
のインターフェース;部分図(B)及び(C)はA/D
変換プロセスに際してのチップの電圧及び電流モード動
作;部分図(D)及び(E)はそれぞれ両モードに対応
する等価回路である。
FIG. 33 is a partial view (A) showing an interface between an input signal and a chip SP; partial views (B) and (C) showing an A / D.
Voltage and current mode operation of the chip during the conversion process; partial views (D) and (E) are equivalent circuits corresponding to both modes.

【図34】図34は入力信号に応じて電圧モードから電
流モードに切り換えるチップSPの回路である。
FIG. 34 is a circuit of a chip SP that switches from a voltage mode to a current mode according to an input signal.

【図35】図35は両モードに対応する基本波をそれぞ
れ示す説明図である。
FIG. 35 is an explanatory diagram showing fundamental waves corresponding to both modes.

【図36】図36は図33(B)及び33(C)の電流
及び電圧モードを行なわせるため図26のチップSPに
設けた回路を示す回路図である。
36 is a circuit diagram showing a circuit provided in the chip SP of FIG. 26 for performing the current and voltage modes of FIGS. 33 (B) and 33 (C).

【図37】図37は本発明の方法によってユーザー・ス
テーションにおいて電流及び電圧をサンプリングし、エ
ネルギーを計算し、現時点総エネルギーを累算する際の
エネルギー・モニター・システムの動作を示すフローチ
ャートである。
FIG. 37 is a flow chart showing the operation of the energy monitor system in sampling current and voltage, calculating energy, and accumulating total current energy at the user station according to the method of the present invention.

【図38】図38は本発明の方法によってユーザー・ス
テーションにおいて電流及び電圧をサンプリングし、エ
ネルギーを計算し、現時点総エネルギーを累算する際の
エネルギー・モニター・システムの動作を示すフローチ
ャートである。
FIG. 38 is a flow chart showing the operation of the energy monitor system in sampling current and voltage, calculating energy, and accumulating total current energy at the user station according to the method of the present invention.

【図39】図39は本発明の方法によってユーザー・ス
テーションにおいて電流及び電圧をサンプリングし、エ
ネルギーを計算し、現時点総エネルギーを累算する際の
エネルギー・モニター・システムの動作を示すフローチ
ャートである。
FIG. 39 is a flow chart illustrating the operation of the energy monitoring system in sampling current and voltage, calculating energy, and accumulating total energy at the user station according to the method of the present invention.

【図40】図40は本発明の方法によってユーザー・ス
テーションにおいて電流及び電圧をサンプリングし、エ
ネルギーを計算し、現時点総エネルギーを累算する際の
エネルギー・モニター・システムの動作を示すフローチ
ャートである。
FIG. 40 is a flow chart showing the operation of the energy monitor system in sampling current and voltage, calculating energy, and accumulating the total current energy at the user station according to the method of the present invention.

【図41】図41は本発明のエネルギー・モニター・シ
ステムにおけるパソコンPCステーションからのスナッ
プショット動作を示すブロックダイヤグラムである。
FIG. 41 is a block diagram showing a snapshot operation from a personal computer PC station in the energy monitor system of the present invention.

【図42】図42はエネルギー・モニター・システムの
全体的なブロックダイヤグラムである。
FIG. 42 is an overall block diagram of an energy monitor system.

【図43】図43は図41及び42のエネルギー・モニ
ター・システムの動作を説明するフローチャートであ
る。
43 is a flow chart illustrating operation of the energy monitoring system of FIGS. 41 and 42. FIG.

【図44】図44は図41及び42のエネルギー・モニ
ター・システムの動作を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 44 is a flow chart illustrating operation of the energy monitoring system of FIGS. 41 and 42.

【図45】図45は図41及び42のエネルギー・モニ
ター・システムの動作を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 45 is a flow chart illustrating operation of the energy monitoring system of FIGS. 41 and 42.

【図46】図46は電流と電圧をサンプルし、エネルギ
ー、RMS電流及び電圧値、平均電力、皮相電力、無効
電力並びに力率を計算するユーザー・ステーションにお
けるエネルギー・モニター・システムの動作をしめすフ
ローチャートの一部である。
FIG. 46 is a flow chart showing operation of an energy monitor system at a user station for sampling current and voltage and calculating energy, RMS current and voltage values, average power, apparent power, reactive power and power factor. Is part of.

