RIPPLE CONTROL RECEIVER

Abstract: 1. Centralised multi-service control receiver containing a program memory (4; 12) in which one or more pulse patterns of the conventional centralised multi-service control systems are stored, characterized in that a) additionally several pulse sequences and/or special functions are stored in the program memory (4; 12) and b) a device (2; 13) exists which, following a coded instruction, carries out a remote-controlled switching between pulse patterns and/or pulse sequences or special functions.

Description: Rundsteueremofänger Die Erfindung betrifft einen Rundsteuerempfänger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Rundsteuerempfänger werden seit Jahrzehnten in Stromversorgungsnetzen zur Steuerung von Verbrauchern e2nge- setzt. In der Rundsteuertechnik arbeitet man mit Tonfrequenzsignalen, die in Telegrammform gesendet und dem 50Hz-Stronversorgungsnetz überlagert sind. In den Netzen der Energieversorgungsunternehmen sind unterschiedliche Rundsteuersysteme eingeführt. Die Rundsteuersysteme unterscheiden sich im wesentlichen durch das Impulsraster. Durch das Impulsraster werden bestimmte Systemmerkmale festgelegt, z.B. Impulslängen, Impulspausen und Zykluslänge. Das Programm zur Steuerung eines bestimmten Verbrauchers besteht aus einem Telegramm, d.h. einerco- dierten Impulsfolge in einem bestimmten Impulsraster. Wenn ein Rundsteuerempfänger auf ein bestimmtes Auswerteprogramm eingestellt ist, bedeutet dies, dass er sowohl auf ein bestimmtes Impulsraster als auch auf eine bestimmte Impulsfolge einschliesslich deren Codierung ein gestellt ist. Während Rundsteuerempfänger der ersten Generation nur für ein bestimmtes Impulsraster geeignet waren und lediglich die Impulsfolge einstellbar war, ist bei neueren Empfängern auch eine Umstellung auf ein anderes Impulsraster z.B. durch Umlöten von Brücken oder Umstecken von Stiften an einem Kreuzschienen-Verteiler möglich. Aus der DE-AS 28 31 771 ist ein Rundsteuerempfänger mit einem Mikrocomputer und einem Programmspeicher bekannt, in dem die üblichen Impulsraster gespeichert sind. An einem Programmierfeld des Empfängers sind mit Hilfe von Diodensteckern sowohl das gewünschte Impulsraster als auch eine bestimmte Impulsfolge auswählbar und festleg ,bar. Der Empfänger ist damit beim Kunden an das notwendige Auswerteprogramm anpassbar. Bei den seit vielen Jahren in Stromversorgungsnetzen installierten Rundsteuereinrichtungen treten heute häufig systembedingte Engpässe auf, z.B. wegen nicht mehr ausreichender Befehlszahl oder Adressiermöglichkeit, fehlender Telegramm-Abbruchmöglichkeit und anderer mangelnder Systemfähigkeiten. Energieversorgungsunternehmen mit solchen unzureichenden Systemen haben deshalb das Bedürfnis, auf ein neues, leistungsfähigeres System umzustellen. Eine solche Umstellung wird dadurch erschwert, dass die Umstellung des Rundsteuersystems eines Energieversorgungsunternehmens die Änderung oder Umcodierung von zig-tausend Empfängern, bzw. deren Austausch bei ebensovielen Tarifkunden erfordert. Die Umstellung muss innerhalb weniger Stunden erfolgen. Ein allmEhlicher Übergang von einem alten zu einem neuen System scheidet in der Regel aus, weil dazu z.B. während einer längeren Übergangszeit nacheinander das alte und das neue Telegramm gesendet werden müsste, wobei mit Fehlreaktionen der Empfänger, vor allem alter Systeme zu rechnen wäre. Eine gleichzeitige Änderung aller Empfänger oder deren Austausch ist aufgrund der hohen Stückzahlen nicht möglich. Der Wunsch nach einer Möglichkeit für eine nderung von Funktionen eines Rundsteuerempfängers ergibt sich jedoch nicht nur bei notwendiger Systemumstellung. Es kann z.B. sein, dass bei einer Änderung in der Aufteilung des Versorgungsgebiets eine grosse Anzahl von Rundsteuerempfängern einer anderen Rundsteuerzentrale zugeordnet werden soll oder eine bestehende adressenorganisation geändert werden soll, weil die mit einem Befehl geschaltete Leistung zu gross ist. Weiterhin kann die Notwendigkeit bestehen, zu einem späteren Zeitpunkt bestimmte Sonderfunktionen des Rundsteuerempfängers zu aktivieren, z.B. wenn statt einer sofortigen Lastabschaltung eine Vorwarnzeit eingefügt werden soll. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rundsteuerempfänger anzugeben, der eine sofortige Systemumstellung zu einem beliebigen Zeitpunkt bzw. eine schnelle Änderung von Funktionen in mehreren Rundsteuerempfängern ermöglicht. Die benötigten Funktionen werden.dabei entweder vor oder während der Inbetriebnahme der Empfänger eingegeben oder erst während des Betriebs vor einer geplanten Umstellung bzw. Änderung. Diese Aufgabe wird durch einen Rundsteuerempfänger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Im Programmspeicher eines solchen Empfängers sind mindestens zwei Auswerteprogramme, die sich im Impulsraster und/oder in der Impulsfolge bzw. deren Codierung unterscheiden können, gespeichert. Nur ein Auswerteprogramm ist jeweils wirksam. Die ferngesteuerte Festlegung auf ein bestimmtes auswerteprogramm erfolgt durch eine Anweisung (Umschaltbefehl), die im Code des bisherigen Auswerteprogramms oder in einem speziellen Code, z.B. einem m-aus-n-Code, gesendet wird. Die empfangene und ausgewertete Anweisung wird als Digitalwert in einem schreib- und lesbaren Speicherelement gespeichert und bleibt auch bei Unterbrechung der Stromversorgung gespeichert. Anstelle vollständiger Auswerteprogramme können auch nur Teilfunktiqnen ferngesteuert geändert oder aktiviert werden. Vorteile des Empfängers bestehen unter anderem darin, dass - damit der Übergang auf ein neues System mit wirt schaftlich vertretbarem Aufwand ermöglicht wird und die dafür erforderlichen Investitionen zeitlich ge streckt werden können, da der neue Empfänger im Rahmen des normalen Netzausbaues und des Ersatzes älterer Empfänger installiert werden und im bis herigen System arbeiten kann, - zu einem beliebigen Zeitpunkt eine Fernumschaltung auf ein neues Auswerteprogramm mit z.B. wesentlich grösserer Befehlkapazität möglich ist und - durch einen entsprechenden Befehl die Programmände rung auch wieder rückgängig gemacht oder auf ein weiteres Auswerteprogramm umgeschaltet werden kann. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es möglich, durch sogenanntes Down-Line-Loading von der Rundsteuerzentrale aus Auswerteprogramme in den Programmspeicher des Empfängers zu laden. Damit entfällt eine Programmierung oder Programmänderung vor Ort. Es ist auch möglich, mit Hilfe einer Fernumschaltung Betriebsarten umzuschalten, z.B. von Empfängerbetrieb in Schaltuhrbetrieb oder umgekehrt, oder Betriebsparameter, z.B. die Anzahl der auszuwertenden Gesamtimpulszahl, zu ändern. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann für Programmänderungen oder Umschaltungen ein besonderer Code verwendet werden, der in Rundsteuersystemen in gleicher Form nicht benutzt wird und den ein Code-Auswerter in der Umschalteinrichtung auswertet. Dabei kann es sich um einen redundanten Code handeln, der eine gesicherte nbertragung und gegebenenfalls eine Fehlerkorrektur am empfangenen Telegramm ermöglicht. Es ist ausserdem möglich zu vereinbaren, dass Umschaltanweisungen mit Hilfe von zwei Telegrammen übertragen werden, so dass erst nach einwandfreiem Empfang von zwei richtig empfangenen Telegrammen innerhalb einer festgelegten Zeitspanne eine Umschaltung durchgeführt wird. Dabei kann es sich entweder um zwei