DE2728355A1

DE2728355A1 - Ueberwachungssystem

Info

Publication number: DE2728355A1
Application number: DE19772728355
Authority: DE
Inventors: Philip John Stokes; John Llewellyn Williams
Original assignee: British Nuclear Fuels Ltd
Current assignee: British Nuclear Fuels Ltd
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1977-06-23
Publication date: 1977-12-29
Also published as: DE2728355C2; FR2356151A1; AU2599577A; FR2356151B1; JPS6037005Y2; NL7706847A; GB1561845A; JPS5323525U; AU511012B2

Description

DR. BERC Dipt INC. STAPr DIPL-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR 27283S5

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86. POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte; 28 213

British Nuclear Fuels Limited Risley Warrington, Cheshire / Großbritannien

Uberwachungssystem

Die Erfindung betrifft ein Uberwachungssystem für einen Betrieb mit einer Anzahl elektrischer Einrichtungen, und betrifft insbesondere ein System zur Überwachung der elektrischen Energie, die von den elektrischen Einrichtungen verbraucht wird.

Gemäß der Erfindung ist ein Überwachungssystem für einen Betrieb bzw. ein Werk mit einer Anzahl elektrischer Einrichtungen vorgesehen, die so angeordnet sind, daß sie von einer gemeinsamen Wechselstromversorgung gespeist und unter im wesentlichen

709852/1172 . ₂ .

VII/XX/m -Z-

l 9» 12 72 ( München 80. MauerkirchciWnA Λ QCO/ Λ MnIfJh bayerische Vereinsbank München 453100

9*7043 Telegramme: BERGSTAPKPATBN^rMBnineir ' ■ ' ' 4lypo-Bank München 3190002624

9133 10 TELEX: 05245*0 BERG d Posischeck München 65343-MW

denselben Belastungszuständen betrieben werden; hierbei weist das System eine Überwachungseinrichtung für jede (elektrische) Einrichtung, um die von dieser Einrichtung verbrauchte Energie zu überwachen, und um ein Ausgangssignal zu schaffen, das der Energie proportional ist, und eine Vergleichseinrichtung auf, an welcher die Ausgangssignale angelegt werden, um einen Vergleich der Ausgangssignale durchführen und dadurch irgendeinen Unterschied im Energieverbrauch bei einer derarigen (elektrischen) Einrichtung bezüglich dem (Energieverbrauch) der anderen (elektrischen) Einrichtungen fühlen zu können.

Vorteilhafterweise ist die Vergleichseinrichtung entsprechend ausgelegt, um die Ausgangssignale für eine anschließende oder nachträgliche Darstellung aufzunehmen bzw. aufzuzeichnen. Die Vergleichseinrichtung kann so ausgelegt werden, um die Ausgangssignale mit einer anderen Geschwindigkeit darzustellen als die Geschwindigkeit, mit welcher die Eingangssignale an der Vergleichseinrichtung dargestellt werden.

Die Ausgangssignale können durch Lichtsignale geschaffen werden, wobei jedes Signal eine Helligkeit hat, die dem Wert des je weiligen Ausgangseignais proportional ist. Eine Abfrage- oder Abtasteinrichtung kann vorgesehen sein, um die dargestellten Signale wahlweise abzufragen bzw. abzutasten, um dadurch einen elektrischen Ausgang zu schaffen, der zu dem ausgewählten, dargestellten Signal proportional ist.

709852/1172

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in Form eines Schaltbildes ein Lberwachungssystem für eine elektrische Einrichtung;

Fig. 2a bis 2e Wellenformen bei verschiedenen Betriebsstufen des in Fig. 1 dargestellten Systems;

Fig. 3 ein Schaltbild einer Anordnung zur Schaffung eines

Lichtsignals aus dem Ausgangssignal, das von dem System der Fig. 1 erzeugt worden ist;

Fig. k in Form eines Blockschaltbilds Uberwachungssysteme der Fig. 1, die als ein System angeordnet sind, um eine Anzahl Elektromotore zu überwachen;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Aufnahme und Wiedergabe von Ausgangssignalen des Überwachungssystems der Fig. 4;

Fig. 6a und 6b Schaltungen eines Teils der Anordnung der Fig. 5i

Fig. 7 ein schematisches Blockschaltbild der Arbeitsweise der in Fig. 6a und 6b dargestellten Schaltungen;

709852/1172

- ir"

Fig. 8 ein Haster, das in der Anordnung der Fig. 5 verwendet ist;

Fig. 9 ein schematisches Blockschaltbild eines weiteren Überwachungssystems entsprechend dem in Fig. k dargestellten System.