【図47】図47は電流と電圧をサンプルし、エネルギ
ー、RMS電流及び電圧値、平均電力、皮相電力、無効
電力並びに力率を計算するユーザー・ステーションにお
けるエネルギー・モニター・システムの動作をしめすフ
ローチャートの一部である。
FIG. 47 is a flow chart showing the operation of an energy monitor system at a user station to sample current and voltage and calculate energy, RMS current and voltage values, average power, apparent power, reactive power and power factor. Is part of.

【図48】図48は電流と電圧をサンプルし、エネルギ
ー、RMS電流及び電圧値、平均電力、皮相電力、無効
電力並びに力率を計算するユーザー・ステーションにお
けるエネルギー・モニター・システムの動作をしめすフ
ローチャートの一部である。
FIG. 48 is a flow chart showing the operation of an energy monitor system at a user station to sample current and voltage and calculate energy, RMS current and voltage values, average power, apparent power, reactive power and power factor. Is part of.

【図49】図49は電流と電圧をサンプルし、エネルギ
ー、RMS電流及び電圧値、平均電力、皮相電力、無効
電力並びに力率を計算するユーザー・ステーションにお
けるエネルギー・モニター・システムの動作をしめすフ
ローチャートの一部である。
FIG. 49 is a flow chart showing the operation of an energy monitor system at a user station to sample current and voltage and calculate energy, RMS current and voltage values, average power, apparent power, reactive power and power factor. Is part of.

【図50】図50は電流と電圧をサンプルし、エネルギ
ー、RMS電流及び電圧値、平均電力、皮相電力、無効
電力並びに力率を計算するユーザー・ステーションにお
けるエネルギー・モニター・システムの動作をしめすフ
ローチャートの一部である。
FIG. 50 is a flow chart showing the operation of an energy monitor system at a user station to sample current and voltage and calculate energy, RMS current and voltage values, average power, apparent power, reactive power and power factor. Is part of.

【図51】図51はエネルギー・モニター・システムと
共に動作するコンピューター・ステーションの動作を示
すブロック図である。
FIG. 51 is a block diagram illustrating operation of a computer station operating with an energy monitoring system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

PC パソコン CB 回路遮断器 BPU バックパック・ユニット PNB 分電盤 INCOM 双方向通信ライン PCBA、PCBB プリント回路板 PC Personal computer CB Circuit breaker BPU Backpack unit PNB Distribution board INCOM Two-way communication line PCBA, PCBB Printed circuit board

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02J 3/00 Z 8021−5G H04Q 9/00 301 A 7170−5K (72)発明者 ロバート トレィシー エルムズ アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 モン ロービル ハートウッド ドライブ 735 (72)発明者 ジョセフ チャールス エンゲル アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 モン ロービル オーバールック サークル 107 (72)発明者 フランク クランチャー アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピッ ツバーグ サテライト サークル 1255 (72)発明者 トーマス ジョセフ ケニー アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピッ ツバーグ バー ハーバー ドライブ 717 (72)発明者 クライデ オーウェン ピーターソン アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピッ ツバーグ マウント フード ドライブ 933 (72)発明者 デニス アーミン ムエラー アメリカ合衆国 ノース カロライナ州 アッシュビル バラントリー ドライブ 83 (72)発明者 リチャード バーンズ ベル アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピッ ツバーグ モートン ロード 2525 (72)発明者 ロバート リー キャサー アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ター トル クリーク ブラウン アベニュー 611 アパートメント 207─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H02J 3/00 Z 8021-5G H04Q 9/00 301 A 7170-5K (72) Inventor Robert Tracy Elms United States Monroville Hartwood Drive 735 (72) Inventor Joseph Charles Engel United States Monroville Overhead Circle 107 (72) Inventor Frank Clancher United States Pittsburgh Satellite Circle 1255 (72) Inventor Thomas Joseph Kenny Pittsburgh Bar Harbor Drive, Pennsylvania, United States 717 (72) Inventor Clydeau Peterson, USA Pittsburgh, PA, Pittsburgh Mount Food Drive, 933 (72) Inventor, Dennis Armin Muller, Asheville, Ballantry Drive, North Carolina, USA 83 (72), Richard Barnesbell, USA Pittsburgh, Morton Road, PA 2525 (72), Inventor Robert Lee Cather United States Pennsylvania Turtle Creek Brown Ave 611 Apartment 207

