DE2911799A1

DE2911799A1 - Zeitsynchrones messgeraet fuer elektrische energie

Info

Publication number: DE2911799A1
Application number: DE19792911799
Authority: DE
Inventors: Jun Clyde A Booker; Paul M Johnston; Jun Albert H Maxwell; N C Raleigh
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1978-03-31
Filing date: 1979-03-26
Publication date: 1979-10-04
Also published as: CA1118496A; JPS5939706B2; BE875243A; GB2017937A; JPS54134474A; IT1112460B; AU4528479A; FR2421386B1; MX146880A; IT7921442A0; FR2421386A1; GB2017937B; BR7901907A; AR230764A1; US4197582A; AU531183B2

Description

drying. ERNST STRATMANN

PATENTANWALT
D-4OOO DÜSSELDORF i · SCHADOWPLATZ 9

.Düsseldorf, 23. März 1979

47,689
7909

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh/ Pa., V. St. A.

Zeitsynchrones Meßgerät für elektrische Energie

. Die Erfindung betrifft ein zeitsynchrones Meßgerät für elektrische Energie zur Messung einer Wechselstromenergiegröße und zur Aufzeichnung von Tageszeitdaten während des Ausfalls der elektrischen Energiegröße. Von besonderer Bedeutung ist dabei eine Hilfsleistungsversorgung sowie eine Zeitgeberanordnung für einen derartigen Wechselstromenergiemesser, einschließlich einem programmierbaren, auf Zeit basierenden Meßsystem zur Durchführung von Vielfachmeßoperationen und zur Bezugnahme derartiger Meßoperationen zur Echtzeit, des weiteren aber auch eine alternative Anordnung, die einen sekundären Zeitgeberschaltkreis und eine Hilfsgleichstromversorgung umfaßt, welche eine nichtwiederaufladbare Batterie besitzt, die in der Lage ist, eine Echtzeitaufzeichnung sowie nichtvergängliche Meßdaten während Leistungsausfall- oder Unterbrechungszeiten zu erhalten, die während der langen und unüberwachten Betriebszeit des Meßgerätes wiederholt auftreten.

Meßgeräte zur Aufzeichnung der zu bezahlenden elektrischen Energie der elektromechanischen Bauart {insbesondere elektrische Zähler) werden bekanntermaßen in großem umfange an den Verbrauchsorten verschiedener Anwender für elektrische Energie zum Einsatz

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gebracht. Die Meßgeräte stellen die Menge der verbrauchten elektrischen Energie fest, um dem Versorgungsunternehmen die Möglichkeit zu geben, den Verbrauch abzurechnen. Die am häufigsten verwendeten Verbrauchsmeßgeräte messen den Gesamtverbrauch an elektrischer Energie oder eine maximale Verbrauchsgröße, wobei in z. B* monatlichem Abstand diese Geräte eine manuelle Rückstellung erfordern. Erhöhte Flexibilität bei der Messung von unterschiedlichen Parametern wie die Messung von sowohl dem kWh-Verbrauch als auch den kWh-Bedarf zu unterschiedlichen Tarifen wird oft gewünscht. Ebenso häufig wird gewünscht, die unterschiedlich gemessenen Parameter voneinander unabhängig zu summieren, die während unterschiedlicher Zeitintervalle während eines jeden Tages gemessen werden. Dieses Meßverfahren ist als "Tageszeitmessung" der Fachwelt bekannt. Die vorgesehenen Tageszeitintervalle entsprechen typischerweise den Zeiten, zu denen der Energiebedarfspegel, der vom Versorgungsunternehmen gefordert wird, auf seinem höchsten Wert, auf einem mittleren Wert oder auf einem niedrigen Wert liegt.

Induktionswattstundenmeßgeräte, die mit mechanischen vielziffrigen kWh-Zählwerken oder mit kombinierten kWh- und kW-Bedarfszählwerken ausgerüstet sind, sind bekannt, ebenso bekannt ist der selektive Betrieb von getrennten Sätzen von Zählwerken, die unter der Steuerung von mechanischen Zeitschaltermechanismen arbeiten. Die vorgenannten Zählwerke und mechanischen Zeitmechanismen besitzen jedoch nur wenige unterschiedliche Meßmöglichkeiten und sind auch oft für unterschiedliche Zeitintervalle nur begrenzt einsatzfähig, weil derartige Zeitintervalle, sofern sie überhaupt vorgesehen sind, im allgemeinen nicht zwischen Wochentagen (Arbeitstagen) und Wochenendtagen (arbeitsfreien Tagen) variabel sind.

Programmierbare elektronische Rechenschaltkreise sind zur Schaffung großer Flexibilität bei der Messung von zahlreichen unterschiedlichen Parametern einer elektrischen Energiegröße bekannt. Die gemessenen Parameter werden quantisiert und aufgezeichnete Werte davon werden magnetisch in nichtverlierbarer Weise im

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Bezug zu Zeitintervallanzeigen aufgezeichnet. Der Schaltkreis erzeugt keine unabhängige Aufzeichnung der Echtzeit und summiert auch nicht die getrennten Aufzeichnungen der unterschiedlichen Parameter, wenn diese während unterschiedlicher vorgewählter Tageszeitperioden gemessen werden. Eine Einrichtung zur Erkennung einer Unterbrechung in einer durch Wechselstrom erregten Gleichstromversorgung und zur zeitweisen Versorgung eines Systems nach einem derartigen Leistungsversorgungsausfall kann verwendet werden, jedoch ist keine Hilfsgleichstromversorgung für den RAM-Datenspeicher (RAM = random access memory = Speicher mit beliebigem Zugriff) des Systems erforderlich, da dieser RAM-Speicherteil aus einem Festwertspeicherteil des Systems neu programmiert werden kann. Ein Magnetbandaufzeichnungsgerät sollte mit dem vorgenannten System verwendet werden, das eine Batterieüberlaufschaltkreisanordnung besitzt.

Bei anderen elektrischen Energiemeßsystemen, bei denen elektronische Zeitgeber zur Erzeugung von Stromzeitdaten für die Tageszeitdaten benutzt werden, werden die Daten gewöhnlich in nichtverlierbaren Speicherschaltkreisen akkumuliert und gespeichert, die eine ununterbrochene Gleichstromversorgung erfordern. Bei den vorgenannten Systemen werden auf Zeit basierende Signale erzeugt und summiert, um z.B. jede Sekunde, Minute, Stunde und jeden Wochentag zu repräsentieren. Die Systeme können so programmiert werden, daß sie auf unterschiedliche Zeitintervalle wie die gleichen oder unterschiedlichen Tageszeitperioden eines jeden Tages reagieren, um einen gegebenen Meßparameter der gepimessenen elektrischen Energiegröße zu summieren (totalisieren.) Die gemessenen Parameter werden getrennt zu dem jeweiligen Zeit-Intervall eines jeden Tages in Beziehung gesetzt. Der kWh-Verbrauch kann getrennt gemessen und während der zugeordneten Hochverbrauchs- oder Spitzenverbrauchszeitintervalle, mittleren Verbrauchsspitzenintervalle oder niedrigen oder Außerspitzenzeitintervallen zu totalisieren. Für derartige Systeme, die von einer durch Wechselstrom erregten Gleichstromversorgung versorgt werden, könnte ein Versagen der Wechselstromquelle zum Verlust der gespeicherten Tageszeitdaten in einem bezüglich seines Speicher-

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Inhalts von der Leistungsversorgung abhängigen Zähler bei einem elektrischen Verbrauchsmeßsystem beim Versagen des von der Hauptwechselstromenergie gespeisten Gleichstromversorgung führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines die Zeit aufzeichnenden elektrischen Energiemeßsystems zur Bewahrung der Tageszeitdaten und der elektronischen Speicherdaten, wenn die Hauptgleichstromversorgung versagt, wobei ein Notbatterie benutzt wird, die mit einem Minimum an Stromverlust arbeitsfähig ist, so daß die Batterie in einem Meßgerät, das das System umfaßt, nicht ersetzt oder gewartet werden muß und Betriebszeiten besitzt, die in der Größenordnung von mehreren Jahren liegen können und wobei das Meßsystem in weitem Maße sich ändernden Betriebsbedingungen ausgesetzt sein kann und auch in der Lage sein muß, unter extremen Umgebungstemperaturen zu arbeiten, wie sie für gegenwärtig in Verwendung befindliche Meßgeräte für die elektrische Energie typisch sind, und wobei das Meßsystem unter diesen Bedingungen auch noch wirtschaftlich und zuverlässig arbeiten muß»

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, liegt also in einem die Zeit aufzeichnenden bzw. zeitlich gesteuerten elektrischen Energieraeßgerät zur Messung einer elektrischen Wechselstromenergiegröße und zum Festhalten von Tageszeitdaten während Leistungsausfallsbedingungen der elektrischen Wechselstromenergiegröße, wobei die Meßeinrichtung folgende Einrichtungen aufweists Einrichtungen zur Erzeugung von veränderlichen und sich wiederholenden Darstellungen von Inkrementwerten der zu messenden elektrischen Wechselenergiegröße, Hauptgleichstromversorgungseinrichtungen, die von der zu messenden elektrischen Wechselenergiegröße erregbar sind, wobei die Hauptgleichstromversorgungseinrichtungen einen mit der ersten Versorgungsleitungseinrichtung verbundenen Ausgang umfassen; Hilfsgleichstromleistungsversorgungseinrichtungen, einschließlich einer Notprimärbatteriequelle; spannungsempfindliche Schalteinrichtungen, die die Hilfsgleichleistungsversorgung mit einer zweiten Versorgungsleitungseinrichtung verbinden,

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wenn die erste Leitungsversorgungseinrichtung der Hauptgleichstromversorgungseinrichtung entregt ist; eine Quelle für primäre Zeitbasissignale, die von der Wechselstromerregung der Hauptgleichstromversorgung erregt werden und die primären Zeitbasissignale mit einer Frequenz erzeugen, die auf die Frequenz der zu messenden Wechselenergiegröße reagiert; eine Quelle für sekundäre Zeitbasissignale, die von der zweiten Versorgungsleitungseinrichtung erregt wird und einen Oszillatorschaltkreis umfaßt, der eine im wesentlichen feste Schwingungsrate nur während des Leistungsausfallzustandes erzeugt, so daß die sekundären Zeitbasissignale mit einer vorbestimmten Rate erzeugt werden, die einer vorbestimmten Anzahl von Zeitsekunden entsprechen; logischen Meßsequenzsteuerschaltkreiseinrichtungen einschließlich einem Versorgungseingang, der mit der ersten Versorgungsleitereinrichtung verbunden ist, einem Zeitsignaleingang, der mit der Quelle für primäre Zeitbasissignale verbunden ist, um Echtzeitdaten in einem RAM-Speicherteil zu registrieren und Benutzungszeitparameter der veränderlichen und sich wiederholenden Darstellungen zu erzeugen; Datenspeichereinrichtungen, die von den ersten und zweiten Versorgungsleitungseinrichtungen erregt werden und Datenleitungen aufweisen, um die Echtzeitdatenregistrierungen der logischen Steuerschaltkreiseinrichtung zum Zeitbeginn des Leistungsausfallzustandes an den nichtverlierbaren Speicher die Zeitdatenregistrierungen während des Leistungsaufalles zu liefern; .Zählerspeichereinrichtungen, die von der zweiten Versorgungsleitungseinrichtung erregt werden und die sekundären Zeitbasissignale aufnehmen, um die Gesamtzählung der sekundären Zeitbasissignale zu summieren, die während der Zeitintervalle des Leistungsausfalls auftreten, wobei die Zählerspeichereinrichtungen außerdem einen Ausgang erzeugen, der mit den Datenspeichereinrichtungen verbunden ist, um die Zeitsekunden der Leistungsausfallintervalle zu dem gespeicherten Zeitbeginn des Leistungsaufalls hinzuzufügen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

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Es zeigt:

Fig. 1 ein elektrisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines zeitregistrierenden, mehrfach funktioneilen elektrischen Energiemessers einschließlich einem logischen Meßfolgesteuerschaltkreis und einer Hilfsleistungsversorgung und einer Zeitgeberanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein elektrisches Schemadiagramm einer anderen Ausführungsform eines elektrischen Energiemessers, der eine Hilfsleistungsversorgung und eine Zeitgeberanordnung gemäß der Erfindung aufweist;

Fig. 3 ein elektrisches Schemadiagramm des in Fig. 1 dargestellten Energiemessers;

Fig. 4 ein Flußdiagramm einer Folge von Operationen des in Fig. 1 und 3 dargestellten Energiemessers; und

Fig. 5 eine zeitabhängige Darstellung der Signale, die bei dem in Fig. 3 dargestellten elektrischen Schemadiagramm auftreten.

Ein zeitregistrierendes, vielfach funktionelles elektrisches Energiemeßgerät umfaßt ein programmierbares, auf Zeit basierendes Meßsystem, das eine Datenspeicherschaltkreisanordnung mit beliebigem Zugriff mit nichtverlierbarem Speicherinhalt und sowohl primäre als auch sekundäre Zeitgeberschaltkreise besitzt. Eine Hauptgleichstromversorgung und der primäre Zeitgeberkreis werden von einer elektrischen Wechselstromenergiegröße erregt, die von dem Meßgerät gemessen werden soll. Eine logische Meßfolgensteuerschaltung verwendet extern veränderbare Zeitkategorien in dem Datenspeicherschaltkreis, um unterschiedliche gemessene Parameter des elektrischen Energieverbrauchs in unterschiedlichen Benutzungszeitkategorien zu akkumulieren. Der Steuerschaltkreis verarbeitet erste Zeitbasissignale des primären Zeitgeberschalt-

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kreises, um gegenwärtige Zeitdaten zu speichern, die der Tageszeit in Minuten und Stunden sowie dem Wochentag entsprechen. Fällt die gemessene elektrische Energiegröße aus, wird die Hauptgleichstromversorgung entregt, wie auch gleichzeitig die Energiegröße nicht mehr gemessen werden kann. Bevor der Steuerschaltkreis entregt wird, erhält er nach Aktivierung einer Hilfsgleichstromversorgung ein Leistungsausfallsignal. Die Hilfsgleichstromversorgung umfaßt eine nichtwiederaufladbare oder primäre Notbatteriequelle, die zur Versorgung des sekundären Zeitgebers und des Datenspeichers aktiviert wird. Der sekundäre Zeitgeberschaltkreis umfaßt einen Quarzoszillator, der aktiviert wird, um zweite Zeitbasissignale zu erzeugen, die benutzt werden, um die Echtzeitmessung und -aufzeichnung während eines Leistungsausfalls der zu messenden elektrischen Energie fortzuführen.