In den Figuren sind die gleichen bzw. einander entsprechende Teile mit den gleichen Dezugszeichen bezeichnetn.

In Fig. 1 weist ein Teil des Überwachungssystems für eine elektrische Einrichtung, beispielsweise einen Elektromotor lü, der von einer Wechselstromversorgung 11 aus mit einer im wesentlichen konstanten Spannung gespeist wird, eine erste Einrichtung in Form eines Impulsgenerators 12 auf, der parallel zu der Stromversorgung geschaltet ist. Der Impulsgenerator 12, beispielsweise ein Operationsverstärker, der als Oszillator geschaltet ist, erzeugt koinzidente positive und negative Rechteckimpulse gleicher Amplitude, die so ausgelegt und bemessen sind, daß sie als Funktion der Versorgungsspannung breitenmoduliert sind, indem sie von einer Breite null bei einem Bezugswert, der durch die maximale negative Versorgungsspannung dargestellt wird, bis zu einer maximalen Breite bei einer maximalen positiven Versorgungsspannung geändert werden. Die Folgefrequenz der Impulse von dem Impulsgenerator 12 ist so ausgelegt, daß sie höher als die Frequenz der Speisequelle bzw. die Netzfrequenz, beispielsweise 20-mal größer als die Frequenz

709852/1172 - 5 -

der Speisequelle bzw. die Netzfrequenz ist. Die positiven und negativen Ausgangsleitungen von dem Impulsgenerator 12 sind mit einer Ansteuer- bzw. Durchschalteinrichtung in Form von antiparallel geschalteten Dioden l6a bzw. l6b verbunden.

Eine zweite Anordnung in Form eines Stromwandlers 13 ist so ausgelegt, daß sie von dem Speise- bzw. Netzstrom an Motor 10 gespeist wird, und eine Ausgangsspannung schafft, die dem Netz- bzw. Speisestrom proportional ist. Die Ausgangsspannung wird durch die Dioden l6a und l6b durchgeschaltet, so daß sie bei einer Halbperiode des Ausgangsstroms die positiven Impulse von den Impulsgenerator 12 amplitudenmoduliert, während die negativen Impulse durch die Diode l6b unterdrückt werden, und daß sie bei der anderen Halbperiode den negativen Ausgang von dem Impulsgenerator 12 amplitudenmoduliert, während dann der positive Ausgang von der Diode l6a unterdrückt wird.

Der folgende impulsbreiten- und amplitudenmodulierte Ausgang wird einem Integrator l4, beispielsweise einem Kapazitätsbzw, kapazitivem Integrator, zugeführt, dessen im wesentlichen Gleichstrom-Ausgangssignal 15 die integrierte Impulsfläche des impulsbreiten- und amplitudenmodulierten Ausgangs über der Zeit darstellt. Da die vorstehend beschriebene Impulsbreiten- und Amplitudenmodulation eines Signals äquivalent der Multiplikation von Spannung und Strom ist, was in einem Wattmeter erforderlich ist, ist das Ausgangssignal 15 proportional der

709852/1172 " ⁶ "

von dem Motor 10 verbrauchten elektrischen Energie und kann dazu verwendet werden, daß Abweichungen im Energieverbrauch und dadurch die Leistung des Motors 10 erhalten werden können. Eine graphische Darstellung der vorstehend beschriebenen Verhältnisse ist in Fig. 2a bis 2e dargestellt, auf welche nunmehr Bezug genommen wird.