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれが共通の電力メーターの後方で
対応の遮断器を介して共通の主ACラインと個々に接続
している複数の負荷ステーションにおける電力消費の分
布を算定するためのエネルギー・モニター・システムに
おいて、中央にパソコンを配置し、各負荷ステーション
に、前記主ACラインからの電圧を感知してアナログ電
圧信号を形成する第1アナログ手段と、前記主ACライ
ン・システムからの電流を感知してアナログ電流信号を
形成する第2アナログ手段と、前記電圧及び電流信号を
それぞれデジタル電圧及び電流信号に変換するアナログ
/デジタル手段と、前記デジタル電圧及び電流信号を瞬
時的に結合して消費エネルギーの積分値を表わす信号を
形成する手段を組み込み、前記パソコンと前記複数負荷
ステーションの間に双方向デジタル通信手段を設けて両
者間にデータハイウェイを形成し、前記パソコンが一定
の時間インターバルで前記双方向通信手段を利用するこ
とにより各負荷ステーションを最初にかつ同時にアドレ
スしてエネルギー総消費量を記憶するように指令し、次
にすべてのステーションを個別にアドレスしてポーリン
グすることにより個別に指令して前記記憶量をパソコン
へ送信させ、パソコンが先行の時間インターバルに続く
現時間インターバルの間各負荷ステーションが順次受け
取ったエネルギー瞬時値間の差と現時間インターバルの
需要とを求めることにより、前記各時間インターバルに
つき任意の負荷ステーションにおけるエネルギー消費量
及び需要がパソコンによって確認され、これに基づきメ
ーターとの関連において定期的に個別の請求書が作成さ
れるようにし、前記システムが前記負荷ステーションの
それぞれにおけるCMOSモノリック回路の一部として
構成されていることを特徴とするエネルギー・モニター
・システム。
1. An energy monitor for calculating a distribution of power consumption at a plurality of load stations, each connected individually to a common main AC line via a corresponding circuit breaker behind a common power meter. In the system, a personal computer is arranged in the center, and at each load station, first analog means for sensing the voltage from the main AC line to form an analog voltage signal, and sensing the current from the main AC line system Second analog means for forming an analog current signal, an analog / digital means for converting the voltage and current signals into digital voltage and current signals, respectively, and instantaneously combining the digital voltage and current signals for energy consumption A means for forming a signal representing an integral value of A two-way digital communication means is provided to form a data highway between the two, and the personal computer uses the two-way communication means at regular time intervals to address each load station first and at the same time, and the total energy consumption. Memory, then all the stations are individually addressed and polled individually to cause the storage volume to be sent to the PC, during which the PC continues for the current time interval following the previous time interval. By calculating the difference between the instantaneous energy values received by each load station and the demand for the current time interval, the energy consumption and demand at any load station for each time interval is confirmed by the personal computer, and the meter is based on this. Regularly individual in relation to As an invoice is created, energy monitoring system characterized in that it is configured as part of a CMOS Monorikku circuit in each of the system of the load station.
【請求項2】 請求項1に記載のエネルギー・モニター
・システムにおいて、前記負荷ステーションが拡張スレ
ーブ・モードで作動され、関連のCMOSモノリシック
回路が前記結合手段の一部としてローカル・マイクロコ
ンピューターを含み、パソコンが前記通信手段を介して
個別的かつ選択的に複数の前記結合手段にむかって、そ
の動作を中断させ前記積分値信号を検索するための問合
わせ時間を開始させる割込み信号を非同期的に送信する
ことを特徴とするエネルギー・モニター・システム。
2. The energy monitoring system of claim 1, wherein the load station is operated in extended slave mode and the associated CMOS monolithic circuit includes a local microcomputer as part of the coupling means. The personal computer asynchronously and asynchronously sends an interrupt signal to the plurality of coupling means via the communication means to interrupt its operation and start an inquiry time for searching the integrated value signal. An energy monitoring system characterized by:
【請求項3】 請求項2に記載のエネルギー・モニター
・システムにおいて、前記通信手段が共通のデジタル・
