Устройство для учета и контроля потребления энергии

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для учета и контроля электроэнергии, потребляемой на промышленных предприятиях. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия. Цель достигается путем введения в известное устройство блока 1 канальных приращений, блока 31 определения текущих расходов энергии, блока 54 сигнализации о превышении энергии и таймера 52. При этом появилась возможность учитывать перерасход энергии и сигнализации о перерасходе в конкретном канале. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21 ) 431 326 2/24- 2 1 (22) 17.07.87 (46) 23.01.90. Бюл., Р 3 (71) Витебское производственное объединение "Злектроизмеритель" (72) P.И, Агрест, В.@. Антоневич, В.А, Богданов, И.Г1. Г1атвеев, Л.А, Ротфарб, В. В. Тубинис и Б.В. Храмцов (53) 621. 3.087(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 659995, кл„ 0 01 R 11/56, 1976, (54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ УЧЕТА И КОНТРОЛЯ

ПОТРЕБЛЕНИЯ 311ЕР П1И

„„30„„1538134 А1 (5) )5 G 01 R 1/56

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для учета и контроля электроэнергии, потребляемой на промышленных предприятиях. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия. Цель достигается путем введения в известное устройство блока 1 канальных приращений, блока 31 определения текущих расходов энергии, блока 54 сигнализации о превышении энергии и таймера 52. При этом поя вилась воз можно сть у читы ват ь перерасход энергии и сигнализации о перерасходе в конкретном канале. 1 ил.

1538134

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение на промышленных предприятиях для расчетов за отпущенную предприя5 тию энергию и для контроля за соблю+ дением лимита потребляемой энергии.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышени е 6ыс тр од ей с твия . 10

На чертеже представлено предла гаемое устройство.

Устройство содержит блок канальных приращений, куда входят элементы

И 2 и 3, триггер 4 прерывания, счет- 15 чик 5 указателя адреса канала, мультиплексор 6, блок 7 синхронизации, элемент И 8, элемент ИЛИ 9, элемент

И 10, элемент ИЛИ 11 и многоразрядный элемент. ИЛИ 12, регистр )3 ка- 20 нального приращения, элемент И 14, элемент 15 сравнения, сумматор 16 при ращения, оперативный запоминающий блок 17 приращений, элемент ИЛИ 18, запоминающий блок 19 порогов каналь- 25 ных приращений, запоминающий блок 20 весовых коэффициентов, управляющие входы 21-25 блока синхронизации, блок

26 приема информации, содержащий регистр 27 выхода, регистр 28 входа, элемент 29 задержки, первичные датчики 30 -30ц. Устройство, также содер)жит блок 31 определения расходов, ку,да входят блок 32 синхронизации,,элемент И 33, триггер 34 запуска, дешифратор 35 окончания програмж, сумматор 36 текущих расходов, оперативный запоминающий блок 37 хранения текущих расходов, элемент многоразрядного ИЛИ 38, сумматор 39 адреса, регистр 40 программ, элементы

ИЛИ 41 и 42, шифратор 43, дешифратор

44 временных зон, управляющие выходы

45-50 блока синхронизации, блок 51 задания программ, таймер 52, генератор 53, блок 54 задания лимитов, куда входят триггеры 55,-55 „ сигнализации, элементы И 56„-56, элемент 57 сравнения, запоминающий блок 58 уставок, дешифратор 59 адреса, пульт 60 управ- 50 ления .

Входные клеммы для подключения дат" чиков расхода энергии подключены к регистру 28 входа, информационные выходы которого подключены к входам регистра 27 выхода. Информационные выходы регистра 27 выхода подключены к информационным входам мультиплексора 6. Выход мультиплексора 6 подключен к R-входу триггера 4 прерывания.

Выход сигнала переполнения счетчика

5 подключен к управляющим входам регистра 27 выхода и через линию 29 задержки к управляющему входу регистра 28 входа. Информационные выходы счетчика 5 соединены с адресными входами мультиплексора 6 и с первыми входами многоразрядного элемента ИЛИ

12. Единичный выход триггера 4 соединен с первым входом элемента И 2, а нулевой с первым входом элемента И 3.