In Fig. 2a ist die Kurve der Speisespannungs-Wellenform und der Bezugspunkt bei einer Spannung null dargestellt. In Fig. 2b ist eine Kurve der koinzidenten positiven und negativen Rechteckimpulse von dem Impulsgenerator 12 bei einer Folgefrequenz dargestellt, die der Deutlichkeit halber zehnmal größer als die Speise- bzw. Netzfrequenz ist, wobei die Impulse proportional zu der Höhe bzw. Amplitude der Spannungs-Vellenform der Fig. 2a breitenmoduliert sind. In Fig. 2c ist die Kurve der Strom-Wellenform an dem Motor und damit die Ausgangsspannung an dem Wandler 13 dargestellt, wobei der Phasenwinkel mit "0" bezeichnet ist. In Fig. 2d ist die amplitudenmodulierte Wirkung der Ausgangsspannung des Stromwandlers auf die durchgeschalteten positiven und negativen Impulse des Impulsgenerators dargestellt, und in Fig. 2e ist die im wesentlichen eimern Gleichstrom entsprechende Ausgangs-Wellenform des Integrators 14 wiedergegeben, wobei die gestrichelte Linie den mittleren Gleichstromausgang anzeigt.

Um die Leistung bzw. das Betriebsverhalten des Motors 10 zu überwachen, kann das Ausgangssignal an einen nicht dargestellten

709852/1172

Oszillographen, ein Milliamperemeter oder ein nicht dargestelltes Aufzeichnungsinstrument, beispielsweise an einen elektromechanischen Streifenschreiber, angeschlossen werden, so daß eine sichtbare, bleibende Darstellung des Ausgangssignals als Funktion der Zeit erhalten wird.

Dei einer in Fig. 3 dargestellten Anordnung wird das Ausgangssignal 15 von dem Integrator Ik über einen Widerstand I7 an die Basis eines n-p-n-Junction- bzw. -Flächentransistors l8 angelegt, der die Helligkeit einer lichtemittierenden Diode 19 über einen Widerstand 20 steuert, der mit dem Kollektor des Transistors l8 verbunden ist, so daß Änderungen im Wert des Ausgangssignals 15 zu einer entsprechenden Änderung der Helligkeit einer Diode 19 führen.Mit einem veränderlichen Widerstand 21, über den der Emitter des Transistors l8 mit Erde verbunden ist, wird die Anfar.gshelligkeit der Diode 19 eingestellt, während der negative Anschluß einer Spannungsquelle über einen Widerstand 22 mit der Emitterschaltung verbunden ist.

Eine Anzahl Einrichtungen 10, die von einer gemeinsamen Spannungsquelle aus versorgt werden und so angeordnet sind, daß sie unter im wesentlichen denselben Belastungszuständen arbeiten, werden bezüglich ihres Energieverbrauchs überwacht, wie in Fig. k dargestellt ist. Die elektrische Versorgung der in Fig. k dargestellten Schaltung schafft den Strom für mehrere Elektromotoren 10 (von denen die Figur nur zwei zeigt) durch Parallelschaltungen 25, und ein Stromwandler I3,

709852/1172

-/«?- 272835S

ein Integrator lk und Ansteuerdioden l6a und l6b sind für jeden Motor lü vorgesehen. Der Impulsgenerator 12 ist entsprechend ausgelegt, um koinzidente positive und negative Hechteckimpulse gleicher Amplitude, welche mittels der Speisespannung breitenmoduliert sind, für die Parallelanordnung der Durchschaltdioden l6a und l6b zu schaffen, mit welchen die Stromwandler 13 verbunden sind, um den amplitudenmodulierten Eingang an dem entsprechenden Integrator Ik zu schaffen. Das integrierte Ausgangssignal 15 von jedem Integrator lk wird einer Vergleichseinrichtung 271 beispielsweise einem elektromechanischen Schreiber, zugeführt, so daß anhand der Aufzeichnungen der Ausgangssignale 15» die zusammen auf einer Karte gruppiert sind, Abweichungen in der Leistung und im Betriebsverhalten einzelner Motoren 10 festgestellt werden können.