データ・ハイウェイ及び複数のローカル双方向ゲート手
段を含み、前記デジタル・データ・ハイウェイがパソコ
ンを起点としてローカル負荷ステーションを直列に結
び、前記ローカル双方向ゲート手段が対応するそれぞれ
前記CMOSモノリシック回路の一部を構成して、パソ
コンが各ローカル・ステーションの積分値信号を表わす
データを受信し且つパソコンにとってこのデータを利用
できる状態が発生すると双方向通信を行い、前記結合手
段が前記共通のデータ・ハイウェイを介してデータ・ハ
イウェイ語で通信し、マスター双方向ゲート手段がパソ
コンと前記共通のデータ・ハイウェイの間に介在してパ
ソコン語をデータ・ハイウェイ語に翻訳することを特徴
とするエネルギー・モニター・システム。
3. The energy monitoring system according to claim 2, wherein the communication means is a common digital system.
A part of the CMOS monolithic circuit including a data highway and a plurality of local bidirectional gate means, the digital data highway connecting a local load station in series starting from a personal computer, and the local bidirectional gate means corresponding thereto. When the personal computer receives the data representing the integrated value signal of each local station and a state where the personal computer can use this data occurs, two-way communication is performed, and the coupling means connects the common data highway. An energy monitoring system characterized in that the master bidirectional gate means communicates via the data highway language via the personal computer and the common data highway to translate the computer language into the data highway language. ..
【請求項4】 請求項3に記載のエネルギー・モニター
・システムにおいて、各負荷ステーションの前記CMO
Sモノリシック回路を、主ACラインの少なくとも1本
の線を貫通させて対応の遮断器へ通すため少なくとも1
つの中央孔を設けたプリント回路板に取り付けたことを
特徴とするエネルギー・モニター・システム。
4. The energy monitoring system according to claim 3, wherein the CMO of each load station.
At least one for passing the S monolithic circuit through at least one of the main AC lines to the corresponding breaker
An energy monitor system characterized by being mounted on a printed circuit board with two central holes.
【請求項5】 請求項4に記載のエネルギー・モニター
・システムにおいて、前記第1及び第2アナログ手段、
前記CMOSモノリック回路及びこれと連携するプリン
ト回路板を含むバックパック・ユニットを具備し、前記
バックパック・ユニットが各ローカル負荷ステーション
の遮断器に取り付けられ、前記主ACラインの少なくと
も1本の線がバックパック・ユニットを貫通し、各ロー
カル負荷ステーションが前記バックパック・ユニットの
前記第2アナログ手段として電流トランスデューサー手
段を含み、前記電流トランスデューサー手段がこれを貫
通する前記1本の線と電磁結合して前記アナログ電流信
号を発生させ、前記バックパック・ユニットの前記第1
アナログ手段が対応の遮断器と直接接続して前記アナロ
グ電圧信号を導出し、前記主ACラインの対応の1本を
挿通するための少なくとも1つの孔を有するプリント回
路板を前記バックパック・ユニットに別設し、これによ
って前記トランスデューサー手段を保持することを特徴
とするエネルギー・モニター・システム。
5. The energy monitoring system according to claim 4, wherein the first and second analog means include:
A backpack unit including the CMOS monolithic circuit and a printed circuit board associated therewith, the backpack unit being attached to a circuit breaker at each local load station, and at least one of the main AC lines being Penetrating the backpack unit, each local load station includes a current transducer means as the second analog means of the backpack unit, the current transducer means electromagnetically coupled to the one line therethrough. To generate the analog current signal, the first current of the backpack unit
A printed circuit board having at least one hole through which analog means is directly connected to a corresponding circuit breaker to derive the analog voltage signal and to pass through the corresponding one of the main AC lines to the backpack unit. An energy monitoring system, characterized in that it is provided separately and holds the transducer means.
【請求項6】 請求項5に記載のエネルギー・モニター
・システムにおいて、前記バックパック・ユニットが、
前記少なくとも1つの孔に取付けられ前記別設のプリン
ト回路板と電気的に接続して前記電圧信号を発生させる
1板のブレードを有し;前記バックパック・ユニットを
遮断器に取り付けると前記ブレード、前記1本の主AC
ラインの一端及びこれと対応する前記遮断器の端子が一
体的に結合されて前記電圧及び電流信号が前記別設のプ
リント回路板から前記一方のプリント回路板へ転送さ
れ;前記バックパック・ユニットの前記両プリント回路