Gemäß einer besonders günstigen Ausfü+rungsform umfaßt der sekundäre Zeitgeberschaltkreis diesen Oszillator mit einem zugehörigen Teilerausgangskreis und einem fünfdekadigen Zählspeicher, die alle von der Hilfsgleichstromversorgung erregt werden. Nach dem Beginn des Leistungsausfalls erzeugt das Ausgangssignal des Oszillatorkreises die zweiten Zeitbasissignale mit einer Wiederholungsrate, die einer vorgewählten Zahl von Sekunden entspricht, beispielsweise könnte alle 8 Sekunden ein Zeitbasissignal erzeugt werden. Der Zählspeicher nimmt das 8-Sekunden-Zeitbasissignal auf und fährt fort, eine Zählung dieser Signale zu akkumulieren, bis der Leistungsausfall beendet ist. Der logische Steuerschaltkreis wird am Ende des Leistungsausfalls wieder erregt und stoppt den Oszillatorausgang und damit die Erzeugung der zweiten Zeitbasissignale und hält die Gesamtzählung dieser Signale in dem Zählspeicherschaltkreis fest. Danach werden die Ausgänge des Zählerspeichers von dem Steuerschaltkreis verarbeitet, um das Zeitintervall des Leistungsausfalls hinzuzufügen, das von dem Zählerspeicherausgang repräsentiert und mit einem Faktor von 8 Sekunden multipliziert und dann zum Start der Leistungsausfallzeitdaten in dem Datenspeicher hinzugefügt wird. Entsprechend wird am Ende der Ausfallzeit das Meßsystem in einen solchen Zustand gebracht, daß es wieder unter-

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schiedliche gewünschte Parameter der elektrischen Energiegröße in einer laufenden tageszeitbezogenen Weise mißt.

Gemäß einer anderen besonders günstigen Ausführungsform umfaßt der sekundäre Zeitgeberschaltkreis einen Oszillator mit einem Teilerausgang, um während eines Leistungsausfalls zweite Zeitbasissignale mit einer anderen vorbestimmten Rate zu erzeugen, z. B. alle 4 Sekunden. Mit Beginn des Leistungsausfalls erregt die Hilfsleistungsversorgung den Datenspeicher, um ihn in einem Zustand zu halten, bei dem sein Inhalt nicht verlorengeht. Außerdem wird der sekundäre Zeitgeberschaltkreis erregt, des weiteren ein Zwischenleistungsschaltungskreis oder Leistungsimpulskreis, der von den zweiten Zeitbasissignalen gesteuert wird. Der logische Steuerschaltkreis wird so vorbereitet, daß er zu jedem Impulssignal der zweiten Zeitbasissignale momentan Leistung erhält. Der Steuerschaltkreis wird nur momentan eingeschaltet, wobei diese Einschaltung jedoch ausreicht, um die gegenwärtigen Zeitdaten in dem nichtflüchtigen Datenspeicher auf neuesten Stand zu bringen und den Oszillator zurückzustellen und sich dann abzuschalten. Entsprechend wird der logische Steuerschaltkreis für nur eine nahezu vernachlässigbare Zeitdauer während des Intervalls von 4 Sekunden zwischen den zweiten Zeitsignalen eingeschaltet, um so den Verbrauch an Notbatteriestrom auf einem Minimum zu halten. Das Ende des Leistungsausfalls stellt die Hauptgleichstromversorgung zur Versorgung des Meßsystems wieder her. Das System wird dann in einen solchen Zustand gebracht, daß es die unterschiedlichen gewünschten Parameter der elektrischen Energiegröße in einer auf die Benutzung in Echtzeit gerichteten Weise mißt. Entsprechend weisen die erfindungsgemäße Hilfsleistungsquelle und Zeitgeberanordnung ein Minimum an Schaltkreisbauteilen auf, die in optimaler Weise so angeordnet sind, daß sich ein minimaler Leistungsbedarf für die primäre Notbatteriequelle ergibt. Ein Übertrag und die Aufrechterhaltung einer genauen Stromzeitregistrierung wird für das zeitregistrierende elektrische Mehrfunktionsenergiemeßgerät vorgesehen, so daß die zuverlässigeren und die weniger von der Temperatur abhängigen Eigenschaften einer primären Notbatterie für den

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langen unbeaufsichtigten Meßgerätbetrieb benutzt werden können.

In den Zeichnungen sind einander entsprechende oder identische Bauelemente oder Schaltkreise mit den gleichen Bezugszahlen versehen.

Fig. 1 zeigt ein zeitregistrierendes/ multifunktionales Meßgerät 10 für elektrische Wechselstromenergie, einschließlich einem programmierbaren, auf Zeit basierenden Meßsystem 12. Ein logischer Meßfolgesteuerschaltkreis 14 ist in dem System 12 enthalten und wird durch einen F8-Mikrosteuerer gebildet, wie er beispielsweise von der Firma Mostek Corp. unter der Bezeichnung MK 3870 vertrieben und in der folgenden Veröffentlichung beschrieben ist: F8 Microprocessor Devices, Single-Chip Microcomputer MK 3870. Diese Druckschrift ist von der genannten Firma Mostek Corp., Carroltown, Texas 75006, erhältlich. Wie in der genannten Druckschrift beschrieben wird, liefert, der logische Steuerschaltkreis 14 mehrfachfunktionelle logische Operationen und umfaßt im allgemeinen die folgenden üntersysteme: ein Steuerlogik- und Instruktionsregister 15, ein Akkumulator- und Statusregister 16, eine arithmetisch-logische Einheit (ALU) 17, einen Programmfestwertspeicher (ROM) 18, einen Zeitgeber 19 und eine Unterbrechungslogik 20 sowie einen internen Taktgeber 21.

Der logische Steuerschaltkreis 14 umfaßt weiterhin "Notizblock"-Register 22, die einen RAM-Speicher für allgemeine Zwecke vorsehen. Eingabe/Ausgabetore 23 (I/O) senden und empfangen Binärsignale an und von dem Steuerschaltkreis 14, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird, und tauschen mit der Datensammelschiene 23 externe binäre Signale aus.

Mit dem Steuerschaltkreis 14 ist ein externer Datenspeicher mit beliebigem Zugriff (RAM) 24 verknüpft, um zeitbezogene Daten aus- und einzulesen und zu verarbeiten, die zu den elektrischen Energiemessungen in Beziehung stehen, die von dem Meßgerät 1O in noch zu beschreibender Weise geliefert werden. Der Datenspeicher 24 ist ein niedrige Leistung erfordernder CMOS-Festkörper-

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speicher rait beliebigem Zugriff mit einem Inhalt von 256 Worten zu 4 Bit und ist von der Firma Harris Corp. unter der Bezeichnung IM6561 erhältlich. Andere Untersysteme, $ie in diagrammartigen Blöcken dargestellt und bezüglich ihrer Punktion bezeichnet sind, werden weiter unten noch beschrieben werden.

Das Meßsystem 12 ist in einem Induktionswattstundenmeßgerätgehäuse untergebracht, damit das Meßgerät 10 an der Stelle montierbar ist, an der sich der Verbrauchsort des Verwenders für die elektrische Energie befindet, die über elektrische Leitungen 26 und 28 geliefert wird. Typische Bestandteile der elektrischen Energiegröße umfassen eine Leistungsfrequenz von z. B. 50 oder 60 Hz, eine Spannung V von 220 oder 240 V sowie ein veränderlicher Strom I, der sich mit der Höhe des elektrischen Energieverbrauches ändert. Fig. 2 und 3 zeigen nicht nur zwei unterschiedliche Anordnungen für verschiedene Betriebsarten der multifunktionellen Meßweise, sondern auch zwei Ausführungsformen einer Hilfslexstungsversorgung und von Zeitgeberanordnungen, die bei beiden Meßsystemen verwendbar sind. Ein detailliertes Schemadiagramm des Systems 12 ist in Fig. 3 dargestellt, während eine alternative Meßeinrichtung 30,. die ein System 31 besitzt, in Fig. 2 wiedergegeben ist.

In Fig. 2 umfaßt das Meßgerät 40 einen elektromagnetischen Meßantrieb 32 mit einem Spannungsabschnitt 33 und einem Stromabschnitt 34, die in herkömmlicher Weise an die Leitungen 26 und angeschlossen sind, um eine durch eine Welle gestützte rotierende Scheibe 36 mit einer Drehgeschwindigkeit anzutreiben, die dem Verbrauch an elektrischer Energiegröße, die durch die Leitungen 26 und 28 fließt, entspricht. Induktionswattstundenmeßantriebe wie der Meßantrieb 30 sind in der Technik als Induktionswattstundenzähler bekannt. Die Welle, die die Scheibe 36 abstützt, ist über ein Getriebe mit einem mechanischen mehrstelligen bzw. mit mehreren Anzeigern versehenen Zählwerk 38 verbunden, das in der US-Patentschrift 41 28 807 offenbart wird. Das Zählwerk umfaßt kWh-Anzeiger für Zeiten mit Spitzenstromverbrauch und für Zeiten mit keinem Spitzenstromverbrauch, 40, 41, sowie einen

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Einstellsatz, Zeiger 42, mit denen der Spitzenkilowattbedarf eingestellt werden kann, wobei diese Einstellungen aufgrund von vorbestimmten Zeitintervallen jeden Tag aktiviert und deaktiviert werden sollen, um auf diese Weise eine Betriebsart der Tageszeitmessung zu schaffen. Ein Magnet 44, der in der vorgenannten US-Patentschrift beschrieben wird, dient zur Steuerung der Inbetriebsetzung der unterschiedlichen Meßuhrgetriebe des Anzeigegerätes 38, wobei der Solenoid 44 von dem Steuerschaltkreis 14 gesteuert wird. Weitere Solenoide 46 und 47 sind ebenfalls vorgesehen, die von den Ausgängen des logischen Steuerschal tkreises 14 angesteuert werden, um für die Laststeuerung Zeitschaltoperationen zu liefern. Einer der Solenoide, wie beispielsweise der Solenoid 46 kann zusätzlich zu dem Solenoid bei einem Anzeigegerät der dem Anzeigegerät 38 entsprechenden Art benutzt werden, daß zumindest zwei Solenoide für die selektive Steuerung der darin enthaltenen Meßuhrgetriebe benötigt.

Ein logischer Steuerkreis 48 für die Meßfolge, der von identischer Art sein kann, wie der logische Steuerschaltkreis 14, ist in dem System 31 enthalten. Ein Daten-RAM 49 ist auch vorgesehen und kann von der gleichen Art sein, wie der oben beschriebene RAM 24.

Eine Hilfsleistungsversorgung und eine Leistungsausfallintervallzeitanordnung ist in dem programmierbaren, auf Zeit basierenden System 31 gemäß einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen. In der Anordnung ist eine Hauptgleichstromversorgung 50 eingeschlossen, die durch eine Wechselstromguelle erregt wird, welche von der elektrischen Energiegröße gebildet wird, die in den Leitern 26 und 28 fließt. Entsprechend werden Wechseleingangsleitungen 52 und 53 dem Eingang der Gleichstromversorgung 50 zugeführt. Die Primärwicklung eines Abwärtstransformators 54 ist mit den Leitern 52 und 53 verbunden, während die Sekundärwicklung des Transformators mit einem Vollweggleichrichter 56 in Verbindung steht. Eine Diode 58 ist ebenfalls mit der Sekundärwicklung des Transformators 54 verbunden, um eine halbwellengleichgerichtete Ausgangsspannung V+ von 12 V zu lie-

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fern. Der Ausgangsleiter 60 ist mit der Diode 58 verbunden, um für unkritische Schaltkreise und Lasten des Systems 12 eine allgemeinen Zwecken dienende und ungefilterte gleichgerichtete Versorgungsspannung zu erzeugen, einschließlich den Steuersolenoiden 44, 47 und 48. Der Versorgungsleiter 60 erregt die SoIenoide, wenn die Schalttransistoren 60, 62 und 63 durch den Steuerschaltkreis 48 leitend gemacht werden.