identische Telegranme handeln oder um unterschiedliche Telegramme, die beide zur Auswertung eines darin enthaltenen Codewortes vorliegen müssen. Der vorgeschlagene Empfänger kann z.B. realisiert werden, indem mindestens zwei Auswerter mit unterschiedlichen Auswerteprogrammen vorgesehen werden, von denen jeweils nur einer aktiviert wird Die Umschalteinrichtung wird bei dieser Lösung sehr einfach. Eine wirtschaftlich günstige Alternative bietet ein Rundsteuerempfänger, der entsprechend dem heutigen Stand der Technik mit einem Mikrocomputer ausgestattet ist und der ein parametergesteuertes Softwareprogramm enthält (das im Mikrocomputer ablaufende Programm wird mit Softwareprogramm bezeichnet zur Unterscheidung vom zuvor beschriebenen Rundsteuerprogramm). Dieses Softwareprogramm wertet die fernübertragenen Umschaltanwelsungen aus und veranlasst interne Umschaltungen, die das Impuls-Raster, die Impulsfolge oder Sonderfunktionen betreffen. Dabei werden durch die Umschaltung dem Softwareprogramm andere Parameter zugewiesen, so dass der Programmablauf (Verzweigungen, Sprünge, Schifen, Datenabfragen) ge ändert wird und damit die Funktion des Empfängers variiert wird. Zwei Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 Rundsteuerempfänger mit zwei fernumschaltbaren Auswertern, Fig. 2 Rundsteuerempfänger mit einem Mikrocomputer, der einen Sonderbaustein enthält. In Fig. 1 ist das Blockschema eines fernumschaltbaren Rundsteuerempfängers dargestellt, mit einem Eingangsteil 1, einer Umschalteinrichtung 2, zwei Auswertern 3, 6, einem Programmspeicher 4, einer Schaltuhr 7 und einem Ausgangsteil 5. Bei einer hardware-mässigen Realisierung können mehrere dieser Funktionsblöcke in einer mikrocomputergesteuerten Baueinheit zusammengefasst sein. Der Eingangsteil t enthält die in Rundsteuerempfängern üblichen Einrichtungen zur Filterung, Begrenzung und Formung der Impulse, die über den Eingang E in den Empfänger gelangen. Die Auswerter 3 und 6 sind für je ein Auswerteprogramm (Impulsraster, Impulsfolge und Codierung) programmiert. Durch die Umschalteinrichtung 2 ist nur einer der beiden Auswerter 3, 6 oder die Schaltuhr 7 aktiviert. Der aktivierte Auswerter 3 oder 6 nimmt eine Prüfung des empfangenen Rundsteuertelegramms vor, fiihrt den Vergleich mit dem gespeicherten auswerteprogramm durch und steuert den Ausgangsteil 5 an, der in den üblichen Ausgangsstufen eine Signalverstärkung durchführt und die Rundsteuerbe fehle am Ausgang A ausgibt. Der Programmspeicher 4 enthält mehrere Auswerteprogramme. Die Programme können entweder über ein Programmiergerät direkt geladen werden oder durch sogenanntes Down-Line-Loading von der Rundsteuerzentrale aus fernge- laden werden. Bei Ferniadung leitet die Umschalteinrichtung 2 empfangene Auswerteprogramme zum Programmspeicher 4, wo sie abgelegt werden. Durch eine Telegrammanweisung der Zentrale kann die Übernahme eines im Programmspeicher 4 gespeicherten Auswerteprogramms unter Mitwirkung der Umschalteinrichtung 2 in einen Auswerter 3, 6 veranlasst werden. Die Schaltuhr 7 erlaubt den Einsatz des Empfängers in Netzen, die noch Schaltuhrbetrieb haben und zu einem späteren Zeitpunkt auf Empfängerbetrieb umgestellt werden sollen. Die Umschaltung geschieht analog zur beschriebenen Programmumschaltung dadurch, daR aufgrund eines Umschaltbefehls der Zentrale die Umschalteinrichtung 2 die Schaltuhr 7 ausschaltet und einen der Auswerter 3,6 aktiviert. Die Umschalteinrichtung 2 enthält einen Auswerter für Umschaltbefehle. Mit Umschaltbefehlen veranlasst die Zentrale die Umschaltung von einem der Auswerter 3, 6 für Rundsteuerbefehle auf einen anderen Auswerter 6, 3, oder auf die Schaltuhr 7 oder sie leitet damit die Fernladung von