Вторые входы элементов И 2 и 3 соединены с тактовым генератором 53. Выход элемента И 2 подключен к счетному входу счетчика 5. Выход элемента

И 3 подключен к входу блока 7 синхронизации, выходы которого подключены к вторым входам элементов И 8, IO

14, к управляющему входу сумматора

16 приращений и к первому входу элемента ИЛИ 18. Выход элемента И 8 соединен с прямым входом элемента ИЛИ 9, выход которого подключен к С-входу триггера 4, работающего по заднему фронту. Выход элемента И 10 подключен к первому входу элемента ИЛИ 11, выход которого подключен к управляющему входу сумматора 16 приращений.

Вторые входы многоразрядного элемен" та ИЛИ 12 соединены с адресными выходами пульта 60. Выходы элемента ИЛИ

12 подключены к адресным входам бло1 ка 17 приращения, запоминающего блока 20 весовых коэффициентов, запоминающего блока 19 порогов канальных приращений и к блоку 51 задания программ. Выход элемента ИЛИ 18 подключен к управляющему входу оперативного запоминающего блока 17 приращения, информационный выход которого соеди-, нен с первыми входами сумматора 16 приращения, вторые входы которого соединены с информационными выходами запоминающего блока 20 весовых коэффициентов. Выходы сумматора 16 приращения подключены к информационным входам оперативного запоминающего блока 17 приращения и регистру 13 канальных приращений, а также к первым входам элемента 15 сравнения.

Вторые входы элемента 15 сравнения соединены с выходами з апоминающего блока 19 порогов канальных приращений. Выход элемента 15 сравнения подключен к первому входу элемента И 14 и В-входу триггера 34. Управляющий вход регистра 13 канальных приращерасходов подключены к соответствующим выходам блока 32 синхронизации.

Выходы блока 58 уставок соединены с вторыми входами элемента 57 сравнения, выход которого соединен с первыми входами элементов И 56,-56<, 56 . Вторые входы элементов И 56 подключены к соответствующим выходам дешифратора 59 адреса, а выходы соединены с установочными входами триггеров 55,, 55 -55„ сигнализации.

Вторые входы триггеров 55 сигнализации соединены с управляющим выходом пульта 60.

Числовые выходы пульта 60 подключены к числовым входам блока 51 задания программ, блока 19 порогов канальных приращений, запоминающего блока 20 весовых коэффициентов и блока 58 уставок. Управляющие записью выходы пульта 60 соединены с управляющим входом блока 51 задания программ, с вторым входом элемента нающего блока 19 порогов канальных приращений, запоминающего блока 20 весовых коэффициентов, запоминающего блока 58 уставок, а также с вто30 ющий вброд пульта 60 подключен к управляющему сбросом входу сумматора

36 текущих расходов и к второму входу элемента ИЛИ 11.

Устройство работает следующим образом.

Информация от датчиков 30,-30 ц расхода энергии в числоимпульсном кощении сигналом переполнения производит перезапись содержимого приемного регистра 28 в регистр 27 выхода, а затем через линию 29 задержки производится сброс приемного регистра

28.

Информационные сигналы с выхода регистра 27 выхода поступают на мультиплексор 6 блока 1 канальных приращений.

Счетчик 5 указателя адреса, на счетный вход которого поступают через элемент И 2 импульсы с генератора 53, производит опрос входов мультиплексора 6. При наличии единицы на одном из входов мультиплексора 6, что сви5 1538 l 34 6 ний соединен с выходом элемента И

14, а выходы этого регистра подключены к первым информационным входам сумматора 36 текущих расходов.

Выходы блока 51 задания программ со5 единены с входами регистра 40 программ, информационные выходы которого годключены к входам дешифратора 35 окончания программ и к первым информацион- 10 ным входам сумматора 39 адреса.

Выход дешифратора 35 окончания программ подключен к S-входу триггера 34, единичный выход которого соединен с инверсными входами элементов 15

ИЛИ 9 и И 10 и с вторым входом элемента И 8, а нулевой выход — с первым входом элемента И ЗЗ.Второй вход элемента И 33 подключен к выходу тактового генератора 53, а выход — к входу бло- 20 ка 32 синхронизации.