板が各プリント回路板の前記少なくとも1つの孔が前記
バックパック・ユニットを挟んで互いに整列するように
前記バックパック・ユニット内に互いに平行に取り付け
られていることを特徴とするエネルギー・モニター・シ
ステム。
6. The energy monitoring system according to claim 5, wherein the backpack unit comprises:
A blade attached to the at least one hole and electrically connected to the separate printed circuit board to generate the voltage signal; the blade when the backpack unit is attached to a circuit breaker, The one main AC
One end of the line and its corresponding terminal of the circuit breaker are integrally coupled to transfer the voltage and current signals from the separate printed circuit board to the one printed circuit board; Energy, characterized in that the two printed circuit boards are mounted parallel to each other in the backpack unit such that the at least one hole of each printed circuit board is aligned with each other with the backpack unit in between.・ Monitor system.
【請求項7】 請求項1に記載のエネルギー・モニター
・システムにおいて、前記アナログ/デジタル手段及び
前記デジタル結合手段を制御することによって前記負荷
ステーションのそれぞれにおいて周期的にエネルギー・
サンプルを発生させるサンプリング手段を設け、パソコ
ンからの前記同時指令下に前記エネルギー・サンプルか
ら前記記憶エネルギー値を導出し;前記パソコンによっ
て設定される時間インターバルのそれぞれに対応する前
記エネルギー瞬時値の累計となる前記感知された相電流
及び相電圧の基本波全体に亘って相関性に優れ、均等に
分布されたサンプルが得られるように、前記サンプリン
グ手段が下記法則に従って順次8個ずつのサンプルを求
めることを特徴とするエネルギー・モニター・システ
ム: 最初のオクターブ(8個) 電気角 オクターブ番号 (表1を利用) 続く15組のオクターブ(8個) 電気角 オクターブ番号 (表2を利用)
7. The energy monitoring system according to claim 1, wherein energy is periodically applied to each of the load stations by controlling the analog / digital means and the digital combining means.
Sampling means for generating a sample is provided, and the stored energy value is derived from the energy sample under the simultaneous command from the personal computer; and the accumulated energy instantaneous value corresponding to each time interval set by the personal computer. The sampling means sequentially obtains eight samples according to the following law so that samples having excellent correlation and uniformly distributed over the entire fundamental wave of the sensed phase current and phase voltage are obtained. Energy monitoring system featuring: first octave (8) electrical angle octave number (using Table 1) followed by 15 pairs of octave (8) electrical angle octave number (using Table 2)
【請求項8】 成形ケース、入端子ラインケーブルと接
続するための少なくとも1つの端子雌耳、及び出負荷ラ
インと接続するための少なくとも1つの端子耳を有する
既設ローカル遮断器と併用されるバックパック・ユニッ
トにおいて、前記バックパック・ユニットが前記遮断器
に取り付け可能なハウジングと、前記ハウジング内に取
り付けられてラインケーブルの電流及び電圧を表わすア
ナログ信号を形成するトランスデューサー手段と、前記
ハウジング内に取り付けられて前記アナログ信号をデジ
タル信号に変換することによりローカル・ステーション
の消費電力を表わすデジタル信号を形成するデジタル手
段とを含むことを特徴とするバックパック・ユニット。
8. A backpack for use with an existing local circuit breaker having a molded case, at least one terminal ear for connecting to an input terminal line cable, and at least one terminal ear for connecting to an output load line. A unit in which the backpack unit is attachable to the circuit breaker; transducer means mounted in the housing for forming analog signals representative of line cable current and voltage; and in the housing Means for converting the analog signal into a digital signal to form a digital signal representing the power consumption of the local station.
【請求項9】 請求項8に記載のバックパック・ユニッ
トにおいて、ローカル・ステーションの消費電力を表わ
す前記デジタル信号を遠隔の情報収集装置へ送信できる
ように前記ハウジング内に設けた通信手段と、前記ハウ
ジング内に設けられ、前記通信手段と協働してローカル
・ステーションの消費電力を表わす前記デジタル信号を
ステーションごとに記憶する記憶手段を含むことを特徴
とするバックパック・ユニット。