Bei einer in Fig. 5 dargestellten Anordnung wird das Ausgangssignal 15 von jedem (nicht dargestellten) Integrator l'i eines Uberwachungssystems mittels einer lichtemittierenden Diode 19, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, in ein Lichtsignal umgewandelt, wobei eine Anzahl Dioden 19» die in Gruppen angeordnet und als Matrix in einer Vergleichseinrichtung mit einer Mehrkanal-Anzeigeeinrichtung 30 für eine direkte Beobachtung angeordnet sind, und eine Videokamera 3I vorgesehen sind, um die Matrix in einer Videoaufzeichnungseinrichtung 32 aufzunehmen.

Mit Hilfe einer Mischeinrichtung 33, welche zwischen die Video-

709852/1172

kamera Jl und die Aufzeichnungseinrichtung 32 geschaltet ist und mittels einer Einrichtung ~}k synchronisiert wird, können mehrere nicht dargestellte Überwachungssysteme gleichzeitig in einer einzigen Aufnahmeeinrichtung 32 aufgezeichnet werden. Das in der Aufnahmeeinrichtung 32 aufgezeichnete Videobild kann über einen Anzeige-Selektor bzw. -Wählschalter 35 wiedergegeben und als eine Matrix aus Lichtpunkten 37 auf einem Überwachungsschirm 3^, beispielsweise mit derselben Geschwindigkeit wie der Eingabegeschwindigkeit an der Aufzeichnungseinrichtung 32 oder mit einer höheren oder geringeren Geschwindigkeit oder als stehende Bilder angezeigt werden, um eine Möglichkeit zum Fühlen und zum detaillierten Überprüfen von vorübergehenden, kurzzeitigen Signalen nach deren Auftreten zu schaffen. Die Videosignale, die durch ausgewählte Lichtpunkte 37 auf dem Schirm 36 dargestellt werden, können mittels des Anzeige-Selektors bzw. -Wählschalters 35 in äquivalente elektrische Signale umgewandelt werden, welcher mit einem Verstärker 38 und einem Mehrkanal-Schreiber 40 oder mit einem nicht dargestellten Oszillographen verbunden ist.

Eine Auswahl der geforderten Lichtpunkte 37 wird mit Hilfe von beweglichen quadratischen Markierungselementen kl erreicht (von denen in Fig. 5 nur vier dargestellt sind), welche über ausgewählten Lichtpunkten 37 dadurch eingestellt werden, daß einfach an dem Anzeige-Selektor 35 eine horizontale Verschiebungssteuerung k2 und eine vertikale Verschiebungssteuerung 43 eingestellt wird, welche dem jeweiligen Markierungselement

709852/1172

- 10 -

272835$

Ί1 zugeordnet sind. Sobald die Markierungselemente kl über ihren jeweiligen Lichtpunkten 37 eingestellt sind, werden nur die Videosignale an diesen ausgewählten Lichtpunkten 37 in äquivalente elektrische Signale umgewandelt. Schaltungen des Anzeige-Selektors bzw. -Wählschalters 35 sind in Fig. 6a und 6b dargestellt. In Kig. 6a wird das Videosignal von der nicht dargestellten Videoaufnahmeeinrichtung 32 an einen Kondensator Cl und an die Basis eines Transistors Tl angelegt, dessen Kollektor mit einer 5^V-Quelle verbunden ist und dessen Emitter über einen Kondensator C2 mit der Basis eines Transistors T2 verbunden ist. Über Widerstände Kl und R2 ist jede Seite des Kondensators Cl mit Erdpotential verbunden, und über einen Widerstand K3 ist der Emitter 3 des Transistors Tl mit Erdpotential verbunden. Über einen Widerstand Hk ist die Basis des Transistors Tl mit der 5V-Quelle verbunden.

Der Emitter des Transistors T2 ist mit der 5V-Quelle verbunden, während der Kollektor des Transistors T2 (über einen Kondensator C2) mit dem Eingang des Schmitt-Begrenzers Sl verbunden ist, dessen Ausgang über einen Widerstand R5 mit der Basis eines Transistors T3 verbunden ist, dessen Emitter auf Erdpotential liegt und dessen Kollektor sowohl mit dem Eingang eines Schmitt-Begrenzers S2 und über einen Widerstand R6 mit der 5V-Quelle verbunden ist, während ein Kondensator C3 parallel zu dem Widerstand R6 geschaltet ist.