Выход задающего генератора 53 соединен с входом таймера 52, выходы которого подключенн к пультч 60 и к входам дешифратора 44 временных зон. 25 ИЛИ 18, управляющими входами запомиВыходы дешифратора 44 временных зон соединены с информационными входами шифратора 43. Выходы шифратора 43 подключены к вторым информационным входам сумматора 39 адреса, управля- рым входом элемента ИЛИ 41. Управляющий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 42, а выходы — с первыми входами многоразрядного элемента

EIH 38. Вторые входы многоразрядного элемента ИЛИ 38 соединены с адрес" ными выходами пульта 60, а выходы— с адресными входами оперативного запоминающего блока 37 хранения текущих расходов, запоминающего блока 58 де поступает в приемный регистр 28 уставок и с входами дешифратора 59 40 блока 26 приема информации, Счетчик адреса. Выходы оперативного запоми- 5 указателя адреса канальных приранающего блока 37 хранения текущих расходов подключены к вторым информационным входам сумматора 36 текущих расходов, знаковый разряд которого 45 соединен с выходом регистра 40 программ, Выходы сумматора 36 текущих расходов соединены с информационными входами оперативного запоминающего блока 37 хранения текущих расхо- 50 дов, пульта 60 и с первыми входами элемента 57 сравнения. Управляющий вход оперативного запоминающего блока 37 хранения текущих расходов сое» динен с выходом элемента ИЛИ 41.

Первые входы элементов ИЛИ 41 и 42, второй вход элемента ИЛИ 42, управляющие входы регистра 40 программы, - детельствует о поступлении по даншифратора 43. и сумматора 36 текущих Но входу сигнала от датчика 30

1538134

20 триггер 4 прерывания сигналом с выхода мультиплексора 6 устанавливает ся в нулевое состояние. В этом случае элемент И 2 закрыт, в счетчике 5 указателя адреса хранится адрес опрашиваемого датчика, а элемент И 3 открыт °

Сигналы с генератора 53. через элемент

И 3 поступают на вход блока 7 синхронизации. Блок 7 синхронизации представляет собой двоичный счетчик с дешифратором.

По первому управляющему сигналу с входа 21 в сумматор 16 приращения заносится из оперативного запоминающего блока 17 значение канального приращения, соответствующее обрабатываемому датчику, а из запоминающего блока 20 — значение весового коэффициента данного датчика. Весовой коэффициент учитывает коэффищ енты трансформации по току и направлению измерительных трансформаторов, а также тип электросчетчика. В большинстве случаев он задается в именован- 25 ньгх величинах, в частности в киловаттчасах, причем само значение может иметь целую и дробную часть. Результат, полученный в сумматоре 16, и значение порога канального приращения 30 из запоминающего блока 19 поступает на входы элемента 15 сравнения. Значение порога канального приращения обычно задается в целых числах киловатт-часов (десятков киловатт-часов). Возможны два результата сравнения.

В первом случае, если значение ка,нального приращения больше порогового, то по управляемому сигналу с 40 входа 22 в регистр 13 канального приращения заносятся значения старших разрядов сумматора 16, характеризукяцих, например, количество киловаттчасов. Одновременно триггер 34 за- 45 пуска блока 31 устанавливается в нулевое состояние, открывая по инверсному входу элемент И 10 и закрывая элемент И 8. По управляющему сигналу с входа 23 через элемент

И 10 производится сброс старших разрядов сумматора 16. По управляющему сигналу с входа 24 через элемент ИЛИ

18 в блок 17 заносится остаточное дробное значение канального приращения из сумматора 16. Когда закончится цикл обработки в блоке 31, триггер

34 устанавливается в единичное состояние и через инверсный вход элемента

ИЛИ 9 задним фронтом устанавливается триггер 4 в единичное состояние. Элемент И 2 открывается, и сигналы с генератора 53 начинают поступать на вход счетчика 5, опрашивая, тем самым, входы мультиплексора 6 °

Во втором случае, когда значение канального приращения в сумматоре

16 меньше порогового, по управляющему сигналу с входа 24 содержимое сумматора 16 заносится в соответствующую ячейку оперативного запоминающего блока 17. По управляющему сигналу с входа 25 через элементы

И 8 и ИЛИ 9 триггер 4 прерываний задним фронтом устанавливается в единичное состояние и вновь начинается опрос входов мультиплексора 6.

Сигнал переполнения счетчика 5 указателя адреса каналов производит перезапись содержимого регистра 28 входа в регистр 27 и через элемент

29 задержки производится сброс регистра 28. Затем процесс повторяется.

Ксли содержимое канального приращения больше порогового для данного канала, сигналом элемента 15 сравнения триггер 34 запуска устанавливается в нулевое положение, открывая,тем самым, элемент И 33. Сигналы с генератора 53 через элемент И 33 запускают блок 32 синхронизации.