9. The backpack unit according to claim 8, further comprising communication means provided in the housing for transmitting the digital signal representing the power consumption of the local station to a remote information collecting device; A backpack unit comprising storage means provided in the housing for storing, for each station, the digital signal representing the power consumption of the local station in cooperation with the communication means.
【請求項10】 請求項8に記載のバックパック・ユニ
ットにおいて、1対のプリント回路板を含み、前記デジ
タル手段、記憶手段及び通信手段を一方の前記プリント
回路板に、前記トランスデューサー手段を他方の前記プ
リント回路板にそれぞれ取り付け、前記ハウジング及び
前記1対のプリント回路板に互いに整列する孔を形成し
たことを特徴とするバックパック・ユニット。
10. The backpack unit according to claim 8, comprising a pair of printed circuit boards, wherein said digital means, storage means and communication means are provided on one of said printed circuit boards and said transducer means is provided on the other side. A backpack unit attached to each of the printed circuit boards, wherein holes are formed in the housing and the pair of printed circuit boards so as to be aligned with each other.
【請求項11】 請求項10に記載のバックパック・ユ
ニットにおいて、前記ハウジングが前記整列孔の近くに
配置され、前記トランスデューサー手段に接続されて前
記遮断器の端子雌耳と協働する雄プラグを含み、前記ト
ランスデューサー手段が前記他方のプリント回路板の前
記整列孔を囲む電流トランスデューサーを含み、前記通
信手段がローカル・ステーションの消費電力を表わす前
記デジタル信号を前記遠隔情報収集装置へ送信するため
のデジタル・メッセージ・フォーマットに符号化する下
位リンク・モジュールを含むことを特徴とするバックパ
ック・ユニット。
11. The backpack unit according to claim 10, wherein the housing is located near the alignment hole and is connected to the transducer means to cooperate with a terminal female ear of the circuit breaker. The transducer means includes a current transducer surrounding the alignment hole of the other printed circuit board, and the communication means transmits the digital signal representative of power consumption of a local station to the remote information gathering device. Backpack unit comprising a lower link module encoding into a digital message format for
【請求項12】 成形ケース、入端子ラインケーブルと
接続するための少なくとも1つの端子雌耳及びローカル
負荷ステーションと接続する出ラインを有する既設のロ
ーカル遮断器と併用されるバックパック・ユニットにお
いて、前記遮断器入端子ラインケーブルと直交するよう
に互いに平行に並置され、前記入端子ラインケーブルを
挿通するための少なくとも1つの中央整列孔を有する2
枚のプリント回路板を含み、一方の前記プリント回路板
が端子ラインケーブルの電流及び電圧を表わすアナログ
信号を形成するためのトランスデューサー手段を含み、
他方の前記プリント回路板が前記アナログ信号をデジタ
ル信号に変換する手段と、前記デジタル信号に応答して
前記端子ラインケーブルを介してローカル・ステーショ
ンの消費電力を表わすデジタル信号を形成する手段と、
前記消費電力を表わすデジタル信号を出力するコネクタ
ー手段を有し、前記1対のプリント回路板が前記アナロ
グ信号を前記一方のプリント回路板から前記他方のプリ
ント回路板へ送るように接続されており、対応の整列中
心孔を有する前記1対のプリント回路板のハウジングが
これに内臓されて前記トランスデューサー手段と接続す
る雄耳を含み、前記雄耳がハウジングの外側へ突出し、
前記既設遮断器の成形ケースにハウジングを取り付ける
と前記遮断器の端子雌耳と接続し、前記プリント回路板
の平面において前記入端子ラインケーブルと直交する平
面内に突出する前記遮断器の成形ケースの断面積に等し
いかまたはこれよりも狭い断面積を有することを特徴と
するバックパック・ユニット。
12. A backpack unit for use with an existing local circuit breaker having a molded case, at least one terminal female ear for connecting with an incoming terminal line cable and an outgoing line for connecting with a local load station, wherein: 2 having at least one central alignment hole that is arranged in parallel with each other so as to be orthogonal to the breaker input terminal line cable and through which the input terminal line cable passes
A plurality of printed circuit boards, one of the printed circuit boards including transducer means for forming analog signals representative of the current and voltage of the terminal line cable;
The other printed circuit board means for converting the analog signal into a digital signal, and means for responding to the digital signal, forming a digital signal representative of the power consumption of the local station via the terminal line cable.