Die Basis eines Transistors T4 ist über einen Kondensator Ck mit einem Abgriff zwischen dem Emitter des Transistors Tl und

709852/1172

- li -

dem Kondensator C2 verbunden; der Kollektor des Transistors T4 ist mit der 5V-Quelle verbunden und sein Emitter ist über einen Kondensator C5 sowie einen Widerstand K7 mit dem Anschluß CV2 für den zusammengesetzten Videoausgang verbunden. Über Widerstände «8 und H9 ist die Basis des Transistors T^ mit der 5V-Quelle bzw. mit Erdpotential verbunden.

Eine Diode ül ist mit der Verbindung zwischen den Widerständen RIO und IiI 1 verbunden, welche zwischen die Verbindung zwischen dem Kondensator C2 und der Basis des Transistors T2 und Erdpotential geschaltet sind. Ein Widerstand K12 ist zwischen den Kollektor (Emitter) des Transistors T2 und Erdpotential geschaltet, während ein Widerstand R13 zwischen den Emitter des Transistors Tk und Erdpotential geschaltet ist.

Die Ausgänge der Schmitt-Begrenzer Sl und S2 sind mit Anschlüssen L bzw. F verbunden, welche parallel mit gleichen Schaltungen verbunden sein können, von denen eine in Fig. 6b dargestellt ist. In Fig. 6b ist der Anschluß L mit einem Zeit(takt)geber TCl und der Anschluß F mit einem Zeit(takt)geber TC2 verbunden. Der Zeitgeber TCl ist über einen Widerstand R20 und einen veränderlichen Widerstand VR21 mit einer 5V-Quelle und über Kondensatoren C20 sowie C21 mit Erdpotential verbunden. Der Ausgang von dem^Zeitgeber TCl ist über einen Kondensator C22, eine Diode D20 und einen Kondensator C23 mit der Basis eines Transistors T20 verbunden, dessen Emitter auf Erdpotential liegt. Widerstände R22 und R23 sind zwischen jede Seite der Diode D20 und Erdpotential geschaltet. Der Kollektor des

709852/1172

- 12 -

Transistors T2Ü ist mit dem Eingang eines Schmitt-Begrenzers S2Ü verbunden, dessen Ausgang mit einem Verknüpfungsglied G2U verbunden ist, dessen Ausgang zu einem weiteren Verknüpfungsglied G21 geführt ist. Der Kollektor des Transistors T20 ist über einen Widerstand K2*i auch mit der 5V-Quel Le verbunden und weist einen parallelgeschalteten Widerstand K25 auf.

Der Zeit(takt)geber TC2 ist über einen Widerstand K26 und einen veränderlichen Widerstand VH27 mit der 5V-Quelle und über Kondensatoren C2'i sowie C25 mit Erdpotential verbunden. Der Zeitgeber TC2 schafft über einen Kondensator C26, eine Diode D21 und einen Kondensator C27 einen Ausgang an der Basis eines Transistors T21, dessen Emitter auf Erdpotential liegt. Widerstände K28 und R29 sind zwischen jeder Seite der Diode D21 und Erdpotential geschaltet. Der Kollektor des Transistors T21 ist mit dem Eingang eines Schmitt-Begrenzers S21 verbunden, dessen Ausgang mit einem Verknüpfungsglied G22 verbunden ist, dessen Ausgang wiederum zu dem Verknüpfungsglied G21 geführt ist. Der Kollektor des Transistors T21 ist über einen Widerstand HJO auch mit der 5V-Quelle verbunden und weist einen parallelgeschalteten Widerstand R31 auf. Der Ausgang des Verknüpfungsglieds G21 ist mit einem Verknüpfungsglied G23 verbunden, das mit einem AnschLuß Pl verbunden ist.