По первому управляющему сигналу с выхода 45 в регистр 40 программ заносится из блока 51 программа обработки информации опрашиваемого датчика. Программа обработки содержит адреса базовых ячеек для групповой обработки информации и знак, с каким суммируется информация от датчика в данной группе. По управляющему сигналу с выхода 46 через элемент ИЛИ 42 содержимое старших разрядов регистра

40 заносится в сумматор 39, Одновременно содержимое ячейки памяти оперативного запоминающего блока 37 хранения текущих расходов, чей адрес записан в сумматоре 39 адреса, поступает на информационные входы сумматора 36 текущих расходов, куда на вторые информационные входы поступает значение канального приращения из регистра 13 канальных приращений блока 1. На управляющий вход сумматора

36 из регистра 40 программ поступает сигнал, свидетельствующий о том, с каким знаком входит значение данного канального приращения в определяемое

9 15381 текущее значение расхода энергии данной группы. По управляющему сигналу с выхода 47 происходит алгебраическое суммирование обоих поступающих значений энергии в сумматоре 36 текущих расходов.

По управляющему сигналу с выхода

48 через элемент ИЛИ 41 содержимое сумматора 36 заносится в выбранную ячейку оперативного запоминающего блока 37.

Для реализации тарифного учета энергии служит таймер 52. Дешифратор

44 позволяет определить зону суток по 15 показаниям таймера. Шифратор каждой эоны вырабатывает свою добавку к адресу. Например, ночная зона — 1, пиковая — 2, полупиковая — 3. По управляющему сигналу с выхода 49 через эле20 мент ИЛИ 42 к содержимому сумматора

39 адреса добавляется значение зонной добавки и происходит процесс обработки новой ячейки памяти блока 37, в содержимое которого будет со своим 26 знаком добавлено значение канального приращения.

По управляющему сигналу с выхода

50 происходит сдвиг содержимого регистра 40, и начинается цикл обработ- З0 ки по новому адресу. Таким образом, организована возможность ведения коммерческого и технического учета, т.е. информация от одного датчика может попадать В несколько групп ис ходя из заданной программы обработки.

Когда при очередном сдвиге регистра

40 вместо значения адреса будет записана запретная комбинация, означающая конец обработки, сработает де- 40 шифратор 35 окончания программы и триггер 34 установится в единичное состояние, тем самым через элемент

ИЛИ 9 установит триггер 4 в единичное состояние и начнется процесс опроса 45 входов мультиплексора.

Блок 54 задания лимитов работает следующим образом. При обработке измерительной информации с сумматора

36 текущих расходов блока 31 на первые входы элемента 57 сравнения поступает значение расхода энергии, а на вторые — значения лимитов, которые предварительно записаны в блок 58 °

Если произошло превьппение, то открывается соответствующий элемент И 56,—

56 и срабатывает триггер 55 -55,.

Выбор элемента И 56 происходит через дешифратор 59 адреса.

34 l0

В исходное состояние устройство приводится через пульт 60. Задав через мн<>говходовой элемент ИЛИ 12 адрес, можно обратиться к любой ячейке оперативных запоминающих блоков

19,20 и 51 и записать туда необходимые значения, используя управлящие сигналы записи с пульта Сl, С2, СЗ.

Через многовходовой элемент ИЛИ 38 можно обратиться к любой ячейке оперативных запоминающих блоков 37, 58 и записать туда необходимые значения, используя управляющие сигналы с пульта С4, С5. Сигналом "Уст, "0" Д с пульта 60 управления можно записать значения в оперативный запоминающий блок 37, Формула изобретения

Устройство для учета и контроля потребления энергии, содержащее входные клеммы для подключения первичных датчиков расхода энергии, подключенные к регистру входа блока приема информации, информационные выходы регистра входа подключены к входам регистра выхода блока приема информации, блок задания программ, вход управления которого подключен к пуль" ту управления, задающий генератор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия и расширения диапазона контролируемых параметров, в него дополнительно введены блок канальных приращений, блок задания лимитов и таймер, при этом блок канальных приращений включает мультиплексор, информационные входы которого подключены к выходу блока приема информации, счетчик указателя адреса канала, информационные выходы которого подключены к адресным входам мультиплексора и к первым входам многоразрядного элемента ИЛИ, выход сигнала переполнения счетчика соединен с управляющим входом регистра выхода блока приема информации и через линию задержки — с управляющим входом регистра входа блока приема ининформации, выход мультиплексора соединен с R-входом триггера прерывания, единичный и нулевой выходы которого подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с задающим генератором, выход первого элемента И подключен к счетному входу счетчика указателя адреса канала, выход второго элемента И к счетному входу блока синхронизации, С-вход триггера прерывания соединен с выхо5 дом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, инверсный вход первого элемента ИЛИ, первый вход третьего и инверсный вход четвертого элементов 1ð