Der durch Vollweggleichrichtung gewonnene Ausgang der Diodenbrücke 56 wird einem Filterkondensator 64 von 1000 ,uF und einem Spannungsregelkreis 65 zugeführt. Der Regelkreis 65 ist ein monolithischer Regler des Typs 78 M05CP, der eine geregelte Gleichspannung von 5 V, V_cc, an seinem Ausgang liefert. Der Ausgang des Schaltkreises 65 liefert V_cc an einen ersten Niederspannungslogikschaltkreisversorgungsleiter 66, und eine Diode ist mit einem zweiten Niederspannungslogikschaltkreisversorgungsleiter 70 verbunden. Der zweite Versorgungsleiter 70 liefert V_DD, das ist die gleiche geregelte Gleichspannung von 5 V wie V_cc und ist für kritische Lasten des Systems 31 für den Fall bestimmt, daß die über die Leitungen 26 und 28 gelieferte elektrische Größe wegen eines Leistungsausfalls nicht vorhanden ist. Derartige zeitweilige Ausfälle der elektrischen Leistung sind bei den typischerweise von Versorgungsunternehmen verwendeten Netzsystemen bekannt. Die Versorgungsleiter 66 und 70 sollen die Schaltkreise des Systems 31 versorgen, die die logischen Schaltkreisfunktionen durchführen, sowie die zugehörigen Schaltkreise, die die Zeitsignalfunktionen erzeugen. Der erste Schaltkreisversorgungsleiter 66 liefert V_cc an die elektronischen Schaltkreise des Systems 31, die während des Leistungsausfallzustandes nicht zu arbeiten brauchen, während dem keine Messung von elektrischer Energie notwendig ist. Der Filterkondensator ist über einen Leiter 72 und über einen Widerstand 73 mit einem Eingang eines Spannungsvergleichers 74 verbunden, an welchem Eingang noch der Widerstand 75 liegt. Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform des Spannungsvergleichers 74 wird ein Vergleicher vom Typ ICL 8211 verwendet, der in der Weise arbeitet, daß er die Spannung am Filterkondensator 78 abtastet. Der Schaltkreis

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wird über einen Versorgungsleiter 66 versorgt. Der Ausgangsleiter 76 des Spannungsvergleichers 74 ist auch über einen Widerstand 78 mit dem zweiten Versorgungsleiter 70 verbunden. Der Vergleicherausgangsleiter 76 erzeugt ein Niederspannungs- oder Leistungsausfallogiksignal 80, das benutzt wird, um dem Steuerschaltkreis 48 am Anschluß P1-5 als Signal zu dienen, wie noch weiter unten beschrieben wird.

Eine Hilfsgleichstromversorgung 82 stellt einen anderen wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung dar und umfaßt eine Notbatteriequelle 84, die in Serie mit der Schaltkreismasse und einer Diodenschalteinrichtung einschließlich der Dioden 85 und mit einem SchaltkreisVerbindungspunkt 87 an dem zweiten Versorgungsleiter 70 angeschlossen ist. Die Diodenschalteinrichtung, die die Dioden 85 und 86 umfaßt, hat die Dioden in Vorwärtsrichtung vom positiven Pol der Batteriequelle 84 zum Verbindungspunkt 87 angeordnet. Die Diode 68 ist entgegengesetzt zu den Dioden 87 und 83 am Verbindungspunkt 87 gepolt. Wenn dementsprechend die Hauptgleichstromquelle 50 erregt.wird, wird der Ausgang des Reglers 85 nicht nur an den ersten Versorgungsleiter sondern auch über die Diode 68 an den zweiten Versorgungsleiter angelegt, wie bereits angemerkt. Bei Versagen der Hauptgleichstromversorgung 50 wird der zweite Versorgungsleiter 70 von der Batteriequelle 84 über die Dioden 85 und 86 und den Verbindungspunkt 87 mit Energie versorgt. Die Diode 68 bildet eine Blockierdiode für die Batterieversorgung, um den ersten Versorgungsleiter 66 und die von diesem versorgten Schaltkreise von der Batterie 84 zu isolieren. Das Potential des Leiters 66 bringt die Dioden 85 und 86 bei Normalbetrieb in umgekehrte Vorspannungsrichtung, so daß die Dioden eine spannungsabhängige Schaltoperation bewirken.

Die Notbatteriequelle 84 wird vorzugsweise durch zwei separate Zellen einer Lithiumjodid- oder Lithiumschwefeldioxydprimärbatterie gebildet, die dadurch charakterisiert sind, daß sie als Primärbatterie nicht wiederaufladbar sind und auch ausreichend klein sind, um in der Innenseite der kompakten Umschließung

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des Meßgerätes 30 untergebracht werden zu können und die ungefähr eine Amperestunde Leistung liefern können. Die Batterieanschlußspannung liegt in der Größenordnung von 5,6 V. Die Notbatteriequelle 84, die von der Lithiumjodidbauart ist, kann Temperaturen bis zu 85° C ohne wesentliche Beeinflussung ihres Betriebs oder der elektrischen Energiespeicherkapazität aushalten, außerdem besitzt sie eine lange Lagerzeit, wenn sie nicht entladen wird, wobei die Lagerzeit in der Größenordnung von mehreren Jahren liegt. Wenn ein geringer Strom periodisch aus diesen Batterien gezogen wird, kann die Batterie über eine lange Lebensdauer Strom liefern. Entsprechend braucht die Batteriequelle 84 nicht wieder aufgeladen oder ersetzt zu werden, was von großem Vorteil ist, wenn die Batterie für die zeitregistrierende, multifunktionale elektrische Energiemeßeinrichtung 30 verwendet wird, da viele bekannte wiederaufladbare Batterien nicht in der Lage sind, die gleichen hohen Temperaturen wie die Batterie 84 auszuhalten, obwohl deren Betriebszeit so lang wie die der Batteriequelle 84 sein mag.

Vorzugsweise umfaßt die Batteriequelle 84 zwei Zellen der Lithiumprimärbatterie mit der Bezeichnung LO325, die von der Firma Mallory Battery Co. der Mallory Inc. bezogen werden können, oder eine primäre Lithiumbatterie der Bezeichnung 44OS der Firma Power Conversion Inc., kann verwendet werden. Jede Zelle besitzt eine Nennkapazität von einer Amperestunde und weist eine Leerlaufspannung von ungefähr 3,0 V auf.

Wie im folgenden noch näher erläutert werden wird, liefert der zweite Versorgungsleiter 70 an die kritischen Schaltkreise des Systems 12 Leistung, die während eines Leistungsausfallintervalls weiterarbeiten müssen, um die Aufzeichnung der Echtzeit oder der gerade vorhandenen Tageszeit aufzuzeichnen, während erster Versorgungsleiter 66 den logischen Steuerschaltkreis 48 sowie die nichtkritischen bzw. die nichtzeitregistrierenden Schaltkreise, die dazugehören, mit Leistung versorgt. Ebenso beliefert der Gleichstromversorgungsausgang 60 für allgemeine Zwecke und höhere Spannung die Schaltkreise mit Energie, die

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mit den Niedrigleistungslogikschaltungen in keiner Beziehung stehen, einschließlich dem Logiksteuerschaltkreis 48 und dem Datenspeicher 49, wodurch die Belastung des Teils der Gleichstromversorgung 50 verringert wird, der vom Regler 65 versorgt wird.

Um sicherzustellen, daß die Steuerung 48 eine fortlaufende Aufzeichnung und Registrierung der Echtzeit in Sekunden, Minuten, Stunden und Tagen liefert, ist es notwendig, Zeitbasissignale von konstanter Frequenz aufzunehmen, die vorzugsweise zu einem Zeitintervall von einer Sekunde oder einem genauen Vielfachen davon in Beziehung stehen. Entsprechend ist der primäre Zeitgeberschaltkreis 88 mit einem Eingang versehen, der mit dem Versorgungsausgang 60 für allgemeine Zwecke verbunden ist, um eine halbwellengleichgerichtete Signalspannung V+ von z. B. 60 Hz aufzunehmen. Die Signale werden vom Versorgungsleiter über einen Basiswiderstand an einen Transistor 90 geführt, der vorzugsweise vom Typ 2N2222A ist. Der Kollektor des Transistors ist über einen Widerstand mit V_,_c bzw. dem ersten Versorgungsleiter 66 verbunden. Der Transistor 90 bildet einen Rechteckwellengenerator, so daß der Kollektor des Transistors erste oder primäre Zeitbasistaktsteuersignale 89 liefert, die vom Kollektor des Transistors 90 zum externen Unterbrechungsanschluß mit der Bezeichnung "EXT-INT" des Steuerschaltkreises 48 geliefert werden. Entsprechend wird eine 5 V-Rechteckwelle dem EXT-INT-Eingang zugeführt, der mit der Zeitgeber- und Unterbrechungslogik 19 und 20 des Steuerschaltkreises 48 verbunden ist, der die gleiche Konfiguration wie der Schaltkreis 14 besitzt und im Ereigniszählbetrieb in Betrieb gesetzt wird, wie in der vorgenannten Mostek-Veröffentlichung offenbart wird.

Der Ereigniszählbetrieb zählt 60 Netzzyklen des Signals 89, was bei diesem Beispiel einem Zeitintervall von 1 Sekunde entspricht. Wie in der vorgenannten Veröffentlichung beschrieben wird, stellt der Zeitgeber 19 einen 8-Bit-Binärabwärtszähler dar, der durch Impulse von dem Anschluß EXT-INT stufenweise abwärts gezählt wird. Der Zeitgeber wird auf eine Zählung von

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eingestellt und beim sechzigsten Impuls des Signals 89 ein Zeitunterbrechungssignal ausgelöst. Diese Zeitgeberunterbrechung bewirkt eine Signalisierung an die logischen Schaltkreise des Steuerschaltkreises 48, um zu bewirken, daß die Zeitregistrierungen auf neuesten Stand gebracht und daß alle zugehörigen Zeitregistrieroperationen eingestellt werden. Eine Haupt- oder Hintergrundbetriebsfolge tritt während der Zeit auf, während der Messungen durchgeführt werden, wobei dieser Betrieb momentan durch das Zeitgeberunterbrechungssignal angehalten und eine Folge von Operationen zur Zeitbewahrung ausgelöst wird. Getrennte Zeitaufzeichnungsspeicherung wird innerhalb des 64-8-Bit-Registers in dem in Fig. 1 dargestellten "Notizblock"-Register 22 vorgenommen. Der Steuerschaltkreis 48 speichert die akkumulierten Sekunden, Minuten und Stunden des Tages, so daß eine getrennte Aufzeichnung von 12 Vormittagsstunden und 12 Nachmittagsstunden erhalten wird. Die Zeit des Monats und der Monat im Jahr wird ebenfalls durch den logischen Steuerschaltkreis 48 dadurch aufgezeichnet, daß getrennte Register des "Notizblockes" 22 erhöht werden. Der Programm-ROM-Speicher 18 des Schaltkreises 48 steuert die Betriebsfolge des Steuerschaltkreises 48 für die vom System gelieferte Betriebsart. Jede durch die Zählung von 60 Impulsen festgelegte vergangene Zeit von jeweils einer Sekunde und die Zeitgeberunterbrechung wird ausgelöst, um den Kontrollkreis zu veranlassen, einen Sekundenzähler im "Notizblock" 22 so auf neuesten Stand zu bringen, daß dessen Sekundenaufzeichnung geändert und, wenn erforderlich, die Aufzeichnung der Minuten nachgestellt, und, wenn ebenfalls notwendig, die Aufzeichnung der Stunden nachgestellt wird» wenn jeweils 60 Sekunden bzw. 60 Minuten erreicht wurden. Die Betriebsfolge, die die Zeit auf neuesten Stand bringt, führt auch zu einer Anpassung der Aufzeichnung des Wochentages sowie des Tages innerhalb des Jahres, wenn notwendig.

Die von dem logischen Steuerschaltkreis 14 registrierte Tageszeit wird mit Einstellpunkten oder Umschaltgeschwindigkeitszeiten verglichen, die in dem RAM-Datenspeicher 49 gespeichert sind, welche Zeiten den vorbestimmten Tagen entsprechen, an denen

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einer der Solenoide 44, 46 oder 48 umgeschaltet werden muß. Wenn die von dem logischen Steuerschaltkreis 48 registrierte Zeit mit einer Zeit übereinstimmt, die in dem Speicher 49 gespeichert ist, werden die Ausgangsdatenleitungen 92, 93 oder selektiv aktiviert, um die Festkörpertransistorschalteinrichtungen 61, 62 oder 63 zu erregen, die von dem Versorgungsausgang 60 für allgemeine Zwecke versorgt werden. Die Transistorschalter 61, 62 und 63 werden durch die Anschlüsse P5-5, P5-6 und P5-7 des Steuerschaltkreises 48 über die Datenleitungen 92, 93 und 94 erregt, um die entsprechenden Zeitsteuerfunktionen an dem Register 38 zu erzeugen.

Vier Datenleitungen 96, 97, 98 und 99 sind mit Anschlüssen P5-0, V5-1, P5-2 und P5-3 verbunden, um an den Eingabe/Ausgabetoren externe Dateneingänge und -ausgänge zu schaffen. Eine strahlungsempfindliche externe Datenschnittstelle 100 bildet eine Strahlungsdatenleitung 102, die in Flg. 1 dargestellt 1st und auf elektromagnetische Strahlungen reagiert, um Datenprogramminformation durch einen strahlungsdurchlässigen Fensterteil einer Meßgerätabdeckung zu übertragen, wie in der US-Patentanmeldung

891 997 (deutsche Patentanmeldung P , Aktenz. 7910)

beschrieben wird. Die Schnittstelleneinheit 100 umfaßt zwei Strahlungsemitter 103 und 104 und zwei Strahlungsensoren 105 und 106. Die Strahlungsemitter und Strahlungssensoren werden über Widerstände 107, 108, 109 und 110 vom ersten Versorgungsleiter 66 versorgt.

Es sei nun auf ein weiteres wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung eingegangen, bestehend aus einem sekundären Zeitgeberschaltkreis 112, der in dem System 31 enthalten ist und einen Zeitbasisquartzoszillator 114 mit einem zugehörigen Teilungsschaltkreis 116 aufweist, der sekundäre oder zweite Zeitbasissignale 118 liefert. Die Zeitbasissignalquelle des Schaltkreises 112, der vom Oszillator 114 und dem Teil 116 gebildet wird, stellt ein nur wenig Leistung verbrauchender CMOS-Oszillator/ Teilerschaltkreis des Typs MC 14521B dar, der von der Firma Motorola Corp. erhältlich ist. Der Oszillator 114 erhält einen

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Eingang von einem Quarzoszillator 120 einer Frequenz von 32,768 kHz, der über Widerstände 122 und 123 am Quartzeingang des Oszillators 142 angeschlossen ist. Die Oszillator/Teilerkreise 114 und 116 werden von der zweiten Versorgungsleitung 70 mit der Spannung V_DD versorgt, wie in Fig. 2 angedeutet ist. Der teilende Ausgangsteil, der mit dem Oszillator 114 verbunden ist, besteht aus einem 24stufigen Binärteiler. Einer der Ausgänge des Teilerausgangs 116 liefert die sekundären Zeitbasissignale in einer Rate von 1 pro 8 Sekunden, d. h. in Intervallen von 8 Sekunden. Dieser Ausgang ist eine integral geteilte Zählung

16 der Frequenz des Quartzes 120, die gleich 2 ist.