In Fig. 6a ist der Anschluß Pl der Fig. 6b mit einem Abgriff an der Verbindung zwischen dem Widerstand R7 und dem Ausgangsanschluß CV2 für den zusammengesetzten Videoausgang und mit einem Analogschalter SWl verbunden, wobei mit der Verbindung

709852/1172

- 13 -

ein Widerstand Jil't in Reihe geschaltet ist. Der Analogschalter SWl ist mit einem Abgriff zwischen dem Kondensator Ct und dem Emitter des Transistors Tl verbunden. Der Analogschalter SWl schafft auch über einen Kondensator C7 einen Ausgang an der B,: si s eines Transistors Tp, dessen Emitter mit Erdpotential und dessen Kollektor mit einem Signalausgabeanschluß SOl verbunden ist. Widerstände R15 und Kl6 sind zwischen jede Seite des Kondensators C2 und Erdpotential geschaltet. Der Kollektor des Transistors T5 ist über einen Widerstand R17 mit der 5V-Quelle verbunden, und ein Widerstand RI8 und ein Kondensator C8 sind zwischen die liusis des Transistors T5 und die 5V-Quelle geschaltet, wobei eine Verbindung zwischen dem Widerstand RI8 und dem Kondensator C8 mit dem Signalausgabeanschluß SOl verbunden ist. Die Arbeitsweise des Anzeige-Selektors 35 wird nunmehr anhand des Blockschaltbilds der Fig. 7 beschrieben. Das Videosignal von der nicht dargestellten Videoaufzeichnungseinrichtung 32 wird einer am Eingang vorgesehenen Emitterfolgerschal tung 70 zugeführt, welche wiederum ein Ausgangssignal an der Emitterfolgerschaltung 71 schafft, die wiederum ein Signal an dem Überwachungsgerät 36 und an einem Analogschalter 77 schafft. Die am Eingang vorgesehene Emitterfolgerschaltung 70 schafft auch ein Signal an einer Leitungssynchronisier-Trennstufe 72 und an einer Bildsynchronisier-Trennstufe 73» wobei die Leitungssynchronisier-Trennstufe 72 parallel zu den vier horizontalen Verschiebungssteuerschaltungen 7k geschaltet ist, von denen nur eine dargestellt ist und wobei die Bildsynchronisier-Trennstufe 73 parallel zu vier vertikalen Verschiebungssteuerschaltungen 75 geschaltet ist (von denen der

709852/1172

- ik -

Deutlichkeit halber ebenfalls nur eine dargestellt ist), um die Lage der vier Markierungselemente kl (siehe Fig. 5) zu steuern.

Die Ausgange der horizontalen Verschiebungssteuerung 7k und der vertikalen Verschiebungssteuerung 75 sind mit einem Markierungsgenerator 76 verbunden, dessen Ausgang mit dem Analogschalter 77 verbunden ist, um den Schalter 77 durchzuschalten, und wird gleichzeitig zu dem Videoausgang an dem Überwachungsgerät 36 addiert, um das Markierungselement ^l zu erzeugen. Der durchgeschaltete analoge Schalter 77 schafft einen Ausgang an einem Integrator 78, welcher ein ganzes Videosignal in einem entsprechenden Markierungselement kl integriert, um einen Ausgang an dem Verstärker 38 zu schaffen, welcher mit dem Mehrkanalschreiber kO verbunden ist.

Ein vereinfachtes Raster für ein Markierungselement kl ist in Fig. 8 dargestellt und zeigt die fest vorgegebenen horizontalen und vertikalen Impulsbreiten sowie die Änderung, die durch den Betrieb der veränderlichen horizontalen bzw. vertikalen Verschiebungen der Fig. 7 erzeugt werden.

In Fig. 7 und in Fig. 5 erzeugen die horizontalen und vertikalen Verschiebungssteuerungen Impulse mit festen Impulsbreiten und werden in nicht dargestellten Verknüpfungsschaltungen koordiniert, welche nur zulassen, daß die Impulse, die die geforderte Lage des markierten Elements kl bilden, am Ausgang des Markierungegenerators 7^ vorhanden sind. Dieser Ausgang steuert dann

709852/1172

- 15 -

den analogen Schalter 77 und hellt auch die Fläche auf dem Überwachungsgerät 36 auf, um so zu zeigen, welcher Lichtpunkt 37 auszuwählen ist. Die Videoabtastung wird über drei aufeinanderfolgende Zeilen des in Fig. 8 dargestellten Rasters vorgenommen und besteht infolgedessen aus drei aufeinanderfolgenden Impulsen, deren Hohe proportional zu dem Signalpegel ist. Die drei Impulse werden in dem Integrator 78 integriert, um einen Mittelwert für die Fläche und das endgültige, integrierte Signal zu schaffen, welches ein Videoimpuls ist, der dann aufgenommen wird.