И подключены к управляющему выходу введенного блока определения расходов, выхоц четвертого элемента И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом сумматора приращения, информационные входы которого подключены к информационным выходам оперативного запоминающего блока приращения и запоминающего блока весо- zp вых коэффициентов соответственно, информационный выход сумматора приращений подключен к входам регистра канальных приращений, оперативного запоминающего блока приращения и к 25 элементу сравнения, вторые информационные входы которого подключены к выходу запоминающего блока порогов . канальных приращений, выход элемента сравнения соединен с входом.управле- BO ния блока определения расходов и с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с входом управленйя регистра канальных приращений, выходы многоразрядного элемента ИЛИ блока канальных приращений подключены к адресным входам оперативного запоминающего блока приращения, запоминающего блока порогов канальных приращений, запоминающего блока весо- дб вых коэффициентов и к блоку задания программ, вторые входы третьего, четвертого и пятого элементов И, управляющий вход сумматора приращения и первый вход третьего элемента ИЛИ подключены к соответствующим выходам блока синхронизации блока канальных приращений, а блок определения расходов выполнен в виде триггеров запуска, S-вход которого соединен с вы- 5О ходом дешифратора окончания программ, а инверсный выход соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к задающему генератору, а выход — к счетному вхоцу блока синхронизации блока определения расходов, регистр программ, информационные входы которого подключены к выходам блока задания программ, а

1538134 12 информационные выходы — к входам дешифратора окончания программ и сумматора адреса, вторые информационные входы которого соединены с выходом шифратора, выходы сумматора адреса подключены к первым входам многоразрядного элемента ИЛИ, выходы которого подключены к адресным входам блока задания лимитов и оперативного запоминающего блока хранения текущих расходов, выходы которого соединены с вторыми входами сумматора текущих расходов, выходы которого подключены к информационным входам оперативного запоминающего блока хранения текущих расходов, к информационным входам пульта и блока задания лимитов, знаковый разряд сумматора текущих расходов соединен с выходом регистра программ, управляющий вход оперативного запоминающего блока текущих расходов подключен к выходу первого элемента ИЛИ, управляющий вход сумматора адреса подключен к выходу второго элемента ИЛИ, входы шифратора подключены к выходу дешифратора временных зон, первые входы первого и второго элементов ИЛИ, второй вход второго элемента ИЛИ, управляющие входы регистра программы, шифратора и сумматора текущих расходов подключены к соответствующим выходам блока синхронизации блока определения расходов, дополнительный блок. задания лимитов включает запоминающий блок уставок, выходы которого подключены к вторым входам элемента сравнения, выход ко- торого соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам дешифратора адреса, а выходы подключены к установочным входам триггеров сигнализации„ вторые входы которых подключены к управляющему выхоцу пульта управления, первые входы сумматора текуинх расходов подключены к выходу регистра канальных приращений., выход задающего генератора подключен к входу таймера, информационный выход которого подключен к входам пульта управления и к входам,цешифратора временных зон блока определения расходов, числовые выходы пульта управления подключены к числовым входам запоминающего блока порогов канальных приращений и запоминающего блока весовых коэффициентов блока канальных приращений, а также к числовым

Составитель В. Егоров

Техред М.Ходанич Корректор О, Кравцова

Редактор Н. Тупица

Заказ 168 Тираж 538 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101

1538 входам запоминающего блока уставок блока задания лимитов, адресные выходы пульта управления подключены к вторым входам многоразрядных элементов ИЛИ блока канальных приращений и

5 блока определения. расходов, управляю-. щие записью выходы пульта управления подключены соответственно к второму входу третьего элемента ИЛИ блока 10 канальных приращений, к управляющему входу запоминающего блока порогов канальных приращений, запоминающему

134 !4 блоку весовых коэффициентов, к управляющему входу запоминающего блока уставок, к второму входу первого элемента ИЛИ блока определения расходов, выход которого соединен с управляющим входом оперативного запоминающего блока приращения, управляющий выход пульта управления подключен к управляющему сбросом входу сумматора текущих расходов и к второму входу второго элемента ИЛИ блока канальных приращений.