Programmen in den Programmspeicher 4 ein. Da Rundsteuersysteme keine Rückmeldeeinrichtung besitzen, werden Umschaltbefehle und Programme zweckmässig mit einem geeigneten redundanten Code übertragen. Im Auswerter der Umschalteinrichtung 2 wird eine Programmprüfung und gegebenenfalls Fehlerkorrektur vorgenommen. Dabei können Befehle mehrfach übertragen und erst nach Empfang mehrerer Telegramme bzw. nach einer Fehlerkorrektur ausge führt werden. J Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemässen Rundsteuerempfänger. Dabei erfolgt im Gegensatz zum ersten Beispiel eine Funktionsumschaltung, indem im Softwareprogramm eines Mikrocomputers Parameter geändert werden, die dem Programm durch gesetzte nichtflüchtige Schreib- und Lesespeicher zugewiesen werden. Der in Fig. 2 dargestellte Rundsteuerempfänger besteht aus einem Eingangsteil 1, einem Mikrocomputer 10 und einem Ausgangsteil 5. Eingangsteil 1 und Ausgangs'teil 5 sind wie beim ersten Beispiel ausgeführt. Der Mikrocomputer 10 enthält einen Mikroprozessor 11, einen programmierbaren Festspeicherbaustein (PROM) 12, einen Sonderbaustein 13, einen Eingabebaustein 15 und einen Ausgabebaustein 16, die alle an einen BUS 14 angeschlossen sind. Der Eingangsteil 1 ist mit dem Eingabebaustein 15 und der Ausgangsteil 5 mit dem Ausgabebaustein 16 verbunden. Der Sonderbaustein 13 ist zweckmässig ein nichtflüchtiger Schreib- und Lesespeicher (NON VOLATILE RAM). Das Softwareprogramm des Empfängers wird in einem maskenprogrammierten ROM, das im Mikroprozessor 11 enthal ten sein kann, und/oder im PROM 12 gespeichert. Ausserdem werden im PROM 12 invariante und variable Parameter (Rundsteuerkenndaten) gespeichert. Invariante Parameter sind solche, die einheitlich für alle Empfänger -eines Anwenders (Elektrizitätsversorgungsunternehmen) sind. Dazu zählen z.B. die ein Rundsteuersystem bestimmenden Impulsraster, Prüfmarken für Lage und Länge zulässiger Impulse und maximal zulässige Anzahl von Impulsen je Telegramm. Diese invarianten Parameter werden im Rahmen der Fertigung bzw. Endprüfung im PROM 12 festgelegt. Dabei werden die invarianten Pa rameter für mindestens zwei Rundsteuersysteme gespeichert. Variable Parameter kann der Anwender (Kunde) selbst festlegen und programmieren. Sie werden auch im PROM 12 gespeichert. Dabei handelt es sich um Parameter, die nicht in der Fertigung einheitlich festgelegt werden sollen, sondern von Empfänger zu Empfänger unterschiedlich festlegbar sein sollen. Dazu zählen z.B. Impulsfolgenfestlegungen je ausgangsrelais oder Schaltreaktionszeiten (z.B'. Einschaltverzögerungen) der Ausgangsrelais. Zusätzlich können im PROM 12 mehrere Parameter für Sonderfunktionen des Rundsteuerempfänges gespeichert sein, die gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt aktiviert werden sollen. Die Aktivierung der gespeicherten invarianten und variablen Parameter und damit die Festlegung des Softwareprogrammablaufs, der die Gesamtfunktion des Rundsteuerempfängers bestimmt, ist abhängig von der Parameterzuweisung, die durch den Sonderbaustein 13 erfolgt. Die Anzahl der fernsteuerbaren Schaltfunktionen sowie die Anzahl der umschaltbaren Impulsfolgen und Impulsraster bestimmt die erforderliche Speicherkapazität des Sonderbausteins 13. Die Funktionen selbst sind als Programm und/oder Programmparameter in anderen Speichern des Mikrocomputers 10 enthalten. Der Baustein 13 benötigt somit nur eine sehr geringe Speicherkapazität. Das Softwareprogramm fragt während des Programmablaufs die vorgenannten invarianten und variablen Parameter ab. Die Freigabe und minderung der Parameter wird vom Sonderbaustein 13 gesteuert. Somit kann das Softwareprogramm unterschiedliche Bearbeitungssequenzen