Selbstverständlich kann mittels des Anzeige-Selektors 35 ein Videosignal unmittelbar und unabhängig von der Helligkeit und dem Kontrast des nicht dargestellten Überwachungsgeräts bzw. Monitors 36 abgetastet werden.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit vier Markierungselementen kl beschrieben worden ist, kann auch eine andere Anzahl Markierungselemente ^tI verwendet werden. Andererseits kann anstelle des Anzeige-Selektors 35 die Intensität der Lichtpunkte 37 auf dem Monitor 36 mittels eines nicht dargestellten photoelektrischen Fühlers gefühlt werden, um ein elektrisches Signal, beispielsweise für einen Mehrkanal-Schreiber kO oder für einen nicht dargestellten Oszillographen, zu erhalten.

Obwohl die Erfindung als Beispiel anhand einer Überwachung von Elektromotoren beschrieben worden ist,ist sie auch zur Überwachung des elektrischen Energieverbrauchs bei anderen

709852/1172

- 16 -

Wechselstrom verbrauchenden Einrichtungen anwendbar. Ferner ist die Erfindung, in Verbindung mit einem Operationsverstärker als Impulsgenerator beschrieben worden, es können aber auch andere Impulsgeneratoren verwendet werden, beispielsweise ein Transistor, der so ausgelegt ist, daß er als Impulsgenerator arbeitet.

Obwohl eine minimale negative Spannung in dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel als Bezugspunkt verwendet worden ist, von welchem aus die Höhe der Wellenform der Versorgungsspannung nach oben gemessen worden ist, um die Verhältnisse der breiten der modulierten Impulse zu bestimmen, können auch andere Bezugspunkte verwendet werden, beispielsweise die maximale positive Versorgungsspannung oder eine Leerlaufspannung an der Kreuzungsstelle der Wellenform mit der Zeitbasis bis -nullinie.

Wenn die maximale Versorgungsspannung als Bezugspunkt verwendet wird, wird die Höhe der Wellenform von dem Bezugspunkt aus nach unten gemssen, so daß die maximale Impulsbreite bei der maximalen negativen Versorgungsspannung auftritt. Wenn andererseits die Kreuzungsstelle mit der Zeitbasis als Bezugsstelle verwendet wird, wird die Höhe der Wellenform von der Zeitbasis aus als positive oder negative Höhe gemessen, und die Impulsbreiten werden mit positiver Höhe von einer Bezugsbreite bei einer Höhe null aus größer und werden in der Breite bei negativer Höhe geringer, oder umgekehrt, entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall.

709852/1172

- 17 -

Die Erfindung kann auch bei einer umgekehrten Anordnung verwendet werden, um die elektrische Energie zu überwachen, die von einer Anzahl Einrichtungen bei Anwendungsgebieten verbraucht wird, wo der Wert des Stromes der Faktor ist, der allen Einrichtungen gemeinsam ist, und Spannungsänderungen an einzelnen Einrichtungen Unterschiede in der Leistung und im Betriebsverhalten der einzelnen Einrichtungen anzeigen und darstellen.