Die 8sekundigen Zeitbasissignale 118 werden einem Zählspeicherkreis 126 zugeführt, der von einem fünfdekadigen BCD-Zähler gebildet wird, der vorzugsweise von einem Baustein verwirklicht wird, der unter der Bezeichnung MC14534B von der Firma Motorola Corp. erhältlich ist. Der Zählspeicher 126 wird ebenfalls mit der Spannung V_DD vom zweiten Versorgungsleiter 70 versorgt und bewirkt eine Zählung jedesmal dann, wenn das sekundäre Zeitbasissignal 118 vom Negativen ins Positive übergeht, so daß alle 8 Sekunden die Zählung um Eins fortschreitet. Somit ist der Zählerspeicher 126 in der Lage, insgesamt 99.999 Zählungen vorzunehmen, was bei einer 8sekundigen Zeitbasis ungefähr 9 1/4 Tagen entspricht. Der sekundäre Zeitkreis 112 ist dann in der Lage, ein Leistungsausfallintervall zu messen, das 9 1/4 Tage andauert, wobei die Meßwerte nicht verlorengehen, da der Kreis während des Leistungsausfalls vom Hilfsgleichstromversorgungskreis 82 versorgt wird.

Die vier Datenleitungen 128 verlaufen von den Datenausgängen des Zählerspeichers 126 zu vier Dateneingängen des RAM-Datenspeichers 49 und sind außerdem an den vier oberen Leitungen der Datenleitungen 130 angeschlossen, die acht Adressenanschlüsse des Speichers 49 mit acht der Eingabe/Ausgabeanschlüsse der Steuerschaltung 48 verbinden. Die Datenleitungen 130 übertragen binäre Daten- und Adresseninformationen zwischen dem RAM-Datenspeicher 49 und dem logischen Steuerschaltkreis 48 und liefern

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auch eine Steuerung und Auslesung des Zählerspeichers 126. Die drei Datenleitungen 132, 133 und 134 sind mit drei der Datenleitungen 130 verbunden und mit den Bezeichnungen "Abtasttakt¹¹ (scan clock = SCN CLK), "Abtastrückszellung" (scan reset = SCN RST) und "Hauptrückstellung¹¹ (master reset = MRST) bezeichnet. Der fünfdekadige Zählspeicherschaltkreis besitzt einen internen Abtasttaktlogikschaltkreis, der eine Ziffernstelle zu jeder Zeit abgibt (von der bedeutsamsten Ziffer bis zur am wenigsten bedeutsamen Ziffer). Die MRST-Leitung 134 wird über einen Widerstand 135 an die Basis eines Transistors 136 angelegt, der vorzugsweise vom Typ 2N2222A ist. Der Kollektor des Transistors ist über einen Widerstand 138 mit dem zweiten Versorgungsleiter und mit Leitung 139 verbunden, die an den Rückstelleingängen eines jeden der kombinierten Oszillator-Teiler-Schaltkreise 114 und 116 und mit dem Zählerspeicher 126 verbunden sind. Dadurch wird das MRST-Signal den zwei Rückstelleingängen zugeführt.

Eine Dateneinschaltleitung 141 ist zwischen dem Anschluß P1-6 und den Eingabe/Ausgabetoren des Steuerschaltkreises 48 und dem Einschalteingang des Zählerspeichers 126 angeschlossen. Das MRST-Signal auf den Datenleitungen 134 und 139 stellt den Zählerspeicher 126 und den Oszillatorteilersignalausgang 118 auf den logischen Nullzustand zurück. Das SCN RST-Signal auf Datenleitung 133 stellt den Zählerspeicher 49 zurück, um die bedeutsamste BCD-Ziffer der fünf Zählstufen, die in dem Zählerspeicher 126 vorhanden sind, abzugeben. Die vier Datenleitungsausgänge der Datenleitungen 128 stellen Multiplex-BCD-Daten dar, und wenn SCN RST aktiviert wird, wird die wichtigste Ziffer des Zählerspeicherschaltkreises 126 den vier Datenleitungen 128 zugeführt. Die SCN CLK-Datenleitung 132 steuert den übergang von einer binären Null zu einer binären Eins, um den Zählerspeicher 126 voranzubringen und die nächstwichtige Ziffer an die vier Ausgänge zu bringen, die mit den Datenleitungen 128 verbunden sind. Der Steuerschaltkreis 48 in Fig. 2 oder 14, wie in den Fig. 1 und 3, steuert den Betrieb des Ausganges des Schaltkreises 116 und des Zählerspeichers 126, um diesen in den Ausgangsbetrieb am Ende des Leistungsausfallintervalls zu bringen,

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wie noch erläutert werden wird. Entsprechend wird jeweils eine BCD-Ziffer zu einer Zeit von dem Speicherzähler an den RAM-Speicher 49 gegeben. Die Datenleitung 141 schaltet die Ausgänge des Zählerspeichers 126 ab.

Der Lese/Schreibeingang, R/W-Eingang des Datenspeichers 49 ist über die Leitung 143 mit dem Eingabe/Ausgabetoranschluß P1-0 verbunden, und der Takteingang STR (STR = strobe) für den Speicher 49 ist über die Leitung 144 mit dem Eingabe/Ausgabetoranschluß P1-2 verbunden. Die Plättchenauswahleingänge CS1, CS2 des Speichers 49 sind über die Datenleitung 146 mit dem Anschluß P1-1 verbunden. Die später genannten Eingänge für den Daten-RAM-Speicher sind erforderlich, um diesen Speicher in einen Zustand zum Lesen und Schreiben von Daten zu bringen. Die Versorgung für den Datenspeicher 49 erfolgt mit der Spannung V™ von der zweiten Versorgungsleitung 70, um eine nichtvergehende Versorgung sicherzustellen.

Ein Untersystem 146 ist in dem Meßsystem 31 vorgesehen, um Datensignale zu verarbeiten, die zur Zeit des Leistungsausfalls auftreten, und um auch sicherzustellen, daß die Programmfolge des Betriebs des Steuerschaltkreises 48 nicht außer Synchronismus mit dem Programm gerät, das in dem Programmspeicher 18 vorgesehen 1st. Dies betrifft den sogenannten Programmrückstellbetrieb, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Das üntersystem 146 umfaßt einen Zeitgeber 148 der Bauart 555 und eine CMOS-NOR-Torpackung des Typs 4001 einschließlich vier NOR-Verknüpfungsschaltkreisen 15O, 152, 153 und 154. Eine Betriebsweise des Untersystems 146 ist die, auf den Ausgang des SpannungsvergIeichers 74 zu reagieren, der das fallende logische Signal 80 bei Auftreten der tiefen Spannung erzeugt, die über dem Kondensator 64 zu Beginn eines Leistungsausfallzustandes auftritt. Der niedrige Zustand des Signals 80 erzeugt eine logisch niedrige Spannung LV, die dem ersten NOR-Verknüpfungsglied 150 zugeführt wird und das Eingangssignal 80 für den Steuerschaltkreis 48 erzeugt. Dies bewirkt, daß dem Steuerschaltkreis 48 signalisiert wird, daß ein niedriger Spannungszustand aufgetreten

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ist und daß der Steuerschaltkreis 48 sich vorbereiten muß, um notwendige Daten in dem nichtvergänglichen Datenspeicher 49 zu speichern und um sich auf einen Leistungsausfall vorzubereiten, der die V_cc-Versorgung von dem Versorgungsleiter 66 entfernt. Der Steuerschaltkreis 48 geht in eine Leistungsabfallbetriebsfolge aufgrund des LV-Signals 80 an dem Eingabe/Ausgabetoranschluß P1-4. Die Bestätigung der niedrigen Spannung, LVAK (low voltage acknowledge) ist mit Leitung 156 verbunden. Die LVAK-Logik geht in den tiefen oder binären Nullzustand.

Die Tore 152 und 154 sind mit ihren Eingängen miteinander verbunden, um eine Inverterschaltkreisanordnung zu bilden, und die Ausgänge der Verknüpfungsglieder 150 und 152 sind über das Verknüpfungsglied 153 mit den gemeinsamen Eingängen des Verknüpfungsgliedes 154 verbunden. Bei Auftreten des logischen Signals LVAK und LV am NOR-Gatter 150 wird der Ausgang des Gatters 154 eine logische Eins werden. Der Ausgang des Gatters 154 wird einem Widerstand 158 und der Basis eines Transistors 159 zugeführt, der vom Typ 2N2222A ist, und dessen Kollektor über einen Widerstand 160 mit dem ersten Leistungsleiter 66 und einem Kondensator 162 an einem Verbindungspunkt 164 angeschlossen ist, der mit dem RESET-Eingang des Steuerschaltkreises 48 verbunden ist. Wenn der Ausgang des Gatters 154 in den binären Ein-Zustand übergeht, ist der Transistor 149 leitend und entlädt den Kondensator 162. Der niedrige Zustand an RESET verhindert, daß der Steuerschaltkreis 48 irgendwelche weiteren Betriebsfolgen durchführt. Der Leistungsausfallzustand verursacht anfänglich, daß der RESET-Eingang solange niedrig bleibt, wie die Datenleitungen niedriger Spannung LV und LVAK im niedrigen oder binären Nullzustand verbleiben.

Die Programmrückstelloperation des Untersystems 146 soll Verluste in der Operationsfolge des Steuerschaltkreises 48 korrigieren, die beispielsweise durch Streusignale oder Rauschen verursacht sein können, die an den verschiedenen Eingängen und Ausgängen gemessen werden. Der Zeitgeber 148 liefert eine Detektorfunktion für fehlende Impulse und besitzt einen angeschlossenen

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Zeitkonstantenkreis, der durch den Widerstand 166 und den Kondensator 168 gebildet wird. Die Zeitkonstante der Elemente 166 und 188 ist derartig, daß, wenn nicht ein Impuls an den Transistor 170, der vom Typ 2N2222A ist, angelegt wird, der Ausgang des Zeitgebers 148 auf eine logische Null geht. Dies zeigt an, daß ein Impuls dem Transistor 170 innerhalb des vorgeschriebenen Zeitintervalls nicht zugeführt worden ist. Die Datenleitung 171 von dem Eingabe/Ausgabeanschluß P1-3 wird über einen Widerstand 172 der Basis des Transistors 170 zugeführt. Der Nullzustand an der Ausgangsleitung des Zeitgebers 112 wird vom Gatter 152 invertiert, was bewirkt, daß an den Eingang zum Transistor eine binäre Eins entsteht, wodurch eine Rückstellung des Steuerschaltkreises 48 eingeleitet wird, die unterschiedlich gegenüber dem Betrieb ist, der auftritt, wenn ein Leistungsausfall vorhanden ist, da die LV-Logik für den Steuerschaltkreis 4'8 nicht vorhanden sein wird. Eine Zeitkonstante des Widerstandes 166 und des Kondensators 168 ist derartig, daß sie die maximale Zeit darstellt, die von dem Steuerschaltkreis 48 benötigt würde, um sein längstes Folgeprogramm auszuführen, wobei dieser Zeitwert in der Größenordnung von 10 ms liegt. Die von dem Zeitgeber 148 ausgelöste Rückstelloperation veranlaßt die Steuerung 14, an eine bekannte vorbestimmte Stelle in der Programmfolge zurückzukehren und den Betrieb derartig fortzusetzen, daß keine Daten verloren oder zerstört werden, die für die richtige Abfolge von Operationen notwendig sind. Wie in der vorstehend genannten Mostek-Veröffentlichung beschrieben wird, veranlaßt der niedrige RESET-Eingang den Schaltkreis 48, zu der ersten Programminstruktion im ROM 18 zurückzukehren.

Acht Datenleitungen 174, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind, liegen an acht Anschlüssen des Eingabe/Ausgabetors 4 des Steuerschaltkreises 48 und an einer elektronischen Darstellungseinrichtung 176, die in Fig. 1 dargestellt und in der Lage ist, Zeit- oder Zustandsdaten darzustellen, die sich auf den Betrieb des Systems 31 beziehen. Beim Betrieb des Meßsystems 31 und insbesondere beim Betrieb der Hauptgleichstromversorgung 50, der Hilfsgleichstromversorgung 82 und der primären und sekundären

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Zeitgeberschaltkreise 84 und 112 in Fig. 2 bewirkt ein Leistungsausfallzustand auf den Leitern 26 und 38 ein umschalten zu der Hilfsanordnung. Während des Normalbetriebs zur Messung der durch die Leiter 26 und 28 fließenden elektrischen Energie werden die Versorgungen V,,,,, V_nn und V+ von dem Transformator 54 und der Hauptglexchstromversorgung 50 geliefert. Während normalen Betriebs wird der allgemeine Versorgungsleiter 60 von der Gleichrichterbrücke 56 erregt, während erster und zweiter Versorgungsleiter 66, 70 von dem Reglerschaltkreis 65 beliefert werden. Der Filterkondensator 64 wird vollgeladen, so daß der Reglerschal tkreis 74 sich in einem hohen Zustand befinden wird, wodurch angezeigt wird, daß keine niedrige Spannung dort vorhanden ist. Der Leistungsleiter 60 wird eine ungefilterte Spannung V+ von beispielsweise 60 Hz liefern. Erste Zeitbasissignale 89 des primären Zeitgebers 84 werden eine Echtzeitakkumulation im Schaltkreis 48 bewirken.