durchlaufen, wo durch der Rundsteuerempfänger unterschiedliche Funktionen hat. Die ferngesteuerte Umschaltung der Empfängerfunktion erfolgt so, dass ein Softwareprogramm, das z.B. mit den Parameterwerten n läuft, die einen Ablauf 1 charakterisieren (Rundsteuersystem 1 und/oder eine Funktionalität 1) eine Anweisung zur Umschaltung auswertet und daraufhin Speicher im Sonderbaustein 13 entsprechend setzt. Damit ist eine Umschaltung auf Parameterwerte m erfolgt, die einen Ablauf 2 charakterisieren; die Parameterwerte n werden gesperrt. Der nächste Programmablauf erfolgt mit den Parameterwerten m. Während der Inbetriebnahme des Systems wird eine bestimmte Parameterzuweisung und damit eine bestimmte Empfängerfunktion eingestellt. Während des Betriebs kann die Zuweisung einer Rundsteuerbefehle geändert werden. Dabei kann zur Sicherung eine andere Codierung als bei den sonstigen Rundsteuertelegrammen verwendet erden, z.B. ein m-aus-n-Code mit Quersummenprüfung. Durch Makrobefehle können mehrere Parameter mit einem Rundsteuerbefehl geändert werden (z.B. Systemumschaltung und Sonder funktionen) oder es können durch Einzelbefehle einzelne Parameter geändert bzw. Sonderfunktionen aktiviert werden.

Claims: 1. Ripple control receiver containing a program memory (4; 12) in which one or more pulse patterns of conventional ripple control systems are stored and in which a received ripple control message is evaluated on the basis of a selected pulse pattern and a pulse sequence variably stored in the program memory (4; 12), characterized in that a) additionally several pulse sequences are stored in the program memory (4; 12) and/or special functions are stored in the program memory (12) and b) a device (2; 13) exists which, following a coded instruction, carries out a remote-controlled switching between the pulse patterns and/or pulse sequences or special functions. 2. Ripple control receiver according to Claim 1, characterized in that the receiver is designed to include a microcomputer (10) which, apart from the program memory (12), contains a special chip (13) which a) is interrogated during the program run and allocates to the program predetermined parameter values, for example n or m, a particular receiver function in each case being determined by the parameter values, for example n or m, and a particular pulse pattern and a pulse sequence are selected and b) contains a switching device (2) which, following a coded instruction from the central station, blocks particular parameter values, for example n, and releases other parameter values, for example m, by which means the receiver resetting is achieved. 3. Ripple control receiver according to Claim 1 or 2, characterized in that devices are provided which enable the program memory (4, 12) to be remotely loaded. 4. Ripple control receiver according to one of Claims 1 to 3, characterized in that for the purpose of switching, a code analyser is provided which responds to a coded instruction which is not used in the same form in ripple control systems. 5. Ripple control receiver according to Claim 4, characterized in that the code analyser uses special analysing criteria for analysing switching commands, in which arrangement two or more code words in the form of ripple control messages must have been received without errors within a fixed period of time. 6. Ripple control receiver according to one of Claims 1, 3, 4 and 5, characterized in that the switching device (2) changes the access to data memories by switching from one analyser (3, 6) to another analyser (6, 3).

Inventors: DOBBERSTEIN, JOACHIM, ING.GRAD.
Applicants: ASEA BROWN BOVERI AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: H02J13
IPC codes: H02J13