Ein Beispiel für eine umgekehrte Anordnung ist in Fig. 9 dargestellt; hierbei ist die in Fig. 9 dargestellte Schaltung in vieler Hinsicht der in Fig. k dargestellten Schaltung ähnlich; jedoch sind die Elektromotore 10 (von denen nur zwei dargestellt sind) nunmehr in Reihe angeordnet und ein Signal wird in Abhängigkeit von dem Laststrom von einem Stromwandler aus dem Impulsgenerator 12 zugeführt. Der Impulsgenerator 12 ist vorgesehen, um koinzidente positive und negative Impulse gleicher Amplitude, welche durch den Speisestrom impulsbreitenmoduliert sind, für die Parallelanordnung von Durchschaltdioden l6a und l6b zu schaffen. Jeder Elektromotor 10 ist mit einem Spannungswandler 50 versehen, dessen Ausgang mit einem entsprechenden Paar von Durchschaltdioden l6a und l6b verbunden ist, um einen amplitudenmodulierten Eingang an dem jeweiligen Integrator Ik zu schaffen. Dfts integrierte Ausgangssignal 15 von jedem Integrator 14 wird einer Vergleichseinrichtung 27 wie im Falle der in Fig. k dargestellten Schaltung zugeführt, damit Abweichungen in der Leistung und im Betriebsverhalten einzelner Motoren 10, die zu Abweichungen im Ausgang des je-

709852/1172

- i8 -

-<to-

weiligen Spannungswandler 50 führen, festgestellt werden können.

Pa t en t an Sprüche

709852/1172 _ ₁₉ _

Claims

- Vf- Patentansprüche

1.) Überwachungssystem für einen Betrieb mit einer Anzahl elektrischer Einrichtungen, die so angeordnet sind, daß sie von einer gemeinsamen Wechselstromversorgung aus gespeist werden und unter im wesentlichen gleichen Belastungszuständen arbeiten, gekennzeichnet durch Einrichtungen (12, 13, lO zum Überwachen der von jeder Einrichtung (10) verbrauchten Energie, um ein Ausgangssigna L zu schaffen, das der Energie proportional ist, und durch eine Vergleichseinrichtung (27, 30, 36, '*0) , an welche die Ausgangssignale anzulegen sind, damit ein Vergleich der Ausgangssignale durchgeführt und irgendein Unterschied im Energieverbrauch einer der Einrichtungen (10) bezüglich dem Verbrauch jeder der anderen Einrichtung (10) gefühlt werden kann.

2. Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vergleichseinrichtung (30, 36) vorgesehen ist, um die Ausgangssignale mit einer anderen Geschwindigkeit als der Eingabegeschwindigkeit der Ausgangssignale an der Vergleichseinrichtung (30) darzustellen.

3. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausgangssignale durch Lichtsignale geschaffen sind, die jeweils eine Helligkeit haben, die dem Wert des jeweiligen Ausgangssignals proportional ist.

709852/1172

- 20 -

ORIGINAL INSPECTED

^li. Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Überwachungseinrichtung (12, 13» l'i) eine erste Einrichtung (12) aufweist, um einen ersten Ausgang von koinzidenten, positiven und negativen Hechteckitnpulsen gleicher Amplitude mit einer Folgefrequenz zu schaffen, die höher als die Versorgungsfrequenz ist und welche entweder durch die Versorgungsspannung oder den Versorgungsstrom impulsbreitenmoduiiert sind, wobei die Impulse nach der Impulsbreitenmodulation sich in der Breite zwischen den maximalen positiven und negativen Halbperioden der Speisespannung oder des Speisestroms proportional zu der Höhe der Wellenform tier· jeweiligen Speisespannung oder des jeweiligen Speisestroms von einer Uezugsstelle auf den Wellenformen aus ändern, dc»ß die Überwachungseinrichtung eine zweite Einrichtung (13» 50) aufweist, um ein Ausgangssignal proportional zu dem Speisestrom oder der Speisespannung an der Einrichtung (IU) zu erhalten, wobei der Strom gewählt wird, wenn der erste Ausgang durch die Speisespannung impulsbreitenmoduiiert ist oder umgekehrt, daß eine positive und negative Durchschalteinrichtung (l6a, l6b) zwischen dem ersten Ausgang und d em Ausgangssignal für eine Amplitudenmodulation des ersten Ausgangs durch das Ausgangssignal sowie ein Integrator (lk) vorgesehen sind, an welchem der amplitudenmodulierte Ausgang angelegt wird, um ein integriertes Ausgangssignal zu schaffen, das der von der Einrichtung (10) verbrauchten Energie proportional ist.

709852/1172