Wenn ein Leistungsausfall auftritt, tritt eine Entregung der Hauptversorgungseingangsleiter 52 und 53 auf. Die Spannung an dem Filterkondensator 64 wird sinken und bewirken, daß ein LV-Datensignal wahr wird und zur logischen Steuerschaltung 48 gelangt. Das LVAK-Signal wird ein binäres Rückstellsignal am Ausgang des Transistors 149 und an den RESET-Eingang liefern, um für den Schaltkreis 48 einen Rückstellzyklusbetrieb zu bewirken und nicht irgendeinen weiteren Betrieb zu verhindern, solange wie LV und LVAK Null sind. Das MRST-Datensignal wird den Oszillatorausgang 118 auf Null zurückstellen wie auch den Zählerspeicher 154 auf Null zurückbringen. Der Oszillator wird freigegeben, um so den Betrieb des sekundären Zeitgeberschaltkreises 112 zu beginnen und damit die Auslösung der 8-Sekundenzeitbasissignale 118 zu starten. Gerade bevor das Signal LVAK abgegeben wird, wird der Steuerschaltkreis 48 die letzte vorhandene Zeitdateninformation von seinem Notizblock-Register 22 über die Datenleitungen 130 im Datenspeicher 24 speichern. Wenn die Leistung von der Versorgung 66 entfernt wird, wird der Schaltkreis 48 entregt.

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Die Hilfsgleichversorgung 86 wird aktiviert/ indem die Dioden und 86 nicht mehr in Umkehrrichtung vorgespannt sind, da die Spannung V_n^ verschwindet, so daß nur noch die Spannung der Notbatteriequelle 84 an dem zweiten Versorgungsleiter 70 anliegt. Der zweite Versorgungsleiter wird V_DD nur zu kritischen, wenig Energie verbrauchenden Einrichtungen liefern, von denen bereits gesagt wurde, daß sie von dem zweiten Versorgungsleiter 70 in Fig. 2 versorgt werden, falls ein Leistungsausfall eintritt. Die sekundären oder zweiten Zeitbasissignale 118 werden gezählt und in dem ZMhlerspeicher 126 während der gesamten Dauer des Leistungsausfallintervalls gespeichert. Mi Ende des Leistungsausfallintervalls kehrt die zu messende elektrische Energiegröße an den Versorgungsleitern 26 und 28 zurück und die zweite Versorgungsleitung 70 wird wieder von dem Regler 65 über die Diode 68 versorgt, da die Notbatteriequelle 84 von dem Versorgungsleiter 72 aufgrund der umgekehrten Vorspannung der Dioden 85 und 86 abgetrennt wird. Diese neuartige Anordnung erfordert nur 20 /UA Strom von der Batteriequelle 84, um den RAM-Speicher und den sekundären Zeitgeberschaltkreis 112 zu versorgen.

Wie bereits oben erläutert wurde, wird die Anzahl der während des Ausfallintervalls in dem Zählerspeicher 126 akkumulierten Zählungen an den BCD-Ausgängen der Datenleitung 128 ausgelesen, so daß die Dauer des Ausfallintervalls in dem Datenspeicher gespeichert werden wird. Somit kann die aufgezeichnete Zeit, zu der der Ausfall begann, der in dem Speicher 49 gespeichert ist, und der aufgrund der Dnvergänglichkeit mit Hilfe des Betriebs der Hilfsgleichversorgung 82 aufrechterhalten wurde, durch die BCD-8-Sekundenzählungen auf neuesten Stand gebracht und zurück in die Notizblock-Register 22 geladen werden. Die Betriebsabfolge für die Wiederherstellung der gerade vorhandenen Zeit durch den Steuerschaltkreis 48 wird durch den ersten 8-Sekundenimpuls ausgelöst, der in dem zweiten Zeitbasissignal nach dem Ende des Leistungsausfalls auftritt.

Von den Fig. 1 bzw. 3 zeigt die Fig. 3 in einem elektrischen Schemadiagramm das zeitregistrierende vielfachfunktionale elek-

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trische Energiemeßgerät 10, das bereits in der Fig. 1 wiedergegeben wurde, einschließlich dem programmierbaren Zeitbasismaßsystem 12, das hier eine etwas andere Form annimmt, als sie bezüglich der Fig. 2 erläutert wurde. Der Meßfolgelogiksteuerkreis 14, der in Fig. 1 dargestellt ist, benutzt das gleiche Mikroprozessorchip vom Typ JiK 3870, das in dem Steuerschaltkreis 48 enthalten ist. Der Programmspeicher 18 steuert den Steuerschal tkreis 14 bezüglich einer unterschiedlichen Operationsfolge gegenüber den Operationen des Systems 31 der Fig. 2, da die Meßbetriebsart bei der Benutzung des Registers 38 unterschiedlich ist. Der gleiche Daten-RAM bildet den Speicher 24, wie er in dem System 31 verwendet wird, mit den gleichen Verbindungen bezüglich der Datenleitungen 130 zwischen dem Steuerkreis 14 und dem Datenspeicher 24. Der Steuerkreis 14 liefert eine wichtige zusätzliche Funktion abgesehen von der, eine Aufzeichnung der Echtzeit oder der Tageszeit aufrechtzuerhalten, und dem Satz von Punkten, die weiter oben zur Erzeugung der Zeitsteuerung der Ausgangsdatenleitungen 92, 93 und 94 in Fig. 2 beschrieben wurden.

Das System 12 mißt unterschiedliche Benutzungszeitparameter eines Umsetzers elektrischer Energie in Impulsraten 18O, der weiter unten näher beschrieben wird. Datenleitungen 182, 183 und 184, die den Leitungen 92, 93 und 94 entsprechen, sind an einen Pufferschaltkreis 186 angeschlossen, der von einer Transistoranordnung des Typs CA 3081, erhältlich von der RCA Corp., gebildet wird. Die Datenleitungen 182, 183 und 184 sind über den Puffer 186 an den Anschlüssen P5-3, P5-0 bzw. P5-2 angeschlossen. Gemäß dem auf Zeit^asierenden Betrieb des Systems 12 werden die Datenleitungen 182 und 184 während einer Spitzenzeit oder einer Zeit hoher Leistungsrate aktiviert, während die Datenleitung 183 während einer mittleren Zeit oder einer Schulterspitzenzeit eingeschaltet wird. Die Leitung 182 ist in Serie mit einem Spitzenoder Hochleistungs-LED-Indikator 188 und einem einpoligen zweizügigen Schalter 189 verbunden. Die Datenleitung 183 liegt in Serie mit einem Mittelspitzen- oder mittleren Leistungs-LED-Indikator 190 und einem einpoligen, zweizügigen Schalter 191.

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Weitere Verbindungen zu den Schaltern 189 und 191 können zu den Solenoiden 44 und 46 an den Leitungen 193 und 194 vorgesehen sein und Leitung 184 kann am Solenoid 47 angeschlossen sein, um eine exklusive Laststeuerung statt einer Steuerung der Register 38 in Fig. 2 zu erreichen. Weitere Ausgänge, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind, umfassen die sieben Datenleitungen 196 und die Datenleitung 197, die so dargestellt sind, daß sie zwischen dem Steuerschaltkreis 14 und der optoelektronischen Darstellung 176 liegen.

Das System 12 umfaßt den Umsetzer elektrischer Energie in Impulsraten 180, der durch einen Impulsinitiatorschaltkreis gebildet wird, einschließlich zwei lichtend.ttierenden Dioden und zwei Fototransistorstrahlungsdetektoren, nicht dargestellt, die an Datenleitungen 198 und 199 angeschlossen sind. Der impulsinitiatorumsetzerschaltkreis 180 löst elektronische Impulse auf den Datenleitungen 198 und 199 aufgrund der Drehung einer Wattstundenmeßscheibe wie die in Fig. 2 dargestellte Scheibe aus. Die Impulse werden an Anschlüsse P1-3 undjP1-4 mit einer Impulswiederholungsrate angelegt, die von der Verbrauchsrate an elektrischer Energiegröße abhängig ist, die in den Leitern und 28, siehe Fig. 1 und 2, fließt "und gemessen werden soll. Der Umsetzer 180 bzw. technische Äquivalente davon sind dafür bekannt, daß sie eine Quelle für Meßimpulse darstellen. Es sei dabei auf die ÜS-Patentschriften 37 33 493, 38 74 391 und auf das britische Patent 15 18 158 verwiesen. Alle elektronischen Schaltkreise können bekanntlich Spannungs- und Stromeingänge aufnehmen und eine Umsetzung von elektrischer Energie zu Impulsraten vornehmen, wie in der US-Patentschrift 40 56 774 und 37 64 908 offenbart wird. Jeder von dem Meßimpulsausgang des Umsetzerschaltkreises 180 abgegebene Impuls repräsentiert eine vorbestimmte kWh-Größe, d. h. einen Impulsenergiewert K (Kilowattstunden pro Impuls). Konstanten, wie sie K eine darstellt, werden in dem Steuerschaltkreis 14 benutzt, um die durch die Impulse repräsentierten kWh oder kWh-Erfordernisse zu berechnen.

Die in Fig. 1 dargestellte Strahlungsdatenverbindung 102 umfaßt

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eine Schnittstelleneinheit 202 in Fig. 3, die äquivalent zu der Einheit 100 der Fig. 2 ist und in der vorgenannten US-Patentanmeldung 891 997 (deutsche Patentanmeldung P .....) beschrieben ist. Die strahlungsempfindliche externe Datenschnittstelle 202 ist so angeschlossen, daß erste und zweite Strahlungssensoren 204 und 205 mit Datenleitungen 206 und 207 verbunden sind. Entsprechend sind erste und zweite Strahlungsemitter 2O9 und 210 über Puffer 186 an den Datenleitungen 212 bzw. 213 angeschlossen.

Wie oben angemerkt wurde, ist der Programmspeicher 18 des Steuerschaltkreises 14 fixiert und der RAM-Datenspeicher 24 erfordert bestimmte darin zu speichernde Daten, die über elektromagnetische, Strahlung sendende und empfangende Schnittstelle 202 zugeführt werden. Die Betriebsfolge, die von dem Programmspeicher 18 geliefert wird, erfordert bestimmte Datengrößen im RAM-Speicher 24, um die Betriebsfolge für das Meßsystem 12 zu bewirken.

Die logische Meßfolgesteuerschaltung 14 bewirkt eine Strom-Zeitoder Tageszeit^Zeitunterbrechungsbetriebsroutinefolge, die ähnlich zu der ist, die für den Steuerschaltkreis 48 beschrieben wurde, bei der ein Sekundenzähler, ein Minutenzähler, ein Stundenzähler, ein Zähler für den Tag der Woche in getrennten Registern des Notizblock-Registers 22 fortlaufend auf einer 1-Sekundenbasis auf neuesten Stand gebracht werden, um einen Vergleich mit einer programmierten Tarifauswahlspexchertabelle vorzunehmen. Das auf den neuesten Stand bringen der Zeit wird aufgrund der Zeitgeberunterbrechungsoperation durchgeführt, wie oben beschrieben, wobei z. B. primäre 60 Hz-Zeitgebersignale dem Eingang EXT INT des Schaltkreises 14 zugeführt werden. In dem Meßsystem werden Zeitregistrier- und Akkumulationsregister im RAM-Speicher 49 vorgesehen, die die gleichen Zeitdaten enthalten, wie die entsprechenden Register des Notizblockregisters 22. Entsprechend gibt es in dem Speicher 24 Register für z. B. einen Sekundenzähler, einen Minutenzähler, einen Stundenzähler und einen Wochentagzähler.

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Es sei nun insbesondere auf die Hilfsleistungsversorgung und die Ausfallzeitgeberanordnung des in Fig. 3 dargestellten Meßsystems 12 eingegangen. Eine Rauptgleichstromversorgung 220 wird über einen Abwärtstransformator 54 in der gleichen Weise erregt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, und zwar über die Leiter und 28, die die zu messende elektrische Energiegröße führen. Eine Brücke 222 aus zwei Dioden liefert eine gleichgerichtete Spannung an eine für allgemeine Zwecke dienende, ungefilterte Versorgungsleitung 223, die eine Spannung V+ erzeugt und im wesentlichen dem Versorgungsleiter 60 des Systems 31 entspricht. Der Ausgang V+ der Brücke 222 wird über Widerstände 225 und dem einen Eingang eines Leistungsversagensvergleichers 228 zugeführt, der von der Art MC 33O2P sein kann, einschließlich vier derartigen Vergleichern, wie sie hier beschrieben werden. Die Widerstände 230 und 232 sind mit dem anderen Vergleichereingang sowie dem Ausgang und V—jp verbunden, wie dargestellt.

Der Ausgang der Brücke 222 ist außerdem mit einer Verbindung zwischen einem 330 ,uF-Filterkondensator 238 und dem Eingang für einen Spannungsregelkreis 240 verbunden, der vorzugsweise von der Bauart sein kann, der bei der Motorola Corp. unter der Bezeichnung MC78MO6 erhältlich ist. Der Kondensator 238 und der Spannungsregler 240 entsprechen dem Kondensator 64 und dem Regler 65 der Fig. 2. Ein Ausgang V^g des Reglers 240 versorgt erste und unterbrechbare oder vergängliche Gleichstromversorgungslei terwege, einschließlich dem Leiter 242 und einem V_cc~ Leiter 244, die mit dem Ausgang des Reglers 240 über die Diode 245 und den Emitter/Kollektorkreis eines Schalttransistors 246 verbunden ist, der vorzugsweise vom Typ 2N29O7A ist. Ein VorF spannungswiderstand 247 ist zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors angeschlossen. Der Basiseingangsschaltkreis ist mit einem Widerstand 249 verbunden, der an dem Basiseingangsleiter 250 angeschlossen ist. Die Versorgungsleitung 244 ist mit einem Kreisverbindungspunkt zwischen Diode 245 und Widerstand 252 verbunden und liefert V_cc an den Steuerschaltkreis

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Der Ausgang des Reglers 240 ist weiterhin über eine Diode 254 am Verbindungspunkt 255 angeschlossen, wobei die Diode so gepolt ist, daß der Kathodenanschluß an dem Punkt 255 liegt. Der Punkt 255 ist mit einem zweiten und ununterbrechbaren oder nichtvergänglichen Gleichstromversorgungsleiter 256 verbunden. Der zweite Versorgungsleiter 256 ist mit der Versorgung V_n-., dem Datenspeicher 24, dem Oszillator 114 und dem Teiler 116 verbunden, wie für das System 31 gemäß Fig. 2 beschrieben. Der Oszillator 114 ist in einem sekundären Zeitgeberschaltkreis 258 enthalten, der noch beschrieben wird.