A pair of printed circuit boards are connected to send the analog signal from the one printed circuit board to the other printed circuit board, the connector means outputting a digital signal representing the power consumption. A housing of the pair of printed circuit boards having corresponding alignment center holes includes male ears embedded therein for connecting to the transducer means, the male ears projecting outside the housing;
When the housing is attached to the molded case of the existing circuit breaker, the molded case of the circuit breaker is connected to the terminal female ear of the circuit breaker and protrudes in a plane orthogonal to the input terminal line cable in the plane of the printed circuit board. A backpack unit having a cross-sectional area equal to or less than the cross-sectional area.
【請求項13】 請求項12に記載のバックパック・ユ
ニットにおいて、パソコン及び前記他方のプリント回路
板と接続する双方向通信ライン手段を含み、前記パソコ
ンが前記デジタル手段とデジタル方式で非同期的に交信
することにより前記信号形成手段の動作を開始させると
共に前記消費電力信号を出力させ、前記通信ライン手段
が前記消費電力信号を前記ローカル・ステーション消費
電力のデジタル符号化値に変換するための下位リンク・
モジュールを含み、前記デジタル符号化値には前記通信
ライン手段を介して非同期的に逐次送信するためのメッ
セージ・フォーマットが与えられていることを特徴とす
るバックパック・ユニット。
13. The backpack unit according to claim 12, further comprising a bidirectional communication line means connected to a personal computer and the other printed circuit board, the personal computer asynchronously communicating with the digital means in a digital manner. To start the operation of the signal forming means and to output the power consumption signal, and the communication line means converts the power consumption signal into a digitally encoded value of the local station power consumption.
A backpack unit including a module, wherein the digitally encoded value is provided with a message format for asynchronous serial transmission via the communication line means.
【請求項14】 請求項13に記載のバックパック・ユ
ニットにおいて、前記ローカル・ステーション消費電力
の瞬時値の導出を開始させるため前記パソコンが前記通
信ライン手段を介して前記下位リンク・モジュールを瞬
間的にアドレスすることを特徴とするバックパック・ユ
ニット。
14. The backpack unit according to claim 13, wherein said personal computer instantaneously drives said lower link module via said communication line means to start derivation of an instantaneous value of said local station power consumption. Backpack unit characterized by addressing to.
【請求項15】 ACライン上で用いる電気的モニター
・システムであって、前記ACライン上に設置可能な回
路遮断器と、前記回路遮断器に取付け可能であり、前記
ACラインを貫通できる開口を有し、その上に前記AC
ラインと協働してACラインの電流及び電圧を表わすア
ナログ信号を導出するためのトランスデューサー手段
と、前記アナログ信号をデジタル信号へ変換するアナロ
グ/デジタル手段と、前記デジタル信号から電気的測定
値を計算により求める処理手段とを取付けたバックパッ
ク・ユニットと、計算により求めた電気的測定値を検索
する遠隔モニター装置と、前記バックパック・ユニット
と前記遠隔モニター装置とをそれらの間にデータ・ハイ
ウェイを形成するためにリンクする双方向デジタル通信
手段とより成るモニター・システム。
15. An electrical monitoring system for use on an AC line, comprising a circuit breaker that can be installed on the AC line, and an opening that can be attached to the circuit breaker and that can penetrate the AC line. Having and said AC on it
Transducer means for deriving an analog signal representative of the current and voltage of the AC line in cooperation with the line, analog / digital means for converting the analog signal to a digital signal, and electrical measurement values from the digital signal. A backpack unit with attached processing means calculated, a remote monitoring device for retrieving the calculated electrical measurements, a data highway between the backpack unit and the remote monitoring device A monitoring system consisting of two-way digital communication means linked to form a.
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