Eine Hilfsgleichstromversorgung 260 umfaßt eine Notbatteriequelle 261, einschließlich zwei nichtwiederaufladbaren Lithiumbatterien, ähnlich wie Batteriequelle 84. Eine spannungsabhängige Diodenschal teinr ich tung weist die Dioden 263 und 264 auf. Der zweite Versorgungsleiter 256 wird mit V_DD von der Batteriequelle 261 über den Verbindungspunkt 262 und die Dioden 263 und 264 bei einem Leistungsausfall versorgt, wodurch eine Entregung des Transformators 54 der Hauptgleichstromversorgung auftritt, wie bezüglich der Erregung des Leiters 70 in Fig. 2 beschrieben wurde.

In Fig. 3 ist ein Zeitbasisleistungsimpulsschaltkreis 266 gezeigt, der einen Transistorschalter 268 aufweist, dessen Emitter-Kollektor-Kreis zwischen dem positiven Anschluß der Batteriequelle 261 und dem Leistungsleiter 244 liegt. Die Basis des Transistors 268 ist über einen Widerstand 269 mit dem Kollektor eines Steuertransistors 270 verbunden, zwischen dessen Kollektor und dem Emitter des Transistors 268 ein Widerstand 272 liegt. Der Transistor 270 wird durch den Typ 2N2222A und der Transistor 168 von einem Transistortyp 2N29O7A gebildet. Die Basis des Transistors 270 ist mit einem Leiter 274 und weiter mit einem zweiten Zeitbasissignalausgang des Oszillator/Teilerschaltkreises 114 bis 116 verbunden, der sekundäre Zeitbasisimpulssignale 276 erzeugt. Die Basis des Transistors 270 empfängt die Signale 276, um den Transistor leitend zu machen und seinerseits die Transistorschalt einrichtung 268 in die volle Sättigung zu bringen, um

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eine Verbindung zwischen dem Ausgang der Notbatteriequelle 261 und der Verbindung mit der Versorgungsleitung 244 zu schaffen. Der Leiter 244 ist weiterhin über Widerstände 252 und 278 mit Masse verbunden, wobei die Verbindung zwischen den letztgenannten Widerständen mit einem Gleichstrombezugsversorgungsleiter V~„„ 280 verbunden ist. Die Leiter 244 und 288 sind normalerweise durch Hauptgleichstromversorgung 220 des Reglers 240 erregt, wenn ein hoher logischer Zustand am Leiter 250 den Transistorschalter 246 leitend macht. Während eines Leistungsausfalls verbinden momentane sekundäre oder zweite Zeitbasissignale 276 auf dem Leiter 274 für einen Augenblick die Versorgungsleiter und 280 mit der Notbatteriequelle 261 für Zwecke, die noch bei der Beschreibung des Betriebs des Systems 12 während eines Leistungsausfalls näher beschrieben werden.

Es sei nun näher auf einen primären Zeitgeberschaltkreis 282 sowie auf den bereits teilweise beschriebenen sekundären Zeitgeberschal tkreis 258 eingegangen. Der primäre Zeitgeber 282 ist mit dem Ausgang des Transformators 54 über den Leiter 283 verbunden und liefert erste Zeitbasissignale von 60 Hz an die Datenleitung, die mit dem Eingang INT EXT des logischen Steuerschal tkreises 14 verbunden ist. Der sekundäre Zeitgeberschaltkreis 258 umfaßt den Oszillator 114, der einen Teilerausgang besitzt, wie oben erwähnt, das zweite oder sekundäre Zeitbasisimpulssignal 274 wird auf der Datenleitung 274 mit dem Leistungsimpulsschaltkreis 266 verbunden.

Der primäre Zeitgeberschaltkreis 282 umfaßt einen Vergleicher 284, dessen einer Eingang mit Widerständen 286 und 287 und mit einem Leiter 283 verbunden ist. Die Verbindung der zwei Widerstände ist mit dem übergang der Dioden 289 und 290 verbunden und die Dioden sind über den Versorgungsleiter 244 und Masse angeschlossen. Der andere Eingang des Vergleichers 286 ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 292 und 293 verbunden, die in Serie zwischen dem Gleichstrombezugsversorgungsleiter 280 und dem Ausgang des Vergleichers 284 liegen. Der Vergleicher erhält die gleichgerichteten 60 Hz-Signale vom Leiter 283 und setzt

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sie zu rechteckwellenförmigen ersten Zeitbasissignalen 294 um, die dem Eingang EXT INT des Steuerschaltkreises 14 zugeführt werden. Wie bereits erwähnt wurde, unterbricht der Steuerschaltkreis 14 alle 60 Zählungen des primären Zeitbasissignals 294 die Betriebsmeßfolge, um in eine Zeitregistrieroperation zu gehen und die gegenwärtige Tageszeit auf neuesten Stand zu bringen und den Wochentag in den Notizblock-Registern 22 und den RAM-Speicher 24 einmal in jeder Sekunde zu registrieren.

In dem sekundären Zeitgeberschaltkreis 258 ist ein Oszillator enthalten, der einen Quarzkristall 120 mit einer Frequenz von 32,768 kHz aufweist, wie bereits beschrieben, jedoch wird das sekundäre Zeitbasissignal 276 mit einer Wiederholungsrate von 1 pro 4 Sekunden statt 1 pro 8 Sekunden erzeugt. Der Rückstelleingang des aus dem Oszillator 114 und dem Teiler 116 bestehenden Schaltkreises ist mit einem Verbindungspunkt verbunden, der über einen Widerstand 295 mit der V^-Versorgungsleitung 244 und außerdem direkt mit einer Datenleitung 296 verbunden ist. Ein Kondensator 298 liegt zwischen dem Rückstelleingang und Masse. Die Datenleitung 296 ist mit dem Puffer 186 verbunden, um von dessen Datenleitungsanschluß P1-5 ein logisches Hilfszeitgeberausschaltsignal AÜX TIMR OFF von dem Steuerschaltkreis aufzunehmen. Der logische Zustand des Signals AÜX TIMR OFF ist am Leiter 296 normalerweise hoch, um so den Leistungsimpulsschaltkreis 286 durch den Teilerausgang 294 inaktiv zu halten, der in einem niedrigen binären Zustand gehalten ist. Die Datenleitung 250, die mit der Basis des Transistorschalters 246 verbunden ist, liegt am Ausgang eines Vergleichers 3OO. Ein Eingang des Vergleichers 300 erhält eine Datenleitung vom Anschluß P1-7, bezeichnet mit Leistungsversagebestätigung, ACKN. Der andere Eingang ist über einen Widerstand 302 mit der Gleichstrombezugsversorgung V₁₁₁Jp verbunden. Der binäre logische Schaltkreis auf der ACKN-Leitung 250 ist normalerweise niedrig, wenn kein Leistungsausfall ermittelt wird. Der niedrige Ausgang des Vergleichers hält den Transistorschalter 246 in einem aktivierten oder leitenden Zustand, so daß die ν__- und V-gp-Versorgungsleiter 244 und 280 vom Ausgang des Reglers 240 versorgt werden.

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Der weiter oben beschriebene Vergleicher 228 besitzt einen Eingang, der auf die über dem Filterkondensator 238 liegende Spannung reagiert, wobei diese Kondensatorspannung von der Wechselstromerregung abhängig ist, die am Eingang des Transformators geliefert wird. Der Vergleicher 228 gibt ein logisches Signal POWER FAIL an die Datenleitung 303 ab, die dem Anschluß P1-6 des Steuerschaltkreises 14 zugeführt wird, wenn die Erregung wegfällt. Wenn eine Wechselstromerregung vorhanden ist, liefert der hohe Spannungszustand am Kondensator 364 auf der Datenleitung 303 zur Steuerschaltung 14 einen niedrigen binären Zustand. Wenn die Spannung am Kondensator 238 aufgrund eines Verlustes von Wechselstromerregung abzusinken beginnt, wird das Signal POWER FAIL auf Leitung 303 in einen hohen binären Zustand übergehen .

Die Steuerungsfolge oder Programmrückstellung 306 umfaßt einen Ausgang STROBE, der der Datenleitung 307 zugeführt wird, die mit dem Eingang eines Transistors 308 verbunden ist, der mit einem Zeitgeberschaltkreis verbunden ist, welcher den Widerstand 310 und den Kondensator 312 umfaßt und wie in Fig. 3 dargestellt angeschlossen und mit einem Eingang eines Vergleicherschaltkreises 314 verbunden ist, der durch die V_DD~Versorgungsleitung 256 versorgt wird. Der Widerstand 310 ist zwischen dem Transistoremitter und dem V_cc-Versorgungsleiter 244 v5rbunden. Der andere Eingang des Vergleichers 314 ist über einen Widerstand 316 mit dem Vj^gp-Bezugsversorgungsleiter 280 verbunden. Der Ausgang des Vergleichers 314 liefert ein logisches Signal an die Datenleitung 318 und zum RESET-Eingang des SteuerSchaltkreises 14. Jedesmal wenn die Steuerung Signale an die Darstellung aus den Tor-4-Datenleitungen 196 liefert, wird das logische Signal STROBE auf der Datenleitung 307 niedrig werden und den Transistor 308 veranlassen, sich zu sättigen und die Ladung auf dem Kondensator 312 an Masse abzuleiten. Die Zeitkonstante für die Schaltung einschließlich des Widerstandes 310 und des Kondensators 312 ist derartig, daß die Spannung nicht auf einen Pegel ansteigt, die ausreicht, um den Vergleicherschaltkreis 314 während einer vorbestimmten Zeitdauer auszulösen, die, wie bereits oben erwähnt,

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in der Größenordnung von 10 ms liegt, das ist die Zeit, die die Steuerung braucht, um durch die längste Programmfolge durchzulaufen. Wenn innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls der STROBE-Impuls nicht erscheint, wird die Spannung am Kondensator 312 soweit ansteigen, daß sie den Auslösepegel für den Vergleicher 314 erreicht, der das logische Signal auf Leitung 318 erzeugen und eine Rückstelloperation innerhalb des Steuerschaltkreises 14 vornehmen wird, um diesen zurück in einen bekannten Platz der Programmfolge zu bringen.

Beim Betrieb des Systems 12 und insbesondere beim Betrieb der Hilfsleistungsversorgung und der Zeitgeberausfallanordnung wird der logische Steuerschaltkreis 14 normalerweise eine Hauptroutine einer Folge von Operationen liefern, bei der die Impulse auf den Leitungen 198 und 199 in dem RAM-Speicher 24 auf einer Benutzerzeitbasis akkumuliert, d. h. kWh- und Wattanforderungsimpulszählungen in den Stromtarifregistern, Die Impulse werden zu tatsächlichen kWh- und Wattanforderungswerten umgesetzt, die dargestellt oder in Form von kodierten Impulsen ausgelesen werden. Die Zeitgeberroutine- und Zeitregistrieroperationsfolge unterbricht die Hauptroutine einmal pro Sekunde nach Aufnahme der 60 Primärzeitbasissignale 294 von dem Vergleicher 284, der die Zeitunterbrechungsroutine innerhalb des logischen Steuerschaltkreises 14, wie bereits bemerkt, aktiviert. Die normalen Meß- und Zeitaufzeichnungsoperationen des Steuerschaltkreises 14 werden solange gehalten, bis das Signal "POWER FAIL" nicht mehr wahr ist.

Immer dann, wenn eine Unterbrechung in der elektrischen Wechselenergiegröße auftritt, die an den Leitungen 26 und 28, siehe Fig. 1, gemessen wird, beginnt die Hauptgleichstromversorgung in Fig. 3 entregt zu werden und die Spannung über dem Kondensator 234 beginnt abzufallen, wodurch der Vergleicher 228 veranlaßt wird, einen wahren logischen Zustand auf der Datenleitung 303 anzunehmen, was einen Leistungsausfallzustand anzeigt. Der Steuerungsschaltkreis 14 löst eine Leistungsausfallroutineoperationsfolge aus und speichert die Daten, die notwendig sind,

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um eine Aufzeichnung der Zeit und des Datums vorzunehmen, und der Leistungsverbrauch und der Energieverbrauch wird in dem Datenspeicher 24 auf neuesten Stand gebracht. Der Steuerschaltkreis 14 bringt sich selbst in einem Zustand, in den er durch Unterbrechung der V_C{-,-Versorgung an der Versorgungsleitung abgeschaltet wird. Da es keine elektrische Energiegröße mehr gibt, die in den Leitern 26 und 28 fließt, besteht keine Notwendigkeit, nicht existierende Meßimpulse auf den Datenleitungen 198 und 199 abzutasten und zu berechnen. Wie weiter unten noch beschrieben wird, braucht das Pulsieren des Versorgungsleiters 244, der mit der Steuerschaltung 14 verbunden ist, nur lang genug zu seir., um die Zeitregistrierungen der Tageszeit, die in den Registern des RAM-Speichers 24 akkumuliert werden, auf neuesten Stand zu bringen. Der Vorgang des Einschaltens des Steuerschaltkreises 24 durch die Versorgung am Leiter 244 tritt einmal je 4 Sekunden auf, so daß die Zeitregister in dem RAM-Speicher 24 durch eine 4-Sekundengröße während des Intervalls des Leistungsausfalls auf neuesten Stand gebracht werden.

Die Betriebsfolge während eines Leistungsausfallintervalls sei nochmals kurz anhand des Flußdiagramms der Fig. 4 erläutert. Der Steuerschaltkreis 14 erhält V_cc und geht zu der üblichen Leistungseinschaltlöschung, am Schritt 320 des Betriels des Mikroprozessors vom Typ MK387O, der zu Beginn beim Schritt 322 die Register 22 startet. Eine überprüfung auf Summenfehler wird durchgeführt, um sicherzustellen, daß die Daten korrekt sind, Schritt 324, woraufhin zum Schritt 325 weitergeschritten wird, wenn die Daten wirklich richtig waren. Bei Schritt 326 wird der Leistungsausfall überprüft. Während eines Leistungsausfalls wird dies sich als wahr erweisen, so daß der Schaltkreis 14 den Sekundenzähler im Schritt 328 um 4 Sekunden auf neuesten Stand bringt, da während eines Leistungsausfalls die Leistung stets alle vier Sekunden eingeschaltet sein wird. Wenn der zweite Sekundenzähler 60 Sekunden akkumuliert hat, ist der Entscheidungsschritt 330 wahr. Die Zextgeberunterbrechung wird beim Schritt 332 ausgelöst, wie es auch der Fall ist, wenn das Zeitregister 19 nach Zählung von 60 Zeitbasissignalen dies fordert.

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Die Tageszeit wird bei Schritt 334 eingestellt, beginnend mit dem Minutenzähler. Die Unterbrechungsroutine endet und der Schaltkreis 14 speichert den Notizblock-Speicher im RAM-Speicher bei Schritt 336. Die AUX TMR OFF-Logik wird dem Anschluß P1-5 bei Schritt 338 zugeführt und der Schaltkreis 14 bereitet sich darauf vor, daß bei Schritt 340 die Leistung entfernt ist, dem Ende der Leistungsausfallroutine.

Wenn der Leistungsausfall endet, wird der Entscheidungsschritt 326 falsch sein und die Zeit wird angepaßt und beim Schritt 341 der RAM-Speicher geladen, ähnlich wie bei den Schritten 328 bis 336. Da die Wechselstromenergie zurückgekehrt ist, kehrt der Steuerschaltkreis 14 in den normalen Betrieb zurück, indem ACKN und AUX TMR OFF in den niedrigen binären Zustand bei den Schritten 342 und 343 zurückkehren. Die Leistungsausfallogik wird bei Schritt 344 zurückgestellt und der Betrieb kehrt zu Hauptmeßroutine bei Schritt 345 zurück.

Für die Beschreibung der Hilfsleistungsversorgung und des Ausfall Zeitgebers der Fig. 3 sei nun Bezug genommen auf die grafische Darstellung der Signale in Fig. 5, wobei die Signale von bestimmten Stellen wiedergegeben sind. Das System 12 wird anfänglich eingeschaltet und erregt, indem die Notbatteriequelle 261 der Hilfsgleichstromversorgung 260 angeschlossen wird. Die Batterieanschlußspannung ist in der Größenordnung von 5,5 bis 6 V und wird am Punkt 262 erzeugt, bis die Wechselstromenergie erhalten wird. Die Spannung an dem Gleichstromversorgungslexter 256 wird selektiv den Schaltkreisen des Systems 12 zugeführt, wie weiter oben beschrieben. Der Oszillator 114 des sekundären Zeitgebers wird weiterhin erregt wie auch der Datenspeicher 24. Bei Anlegen der Versorgung von dem Leiter 256 beginnt der Oszillatorzeitgeber zyklisch zu arbeiten und liefert nach 4 Sekunden einen hohen Ausgang beim sekundären Zeitbasissignal 276, um den Leistungsimpulsschaltkreis 266 einzuschalten. Gleichstrom wird von der Batteriequelle 261 zum V_C(-,-Versorgungsleiter 244 geliefert, der an dem Steuerschaltkreis 14 und auch an der Gleichstrombezugsversorgung leitung 280 mit ausgewählten Schaltkreisen,

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wie dargestellt, vorbunden ist. Während dieser Zeit ist die Hauptgleiehstromversorgung 220 von der Batteriequelle 261 aufgrund der umgekehrt vorgespannten Diode 254 isoliert.

Die anfängliche V_cc-Versorgung am Leiter 244 für den Steuerschaltkreis 14 löst eine Leistungseinschaltlösehbetriebsfolge aus, die bewirkt, daß alle Ausgangstore und zugehörigen Datenleitungen zu dem Anfangszustand gebracht werden, der eine binäre logische Eins ist. Dies veranlaßt AUX TMR OPP in einen hohen Zustand überzugehen. Da der dort beschriebene anfängliche Zustand der ist, bei dem keine Wechselstromspannung am Transformator 54 anliegt und bei dem keine Spannung über dem Kondensator 238 erzeugt wird, wird der Vergleicher 228 einen hohen wahren logischen Zustand liefern, der anzeigt, daß am Eingang zum Transformator 54 ein Leistungsausfall vorhanden ist. In ähnlicher Weise wird unmittelbar nach Empfang von Leistung vom Transformator 54 noch keine ausreichende Amplitude erreicht sein, um das Versorgungssystem von 6 V an den Ausgang des Reglers zu liefern» Der logische Steuerschaltkreis 14 wird dann beginnen, die Leistungsausfalloperationsfolge durchzuführen, die versucht, die Zeit einzustellen und die Daten In die Datenspeicher 24 wieder einzubringen.

Wenn der Datenspeicher nicht programmiert wurde, wird eine überprüfung der Sziffrigen Prüfsumme, die die Summe der Konstanten und der Kalkulationsfunktionen ist, die in den Datenspeicher gespeichert ist, kein korrektes Ergebnis liefern, so daß der Steuerschaltkreis 14 einen Fehler erkennt. Bei diesem Anfangszustand wird der Steuerschaltkreis 14 ein Signal AUX TMR OFP an die Datenleitung 296 abgeben, um den Oszillatorzeitgeber zurückzustellen und zu veranlassen, auf einen hohen oder binären Eins-Zustand überzugehen. Dies veranlaßt den Oszillator-Teiler-Ausgang, in einen logischen Null-Zustand zu gehen und den Leistungsimpulsschaltkreis 266 abzuschalten und die Versorgung von den Leitern 244 und 280 zu entfernen und, entsprechend, vom Steuerschaltkreis 14. Der Oszillator 114 wird dann nach 4 Sekunden einen Ausgang abgeben und eine ähnliche Folge wird

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auftreten, um die V«_c-Versorgung zum Steuerschaltkreis 14 als Impuls weiterzuleiten. Wenn jedoch während des Anfangszustandes die Erregung für den Transformator 54 geliefert wird, wird der geregelte Gleichstromversorgungswert am Ausgang des 'Versorgungsleiters 242 auftreten und normalen Betrieb annehmen. Wenn der Steuerschaltkreis 14 die Datenleitung 303 überprüft, wird er finden, daß Leistung geliefert wird und daß er in seine normale Betriebsabfolge zu der Zeit übergehen kann, nachdem der Datenspeicher 24 programmiert ist. Selbst wenn die Wechselstromerregung nicht angelegt ist, wenn die Daten in den Speicher 24 programmiert werden, ist das System voll wirksam, um die gegenwärtige Zeit aufrechtzuerhalten, da es von der Batteriequelle 261 versorgt wird. Nach Programmeingabe an den Datenspeicher werden die Berechnungskonstanten und die ümsetzungsfaktoren danach gespeichert und die tiberprüfungssummenroutine des Steuerschaltkreises 14 wird verifiziert und der Betrieb wird in normaler Weise sich fortsetzen.

Während des normalen Betriebs der Hauptmeß-= und Zeitunterbrechungsabfolge wird das Signal POWER FAIL am Eingang der Datenleitung 303 periodisch überprüft, um festzustellen, ob der Steuerschaltkreis 14 in eine Anfangsleistungsausfallroutine übergehen soll oder nicht, welche gegenüber der in Fig. 4 dargestellten unterschiedlich ist.

Bei einem kurzen Überblick über den Betrieb der Hilfsleistungsversorgung und der Ausfallzeitgeberanordnwng ist zu sagen, daß ein normaler Betrieb angenommen ist, der mit der Wechselstromerregung fortschreitet. Ein Verlust, an Wechselstromerregung bei der Hauptgleichstromversorgung 220 löst ein hohes POWER FAIL-Signal auf der Datenleitung 303 aus, wie in der obersten grafischen Signaldarstellung in Fig." 5 dargestellt. Der Schaltkreis geht in seine anfängliche Leistungsausfallroutine über, in Fig. nicht gezeigt, die einfach die Speicherung der gegenwärtigen Tageszeit und des Datums in die Speichereinheit 24 umfaßt. Danach wird das Signal ACKN als hohes Signal vom Anschluß P1-7 abgesandt, um zu bestätigen, daß die Zeitdaten im RAM-Speicher 24

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gespeichert wurden und der Schaltkreis 14 abschaltet. Der primäre Zeitgeberschaltkreis 282 wird durch Entregung der Wechselstromerregung deaktiviert und das erste Zeitbasissignal 294 wird nicht mehr dem INT EXT-Eingang zugeführt. Die ACKN-Logik zum Vergleicher 300 deaktiviert den Transistorschalter 246, um die Gleichstromversorgungsleiter 244 und 288 vom Ausgang des Reglers 240 zu entfernen. V und V^p fallen auf Null und die durch diese Versorgungsspannungen versorgten Schaltkreise werden entregt, einschließlich dem Schaltkreis 14. V wird nunmehr durch die Batterieversorgung 261 geliefert. In Fig. 5 geht V_cc zuerst auf einen niedrigen Wert, um die Spannung durch den Widerstand 295 zum Oszillator 114 und Teiler 116 zu entfernen, so werden sie von dem Zustandssatz entfernt und der Oszillator 114 beginnt zu laufen. V_cc wird niedrig und veranlaßt auch das Signal AUX TMR OFF, niedrig zu werden und die Zeitbezugsleitung 347 zeigt die Zeit an, zu der dies auftritt, und der Oszillator startet. Die grafische Darstellung der Signale in Fig. 5 ist nicht maßstabgerecht bezüglich der Zeit, sondern erläutert nur deren Abfolge des Auftretens. Nach den angezeigten 4 Sekunden wird das zweite Zeitbasissignal auf Leitung 274 in einen hohen oder binären logischen Eins-Zustand übergehen, um einen Impuls 350 am Teilerausgang zu erzeugen. Der Impuls 350 schaltet den auf Zeit basierenden Leistungsimpulsschaltkreis ein, um die Verbindung 262 und der Notbatteriequelle 261 mit den V_cc~ und V_RF~Versorgungsleitern 244 und 28O vorzunehmen. Der logischen Steuerschaltung 14 wird Leistung zugeführt, die zur "Leistungseinschalt-Lösch"-Folge geht, die das Signal AuX TMR OFF in den hohen Zustand anhebt. Dessen invertierter Ausgang auf Leitung 296 geht wegen der Anwesenheit von V_cc nicht in einen hohen Zustand. Das zeitenhaltende auf den neuesten Stand bringen tritt wie in Fig. 4 beschrieben auf und am Ende wird das Signal AÜX TMR OFF abgesenkt und dann AÜX TMR OFF aufgrund des v"_cc-Impulses 350 angehoben. Dies stellt den Oszillator 114 zurück und veranlaßt die Leitung 274, niedrig zu werden. Der Impulsschaltkreis 266 wird abgeschaltet, um V_cc am Ende des Impulses 350 abzuschalten. Der Impuls 350 bewirkt, daß der Schaltkreis 14 nur für einen kurzen Moment erregt wird, um so eine

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möglichst große Ausnutzung der Kapazität der Notbatteriequelle 261 zu bewirken, wobei die Betriebszeit in der Größenordnung von 200 χ 10 s bis 2 χ 10 s liegt. Die Leitung 296 geht mit V_cc niedrig.

Das ACKN-Signal bleibt auf einem hohen wahren Zustand nach Auftreten des Signals POWER FAIL und es verbleibt hoch, bis die erste Abfolge "Leistung ein, Lösche" nach einer Wechselstromerregung auftritt, wenn das Ende des Leistungsausfalls erreicht ist. Der Oszillator 114 und der Datenspeicher 24 verbleiben dauernd an der V_ -Versorgung, um so einen nichtvergänglichen Betriebszustand zu erhalten, bei dem eine ständige Versorgung durch die Notbatterie 261 erfolgt. Somit wird die gegenseitige Zeit und das Datum und der Datenspeicher 24 aktiv gehalten und es tritt kein Zeitverlust auf. Der Schaltkreis 14 wird zyklisch alle 4 Sekunden durch den V „-Impuls betrieben. Nachfolgende Vpp-Impulse wie der Impuls 351 bringen die Zeit auf neuesten Stand.

Wenn die Wechselstromerregung der Hauptgleichstromversorgung zurückkehrt, wird die Notbatteriequelle 261 von dem Leiter und dem Impulsschaltkreis 266 abgeschaltet. Das Signal POWER FAIL geht in einen niedrigen Zustand, aber das Signal ACKN bleibt hoch und die Steuerschaltung verbleibt entregt, um auf das nächste 4sekundige Zeitbasisimpulssignal 354 zu warten, das nach Rückkehr der Wechselstromenergie auftritt. Die Abfolge "Leistung ein, Lösche" beginnt damit, daß V_rc hoch wird und auch das Signal AUX TMR OFF angehoben wird, während die Zeit im Schritt 341, siehe Fig. 4, auf neuesten Stand gebracht wird.

Das Signal AUX TMR OFF bleibt niedrig, weil das Signal AuX TMR OFF in Fig. 5 hoch ist. Wenn die Zeiteinstellung vollständig ist, wird ACKN niedrig, um V_cc über Transistor 256 zu erregen und AUX TMR OFF wird niedrig, um AUX TMR OFF hochgehen zu lassen und den Oszillator 114 einzustellen. Der Impuls 354 wird niedrig und bleibt niedrig aufgrund der Rückkehr von dem hochbleibenden

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COPY

Benutzt man die vorgenannten Typen der nichtwiederaufladbaren oder primären Lithiumbatterien als Notbatteriequelle, sind die Systeme 12 oder 31 in der Lage, viele Jahre unter normalen zu erwartenden Bedingungen dauernd für den Leistungsausfall gerüstet zu sein, wobei sie bei unterschiedlichen und insbesondere hohen Umgebungstemperaturen arbeiten können, ohne daß eine Verschlechterung der Kapazität der Primärbatterien eintritt. Bei den Meßsystemen 12 und 31, wie sie oben beschrieben wurden, ist die Batteriequelle in der Lage, die kritischen logischen Schaltkreisteile größenordnungsmäßig 50 Tage lang zu versorgen. Übliche elektrische Energieversorgungssysteme summieren nicht diese Länge an Leistungsausfallzeiten während vieler Jahre. Somit brauchen die Meßgeräte 10 und 30 wegen der Batteriequellen über längere Zeiten nicht versorgt oder gewartet zu werden.

ES/jn 3

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Claims

DR.-ING. Ernst Stratmann

PATENTANWALT
D-400Q DÜSSELDORF i · SCHADOWPLATZ 9 *v I

püsseldorf, 23. März 1979 47,689
79O9

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

' Patentansprüche ;

, 1 .J Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung zur Messung einer elektrischen Wechselenergiegröße und' zur Erhaltung der Tageszeitdaten während der Leistungsausfallzustände der elektrischen Wechselenergiegröße, gekennzeichnet durch Einrichtungen (Fig. 2, 100; Fig. 3, 202) zur Erzeugung von veränderlichen und sich wiederholenden Darstellungen von Inkrementwerten der zu messenden elektrischen Wechselstromenergiegröße; Hauptgleichstromversorgungseinrichtungen (Fig. 2, 50; Fig. 3," 222, 24O), die von der zu messenden elektrischen Wechselenergiegröße erregbar sind, wobei die Hauptgleichstromversorgungseinrichtungen einen Ausgang (Fig. 2, 3, V_cc) umfaßt, der mit der ersten Versorgungsleitereinrichtung verbunden ist; Hilfsgleichstromleistungsversorgungseinrichtungen (Fig. 2, 82; Fig. 3, 26) einschließlich einer Notprimärbatteriequelle (Fig. 3, 84); spannungsempfindliche Schaltereinrichtungen (Fig. 2, 146; Fig. 3, 246), die die Hilfsgleichstromversorgungseinrichtungen mit einer zweiten Versorgungsleitungseinrichtung (Fig. 2, 3, V_D_) verbinden, wenn die erste Leitereinrichtung von der Hauptgleichstromversorgungseinrichtung entregt wird; eine Quelle (Fig. 2, 88; Fig. 3, 282) für primäre Zeitbasissignale (Fig. 2, 89; Fig. 3, 294), die von der Wechselstromerregung der Hauptgleichstromversorgung erregt wird und die primäre Zeitbasissignale mit einer Frequenz

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erzeugt, die auf die Frequenz der zu messenden Wechselenergiegröße reagiert; eine Quelle (Fig. 2, 112; Fig. 3, 258) für sekundäre Zeitbasissignale (Fig. 2, 118; Fig. 3, 276), die von der zweiten Versorgungsleitungseinrichtung erregt wird und einen Oszillatorschaltkreis (Fig. 2, 3, 114) einschließt, der Oszillationen von im wesentlichen fester Rate nur während des Leistungsausfallzustandes erzeugt, so daß die sekundären Zeitbasissignale mit einer vorbestimmten Rate erzeugt werden, die einer vorbestimmten Anzahl von Zeitsekunden entspricht, insbesondere charakterisiert durch

Meßfolgelogiksteuerschaltkreiseinrichtungen (Fig. 2, 48; Fig. 3, 14) einschließlich einem Versorgungseingang (Vqc^ ' der mit der ersten Versorgungsleitungseinrichtung verbunden ist, einem Zeitgebersignaleingang (EXT INT), der mit der Quelle für primäre Zeitbasissignale verbunden ist, um Echtzeitdaten in dem Speicherteil mit beliebigem Zugriff zu speichern und die Benutzungszeitparameter der veränderlichen und sich wiederholenden Repräsentationen zu erzeugen; Datenspeichereinrichtungen (Fig. 2, 49; Fig. 3, 24) die von den ersten und den zweiten Versorgungsleitereinrichtungen erregt werden und Datenleitungen besitzen, um die Echtzeitdatenregistrierungen der logischen Steuerschaltkreisanordnungen zu Beginn des Leistungsausfallzustandes aufzunehmen und diese Zeitdatenregistrierungen während des Leistungsausfalles in nichtvergänglicher Weise zu speichern; und durch Zählspeichereinrichtungen (Fig. 2, 126; Fig. 3, 14 und 24), die von der zweiten Versorgungsleitereinrichtung erregt wird und die zweiten Zeitbasissignale aufnimmt, um die Gesamtzählung der zweiten Zeitbasissignale zu akkumulieren, die während des Intervalls des Leistungsausfalls auftreten, und daß die Zählspeichereinrichtungen außerdem einen Ausgang (Fig. 2, 128) erzeugen, der an den Datenspeichereinrichtungen angeschlossen ist, um die Zeitsekunden des Leistungsausfallintervalls zu dem gespeicherten Zeitbeginn des Leistungsausfalls hinzuzuaddieren.

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2. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsempfindlichen Schaltereinrichtungen erste Diodeneinrichtungen {Fig. 2, 70; Fig. 3, 263, 264) umfassen und daß eine zweite Diode (Fig. 2, 68; Fig. 3, 254) die Ausgänge der Haupt- und der Hilfsgleichstromleistungsversorgungseinrichtung miteinander verbindet und bezüglich der ersten Diodeneinrichtung umgekehrt gepolt ist.
3. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Notbatteriequelle zumindest eine Primärbatterie vom Lithiumtyp aufweist, die an die spannungserapfindliche Schalteinrichtung angeschlossen ist.
4. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, gekennzeichnet durch Leistungsimpulsschaltereinrichtungen (Fig. 3, 266), die mit einem Steuereingang zwischen der primären Notbatterie und der ersten Versorgungsleitungseinrichtung angeschlossen sind und zwischen einem nichtleitenden und einem leitenden Schaltzustand aufgrund des ersten und zweiten Wertes betreibbar sind, die an ihren Dauereingang angelegt werden, und durch Leistungsausfalldetektoreinrichtungen (Fig. 3, 228), die auf die elektrische Wechselenergieerregung der Hauptgleichstromversorgungsquelle reagieren, um ein erstes logisches Signal (303, POWER FAIL) zu liefern, das aufgrund der Wechselstromerregung und des Leistungsausfalls zwischen einem ersten und einem zweiten binären logischen Zustand verläuft.
5. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfolgelogiksteuerschaltkreiseinrichtungen (Fig. 3, 14), die die Tageszeit in Sekunden, Minuten, Stunden sowie den Wochentag aufgrund des primären Zeitbasissignals registrieren, wobei die logischen Steuerschaltkreiseinrichtungen Eingabe/Äusgabe-

anschlüsse (Fig. 3, 130) umfassen, die mit den Datenleitungen der Datenspeichereinrichtung verbunden sind, um die Echtzeitdatenakkumulationen in den Datenspeichereinrichtungen zu speichern, daß ein anderer der Eingabe/Äusgabeanschlüsse (P1-6) das erste logische Signal aufnimmt, und daß ein noch anderer Anschluß (P1-5) ein zweites logisches Signal (AüX TMR OFF) erzeugt, das bewirkt, daß das erste und zweite binäre logische Zustandssignal an die Quelle für sekundäre Zeitbasissignale aufgrund gepulster Erregung des ersten Versorgungsleiters und Beendigung des Betriebs, der die Zeit auf neuesten Stand bringt, angelegt wird, so daß bei Entregung des ersten Versorgungsleiters durch einen Leistungsausfall eine neue Erregung durch die Notprimärbatterie erzeugt wird, und zwar über die Leistungsimpulsschaltereinrichtungen zu vorbestimmten Zeitintervallen des zweiten Zeitbasissignals, um die Meßfolgelogiksteuerschaltkreiseinrichtung momentan zu aktivieren und die Echtzeitakkumulationen in der Datenspeichereinrichtung auf neuesten Stand zu bringen und danach eine Veränderung des binären logischen Zustandes des zweiten logischen Signals zu bewirken, um so die Quelle für sekundäre Zeitbasissignale zurückzustellen und die erste Versorgungsleitung zu entregen und ein weiteres dieser vorbestimmten Zeitintervalle einzuleiten.
6. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein drittes logisches Signal (Fig. 3, ACKN), das durch noch einen der Anschlüsse (P1-7) der Meßfolgelogiksteuerschaltkreiseinrichtung erzeugt wird, wobei das dritte logische Signal von einem ersten binären logischen Zustand in einen zweiten übergeht, wenn die Meßsequenzlogiksteuerschaltkreiseinrichtung bei Auftreten eines Leistungsausfalls eine Änderung der binären logischen Zustände des ersten logischen Signals aufnimmt.
7. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptgleich-

stromversorgungseinrichtung einen Spannungsregelkreis (Fig. 3, 240) aufweist, der einen Ausgang besitzt, der über eine Diode {Fig. 3, 254) mit dem zweiten Versorgungsleiter (255) verbunden ist, und wobei die Hauptgleichstromversorgungsquelle einen Transistorschalter (Fig. 3, 246) enthält, der mit seinem Emitter-Kollektor-Schaltkreis zwischen dem Ausgang des Spannungsreglerkreises und dem ersten Versorgungsleiter (Fig. 3, 244) liegt und dessen Basiseingang auf das dritte logische Signal (Fig. 3, ACKN) reagiert, um den Transistorschalter von einem leitenden in einen nichtleitenden Zustand zu bringen, um dadurch den Ausgang des Spannungsreglerkreises von der ersten Versorgungsleitung während eines Leistungsausfalls abzuschalten.
8. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Versorgungsleiter mit dem Steuereingang der Quelle für sekundäre Zeitbasissignale verbunden ist, so daß der Steuereingang auf sowohl das zweite logische Signal als auch auf die gepulste Erregung des zweiten Versorgungsleiters reagiert.
9. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang der Quelle für sekundäre Zeitbasissignale zunächst freigegeben wird, um ein anfängliches sekundäres Zeitbasissignal (Fig. 3, 276) durch den anfänglichen Verlust an Versorgung am ersten Versorgungsleiter zu Beginn eines Leistungsausfalls auszulösen, und dann freigegeben wird durch die Veränderung des binären logischen Zustandes des zweiten logischen Signals (P1-5) vom zweiten zum ersten binären Zustand, nachfolgend einer Änderung vom ersten zum zweiten binären logischen Zustand, die das erstemal mit Beginn einer jeden gepulsten Erregung der Meßsequenzlogiksteuerschaltkreiseinrichtung beginnt.
10. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Oszillatorschaltkreis der Quelle für sekundäre Zeitbasissignale einen quartzgesteuerten Oszillator (Fig. 3, 114, 120) und einen Teilerschaltkreis (116) umfaßt, um die vorbestimmte Rate von sekundären Zeitbasissignalen zu erzeugen, die periodisch mit einer vorbestimmten integralen Anzahl von Sekunden ist.
11. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator eine Frequenz von 32,768 kHz aufweist, und daß die sekundären Zeitbasissignale in Intervallen erzeugt werden, die kleiner als 10 Sekunden sind.
12. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Zeitintervall der sekundären Zeitbasissignale 4 Sekunden beträgt.
13. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptgleichstromversorgungseinrichtung einen Transformator (Fig. 2, 3, 54) aufweist, der eine mit der zu messenden elektrischen Wechselenergiegröße verbundene Primärwicklung besitzt und dessen Sekundärwicklung an eine Diodengleichrichterbrücke (Fig. 2, 56; Fig. 3, 222) angeschlossen ist, die einen ersten und einen zweiten Ausgang erzeugt, wobei der erste Ausgang (Fig. 2, 60; Fig. 3, 223) eine ungeregelte und ungefährdete Versorgungsspannung liefert, des weiteren eine Spannungsreglereinrichtung (Fig. 2, 65; Fig. 3, 240) besitzt, deren einer Eingang mit dem zweiten Ausgang der Gleichrichterbrücke mit einem Filterkondensator (Fig. 2, 64; Fig. 3, 238) verbunden ist, der mit dem zweiten Ausgang verbunden ist, wobei der Spannungsregler einen Ausgang (Fig. 2, 66; Fig. 3, 242) aufweist, um eine geregelte und gefilterte Versorgungsspannung sowohl zu der ersten wie auch zu der zweiten Versorgungsleitungseinrichtung zu liefern.
14. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 1O, 11 oder 13, wenn diese von Anspruch 3 abhängen/ dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfolgelogiksteuerschaltkreiseinrichtung einen Mikroprozessorschaltkreis umfaßt, der einen Zeitunterbrechungsbetrieb aufweist und bei dem eine vorbestimmte Anzahl von primären Zeitbasissignalen eine Auslösung des Zeitunterbrechungsbetriebs bewirkt, um die Echtzeitdatenakkumulationen vorzunehmen.
15. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1,2, 3 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählerspeichereinrichtung vom Sstufigen BCD-kodierten Typ ist und in der Lage ist, maximal 99.999 Zählungen der zweiten Zeitbasissignale vorzunehmen.
16. Zeitregistrierende elektrische Energiemeßeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die BCD-Zählung der Zählerspeichereinrichtung am Ende des Leistungsausfallzustandes auftritt und repräsentativ ist für das Zeitintervall des Leistungsausfallzustandes, gemessen in Sekunden, um dies zu der gespeicherten gegenwärtigen Zeitregistrierung hinzuzufügen, die zu Beginn des Leistungsausfallzustandes bewirkt wurde, um eine auf neuesten Stand gebrachte Registrierung der gegenwärtigen Zeit am Ende der Leistungsausf al !bedingungen zu erhalten.

Beschreibung:

SO984O/O70I